CN110302671A - 一种喷氨控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种喷氨控制系统，包括沸腾炉体、氨水泵、空气压缩泵和PLC控制单元，沸腾炉体上安装有高压风机，高压风机通过炉体工作反馈单元与PLC控制单元连接，氨水泵的输出端连接有氨水管，氨水管通过均匀喷淋结构与沸腾炉体连接，空气压缩泵的输出端连接有压缩空气管，且压缩空气管与氨水管连接，该系统能够实现氨水的智能喷淋，当起炉时，喷氨装置能够自动启动，而当生产线因故障或其它原因压炉时，喷氨装置能够自动停止，避免沸腾炉内炉渣结块，同时能够使氨水朝沸腾炉内的各个方向进行喷淋，使得氨气在沸腾炉内的分布更均匀，此外，该系统还能够避免氨水在进入沸腾炉之前便蒸发，避免喷氨管内压强增大，影响后续氨水的喷淋。

Description

一种喷氨控制系统

技术领域

本发明实施例涉及脱硝技术领域，具体涉及一种喷氨控制系统。

背景技术

工业废气中含有大量的二氧化硫和氮氧化物，脱硫就是脱去烟气中的二氧化硫，脱硝主要是脱去烟气中的氮氧化物，这两种物质进入大气会形成酸雨，酸雨对人类的危害非常大，以煤炭为燃料的烟气都含有这些物质，特别是火电厂，为防止锅炉内煤燃烧后产生过多的NOx污染环境，应对煤进行脱硝处理。

脱销分为燃烧前脱硝、燃烧过程脱硝、燃烧后脱硝。脱销的技术措施有两大类：一类是从源头上治理，控制煅烧中生成NOx，其技术措施是采用低氮燃烧器，分解炉和管道内的分段燃烧，控制燃烧温度，改变配料方案，采用矿化剂，降低熟料烧成温度；另一类是从末端治理，控制烟气中排放的NOx，其技术措施有分级燃烧加SNCR，选择性非催化还原法(SNCR)，选择性催化还原法(SCR)，SNCR/SCR联合脱硝技术，生物脱硝技术。

沸腾炉通常在控制之外的现场增加一套脱销装置来减少烧煤产生的氮氧化合物，脱硝装置通常包括喷氨系统，通过将氨水喷入沸腾炉内，利用氨水作为氮氧化物的催化还原剂，达到脱硝的目的。

但是，在喷氨过程中，存在以下缺陷：

(1)在沸腾炉的高温环境下，氨水喷出后会立即蒸发，不会使炉内煤渣结块，但当生产线因故障停止烧煤时，脱硝系统会持续向炉内喷氨水，且氨水不能有效蒸发，导致炉渣结块，影响烧煤及炉渣的排放；

(2)现有的喷氨装置在喷氨时，大多只能向沸腾炉的一个方向进行喷氨，使得氨气在沸腾炉内分布不均，影响脱硝的质量；

(3)由于喷氨装置的喷氨管与沸腾炉连接，因此温度很高，容易使氨水在进入沸腾炉之前便蒸发，使得喷氨管内压强增大，影响后续氨水的喷淋。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种喷氨控制系统，该系统能够实现氨水的智能喷淋，当起炉时，喷氨装置能够自动启动，实现燃煤的脱硝，而当生产线因故障或其它原因压炉时，喷氨装置能够自动停止，避免沸腾炉内炉渣结块，影响烧煤及炉渣的排放，同时，能够使氨水朝沸腾炉内的各个方向进行喷淋，使得氨气在沸腾炉内的分布更均匀，有利于提高燃煤脱硝的质量，此外，该系统还能够避免氨水在进入沸腾炉之前便蒸发，避免喷氨管内压强增大，影响后续氨水的喷淋，以解决现有技术中的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：一种喷氨控制系统，包括沸腾炉体、氨水泵、空气压缩泵和PLC控制单元，所述沸腾炉体上安装有高压风机，且高压风机通过炉体工作反馈单元与PLC控制单元连接，所述氨水泵的输出端连接有氨水管，且氨水管通过均匀喷淋结构与沸腾炉体连接，所述氨水管的管口设置有氨水电磁阀，所述PLC控制单元通过氨水控制单元控制氨水电磁阀的通断；

所述空气压缩泵的输出端连接有压缩空气管，且压缩空气管与氨水管连接，所述压缩空气管与空气压缩泵的连接处安装有压缩空气电磁阀，所述PLC控制单元通过压缩空气控制单元控制压缩空气电磁阀的通断。

进一步地，所述炉体工作反馈单元包括生产线ABplc控制模块，且生产线ABplc控制模块通过生产控制模块与高压风机连接，所述生产线ABplc控制模块连接有继电器，且继电器与PLC控制单元连接。

