CN105920997B - 一种燃尽风与sncr耦合的燃煤锅炉脱硝系统及方法 - Google Patents

一种燃尽风与sncr耦合的燃煤锅炉脱硝系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于燃煤锅炉脱硝领域,并公开了一种燃尽风与SNCR耦合的燃煤锅炉脱硝系统及方法,该系统包括SNCR、燃尽风和DCS控制分系统,SNCR分系统包括喷枪、热电偶、电动调节阀和电子流量计,该喷枪共设置有三层,热电偶设于炉膛内,其布置高度与三层喷枪的布置高度对应;燃尽风分系统共设有两层,每层包括燃尽风风管、电动调节门和测速器;DCS控制分系统用于接收各个分系统发送的数据,并根据数据调节各个分系统。所述方法利用上述系统进行脱硝处理。本发明可实现温度窗口宽范围调节和脱氮效率最高化,降低了还原剂使用量,提高锅炉运行的安全性和经济性。

Description

一种燃尽风与SNCR耦合的燃煤锅炉脱硝系统及方法
技术领域
本发明属于燃煤锅炉脱硝领域,更具体地,涉及一种燃尽风与SNCR耦合的燃煤锅炉脱硝系统及方法。
背景技术
目前,中国有67%的电能来自于燃煤发电锅炉,而33%的电能来自新能源,其中包括水能、太阳能、风能和核能。由于中国是煤矿大国,煤炭资源储量丰富且价格相对低廉,未来几十年燃煤发电在电力行业仍占据主导地位。然而,煤粉燃烧将会产生粉尘、二氧化硫、氮氧化物和汞等污染,燃煤锅炉产生的NOx主要是NO,而NO在空气中将被氧化形成NO2,NO2不仅会形成酸雨,而且会造成光化学烟雾,导致城市雾霾,严重危害人类身体健康。
通过燃煤锅炉脱氮技术可有效降低燃煤锅炉烟气中的NOx,燃煤锅炉脱氮技术主要有空气分级低NOx燃烧技术和SNCR、SCR脱硝技术,通过对现有锅炉进行空气分级低NOx改造或SNCR改造以降低燃煤锅炉NOx的排放量。然而,进一步研究表明,现有锅炉经过空气分级低NOx改造或SNCR改造后仍然存在以下问题:在实际运行中由于燃用煤质和锅炉的负荷变动,常出现锅炉SNCR喷射点的温度偏离窗口温度,导致还原剂用量增加、锅炉排放的氮氧化物升高、氨逃逸超标等问题;锅炉的热态调整也只是提供锅炉在燃用设计煤种和额定负荷下的风门开度、喷氨量以及喷氨位置参数,无法与快速变动的锅炉工况相适应;由于锅炉热态调整需要专业人员和特定仪器,锅炉热态调整费用相对较高,厂方不能长期聘请专业人员进行时热态调整实验;此外,锅炉内部温度场的分布主要受炉膛内燃烧工况的影响,单纯改变还原剂喷射点位置并不能改变炉膛出口温度,只能被动适应变化的炉膛温度分布,调节能力较低。
总之,上述这些问题都严重影响到锅炉的脱硝效率、锅炉最终的NOx排放量和锅炉的运行的经济性。因此,急需设计一种脱硝装置及方法,以提高脱硝效率,降低NOx的排放量,提高锅炉运行的经济性。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求,本发明提供了一种燃尽风与SNCR耦合的燃煤锅炉脱硝系统及方法,其将燃尽风系统与选择性非催化还原系统结合起来,根据炉膛出口烟温、锅炉负荷、出口氧量和氮氧化物浓度等多个参数,同时调节锅炉的燃尽风风速、风量与SNCR投运层数、喷射量,实现温度窗口宽范围调节和脱氮效率最高化,降低还原剂使用量,提高锅炉运行的安全性和经济性。
为实现上述目的,按照本发明的一个方面,提出了一种燃尽风与SNCR耦合的燃煤锅炉脱硝系统,该系统包括SNCR分系统、燃尽风分系统和DCS控制分系统,其中:
