CN106139899A - 垃圾焚烧炉的scr脱硝控制系统和方法 - Google Patents

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钟永明
陈竹
李军
何志刚
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Nantong Tianlan Environmental Protection and Energy Equipment Co Ltd
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Abstract

垃圾焚烧炉的SCR脱硝控制系统和方法，涉及烟气处理领域。系统包括控制器、SCR反应器和风量监测仪，垃圾焚烧炉排烟管路上安装有入口NOX分析仪，所述SCR反应器的进口端还安装有氨气源管路，氨气源管路上安装有气氨调节阀和气氨质量流量计，SCR反应器的出口端安装有出口NOX分析仪和氨逃逸分析仪。本发明通过动态分析计算SCR反应器出口处的氨气浓度和NOX含量，动态喷氨调节阀的喷氨量，既保证有足够的氨与 NOX 反应，以降低排放的烟气中的 NOX 的含量，又要避免过量的氨逃逸后随脱硝后的烟气一起排放到大气中，大大提高了脱硝系统的稳定，降低了系统运行成本。

Description

垃圾焚烧炉的SCR脱硝控制系统和方法
技术领域
本发明涉及烟气处理领域，具体为一种垃圾焚烧炉的SCR脱硝控制系统和方法。
背景技术
目前，垃圾焚烧发电项目越来越多，普遍采用SNCR脱硝技术（非催化还原反应）去除NOX，但效率低（最多50%）。随着环保要求提高，垃圾焚烧发电项目必须提高脱硝效率，所以需要引入SCR脱硝系统（脱硝效率可以达到90%）。
在 SCR 脱硝过程中，控制氨的注入量非常重要。氨的注入量既要保证有足够的氨与 NOX 反应，以降低排放的烟气中的 NOX 的含量，又要避免过量的氨逃逸后随脱硝后的烟气一起排放到大气中。过量的氨气逃逸不仅浪费，增加了成本，而且也有一定的危险性。因为 氨气的浓度过大会增加腐蚀，缩短 SCR 催化剂的寿命，还会污染烟尘，增加空气预热器中氨 盐的沉积，影响整个系统的性能。
发明内容
本发明的目的在于降低 SCR 烟气脱硝装置中氨气逃逸比例，提供一种垃圾焚烧炉的SCR脱硝控制系统和方法。
实现上述目的的技术方案是：垃圾焚烧炉的SCR脱硝控制系统，其特征在于：包括控制器、安装在垃圾焚烧炉排烟管路出口端的SCR反应器和用于垃圾焚烧炉一次风量监测的风量监测仪，风量监测仪安装在垃圾焚烧炉一次风进风管路上，垃圾焚烧炉排烟管路上安装有入口NOX分析仪，所述SCR反应器的进口端还安装有氨气源管路，氨气源管路上安装有气氨调节阀和气氨质量流量计，SCR反应器的出口端安装有出口NOX分析仪和氨逃逸分析仪；所述入口NOX分析仪、气氨质量流量计、风量监测仪、出口NOX分析仪和氨逃逸分析仪连接在控制器的输入端，所述气氨调节阀通过调节控制单元连接在控制器的输出端；所述控制器采用带有相互串接的主PID控制器和副调PID控制器的PLC。
进一步地，所述垃圾焚烧炉排烟管路上还串接有省煤器，所述入口NOX分析仪设置在省煤器的输入端。
垃圾焚烧炉的SCR脱硝控制方法，其特征在于，具体步骤如下：
1）根据环保要求设定出口NOX分析仪的设定值和氨逃逸分析仪的设定值；
2）分别向SCR反应器中通入氨气和烟气；
3）根据公式计算得到额定需氨量：
垃圾焚烧炉的一次风量*(入口NOX分析仪的测量值-出口NOX分析仪的设定值)*0.38；
4）根据SCR反应器出口端的氨逃逸量以及经过SCR反应器处理后的烟气中的NOX的残留量，获取额定需氨量的修正系数K，并将所述修正系数K与额定需氨量相乘，得到目标喷氨量；
5）主调PID控制器根据目标喷氨量和气氨质量流量计的测量值之间的差值，输出控制信号控制喷氨调节阀动作。
进一步地，步骤3）中修正系数K的确定：当氨逃逸分析仪的测量值小于氨逃逸分析仪的设定值时，副调PID控制器根据NOX分析仪的设定值和出口NOX分析仪的测量值之间的差值，输出修正系数K，修正系数K的范围设定为0.7-1.3；
当氨逃逸分析仪的测量值大于氨逃逸分析仪的设定值时，副调PID控制器将修正系数K设定为0.4。
本发明的有益效果：
1、本发明通过动态分析计算SCR反应器出口处的氨气浓度和NOX含量，动态喷氨调节阀的喷氨量，既保证有足够的氨与 NOX 反应，以降低排放的烟气中的 NOX 的含量，又要避免过量的氨逃逸后随脱硝后的烟气一起排放到大气中，大大提高了脱硝系统的稳定，降低了系统运行成本。
2、本发明的入口NOX分析仪设置在省煤器的输入端，与SCR反应器之间有一段距离，消除了入口NOX分析仪的滞后性。
3、本发明引入了修正系数K，避免了喷氨量波动幅度太大，保持了系统的稳定性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，垃圾焚烧炉的SCR脱硝控制系统，包括带有相互串接的主PID控制器和副调PID控制器的PLC1以及安装在垃圾焚烧炉排烟管路2出口端的SCR反应器3，垃圾焚烧炉排烟管路2上串接有省煤器4，省煤器的输入端设置有入口NOX分析仪5。
SCR反应器3的进口端还安装有氨气源管路6，氨气源管路6上安装有气氨调节阀7和气氨质量流量计8，SCR反应器的出口端安装有出口NOX分析仪9和氨逃逸分析仪10。
该SCR脱硝控制系统还包括用于垃圾焚烧炉一次风量监测的风量监测仪11，风量监测仪11安装在垃圾焚烧炉一次风进风管路上。
风量检测仪11、入口NOX分析仪5、气氨质量流量计8、出口NOX分析仪9和氨逃逸分析仪10连接在PLC1的输入端，气氨调节阀7通过调节控制单元12连接在PLC1的输出端。
上述垃圾焚烧炉的SCR脱硝控制系统的控制方法，具有如下步骤：
1）根据环保要求设定出口NOX分析仪的设定值和和氨逃逸分析仪的设定值；
2）分别向SCR反应器3中通入氨气和烟气；
3）根据公式计算得到额定需氨量：
垃圾焚烧炉的一次风量*(入口NOX分析仪的测量值-出口NOX分析仪的设定值)*0.38，其中0.38为试验获得的经验值；
4）根据SCR反应器出口端的氨逃逸量以及经过SCR反应器处理后的烟气中的NOX的残留量，获取额定需氨量的修正系数K，并将所述修正系数K与额定需氨量相乘，得到目标喷氨量；
5）主调PID控制器根据目标喷氨量和气氨质量流量计的测量值之间的差值，输出控制信号控制喷氨调节阀动作。
步骤3）中修正系数K的确定：当氨逃逸分析仪的测量值小于氨逃逸分析仪的设定值时，副调PID控制器根据NOX分析仪的设定值和出口NOX分析仪的测量值之间的差值，输出修正系数K，修正系数K的范围设定为0.7-1.3，避免因为NOX分析仪的滞后性出现过调的极端情况，避免系统大幅度波动；
当氨逃逸分析仪的测量值大于氨逃逸分析仪的设定值时，副调PID控制器将修正系数K设定为0.4，其中0.4为试验获得的经验值。

