CN113952838A - 一种scr烟气脱硝系统的喷氨格栅自动优化调整装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种SCR烟气脱硝系统的喷氨格栅自动优化调整装置及方法,装置包括安装在脱硝反应器入口上的喷氨格栅支管自动阀门、脱硝出口烟气采样装置以及控制喷氨格栅支管自动阀门和脱硝出口烟气采样装置的喷氨格栅自动调整系统,方法包括脱硝出口烟气采样装置的采样方法步骤、喷氨格栅自动调整系统的控制步骤以及建立第一、二、三网格布点采样支管脱硝出口NOx浓度与第一、二、三自动阀门开度方法步骤,本发明减少了部分区域氨量过喷情况的出现,避免了氨逃逸增加带来的风险,如减少硫酸氢铵的生成,进一步延缓了空预器阻力增加趋势和下游设备结垢情况;第三,提升了氨气的利用率,在去除相同NOx量的情况下可以减少氨耗,提升机组运行经济性。

Description

一种SCR烟气脱硝系统的喷氨格栅自动优化调整装置及方法
技术领域
本发明涉及一种SCR烟气脱硝系统的喷氨格栅自动优化调整装置及方法。
背景技术
煤炭是我国的主要能源,其燃烧产生的氮氧化物(NOx)是大气雾霾的主要前驱体污染物;我国电力燃煤占比超过60%,燃煤电厂是环境污染控制的重点;当前大气污染防治政策不断更新,电力环保发展进入了新的超低排放阶段,对燃煤烟气中NOx的排放提出了严格的要求,即在基准含氧量为6%的条件下不高于50mg/Nm3。按照此要求,所有燃煤电厂安装的选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)脱硝系统都需要持续高效稳定运行。
SCR技术的原理是,在催化剂条件下,280~420℃的温度范围内,将氨气喷入烟气中,有选择性地将烟气中的NOx还原生成N2和水以便于减少NOx的排放;烟气中的NOx和氨几乎是以等摩尔比的量进行反应,喷氨量过多就会在脱硝出口产生氨逃逸,逃逸氨和SO3在温度较低时发生反应生成黏性较强的硫酸氢铵,易引起污染积灰,增加空预器换热元件或者除尘器极线腐蚀堵塞风险。
脱硝系统入口存在一定的流场和浓度场分布,并且这种分布跟随负荷实时变化,同时催化剂活性也会随着运行时间的延长而不断衰减,如果按照各个区域喷氨量相等的办法来进行喷氨,则必然导致反应器截面内的氨氮摩尔比分布不匹配,一方面造成脱硝出口NOx浓度分布不平均,另一方面也会促进催化剂某些区域硫酸氢铵的形成,降低催化剂活性。因此,必须根据催化剂活性和机组负荷实时建立合适的氨氮摩尔比。
大部分SCR烟气脱硝系统采用喷氨格栅进行氨喷射,即在混合器出口母管上引出若干支管,每根支管对应脱硝入口烟道截面的不同区域,各个区域的氨气量可以通过调整支管上的阀门开度进行单独控制。一般情况下,上述阀门均是手动的,通过现场复杂测试和调整,只能针对某一固定负荷取得较好的氨氮摩尔比分布,无法适应全负荷工况。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有调整方法存在的不足,提供一种可靠有效的SCR烟气脱硝系统喷氨格栅自动优化调整装置及方法,以提高脱硝出口NOx浓度均匀,减少氨逃逸。
本发明采用如下技术方案:
本发明SCR烟气脱硝系统的喷氨格栅自动优化调整装置,其包括安装在脱硝反应器入口上的喷氨格栅支管自动阀门、脱硝出口烟气采样装置以及控制喷氨格栅支管自动阀门和脱硝出口烟气采样装置的喷氨格栅自动调整系统。