所述SNCR分系统包括喷枪、热电偶、电动调节阀和电子流量计,该喷枪沿燃煤锅炉炉膛的高度方向设置,共设置有三层,其中,中层喷枪与燃煤锅炉的折焰角等高设置,所述热电偶设于炉膛内,其用于测量每层喷枪出口处的温度并将温度发送给DCS控制分系统,其同样设置有三层,该三层热电偶的布置高度与所述三层喷枪的布置高度对应;所述电动调节阀和电子流量计分别用于调节喷枪的开度和测量喷枪的流量,并将开度信号及流量数据发送给DCS控制分系统;
所述燃尽风分系统设于燃煤锅炉炉膛的上部,其共设有两层,每层均包括燃尽风风管、电动调节门和测速器,该燃尽风风管用于为炉膛提供燃尽风,该电动调节门用于调节燃尽风风管的开度,并将开度信号发送给DCS控制分系统,该测速器用于测量燃尽风风管的风速,并将风速发送给DCS控制分系统;所述燃煤锅炉炉膛的出口处还设置有氧量监测装置和氮氧化物监测装置,该氧量监测装置和氮氧化物监测装置分别用于监测锅炉出口处的氧含量和氮氧化物含量,并将氧含量和氮氧化物含量数据发送给DCS控制分系统;所述DCS控制分系统用于接收所述SNCR分系统、燃尽风分系统以及氧量监测装置和氮氧化物监测装置发送的数据,并根据数据调节SNCR分系统中喷枪的开启层数及开启大小,以及燃尽风分系统中燃尽风风管的开启层数及开启大小。
作为进一步优选的,所述喷枪安装在炉膛的前墙和两侧墙,每层喷枪共设有6-9只喷枪,上层喷枪距离折焰角上方的1.5-2.0m处,下层喷枪距离折焰角下方的1.5~2.0m处。
作为进一步优选的,每层热电偶设置有3-6只热电偶。
按照本发明的另一方面,提供了一种燃尽风与SNCR耦合的燃煤锅炉脱硝方法,该方法包括如下步骤:
1)获取锅炉负荷以及炉膛出口处烟气中的氧含量和NO含量,根据所述锅炉负荷、氧含量和NO含量计算获得NOx量;
2)打开电动调节门调节燃尽风风管的开度,获得所需的燃尽风风速和风量;
3)利用热电偶获取喷枪出口处的温度,根据所述温度调整燃尽风风管的开启层数及大小以及喷枪的开启层数,并根据所述NOx量获取喷枪中还原剂的喷射量,以此方式,完成燃煤锅炉烟气的脱硝处理。
作为进一步优选的,所述步骤3)中根据所述温度调整燃尽风风管的开启层数及大小具体为:
将锅炉炉膛区域布置的三层热电偶显示的温度与窗口温度的温度区间进行比对,当有两层及以上热电偶温度超过窗口温度的温度区间的上限,则将燃尽风由上层切换为下层,并且通过减小燃尽风风门开度降低燃尽风风速;当有两层及以上热电偶温度均低于窗口温度的温度区间的下限,则将燃尽风由下层切换为上层,同时提高燃尽风风速;当为其他情况时,则不调节。
作为进一步优选的,所述步骤3)中根据所述温度选择喷枪的开启层数具体为:
将锅炉炉膛区域布置的三层热电偶显示的温度与窗口温度的温度区间进行比对,当三层热电偶温度都处于所述温度区间的范围内,则投运中层与下层喷枪;当有两层热电偶温度处于窗口温度的温度区间内,则投运处于温度区间内的两层喷枪;当两层或三层热电偶温度均高于温度区间的上限时,则根据锅炉负荷及排烟氧量调整燃尽风的风量,降低炉膛出口整体温度,再重新根据喷枪处的温度确定合适的还原剂喷射点;当两层或三层热电偶温度均低于温度区间的下限时,关闭下层燃尽风投运上层燃尽风,提高炉膛出口整体温度,再重新根据喷枪处的温度确定合适的还原剂喷射点;当为其他情况时,则不调节。
总体而言,通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比,主要具备以下的技术优点:
1.本发明将燃尽风系统与SNCR系统耦合在一起,改变了传统SNCR被动适应锅炉现有温度分布的状况,当炉膛出口温度不在SNCR窗口温度范围内时,可以通过调整燃尽风改变炉膛出口的烟温使其在SNCR窗口温度范围内,本方法可极大地拓宽SNCR对锅炉负荷及煤种的适应性。