进一步地，所述PLC控制单元还连接有时钟模块。

进一步地，所述均匀喷淋结构包括分流件，所述分流件的一端与氨水管连接，另一端连接有若干个喷氨管，所述喷氨管均与沸腾炉体连接，且喷氨管的管口均连接有喷氨头。

进一步地，所述喷氨头包括空心管，且空心管的外端连接有半圆头，所述半圆头的表面设置有若干个与空心管连接的喷淋孔，所述喷氨管的管口设置有环形嵌槽，所述空心管插入喷氨管内，且空心管的外侧设置有与环形嵌槽匹配的环形凸起，所述环形凸起与环形嵌槽之间设置有密封环圈。

进一步地，所述喷氨管的管口设置有旋转片，且旋转片的两侧均通过旋转轴与喷氨管的内壁活动连接，所述旋转片的侧面设置有若干个均匀分布的叶轮，所述空心管的外侧面设置有若干个与叶轮匹配的转条。

进一步地，所述喷氨管与分流件的连接处均安装有流量控制阀，所述PLC控制单元通过流量控制模块控制流量控制阀的通断。

进一步地，所述喷氨管的外部均套设有冷却管，且冷却管的管壁内设置有螺旋状的冷却孔，所述冷却管的底部设置有与冷却孔底端连接的进水口，所述冷却管的顶部设置有与冷却孔顶端连接的出水口。

进一步地，所述氨水管与压缩空气管的连接处固定安装有粉碎网板，且粉碎网板的侧方设置有若干个位于氨水管内的活动轴，所述活动轴的两端均通过轴承与氨水管的内壁连接。

进一步地，所述活动轴的侧面均固定连接有若干个弧形叶片，且弧形叶片的表面设置有若干个小孔。

本发明实施例具有如下优点：

(1)本发明能够实现氨水的智能喷淋，当起炉时，喷氨装置能够自动启动，实现燃煤的脱硝，而当生产线因故障或其它原因压炉时，喷氨装置能够自动停止，避免沸腾炉内炉渣结块，影响烧煤及炉渣的排放；

(2)本发明能够使氨水朝沸腾炉内的各个方向进行喷淋，使得氨气在沸腾炉内的分布更均匀，有利于提高燃煤脱硝的质量；

(3)本发明能够避免氨水在进入沸腾炉之前便蒸发，避免喷氨管内压强增大，影响后续氨水的喷淋。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明的PLC控制单元整体控制结构示意图；

图2为本发明沸腾炉体连接结构示意图；

图3为本发明的喷氨管剖面结构示意图。

图中：

1-沸腾炉体；2-氨水泵；3-空气压缩泵；4-PLC控制单元；5-高压风机；6-炉体工作反馈单元；7-氨水管；8-均匀喷淋结构；9-氨水电磁阀；10-氨水控制单元；11-压缩空气管；12-压缩空气电磁阀；13-压缩空气控制单元；14-时钟模块；15-粉碎网板；16-活动轴；17-轴承；18-弧形叶片；19-小孔；

601-生产线ABplc控制模块；602-生产控制模块；603-继电器；

801-分流件；802-喷氨管；803-喷氨头；804-空心管；805-半圆头；806-喷淋孔；807-环形嵌槽；808-环形凸起；809-密封环圈；810-旋转片；811-旋转轴；812-叶轮；813-转条；814-流量控制阀；815-流量控制模块；816-冷却管；817-冷却孔；818-进水口；819-出水口。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图3所示，本发明提供了一种喷氨控制系统，包括沸腾炉体1、氨水泵2、空气压缩泵3和PLC控制单元4，沸腾炉体1上安装有高压风机5，且高压风机5通过炉体工作反馈单元6与PLC控制单元4连接，沸腾炉的燃烧方式不同于链排炉和手烧炉，它是通过高压风机鼓入高压空气使固体燃料煤在流化床中“流态化”，在沸腾的状态下进行燃烧，因此，通过高压风机5的工作状态便能判定沸腾炉体1是起炉还是压炉。

炉体工作反馈单元6包括生产线ABplc控制模块601，生产线ABplc控制模块601用于控制整个生产线的工作，生产线ABplc控制模块601通过生产控制模块602与高压风机5连接，通过生产控制模块602，能够实现高压风机5的开关，当高压风机5在生产线ABplc控制模块601的控制下工作时，即沸腾炉体1起炉，当高压风机5在生产线ABplc控制模块601关闭时，即沸腾炉体1压炉。

生产线ABplc控制模块601连接有继电器603，且继电器603与PLC控制单元4连接，生产线ABplc控制模块601在控制高压风机5的同时，会同步控制继电器603，当起炉时，高压风机5启动的同时，继电器603断开，并发送给PLC控制单元4一个起炉信号，当压炉时，高压风机5关闭的同时，继电器603吸合，并发送给PLC控制单元一个压炉信号。