本发明SCR烟气脱硝系统的喷氨格栅自动优化调整装置,其特征在于所述脱硝出口烟气采样装置包括吹扫母管、采样母管、并联安装在采样母管上的一组以上的网格布点采样支管、对应安装在网格布点采样支管与吹扫母管之间的吹扫支管、对应安装在网格布点采样支管上的采样电磁阀、对应安装在网格布点采样支管顶端的采样管前端过滤器以及顺序安装在采样母管右侧上的二级过滤器、冷凝器、抽气泵、三级过滤器、排空管和烟气分析仪;吹扫支管的进气端安装在吹扫母管上,出气端对应的设置在采样管前端过滤器与采样电磁阀之间,在吹扫支管上对应的安装吹扫电磁阀;所述采样管前端过滤器设置在出口烟道截面内。
本发明SCR烟气脱硝系统的喷氨格栅自动优化调整装置,所述网格布点采样支管包括依次并联安装在采样母管上的第一网格布点采样支管、第二网格布点采样支管和第三网格布点采样支管;采样管前端过滤器包括对应安装在第一、二、三网格布点采样支管顶端的第一、二、三采样管前端过滤器,采样电磁阀包括对应安装在第一、二、三网格布点采样支管上的第一、二、三采样电磁阀;所述吹扫支管包括进气端并联安装在吹扫母管上的第一、二、三吹扫支管,所述吹扫电磁阀包括对应安装在第一、二、三吹扫支管上的第一、二、三吹扫电磁阀。
本发明SCR烟气脱硝系统的喷氨格栅自动优化调整装置,其特征在于所述喷氨格栅支管自动阀门安装在脱硝入口烟道的氨分配集箱上,在氨分配集箱上并列安装一组以上的喷氨支管,所述喷氨支管出口设置在脱硝入口烟道内,喷氨支管包括与第一、二、三网格布点采样支管对应的第一、二、三喷氨支管,喷氨格栅支管自动阀门包括第一、二、三自动阀门,所述第一、二、三自动阀门对应的安装在第一、二、三喷氨支管上,在供氨管道上安装喷氨调节阀。
本发明SCR烟气脱硝系统的喷氨格栅自动优化调整方法,脱硝出口烟气采样装置的采样方法,以一组网格布点采样支管为例,采用如下步骤:
步骤一、时间为0秒时,开启第一采样电磁阀,关闭第二、三采样电磁阀,关闭第一吹扫电磁阀,开启第二、三吹扫电磁阀,烟气经第一采样管前端过滤器顺序进入第一网格布点采样支管、采样母管、二级过滤器、冷凝器、抽气泵和三级过滤器后通过排空管部分排入大气中,部分进入烟气分析仪,直至t秒;
步骤二、t秒后,第二采样电磁阀开启,第一、三采样电磁阀关闭,第二吹扫电磁阀关闭,第一、三吹扫电磁阀开启,烟气经第二采样管前端过滤器顺序进入第二网格布点采样支管、采样母管、二级过滤器、冷凝器、抽气泵、三级过滤器后通过排空管部分排入大气中,部分进入烟气分析仪,直至2t秒;
步骤三、然后按照上述步骤一、二依次进行第三网格布点采样支管及其它组网格布点采样支管的烟气采样及分析,上述所有数据均自动保存在喷氨格栅自动调整系统内。
本发明SCR烟气脱硝系统的喷氨格栅自动优化调整方法,所述t≤30秒。
本发明SCR烟气脱硝系统的喷氨格栅自动优化调整方法,喷氨格栅自动调整系统的控制如下:
①建立第一、二、三网格布点采样支管脱硝出口NOx浓度与第一、二、三自动阀门的对应关系;
②检测50%、75%、100%负荷条件下的催化剂性能,分别获得氨逃逸小于3ppm的出口NOx浓度最低值,选取三者中最高浓度并乘以系数h,获得第一、二、三网格布点采样支管出口各个位置NOx浓度控制的最低值Cmin;将环保排放限值除以系数h,获得出口各个位置NOx浓度控制的最高值Cmax
③将第一、二、三自动阀门调整至相同开度k,测试出口NOx浓度分布并计算平均值Caverage,调整喷氨调节阀开度,使Cmin<Caverage<Cmax
④根据步骤①对应关系调整第一、二、三自动阀门(17a、17b、17c),直至出口所有位置浓度数据均在Cmin和Cmax之间;
⑤将负荷、喷氨调节阀开度、第一、二、三自动阀门开度记录至系统中,作为下次相同负荷下,喷氨调节阀开度、第一、二、三自动阀门开度,并在此基础上进行喷氨调节阀和第一、二、三自动阀门的调整,使第一、二、三网格布点采样支管出口所有位置浓度数据均在Cmin和Cmax之间。
本发明SCR烟气脱硝系统的喷氨格栅自动优化调整方法,所述h系数范围为1.2-1.4。