2.本发明通过布置在炉膛出口的三层热电偶测点,可以得到更精确的炉膛出口温度场分布,为还原剂喷射点提供更精确的指导,有利于提高还原剂脱氮效率,减少还原剂使用量,提高经济性。
3.本发明在炉膛折焰角区域上下布置三层喷枪,每只喷枪根据温度单点控制,保证锅炉在低负荷与超负荷运行工况下具有较高的脱硝效率。
4.本发明的炉膛出口三层热电偶温度信号与燃尽风风速信号接入DCS系统,方便调试人员在热态调试后将锅炉燃尽风参数与喷枪投运参数输入数据库,便于锅炉在不同负荷下根据热态实验结果自动调整;本发明跟DCS系统结合在一起,实现自动检测喷射点窗口温度,自动调整SOFA系统和SNCR系统,达到最佳脱氮效果,减少运行人员的工作量。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种燃尽风与SNCR耦合的燃煤锅炉脱硝系统;
图2是燃尽风与SNCR耦合脱硝的控制流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。此外,下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图1所示,本发明实施例提供的一种燃尽风与SNCR耦合的燃煤锅炉脱硝系统,该系统主要包括SNCR(选择性非催化还原法)分系统、燃尽风分系统和DCS控制(集散控制)分系统,其将燃尽风系统与SNCR系统结合起来,并DCS控制分系统实现燃尽风系统与SNCR系统的实时控制与条件,根据炉膛出口烟温、排烟氧量、锅炉负荷、氮氧化物浓度等参数,同时调节锅炉的燃尽风与SNCR实现温度窗口宽范围调节和脱氮效率最高化,降低还原剂使用量,提高经济效益。
其中,SNCR分系统设于燃尽风风层的上部,两者间隔具有一定的距离,根据锅炉的形状及容量进行确定,本发明对此间距不进行限制。该SNCR分系统主要包括喷枪1、热电偶10、电动调节阀2和电子流量计4,该喷枪1用于喷射还原剂,还原剂具体为氨或尿素,其沿燃煤锅炉炉膛的高度方向设置,共设置有三层,形成三层SNCR喷射点,所述喷枪安装在炉膛的前墙和两侧墙(后墙由于折焰角的原因不方便布置),其中,中层喷枪与燃煤锅炉的折焰角D等高设置,上层喷枪距离折焰角上方的1.5-2.0m处,下层喷枪距离折焰角下方的1.5~2.0m处。每层喷枪的数量根据锅炉的容量及NOx排放量具体情况确定,根据锅炉尺寸的不同而相应的布置6-9只喷枪,每一只喷枪均有安装独立的电动调节阀和电子流量计,方便对喷枪进行在线调整。
热电偶10设于炉膛内,其同样设置有三层,该三层热电偶的布置高度与所述三层喷枪的布置高度对应,以用于测量每层喷枪出口处的温度并将温度发送给DCS控制分系统,即每层热电偶用于测量每层SNCR喷射点的温度信号,为调整喷枪提供温度依据。具体的,每层视锅炉尺寸情况不同装3-6只热电偶。所述电动调节阀2和电子流量计4设于喷枪的连接管路3上,所述电动调节阀2用于调节喷枪喷射点的开度,并将开度信号发送给DCS控制分系统;所述电子流量计4用于测量喷枪的流量(即还原剂的喷射量,具体为喷氨量),并将流量数据发送给DCS控制分系统。
燃尽风分系统设于燃煤锅炉炉膛的上部,其共设有两层,每层均包括燃尽风风管6、电动调节门5和测速器7,该燃尽风风管6用于为炉膛提供燃尽风,该电动调节门5用于调节燃尽风风管的开度,并将开度信号发送给DCS控制分系统,该测速器7用于测量燃尽风风管中的风速,并将风速发送给DCS控制分系统。