氨水泵2的输出端连接有氨水管7，且氨水管7通过均匀喷淋结构8与沸腾炉体1连接，在喷氨时，氨水能够在氨水泵2的带动下进入沸腾炉体1内，实现氨水的喷淋，氨水管7的管口设置有氨水电磁阀9，PLC控制单元4通过氨水控制单元10控制氨水电磁阀9的通断。

空气压缩泵3的输出端连接有压缩空气管11，且压缩空气管11与氨水管7连接，空气压缩泵3能够将压缩空气送入氨水管7内，使得氨水能够以更快的速度进入沸腾炉体1内，并被粉碎为较小颗粒，有利于氨水的蒸发和脱硝，压缩空气管11与空气压缩泵3的连接处安装有压缩空气电磁阀12，PLC控制单元4通过压缩空气控制单元13控制压缩空气电磁阀12的通断，PLC控制单元4还连接有时钟模块14。

该系统控制喷氨的具体步骤为：

(1)当起炉时，生产线ABplc控制模块601通过生产控制模块602控制高压风机5工作，同时控制继电器603断开，使得继电器603能够给PLC控制单元4发送一个起炉信号；

(2)PLC控制单元4在接收到起炉信号后，会通过氨水控制单元10控制氨水电磁阀9打开，使得氨水能够进入沸腾炉体1内，之后通过时钟模块14计时2分钟，2分钟之后，PLC控制单元4再通过压缩空气控制单元13控制压缩空气电磁阀12打开，使得压缩空气能够进入氨水管7内，辅助氨水的喷淋，之所以设置2分钟的时间间隔，是为了避免压缩空气的阻力使氨水不能正常流入喷腔；

(3)当生产线因故障或其它原因压炉时，生产线ABplc控制模块601能够通过生产控制模块602控制高压风机5关闭，同时控制继电器603吸合，使得继电器603能够给PLC控制单元4发送一个压炉信号；

(4)PLC控制单元4在接收到压炉信号后，会先通过氨水控制单元10控制氨水电磁阀9关闭，使得氨水不会再进入沸腾炉体1内，可以避免沸腾炉内炉渣结块，避免影响烧煤及炉渣的排放，之后通过时钟模块14计时2分钟，2分钟之后，PLC控制单元4再通过压缩空气控制单元13控制压缩空气电磁阀12关闭，使得氨水管7内剩余的氨水能够全部排空，避免造成浪费和污染。

均匀喷淋结构8包括分流件801，分流件801的一端与氨水管7连接，另一端连接有若干个喷氨管802，喷氨管802均与沸腾炉体1连接，且喷氨管802的管口均连接有喷氨头803，通过设置分流件801和多个喷氨管802，能够使氨水从多个位置进入沸腾炉体1内，有利于氨水的蒸发和均匀喷淋。

喷氨头803包括空心管804，且空心管804的外端连接有半圆头805，半圆头805的表面设置有若干个与空心管804连接的喷淋孔806，喷氨管802的管口设置有环形嵌槽807，空心管804插入喷氨管802内，且空心管804的外侧设置有与环形嵌槽807匹配的环形凸起808，环形凸起808与环形嵌槽807之间设置有密封环圈809，通过设置空心管804、环形嵌槽807和环形凸起808，能够使喷氨头803旋转，且能够避免氨水泄露。

喷氨管802的管口设置有旋转片810，且旋转片810的两侧均通过旋转轴811与喷氨管802的内壁活动连接，旋转片810的侧面设置有若干个均匀分布的叶轮812，空心管804的外侧面设置有若干个与叶轮812匹配的转条813。

由于氨水和压缩空气是以较高的速度从喷氨管802流动，因此能够使叶轮812以较快的速度旋转，并在旋转的过程中推动各个转条813，使得喷氨头803旋转，从而实现氨水各个角度的喷淋，得氨气在沸腾炉内的分布更均匀，有利于提高燃煤脱硝的质量。

喷氨管802与分流件801的连接处均安装有流量控制阀814，PLC控制单元4通过流量控制模块815控制流量控制阀814的通断，PLC控制单元4能够通过流量控制模块815控制各个流量控制阀814的通断，从而使得各个喷氨管802喷淋的氨水的流速改变。

喷氨管802的外部均套设有冷却管816，且冷却管816的管壁内设置有螺旋状的冷却孔817，冷却管816的底部设置有与冷却孔817底端连接的进水口818，冷却管816的顶部设置有与冷却孔817顶端连接的出水口819，通过进水口818向冷却孔817内注入冷却水，能够使喷氨管802的温度降低，避免氨水在进入沸腾炉之前便蒸发，导致喷氨管802内压强增大，影响后续氨水的喷淋。