Claims (4)

1.垃圾焚烧炉的SCR脱硝控制系统，其特征在于：包括控制器、安装在垃圾焚烧炉排烟管路出口端的SCR反应器和用于垃圾焚烧炉一次风量监测的风量监测仪，风量监测仪安装在垃圾焚烧炉一次风进风管路上，垃圾焚烧炉排烟管路上安装有入口NOX分析仪，所述SCR反应器的进口端还安装有氨气源管路，氨气源管路上安装有气氨调节阀和气氨质量流量计，SCR反应器的出口端安装有出口NOX分析仪和氨逃逸分析仪；所述入口NOX分析仪、气氨质量流量计、风量监测仪、出口NOX分析仪和氨逃逸分析仪连接在控制器的输入端，所述气氨调节阀通过调节控制单元连接在控制器的输出端；所述控制器采用带有相互串接的主PID控制器和副调PID控制器的PLC。
2.根据权利要求1所述的垃圾焚烧炉的SCR脱硝控制系统，其特征在于：所述垃圾焚烧炉排烟管路上还串接有省煤器，所述入口NOX分析仪设置在省煤器的输入端。
3.根据权利要求1所述的垃圾焚烧炉的SCR脱硝控制方法，其特征在于，具体步骤如下：
1）根据环保要求设定出口NOX分析仪的设定值和氨逃逸分析仪的设定值；
2）分别向SCR反应器中通入氨气和烟气；
3）根据公式计算得到额定需氨量：
垃圾焚烧炉的一次风量*(入口NOX分析仪的测量值-出口NOX分析仪的设定值)*0.38；
4）根据SCR反应器出口端的氨逃逸量以及经过SCR反应器处理后的烟气中的NOX的残留量，获取额定需氨量的修正系数K，并将所述修正系数K与额定需氨量相乘，得到目标喷氨量；
5）主调PID控制器根据目标喷氨量和气氨质量流量计的测量值之间的差值，输出控制信号控制喷氨调节阀动作。
4.根据权利要求3所述的一种垃圾焚烧炉的SCR脱硝控制方法，其特征在于，步骤3）中修正系数K的确定：当氨逃逸分析仪的测量值小于氨逃逸分析仪的设定值时，副调PID控制器根据NOX分析仪的设定值和出口NOX分析仪的测量值之间的差值，输出修正系数K，修正系数K的范围设定为0.7-1.3；
当氨逃逸分析仪的测量值大于氨逃逸分析仪的设定值时，副调PID控制器将修正系数K设定为0.4。
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