燃煤锅炉炉膛的出口处还设置有氧量监测装置8和氮氧化物监测装置9,该氧量监测装置8用于监测锅炉出口处的氧含量,氮氧化物监测装置9用于监测锅炉出口处烟气中的NO的含量,并将氧含量和NO含量数据发送给DCS控制分系统。
DCS控制分系统用于接收所述SNCR分系统、燃尽风分系统以及氧量监测装置8和氮氧化物监测装置9发送的数据,并根据数据调节SNCR分系统中喷枪的开启层数及开启大小,以及燃尽风分系统中燃尽风风管的开启层数及开启大小。
下面对本发明的燃尽风与SNCR耦合的燃煤锅炉脱硝系统的具体使用过程进行详细的描述。
使用时,具体包括如下步骤:
1)通过氧量监测装置8和氮氧化物监测装置9获取炉膛出口处烟气中的氧含量和NO含量,由锅炉内原先内置的蒸汽流量计检测获得锅炉负荷,根据氧含量、NO含量以及锅炉负荷计算获得NOx含量。
具体采用如下公式计算:
烟气中NOx的浓度(干基、标态、6%O2)计算方法为:
式中:NOx(mg/m3)为标准状态,6%氧量、干烟气下NOx浓度,mg/m3
NO(μL/L)为实测干烟气中NO体积含量,μL/L;
O2为实测干烟气中氧含量,%。
本文中提到的NOx均指修正到标态、干基、6%O2时的浓度,从上述公式看出,影响NOx排放量的两个重要参数是炉膛出口氧量与烟气中的NO,即整个系统的运行是从炉膛出口氧量信号与烟气中的NO信号传递至DCS系统开始,测出锅炉相应负荷下的NOx,通过锅炉负荷得到总烟气量,进而算出总NOx量。
2)在相应的NOx条件下,打开电动调节门调节燃尽风风管的开度(视情况开上下层,具体情况由锅炉调试结果给出),获得所需的燃尽风风速和风量,以达到最佳的空气分级条件,保证进入脱销区的NOx浓度在接受范围内以及SNCR区域温度合适。
3)利用热电偶获取SNCR喷射点的温度(即喷枪出口处的温度),根据所述温度调整燃尽风风管的开启层数及大小以及喷枪的开启层数(即选择还原剂喷射点),并根据所得到的NOx量计算喷枪的喷射量(即还原剂喷射量),以此方式,完成燃煤锅炉烟气的脱硝处理。
具体的,步骤3)中根据所述温度调整燃尽风风管的开启层数及大小具体为:
当锅炉负荷升高或降低或者煤质变化引起炉膛出口处的烟温升高或烟温降低时,DCS系统将炉膛区域布置的三层热电偶显示的温度(每层热电偶显示的温度等于该层所有热电偶温度的平均值,下同)与窗口温度的温度区间(指还原剂的最佳还原效果温度区间,选定还原剂后,即可确定该温度区间)进行比对,如果该层热电偶对应的喷射点的温度高于窗口温度上限或低于窗口温度下限,则将该层喷枪关闭。当有两层及以上热电偶温度超过窗口温度上限,则将燃尽风上层切换为下层,并且通过减小燃尽风风门开度降低燃尽风风速(降低燃烧中心),上层只保留20%的燃尽风风门开度用以冷却喷口,下层在合适开度(燃尽风风量占二次风总风量的18%左右,具体情况由锅炉热态调试确定)适当降低5%左右,视具体情况还可以由运行人员进一步手动操作以达到更好的结果。当有两层及以上热电偶温度均低于窗口温度下限(此时炉膛整体温度偏低,不适合还原剂的充分利用,所以通过调节燃尽风的方法适当增加炉膛整体温度),则将燃尽风由下层切换为上层,同时提高燃尽风风速(使火焰中心上移),下层只保留20%的燃尽风风门开度用以冷却喷口,上层在合适开度(燃尽风风量占二次风总风量的18%左右,具体情况由锅炉热态调试确定)适当升高5%左右,视具体情况还可以由运行人员进一步手动操作以达到更好的结果。炉膛燃尽风的调节只在炉膛喷枪处温度范围和窗口温度有较大差距时调节,其他情况属于正常运行状态,不进行调节。