氨水管7与压缩空气管11的连接处固定安装有粉碎网板15，粉碎网板15用于粉碎氨水，有利于氨水的喷淋，粉碎网板15的侧方设置有若干个位于氨水管7内的活动轴16，活动轴16的两端均通过轴承17与氨水管7的内壁连接，活动轴16的侧面均固定连接有若干个弧形叶片18，且弧形叶片18的表面设置有若干个小孔19，氨水和压缩空气以较快的流速流动时，能够使弧形压片18高速旋转，从而使得氨水被打碎，有利于氨水的雾化，使得氨水的喷淋效果更好。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种喷氨控制系统，包括沸腾炉体(1)、氨水泵(2)、空气压缩泵(3)和PLC控制单元(4)，其特征在于：所述沸腾炉体(1)上安装有高压风机(5)，且高压风机(5)通过炉体工作反馈单元(6)与PLC控制单元(4)连接，所述氨水泵(2)的输出端连接有氨水管(7)，且氨水管(7)通过均匀喷淋结构(8)与沸腾炉体(1)连接，所述氨水管(7)的管口设置有氨水电磁阀(9)，所述PLC控制单元(4)通过氨水控制单元(10)控制氨水电磁阀(9)的通断；

所述空气压缩泵(3)的输出端连接有压缩空气管(11)，且压缩空气管(11)与氨水管(7)连接，所述压缩空气管(11)与空气压缩泵(3)的连接处安装有压缩空气电磁阀(12)，所述PLC控制单元(4)通过压缩空气控制单元(13)控制压缩空气电磁阀(12)的通断。

2.根据权利要求1所述的一种喷氨控制系统，其特征在于：所述炉体工作反馈单元(6)包括生产线ABplc控制模块(601)，且生产线ABplc控制模块(601)通过生产控制模块(602)与高压风机(5)连接，所述生产线ABplc控制模块(601)连接有继电器(603)，且继电器(603)与PLC控制单元(4)连接。

3.根据权利要求1所述的一种喷氨控制系统，其特征在于：所述PLC控制单元(4)还连接有时钟模块(14)。

4.根据权利要求1所述的一种喷氨控制系统，其特征在于：所述均匀喷淋结构(8)包括分流件(801)，所述分流件(801)的一端与氨水管(7)连接，另一端连接有若干个喷氨管(802)，所述喷氨管(802)均与沸腾炉体(1)连接，且喷氨管(802)的管口均连接有喷氨头(803)。

5.根据权利要求4所述的一种喷氨控制系统，其特征在于：所述喷氨头(803)包括空心管(804)，且空心管(804)的外端连接有半圆头(805)，所述半圆头(805)的表面设置有若干个与空心管(804)连接的喷淋孔(806)，所述喷氨管(802)的管口设置有环形嵌槽(807)，所述空心管(804)插入喷氨管(802)内，且空心管(804)的外侧设置有与环形嵌槽(807)匹配的环形凸起(808)，所述环形凸起(808)与环形嵌槽(807)之间设置有密封环圈(809)。

6.根据权利要求4所述的一种喷氨控制系统，其特征在于：所述喷氨管(802)的管口设置有旋转片(810)，且旋转片(810)的两侧均通过旋转轴(811)与喷氨管(802)的内壁活动连接，所述旋转片(810)的侧面设置有若干个均匀分布的叶轮(812)，所述空心管(804)的外侧面设置有若干个与叶轮(812)匹配的转条(813)。

7.根据权利要求4所述的一种喷氨控制系统，其特征在于：所述喷氨管(802)与分流件(801)的连接处均安装有流量控制阀(814)，所述PLC控制单元(4)通过流量控制模块(815)控制流量控制阀(814)的通断。

8.根据权利要求4所述的一种喷氨控制系统，其特征在于：所述喷氨管(802)的外部均套设有冷却管(816)，且冷却管(816)的管壁内设置有螺旋状的冷却孔(817)，所述冷却管(816)的底部设置有与冷却孔(817)底端连接的进水口(818)，所述冷却管(816)的顶部设置有与冷却孔(817)顶端连接的出水口(819)。

9.根据权利要求1所述的一种喷氨控制系统，其特征在于：所述氨水管(7)与压缩空气管(11)的连接处固定安装有粉碎网板(15)，且粉碎网板(15)的侧方设置有若干个位于氨水管(7)内的活动轴(16)，所述活动轴(16)的两端均通过轴承(17)与氨水管(7)的内壁连接。

10.根据权利要求9所述的一种喷氨控制系统，其特征在于：所述活动轴(16)的侧面均固定连接有若干个弧形叶片(18)，且弧形叶片(18)的表面设置有若干个小孔(19)。