本发明SCR烟气脱硝系统的喷氨格栅自动优化调整方法,建立第一、二、三网格布点采样支管脱硝出口NOx浓度与第一、二、三自动阀门开度方法采用如下步骤:
①固定喷氨调节阀开度,将第一、二、三自动阀门调整至相同开度k,应用烟气采样装置测试出口烟道NOx浓度分布,分别为C0a-C0c;②改变第一自动阀门17a开度△k,保持第二、三自动阀门开度k不变,应用烟气采样装置测试出口NOx浓度分布,分别为C1a-C1c,计算各个位置浓度数据变化△x1n,计算公式如下:
Figure BDA0003257487980000061
若△k>0,即增加自动第一自动阀门开度,则△x1n<0且|△x1n|最大值的点为第一自动阀门的对应点;若△k<0,即减小自动阀门第一自动阀门开度,则△x1n>0且|△x1n|最大值的点为第一自动阀门的对应点;
③按照上述步骤,获得第二、三自动阀门的出口对应点,从而建立脱硝出口浓度与第一、二、三自动阀门的对应关系。
本发明SCR烟气脱硝系统的喷氨格栅自动优化调整方法,所述k的范围为50%-75%。
本发明积极效果如下:第一,基于催化剂性能,明确了NOx浓度控制范围,并实现了喷氨均匀性调整,改善脱硝出口NOx浓度均匀性,避免部分区域喷氨量高造成出口NOx浓度过低,或者部分位置喷氨量低造成NOx浓度超过排放限值情况的出现,从而保证了脱硝出口NOx平均浓度与总排口NOx浓度的一致性,消除了对运行人员的误导,并可以尽量降低机组总体NOx浓度排放;第二,减少了部分区域氨量过喷情况的出现,从而避免了氨逃逸增加带来的风险,如减少硫酸氢铵的生成,进一步延缓了空预器阻力增加趋势和下游设备结垢情况;第三,提升了氨气的利用率,在去除相同NOx量的情况下可以减少氨耗,提升机组运行经济性。
附图说明
附图1为本发明脱硝出口烟气采样装置结构示意图;
附图2为本发明喷氨格栅支管自动阀门结构示意图;
附图3为本发明喷氨格栅自动调整系统流程框图;
附图4为本发明方法调整前SCR出口NOx浓度分布结构示意图;
附图5为本发明方法调整前SCR出口氨逃逸浓度分布结构示意图;
附图6为本发明方法调整后出口NOx浓度分布结构示意图。
具体实施方式
如附图1-2所示,本发明SCR烟气脱硝系统的喷氨格栅自动优化调整装置包括安装在脱硝反应器入口上的喷氨格栅支管自动阀门、脱硝出口烟气采样装置以及控制喷氨格栅支管自动阀门和脱硝出口烟气采样装置的喷氨格栅自动调整系统。
如附图1所示,本发明所述脱硝出口烟气采样装置包括吹扫母管11、采样母管4、并联安装在采样母管4上的一组以上的网格布点采样支管、对应安装在网格布点采样支管与吹扫母管11之间的吹扫支管、对应安装在网格布点采样支管上的采样电磁阀、对应安装在网格布点采样支管顶端的采样管前端过滤器以及顺序安装在采样母管4右侧上的二级过滤器5、冷凝器6、抽气泵7、三级过滤器8、排空管13和烟气分析仪12;吹扫支管的进气端安装在吹扫母管11上,出气端对应的设置在采样管前端过滤器与采样电磁阀之间,在吹扫支管上对应的安装吹扫电磁阀;所述采样管前端过滤器设置在出口烟道截面14内。所述采样管前端过滤器材质为不锈钢或者陶瓷,对于直径1.0μm的粉尘捕集小于大于99.9%,具体型号为FP-2T;二级过滤器5对于直径0.3μm的粉尘捕集大于99.5%,具体型号为FP-0.1GF;三级过滤器8对酸雾去除率大于99.99%,具体型号为MTK S710,吹扫母管11通过的压缩空气内无油无尘,且压力大于0.05Mpa;网格布点采样支管的数量根据出口烟道截面14的大小进行对应设置,本实施例网格布点采样支管为五组。