调节燃尽风上下层开度和风速大小可以更好的实现空气分级,除此之外还能调节炉膛火焰中心,开上层燃尽风的情况下炉膛火焰中心会比开下层燃尽风高一些,相应的炉膛上部温度会整体的高一些。所以,更换上下层燃尽风会使SNCR部温度有整体性的变化,开上层燃尽风SNCR区域温度会整体高一些,反之低一些。
步骤3)中根据所述温度选择喷枪的开启层数(即选择还原剂喷射点)具体为:
当锅炉的煤质发生变化或者锅炉的负荷变化时,引起SNCR喷射点温度变化,喷射点处的高温热电偶将温度信号传递给DCS系统,DCS将各层热电偶的温度与窗口温度的温度区间进行比较判断最佳喷射点。具体为:
当三层喷射点温度(均为每一层多个热电偶的平均温度,下文同,不再赘述)(即与喷射点位置对应的热电偶层)都处于窗口温度范围内,则优先投运中层与下层喷枪,喷射比例1:1,喷氨量根据锅炉负荷和排放的NOx值确定喷射总量,具体计算过程参见下文的还原剂计算方法,通过DCS控制系统确定准确的喷按量。当锅炉负荷增加,排放的NOx不可避免的增加,此时需要增加喷氨量,反之减少;当锅炉负荷不变的情况下,NOx增加的话,同时调节燃尽风量加深空气分级和增加喷氨量,综合两种方法降低NOx,反之减少喷氨量,节约经济成本,降低污染。当三层喷枪中只有两层处于窗口温度的温度区间,此时投运处于温度区间的两层喷枪,两层喷枪喷射还原剂的喷射比例1:1,优先投运下层喷枪,这样可以尽可能的增加还原区的距离,更利于NOx的还原。
当三层或两层喷射点温度均高于温度窗口温度上限值时,没有合适的投运喷枪,此时根据锅炉负荷及排烟氧量调整燃尽风开度和风量,使火焰中心下移,造成炉膛出口烟温的整体性下降,这时重新根据喷枪处温度确定合适喷氨点,具体调节方法同上。当三层或两层喷射点温度均低于窗口温度下限时,DCS发出信号关闭下层燃尽风投运上层燃尽风,使燃烧中心上移,造成炉膛出口烟温的整体性上升,这时重新根据喷枪处温度确定合适喷氨点,具体调节方法同上。其他情况属于正常运行状态,不进行调节。
图2给出了燃尽风与SNCR耦合脱硝的控制流程图。如图2所示,锅炉将温度信号(喷枪处)、排烟氧量信号、NOx浓度值信号、锅炉负荷信号(锅炉负荷就是指单位时间产生蒸汽的能力,由锅炉内原先内置的蒸汽流量计检测)传递至DCS系统,DCS将喷枪处的温度信号与窗口温度区间进行比较,当炉膛喷枪附近的温度和还原剂的窗口温度区间重合时,确定炉膛的这一合适位置为喷氨点,根据锅炉负荷、排烟氧量和NOx浓度值计算SNCR喷氨量。
喷氨量计算公式如下:
主要反应表达式:
4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O;
4NH3+2NO2+O2→3N2+6H2O;
6NH3+6NO2→7N2+12H2O;
4NH3+6NO→5N2+6H2O;
设烟气中主要含有的NOx是NO和NO2,其中NO占a%,NO2占b%,a%+b%=1,a和b可实际测得,则:
XNO=XNox×a%;
XNO2=XNox×b%;
W=k((MNH3×Vo×XNO)/MNO+(2MNH3×Vo×XNO2)/MNO2);
式中:
XNox-烟气中的NOx含量(mg/Nm3,实际测得),XNO-烟气中的No含量(mg/Nm3,计算获得),XNO2-烟气中的No2含量(mg/Nm3,计算获得);
Vo-总烟气量(实际测得);
k为理论NH3/NOX比,η为脱硝率(实际测得),γ为氨的逃逸率(实际测得);
MNH3-NH3的质量分数(已知),MNO2-NO2的质量分数(已知),MNO-NO的质量分数(已知);
