CN107890770A - Sncr声波测温分区喷射系统 - Google Patents
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Abstract
一种SNCR声波测温喷射系统，包括声波测温单元、数据处理评估单元、SNCR储存单元、SNCR输送单元、SNCR喷射单元、SNCR控制单元；通过声波测温的方式测量出整个炉膛截面的温度，将炉膛该截面分区，测量所得的每个分区的平均温度反馈至控制单元，用以控制SNCR系统喷枪的插入、退出，以自控的方式保证氨水（或尿素）在温度最适宜的位置喷入锅炉内。喷枪在锅炉上的布置分3层，从高到低布置，通过声波测温给出的信号选择3层喷枪中温度最合适的喷枪喷射氨水（或尿素）。本发明具有降低SNCR系统运行的还原剂用量、提高脱硝效率、减少氨逃逸等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于垃圾焚烧发电厂烟气脱硝的SNCR声波测温分区喷射系统。
背景技术
垃圾焚烧能够最大限度地实现垃圾的减量化、无害化、资源化，但焚烧不可避免会带来二次污染，在垃圾焚烧所产生的烟气中含有大量对环境有害的物质，其中减少氮氧化物的排放是一个迫在眉睫的问题，但是传统的SNCR脱硝系统受限于垃圾焚烧工况的变化无法保证还原剂始终在最适宜的温度区间喷入炉膛，所以传统的SNCR系统的脱硝效率一般在30~50%之间，无法满足不断提高的环保要求。
随着环保要求的提高，传统的SNCR技术无法满足NOx超低排放的要求，需要引进SCR技术，使用SNCR+SCR的组合工艺才能实现NOx的超低排放，SCR技术需使用低温型催化剂，低温催化剂价格高昂且为消耗品。
SNCR脱硝工艺所要求的反应温度区间小，垃圾焚烧工况的不稳定性导致喷射还原剂的位置经常不在反应温度区间内，不在反应温度区间内所喷射的还原剂最终会成为氨逃逸。
在垃圾焚烧发电厂锅炉燃烧时，锅炉炉膛截面的温度为不均匀分布，传统使用热电偶方式测量的温度数据无法真实反应炉膛温度。
发明内容
本发明的目的是为了在目前垃圾焚烧中烟气排放指标越来越严格的情况下，进一步改进SNCR系统，将SNCR脱硝效率由30~50%提高至75~85%，将氨逃逸至10mg/Nm3降至5mg/Nm3。
本发明是通过以下技术方案实现的：
SNCR声波测温分区喷射系统，是用于垃圾焚烧发电厂烟气脱硝的SNCR声波测温分区喷射系统，包括声波测温单元、数据处理评估单元、SNCR储存单元、SNCR输送单元、SNCR喷射单元和SNCR控制单元；其中所述的声波测温单元由若干个声波收发器组成，声波收发器设置在锅炉炉膛内，其数量及布置以实际测量范围覆盖整个炉膛截面为考虑；所述数据处理评估单元通过软件计算处理声波测温单元给出的声波数据，得出炉膛截面温度分布的二维图，并将炉膛截面温度以分区的形式反馈至SNCR控制单元；SNCR控制单元接收数据评估单元给出的温度数据，由温度信号连锁控制SNCR喷射单元的喷枪，在温度适宜的炉膛位置插入喷枪，在温度不适宜的炉膛位置退出喷枪；SNCR储存单元用以储存SNCR系统运行所需的还原剂，所述的还原剂为氨水或尿素；SNCR输送单元由氨水输送泵、氨水稀释泵、流量计及调节阀等组成，用以将SNCR储存单元储存的还原剂输送至SNCR喷射单元，经SNCR喷射单元喷入锅炉炉膛。
SNCR脱硝系统使用的还原剂一般分为尿素和氨水，由于这两种还原剂反应温度区间有所不同，则根据温度区分开来：
1、使用尿素作为还原剂：还原剂反应的温度范围为900~1050℃，当温度过低＜900℃时，NH3反应不完全，造成氨逃逸增加，此时喷枪退出停止喷氨水；当温度过高＞1050℃时，NH3被氧化为NO从而重新生成NOx，此时喷枪退出停止喷氨水；当温度在900~1050℃时，NH3充分反应，氨逃逸低，且无热力型NOx生成，此时喷枪插入开始喷氨水。
2、同理，使用氨水作为还原剂：还原剂反应的温度范围为850~950℃，当温度过低＜850℃时，喷枪退出停止喷氨水；当温度过高＞950℃时，喷枪退出停止喷氨水；当温度在850~950℃时，喷枪插入开始喷氨水。
本发明的有益效果
1、将SNCR脱硝效率由30~50%提高至75~85%；
2、将氨逃逸由10mg/Nm3降至5mg/Nm3；
3、减少还原剂用量；
4、以单支喷枪为控制单位，满足垃圾焚烧炉膛温度分布不均匀的情况。
附图说明
图1、SNCR声波测温分区喷射系统原理图。
图2、声波测温单元布置图和SNCR喷射单元布置示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的内容做进一步的说明：
