CN108325384A - 一种全负荷烟气脱硝装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种全负荷烟气脱硝装置，包括SCR反应器、氨喷射系统和脱硝控制系统，所述SCR反应器设于锅炉尾部除尘器后的烟道旁路中，SCR反应器内设有多层低温催化剂，所述氨喷射系统布置于SCR反应器的入口烟道上，与还原剂制备系统相连，所述脱硝控制系统与烟气脱硝装置的各设备相连，用于对各设备进行参数监视和运行控制。本发明通过将原锅炉除尘器出口烟气引出，进入超低温SCR装置，处理完以后再回到锅炉排烟系统，通过将还原剂喷入超低温SCR装置，来满足工程排放及安全生产的需要，并通过控制系统对脱硝装置的运行参数和设备的运行状况进行有效的监视和控制。
Description
技术领域
本发明涉及烟气脱硝领域，具体的说，是涉及一种全负荷烟气脱硝装置。
背景技术
电站锅炉为大型发电厂的动力设备，在运行过程中烟气中氮氧化合物平均排放浓度远高于国家规定标准(约为50mg/Nm3(标干))，锅炉正常运行过程中一般采用常规SCR装置脱硝，以满足排放要求；而在启动或停炉以及低负荷时烟气温度比正常运行时低的多，锅炉原有的SCR不能正常运行。为应对“十二五”对火电行业的二氧化硫及氮氧化物控制要求，满足《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)的要求，电厂拟采取措施进行氮氧化物减排治理。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种全负荷烟气脱硝装置，通过将原锅炉除尘器出口烟气引出，进入超低温SCR装置，处理完以后再回到锅炉排烟系统，使得本装置可在任何锅炉负荷条件下运行，通过将还原剂喷入超低温SCR装置，来满足工程排放及安全生产的需要，通过控制系统对脱硝装置的运行参数和设备的运行状况进行有效的监视和控制，并能够根据锅炉运行工况自动维持NOx等污染物的排放总量及排放浓度在正常范围内，以满足环保要求。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种全负荷烟气脱硝装置，包括SCR反应器、氨喷射系统和脱硝控制系统，所述SCR反应器设于锅炉尾部除尘器后的烟道旁路中，SCR反应器内设有多层低温催化剂，所述氨喷射系统布置于SCR反应器的入口烟道上，与还原剂制备系统相连，所述脱硝控制系统与烟气脱硝装置的各设备相连，用于对各设备进行参数监视和运行控制。
进一步的，所述SCR反应器纵向布置于烟道旁路中，烟气在SCR反应器内由上至下流动。
进一步的，所述锅炉尾部除尘器后的烟道及烟道旁路中设有烟气挡板。
进一步的，所述SCR反应器为可移动式SCR反应器。
进一步的，所述脱硝控制系统包括PLC控制系统、烟气分析监测系统和热控电源系统，所述PLC控制系统分别与烟气脱硝装置的各监测点以及还原剂制备系统、氨喷射系统、烟气分析监测系统和热控电源系统相连。
进一步的，所述PLC控制系统包括微处理器，所述微处理器分别与数据采集和处理系统、模拟量控制系统及顺序控制系统相连，所述数据采集和处理系统用于采集及处理各监测点信号及设备状态信号，所述模拟量控制系统用于对SCR反应器进出口烟气中的NOx浓度进行闭环调节控制，所述顺序控制系统用于控制脱硝装置的启动、停止、还原剂的计量分配及输送。
进一步的，所述PLC控制系统还包括LCD触控屏，所述LCD触控屏与微处理器相连，为脱硝监视和控制中心。
进一步的，所述烟气分析监测系统设置于SCR反应器的进出口烟道中，监测结果通过硬接线传输至控制系统机柜中的PLC控制系统。
进一步的，所述烟气分析监测系统包括依次连接的取样系统、分析组件和信号输出系统。
进一步的，所述热控电源系统包括热控电源分配箱和反应区配电柜，所述热控电源分配箱和反应区配电柜分别与PLC控制系统相连。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明SCR烟气脱硝系统布置在低灰段，即SCR反应器布置在除尘器后，布置在此位置烟气温度低体积就更小，可节省催化剂，且催化剂不容易积灰，能有效减少清灰次数，同时蜂窝催化剂可做的小孔更小更密，这样总体结构紧凑，反应器体积更小，且此处灰浓度小，可减少催化剂的磨损，增加催化剂使用寿命；