M-理论氨水用量kg/h,W-理论氨用量,-氨水质量分数。
本发明中的氨水的浓度控制在8%-12%范围内,氨水的浓度可以根据锅炉自身的情况、煤质,考虑经济型由设计者给出参考值,对此项数值不进行限制。
此外,锅炉运行有一个正常的氧量范围,当锅炉负荷变化时,排烟氧量会相应的变化,当氧量超过正常范围时,通过增加或降低二次风量将氧量调节回正常水平。氧量监测装置8对上述各工况进行氧量监测,若排烟氧量不在2.5%-6%(具体的氧量范围需要锅炉热态试验给出,在此,对于氧量不进行限制,只做举例说明),DCS氧量监测装置会自动发出警报,提醒运行人员根据当前的工况进行相应的氧量控制。
以下为本发明的具体实施例。
某电厂220t/h锅炉通过低氮改造后,安装了SNCR,增加了燃尽风,使用本专利的方法进行低氮氧化物控制,使用的煤的具体参数如表1所示:
表1
锅炉燃烧试验调整时用本专利方法对锅炉进行调节,锅炉将喷枪处的温度信号、排烟氧量信号、NOx浓度值信号、锅炉负荷信号传递至DCS系统,DCS系统将喷枪处的温度信号与还原剂(氨或尿素,试验电厂由于运输的原因采用的尿素)的最佳还原温度区间进行比较,当还原剂的最佳合适温度区间和炉膛的某一温度区间重合,确定炉膛的这一合适位置为喷氨点,并根据上文所述的方法同时调节燃尽风。
试验结果:
若排烟氧量不在2.5%-6%区间内,DCS氧量监测装置会自动发出警报,提醒运行人员根据当前的工况进行相应的氧量控制。氨水的浓度控制在8%-12%范围内。氨水喷射量按照上文所述方法进行投射,三层喷枪温度均高于或均低于温度窗口温度上下限值时,此时据锅炉负荷及排烟氧量调整燃尽风风量,切换上下层或适度开关燃尽风电动门。当有两层喷射点处于窗口温度时,优先投运下层喷枪,这样可以尽可能的增加还原区的距离,更利于NOx的还原。
调节结果显示,本发明系统能够很好的调节锅炉的SNCR系统和燃尽风系统的耦合度,使得锅炉的NOx排放一直保持在合适的水平,锅炉的运行状态也很稳定,各项指标在正常范围内,并且本系统省去了运行人员繁琐的调解工作。由于精确地投运还原剂,本方法避免了还原剂的浪费,不仅缓解了空预器堵塞的情况,还节省了大量运行费用。
本领域的技术人员容易理解,以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种燃尽风与SNCR耦合的燃煤锅炉脱硝系统,其特征在于,该系统包括SNCR分系统、燃尽风分系统和DCS控制分系统,其中:
所述SNCR分系统包括喷枪(1)、热电偶(10)、电动调节阀(2)和电子流量计(4),该喷枪(1)设于燃煤锅炉炉膛上方的侧面,并沿燃煤锅炉炉膛的高度方向设置,共设置有三层,其中,中层喷枪与燃煤锅炉的折焰角等高设置,所述热电偶(10)设于炉膛内,其用于测量每层喷枪出口处的温度并将温度发送给DCS控制分系统,其同样设置有三层,该三层热电偶的布置高度与所述三层喷枪的布置高度对应;所述电动调节阀(2)和电子流量计(4)分别用于调节喷枪的开度和测量喷枪的流量,并将开度信号及流量数据发送给DCS控制分系统;
所述燃尽风分系统设于燃煤锅炉炉膛的上部,其共设有两层,每层均包括燃尽风风管(6)、电动调节门(5)和测速器(7),该燃尽风风管(6)用于为炉膛提供燃尽风,该电动调节门(5)用于调节燃尽风风管的开度,并将开度信号发送给DCS控制分系统,该测速器(7)用于测量燃尽风风管的风速,并将风速发送给DCS控制分系统;所述燃煤锅炉炉膛的出口处还设置有氧量监测装置(8)和氮氧化物监测装置(9),该氧量监测装置(8)和氮氧化物监测装置(9)分别用于监测锅炉出口处的氧含量和氮氧化物含量,并将氧含量和氮氧化物含量数据发送给DCS控制分系统;