本发明所述网格布点采样支管包括依次并联安装在采样母管4上的第一网格布点采样支管1a、第二网格布点采样支管1b和第三网格布点采样支管1c;采样管前端过滤器包括对应安装在第一、二、三网格布点采样支管1a、1b、1c顶端的第一、二、三采样管前端过滤器2a、2b、2c,采样电磁阀包括对应安装在第一、二、三网格布点采样支管1a、1b、1c上的第一、二、三采样电磁阀3a、3b、3c;所述吹扫支管包括进气端并联安装在吹扫母管11上的第一、二、三吹扫支管9a、9b、9c,所述吹扫电磁阀包括对应安装在第一、二、三吹扫支管9a、9b、9c上的第一、二、三吹扫电磁阀10a、10b、10c。烟气从第一、二、三网格布点采样支管1a、1b、1c任一支管到达烟气分析仪12的时间小于10s;烟气进入分析仪至数据稳定,时间小于15s。
如附图2所示,所述喷氨格栅支管自动阀门安装在脱硝入口烟道19外侧氨分配集箱15上,在氨分配集箱15上并列安装一组以上的喷氨支管,所述喷氨支管出口设置在脱硝入口烟道19内,喷氨支管包括与第一、二、三网格布点采样支管1a、1b、1c对应的第一、二、三喷氨支管16a、16b、16c,喷氨格栅支管自动阀门包括第一、二、三自动阀门17a、17b、17c,所述第一、二、三自动阀门17a、17b、17c对应的安装在第一、二、三喷氨支管16a、16b、16c上,在供氨管道上安装喷氨调节阀18。喷氨格栅支管自动阀门的数量与本实施例网格布点采样支管的数量相匹配。
本发明脱硝出口烟气采样装置的采样方法,以一组网格布点采样支管为例,采用如下步骤:
步骤一、开启第一采样电磁阀3a,关闭第二、三采样电磁阀3b、3c,关闭第一吹扫电磁阀10a,开启第二、三吹扫电磁阀10b、10c,烟气经第一采样管前端过滤器2a顺序进入第一网格布点采样支管1a、采样母管4、二级过滤器5、冷凝器6、抽气泵7和三级过滤器8后通过排空管13部分排入大气中,部分进入烟气分析仪12,直至t秒;
步骤二、t秒后,第二采样电磁阀3b开启,第一、三采样电磁阀3a、3c关闭,第二吹扫电磁阀10b关闭,第一、三吹扫电磁阀10a、10c开启,烟气经第二采样管前端过滤器2b顺序进入第二网格布点采样支管1b、采样母管4、二级过滤器5、冷凝器6、抽气泵7、三级过滤器8后通过排空管13部分排入大气中,部分进入烟气分析仪12,直至2t秒;其中t≤30秒
步骤三、然后按照上述步骤一、二依次进行第三网格布点采样支管(1c)及其它组网格布点采样支管的烟气采样及分析,上述所有数据均自动保存在喷氨格栅自动调整系统内。
如附图3所示,本发明喷氨格栅自动调整系统的控制如下:
①建立第一、二、三网格布点采样支管1a、1b、1c脱硝出口NOx浓度与第一、二、三自动阀门17a、17b、17c的对应关系;
②检测50%、75%、100%负荷条件下的催化剂性能,分别获得氨逃逸小于3ppm的出口NOx浓度最低值,选取三者中最高浓度并乘以系数h,获得第一、二、三网格布点采样支管1a、1b、1c出口各个位置NOx浓度控制的最低值Cmin;将环保排放限值除以系数h,获得出口各个位置NOx浓度控制的最高值Cmax;系数h的范围为1.2-1.4;
③将第一、二、三自动阀门17a、17b、17c调整至相同开度k,测试出口NOx浓度分布并计算平均值Caverage,调整喷氨调节阀18开度,使Cmin<Caverage<Cmax;k的范围为50%-75%;
④根据步骤①对应关系调整第一、二、三自动阀门17a、17b、17c,直至出口所有位置浓度数据均在Cmin和Cmax之间;
⑤将负荷、喷氨调节阀18开度、第一、二、三自动阀门17a、17b、17c开度记录至系统中,作为下次相同负荷下,喷氨调节阀18开度、第一、二、三自动阀门17a、17b、17c开度,并在此基础上进行喷氨调节阀18和第一、二、三自动阀门17a、17b、17c的调整,使第一、二、三网格布点采样支管1a、1b、1c出口所有位置浓度数据均在Cmin和Cmax之间。