本发明SCR反应器在烟气旁路中，切换方便，切换时不影响其它设备的运行；SCR烟气脱硝系统的还原剂采用原有设备，提高设备的利用率，节约投资；SCR主体体积小，移动方便，可以多台锅炉共用；
本发明采用脱硝控制系统采用PLC集中控制方式，运行人员在操作平台实现对各自锅炉组SCR反应器区脱硝设备的监视和控制及实现对还原剂制备区的设备进行监视和控制，脱硝控制系统在机组正常运行工况下，对脱硝装置的运行参数和设备的运行状况进行有效的监视和控制，并能够根据锅炉运行工况自动维持NOx等污染物的排放总量及排放浓度在正常范围内，以满足环保要求，同时在少量就地巡检人员的配合下，可以完成整套脱硝系统的启动与停止控制，脱硝系统的正常运行以LCD触控屏为监控手段。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1为本发明烟气脱硝装置结构示意图；
图2为本发明脱硝控制系统结构示意图；
图3为本发明PLC控制系统结构图；
其中，1除尘器；2除尘器出口烟道；3引出烟道；4反应器进口测点；5氨气/空气混合器；6氨喷射系统；7反应器；8反应器出口测点；9热能回收装置；10返回烟道；11烟囱；12还原剂制备系统；13稀释风系统。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施例对本发明做进一步的说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
在本发明中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本发明各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本发明中任一部件或元件，不能理解为对本发明的限制。
本发明中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本发明中的具体含义，不能理解为对本发明的限制。
正如背景技术所介绍的，现有技术中存在锅炉正常运行过程中一般采用常规SCR装置脱硝，以满足排放要求；而在启动或停炉以及低负荷时烟气温度比正常运行时低的多，锅炉原有的SCR不能正常运行等问题，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种全负荷烟气脱硝装置，通过将原锅炉除尘器出口烟气引出，进入超低温SCR装置，处理完以后再回到锅炉排烟系统，通过将还原剂喷入超低温SCR装置，来满足工程排放及安全生产的需要，通过控制系统对脱硝装置的运行参数和设备的运行状况进行有效的监视和控制，并能够根据锅炉运行工况自动维持NOx等污染物的排放总量及排放浓度在正常范围内，以满足环保要求。
如图1所示，一种全负荷烟气脱硝装置，包括SCR反应器7、氨喷射系统6和脱硝控制系统，所述SCR反应器7设于锅炉尾部除尘器1后的烟道旁路中，SCR反应器7内设有多层低温催化剂，所述氨喷射系统6布置于SCR反应器7的入口烟道上，与还原剂制备系统12相连，所述脱硝控制系统与烟气脱硝装置的各设备相连，用于对各设备进行参数监视和运行控制。
所述SCR反应器7纵向布置于烟道旁路中，其入口通过引出烟道3与除尘器1后的烟道2相连，出口通过返回烟道10与除尘器1后的烟道2相连，烟气在SCR反应器7内由上至下流动，并通过除尘器出口烟道2排入烟囱11，通过烟囱11排到大气中。
所述SCR反应器7为可移动式SCR反应器。
具体实施中，所述SCR反应器7入口设气流均布装置，反应器7出口设有热能回收装置9。
具体实施中，现场需要对连接烟道加以改造，使反应器7串连在烟气行程中，即锅炉尾部除尘器1后烟道2增加旁路烟道，同时烟道2及烟道旁路中设置烟气挡板。
本反应器安装在锅炉旁路烟道上，锅炉启动时移动到烟道旁边，连接好管道投运。
本发明脱硝装置安装于在低灰段，即SCR反应器7布置在除尘器1后，系统烟气流速低，烟侧阻力小，包括引出烟道3、返回烟道10及反应器7本体总阻力小于1000Pa。
所述氨喷射系统6通过氨气/空气混合器5分别与还原剂制备系统12，即氨气供给系统和稀释风系统13相连。
所述低温催化剂为蜂窝式低温催化剂，优选为3层。