如图所示为SNCR声波测温分区喷射系统原理图，该系统由以下单元组成：1、声波测温单元；2、数据处理评估单元；3、SNCR储存单元；4、SNCR输送单元；5、SNCR喷射单元；6、SNCR控制单元。
首先通过在锅炉上设置的声波测温单元1测量锅炉一个截面的温度，然后将该截面分成若干个测温区域，达到单支SNCR喷枪对应一个测温区域；通过数据处理评估单元2计算每个测温区域并给出一个温度的均值，该值代表这个测温区域对应的喷枪喷射还原剂时的炉膛温度；SNCR储存单元3接收并储存氨水（或尿素）；SNCR输送单元4将SNCR储存单元3的氨水（或尿素）稀释并输送至SNCR喷射单元5；SNCR控制单元6接收数据处理评估单元2给出的数据（测温区域的温度），SNCR控制单元6控制单支喷枪在适宜的反应温度窗口喷入还原剂。SNCR控制单元6的控制原则为：按照单支枪对应一个测温区域温度的原则，选择温度在反应区间内（氨水850~950℃，尿素900~1050℃）的喷枪执行喷氨水的操作，打开溶液以及压缩空气阀门，使用气缸带动喷枪插入炉膛喷氨水（或尿素）；不在反应区间内（氨水850~950℃，尿素900~1050℃）的喷枪执行拔枪操作，关闭溶液以及压缩空气阀门，使用气缸带动喷枪退出炉膛停止喷氨水（或尿素）。以喷枪3层布置为例，3层喷枪所处位置的炉膛温度不同，SNCR控制单元6可选择在同一水平位置的高、中、低三层中的任意一支喷枪进行喷射。
Claims (7)
1.一种SNCR声波测温分区喷射系统，包括声波测温单元、数据处理评估单元、SNCR储存单元、SNCR输送单元、SNCR喷射单元、SNCR控制单元；
所述声波测温系统通过使用收发型声波传感器测量声波在锅炉截面的传播时间，通过计算得出锅炉截面上的二维温度分布图；
所述SNCR储存单元由还原剂储罐、加注泵组成，用于储存SNCR系统所需的还原剂，还原剂为氨水或尿素；
所述SNCR输送单元由输送泵、流量计、调节阀设备组成，用于输送SNCR系统所需的还原剂以及稀释水；
所述SNCR喷射单元由雾化喷枪、压缩空气管路、还原剂管路及配套的阀门组成，用于将还原剂雾化后喷入锅炉内进行脱硝；
所述SNCR控制单元由控制柜、配电柜、就地柜组成，接收声波测温系统给出的温度信号，根据锅炉截面温度分布智能地插入、退出喷枪。
2.根据权利要求1所述的一种SNCR声波测温分区喷射系统，其特征在于，使用声波测量装置测量锅炉炉膛温度，并且形成锅炉截面的二维温度分布图。
3.根据权利要求1所述的一种SNCR声波测温分区喷射系统，其特征在于，利用声波测温得出的锅炉截面二维温度分布图将锅炉截面进行块状划分，实现锅炉截面的分区温度显示。
4.根据权利要求1所述的一种SNCR声波测温分区喷射系统，其特征在于，每个喷枪对应一个测温分区，实现SNCR喷枪跟踪最佳的温度窗口进行还原剂喷射。
5.一种SNCR声波测温分区喷射方法，是用于垃圾焚烧发电厂烟气脱硝的SNCR声波测温分区喷射，其特征在于，采用声波测温单元、数据处理评估单元、SNCR储存单元、SNCR输送单元、SNCR喷射单元和SNCR控制单元；其中所述的声波测温单元由若干个声波收发器组成，声波收发器设置在锅炉炉膛内，其数量及布置以实际测量范围覆盖整个炉膛截面为考虑；所述数据处理评估单元通过软件计算处理声波测温单元给出的声波数据，得出炉膛截面温度分布的二维图，并将炉膛截面温度以分区的形式反馈至SNCR控制单元；SNCR控制单元接收数据评估单元给出的温度数据，由温度信号连锁控制SNCR喷射单元的喷枪，在温度适宜的炉膛位置插入喷枪，在温度不适宜的炉膛位置退出喷枪；SNCR储存单元用以储存SNCR系统运行所需的还原剂，所述的还原剂为氨水或尿素；SNCR输送单元由氨水输送泵、氨水稀释泵、流量计及调节阀等组成，用以将SNCR储存单元储存的还原剂输送至SNCR喷射单元，经SNCR喷射单元喷入锅炉炉膛。
6.根据权利要求5所述的一种SNCR声波测温分区喷射方法，当使用尿素作为还原剂时：还原剂反应的温度范围为900~1050℃，当温度过低＜900℃时，NH3反应不完全，造成氨逃逸增加，此时喷枪退出停止喷氨水；当温度过高＞1050℃时，NH3被氧化为NO从而重新生成NOx，此时喷枪退出停止喷氨水；当温度在900~1050℃时，NH3充分反应，氨逃逸低，且无热力型NOx生成，此时喷枪插入开始喷氨水。
7.根据权利要求5所述的一种SNCR声波测温分区喷射方法，当使用氨水作为还原剂时：还原剂反应的温度范围为850~950℃，当温度过低＜850℃时，喷枪退出停止喷氨水；当温度过高＞950℃时，喷枪退出停止喷氨水；当温度在850~950℃时，喷枪插入开始喷氨水。
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