本发明方法中建立第一、二、三网格布点采样支管1a、1b、1c脱硝出口NOx浓度与第一、二、三自动阀门17a、17b、17c开度方法采用如下步骤:
①固定喷氨调节阀18开度,将第一、二、三自动阀门17a、17b、17c调整至相同开度k,应用烟气采样装置测试出口烟道NOx浓度分布,分别为C0a-C0c;②改变第一自动阀门17a开度△k,保持第二、三自动阀门17b、17C开度k不变,应用烟气采样装置测试出口NOx浓度分布,分别为C1a-C1c,计算各个位置浓度数据变化△x1n,计算公式如下:
Figure BDA0003257487980000111
若△k>0,即增加自动第一自动阀门17a开度,则△x1n<0且|△x1n|最大值的点为第一自动阀门17a的对应点;若△k<0,即减小自动阀门第一自动阀门17a开度,则△x1n>0且|△x1n|最大值的点为第一自动阀门17a的对应点。
③按照上述步骤,获得第二、三自动阀门17b、17C的出口对应点,从而建立脱硝出口浓度与第一、二、三自动阀门17a、17b、17c的对应关系。
上述K的范围为50%-75%。
将本发明SCR烟气脱硝系统的喷氨格栅自动优化调整装置及方法法应用于具体的发电厂中:
河北某电厂#1机组烟气脱硝系统布置了单个SCR反应器,脱硝反应器入口的喷氨格栅含有15根喷氨支管16a-16o,每根喷氨支管的喷氨量均可以通过相应的自动阀门17a-17o开度进行调节,对应的脱硝出口烟气采样装置的网格布点采样支管1a-1o、采样管前端过滤器2a-2o、采样电磁阀3a-3o、吹扫电磁阀10a-10o;烟气从任一网格布点采样支管1a-1o,到达烟气分析仪12的时间小于8s;烟气进入烟气分析仪12至数据稳定,需要时间10s;吹扫母管11内的压缩空气内无油无尘,且压力大约为0.06Mpa。
脱硝出口烟气采样装置的采样过程为:时间0秒,采样电磁阀3a开启,采样电磁阀3a-3o关闭,吹扫电磁阀10a关闭,吹扫电磁阀10b-10o开启,烟气经采样管前端过滤器2a顺序进入网格布点采样支管1a、采样母管4、二级过滤器5、冷凝器6、抽气泵7和三级过滤器8后通过排空管13部分排入大气中,部分进入烟气分析仪12,直至20秒;20秒后,采样电磁阀3b开启,采样电磁阀3a、3c-3o关闭,吹扫电磁阀10b关闭,吹扫电磁阀10a、10c-10o开启,烟气经采样管前端的过滤器2b,顺序进入采样支管1b、采样母管4、二级过滤器5、冷凝器6、抽气泵7和三级过滤器8后通过排空管13部分排入大气中,部分进入烟气分析仪12直至第40秒;然后按照上述步骤依次进行网格布点采样支管1c-1o位置的烟气采样及分析。上述所有数据均自动保存;一个周期测试完毕后,自动形成出口NOx浓度分布,如图4所示,单位mg/Nm3
通过现场测试,出口氨逃逸浓度平均分布如图5所示,单位:ppm。
喷氨均匀性调整前,出口NOx浓度平均偏差为44.26%;平均逃逸氨为5.1ppm;平均偏差计算公式为:
Figure BDA0003257487980000131
其中:
Figure BDA0003257487980000132
——脱硝出口NOx浓度的平均偏差,单位%;
Figure BDA0003257487980000133
——脱硝出口的NOx浓度平均值,单位mg/Nm3
Ci——第i个测点的NOx浓度,单位mg/Nm3
m——测点总数。
喷氨格栅自动调整系统的控制过程为:
①固定喷氨调节阀18开度,将自动阀门17a-17o调整至相同开度60%,应用应用烟气采样装置测试出口烟道NOx浓度分布,分别为分别为C0a-C0o