如图2所示，所述脱硝控制系统包括PLC控制系统、烟气分析监测系统和热控电源系统，所述PLC控制系统分别与烟气脱硝装置的各监测点以及还原剂制备系统12、氨喷射系统6、烟气分析监测系统和热控电源系统相连。
如图3所示，所述PLC控制系统包括微处理器，所述微处理器分别与数据采集和处理系统、模拟量控制系统及顺序控制系统相连，所述数据采集和处理系统用于采集及处理各监测点信号及设备状态信号，所述模拟量控制系统用于对SCR反应器7进出口烟气中的NOx浓度进行闭环调节控制，所述顺序控制系统用于控制脱硝装置的启动、停止、还原剂的计量分配及输送。
具体实施中，所述数据采集与处理系统的基本功能如下：
过程变量输入扫描处理；
固定限值报警处理，并可报警切除；
LCD/CRT显示，包括报警显示、流程图形显示、成组参数显示和操作指导，如报警原因、允许条件和操作步骤等；
打印制表，包括定时制表：班、日、月报，报警记录，主要设备跳闸顺序记录和设备运行记录，包括主要辅机的启停次数和累计运行时间；
历史数据存储和检索；
性能计算。
所述PLC控制系统还包括LCD触控屏，所述LCD触控屏与微处理器相连，为脱硝监视和控制中心，因此不再设置常规仪表盘。运行人员可通过LCD触控屏对脱硝及其辅助系统进行监视和操作。
所述烟气分析监测系统设置于SCR反应器7的进出口烟道中的进口测点处4和出口测点处8，用来检测烟气中的NOx和O2，监测结果通过硬接线传输至控制系统机柜中的PLC控制系统。
所述烟气分析监测系统包括依次连接的取样系统、分析组件和信号输出系统。
所述热控电源系统包括热控电源分配箱和反应区配电柜，所述热控电源分配箱和反应区配电柜分别与PLC控制系统相连。
具体实施中，氨水区和反应区分别配置1个热控电源分配箱和反应区配电柜，给相应用电设备进行供电。
本发明的整套脱硝控制系统可独立运行，在投运、检修或调试过程中，不影响锅炉和主机的正常运行。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (10)
1.一种全负荷烟气脱硝装置，其特征在于：包括SCR反应器、氨喷射系统和脱硝控制系统，所述SCR反应器设于锅炉尾部除尘器后的烟道旁路中，SCR反应器内设有多层低温催化剂，所述氨喷射系统布置于SCR反应器的入口烟道上，与还原剂制备系统相连，所述脱硝控制系统与烟气脱硝装置的各设备相连，用于对各设备进行参数监视和运行控制。
2.如权利要求1所述的一种全负荷烟气脱硝装置，其特征在于，所述SCR反应器纵向布置于烟道旁路中，烟气在SCR反应器内由上至下流动。
3.如权利要求1所述的一种全负荷烟气脱硝装置，其特征在于，所述锅炉尾部除尘器后的烟道及烟道旁路中设有烟气挡板。
4.如权利要求1所述的一种全负荷烟气脱硝装置，其特征在于，所述SCR反应器为移动式SCR反应器。
5.如权利要求1所述的一种全负荷烟气脱硝装置，其特征在于，所述脱硝控制系统包括PLC控制系统、烟气分析监测系统和热控电源系统，所述PLC控制系统分别与烟气脱硝装置的各监测点以及还原剂制备系统、氨喷射系统、烟气分析监测系统和热控电源系统相连。
6.如权利要求5所述的一种全负荷烟气脱硝装置，其特征在于，所述PLC控制系统包括微处理器，所述微处理器分别与数据采集和处理系统、模拟量控制系统及顺序控制系统相连，所述数据采集和处理系统用于采集及处理各监测点信号及设备状态信号，所述模拟量控制系统用于对SCR反应器进出口烟气中的NOx浓度进行闭环调节控制，所述顺序控制系统用于控制脱硝装置的启动、停止、还原剂的计量分配及输送。
7.如权利要求6所述的一种全负荷烟气脱硝装置，其特征在于，所述PLC控制系统还包括LCD触控屏，所述LCD触控屏与微处理器相连，为脱硝监视和控制中心。
8.如权利要求5所述的一种全负荷烟气脱硝装置，其特征在于，所述烟气分析监测系统设置于SCR反应器的进出口烟道中，监测结果通过硬接线传输至控制系统机柜中的PLC控制系统。
9.如权利要求5所述的一种全负荷烟气脱硝装置，其特征在于，所述烟气分析监测系统包括依次连接的取样系统、分析组件和信号输出系统。
10.如权利要求5所述的一种全负荷烟气脱硝装置，其特征在于，所述热控电源系统包括热控电源分配箱和反应区配电柜，所述热控电源分配箱和反应区配电柜分别与PLC控制系统相连。
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