所述DCS控制分系统用于接收所述SNCR分系统、燃尽风分系统以及氧量监测装置和氮氧化物监测装置发送的数据,并根据数据调节SNCR分系统中喷枪的开启层数及开启大小,以及燃尽风分系统中燃尽风风管的开启层数及开启大小;其中,DCS控制分系统将锅炉炉膛区域布置的三层热电偶显示的温度与还原剂的窗口温度的温度区间进行比对,当有两层及以上热电偶温度超过窗口温度的温度区间的上限,将燃尽风由上层切换为下层,并且通过减小燃尽风风门开度降低燃尽风风速;当有两层及以上热电偶温度均低于窗口温度的温度区间的下限,则将燃尽风由下层切换为上层,同时提高燃尽风风速;当为其他情况时,则不调节;DCS控制分系统将锅炉炉膛区域布置的三层热电偶显示的温度与窗口温度的温度区间进行比对,当三层热电偶温度都处于所述温度区间的范围内,则投运中层与下层喷枪;当有两层热电偶温度处于窗口温度的温度区间内,则投运处于温度区间内的两层喷枪;当两层或三层热电偶温度均高于温度区间的上限时,则根据锅炉负荷及排烟氧量调整燃尽风的风量,降低炉膛出口整体温度,再重新根据喷枪处的温度确定还原剂喷射点;当两层或三层热电偶温度均低于温度区间的下限时,关闭下层燃尽风投运上层燃尽风,提高炉膛出口整体温度,再重新根据喷枪处的温度确定还原剂喷射点;当为其他情况时,则不调节。
2.如权利要求1所述的燃尽风与SNCR耦合的燃煤锅炉脱硝系统,其特征在于,所述喷枪安装在炉膛的前墙和两侧墙,每层喷枪共设有6-9只喷枪,上层喷枪距离折焰角上方的1.5-2.0m处,下层喷枪距离折焰角下方的1.5~2.0m处。
3.如权利要求2所述的燃尽风与SNCR耦合的燃煤锅炉脱硝系统,其特征在于,每层热电偶设置有3-6只热电偶。
4.一种燃尽风与SNCR耦合的燃煤锅炉脱硝方法,其特征在于,该方法包括如下步骤:
1)获取锅炉负荷以及炉膛出口处烟气中的氧含量和NO含量,根据所述氧含量、NO含量和锅炉负荷计算获得烟气中的NOx量;
2)打开电动调节门调节燃尽风风管的开度,获得所需的燃尽风风速和风量;
3)利用热电偶获取喷枪出口处的温度,根据所述温度调整燃尽风风管的开启层数及大小以及喷枪的开启层数,并根据所述NOx量获取喷枪中的还原剂的喷射量,以此方式,完成燃煤锅炉烟气的脱硝处理;
所述根据所述温度调整燃尽风风管的开启层数及大小具体为:将锅炉炉膛区域布置的三层热电偶显示的温度与窗口温度的温度区间进行比对,当有两层及以上热电偶温度超过窗口温度的温度区间的上限,则将燃尽风由上层切换为下层,并且通过减小燃尽风风门开度降低燃尽风风速;当有两层及以上热电偶温度均低于窗口温度的温度区间的下限,则将燃尽风由下层切换为上层,同时提高燃尽风风速;当为其他情况时,则不调节;
所述根据所述温度调整喷枪的开启层数具体为:将锅炉炉膛区域布置的三层热电偶显示的温度与窗口温度的温度区间进行比对,当三层热电偶温度都处于所述温度区间的范围内,则投运中层与下层喷枪;当有两层热电偶温度处于窗口温度的温度区间内,则投运处于温度区间内的两层喷枪;当两层或三层热电偶温度均高于温度区间的上限时,则根据锅炉负荷及排烟氧量调整燃尽风的风量,降低炉膛出口整体温度,再重新根据喷枪处的温度确定合适的还原剂喷射点;当两层或三层热电偶温度均低于温度区间的下限时,关闭下层燃尽风投运上层燃尽风,提高炉膛出口整体温度,再重新根据喷枪处的温度确定合适的还原剂喷射点;当为其他情况时,则不调节。
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