②增加自动阀门17a开度20%,保持自动阀门17b-17o开度60%不变,烟气采样装置测试出口NOx浓度分布,分别为C1a-C1o,计算各个位置浓度数据变化△x1n,计算公式如下:
Figure BDA0003257487980000134
(n为a,b,c...o)
根据计算结果,选取△x1n<0且|△x1n|最大值的点为自动阀门13a的对应点;
③恢复自动阀门17a开度至60%,增加自动阀门17b开度20%,保持自动阀门17a、17c-17o开度不变,应用应用烟气采样装置测试出口NOx浓度分布,分别为C2a-C2o,计算各个位置NOx浓度数据变化△x2n,计算公式如下:
Figure BDA0003257487980000141
(n为a,b,c...o)
根据计算结果,选取△x2n<0且|△x2n|最大值的点为自动阀门17b的对应点;
④按照上述步骤,获得自动阀门17c-17o的出口对应点,从而建立脱硝出口不同位置NOx浓度变化与自动阀门17a-17o的对应关系:
Ca-13a Cd-13g Cg-13d Cj-13j Cm-13m
Cb-13c Ce-13h Ch-13e Ck-13n Cn-13k
Cc-13b Cf-13f Ci-13i Cl-13o Co-13l
⑤50%、75%、100%负荷工况条件下,对催化剂性能检测,获得氨逃逸小于3ppm的出口NOx浓度最低值分别为24、20、23mg/Nm3,选取最高值24mg/Nm3并乘以系数1.2,获得出口各个位置NOx浓度控制的最低值31mg/Nm3;将环保排放限值50mg/Nm3除以系数1.2,获得出口各个位置NOx浓度控制的最高值42mg/Nm3
⑥将自动阀门17a-17i调整至相同开度60%,测试出口NOx浓度分布并计算算数平均值Caverage,调整喷氨调节阀18开度,最终平均值为38mg/Nm3,在31-42mg/Nm3之间;
⑦固定喷氨调节阀18开度,实时根据出口NOx浓度中浓度超过最高值42mg/Nm3或者低于31mg/Nm3的位置,并根据对应关系增加或减小喷氨格栅开度,直至出口所有位置浓度数据均在31-42mg/Nm3之间,调整后出口NOx浓度的分布情况如图6所示,平均偏差为8.55%。
采用本发明SCR烟气脱硝系统的喷氨格栅自动优化调整装置及方法,第一,基于催化剂性能,明确了NOx浓度控制范围,并实现了喷氨均匀性调整,改善脱硝出口NOx浓度均匀性,避免部分区域喷氨量高造成出口NOx浓度过低,或者部分位置喷氨量低造成NOx浓度超过排放限值情况的出现,从而保证了脱硝出口NOx平均浓度与总排口NOx浓度的一致性,消除了对运行人员的误导,并可以尽量降低机组总体NOx浓度排放;第二,减少了部分区域氨量过喷情况的出现,从而避免了氨逃逸增加带来的风险,如减少硫酸氢铵的生成,进一步延缓了空预器阻力增加趋势和下游设备结垢情况;第三,提升了氨气的利用率,在去除相同NOx量的情况下可以减少氨耗,提升机组运行经济性。
最后说明的是,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、等同替换或改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种SCR烟气脱硝系统的喷氨格栅自动优化调整装置,其特征在于其包括安装在脱硝反应器入口上的喷氨格栅支管自动阀门、脱硝出口烟气采样装置以及控制喷氨格栅支管自动阀门和脱硝出口烟气采样装置的喷氨格栅自动调整系统。
2.根据权利要求1所述的一种SCR烟气脱硝系统的喷氨格栅自动优化调整装置,其特征在于所述脱硝出口烟气采样装置包括吹扫母管(11)、采样母管(4)、并联安装在采样母管(4)上的一组以上的网格布点采样支管、对应安装在网格布点采样支管与吹扫母管(11)之间的吹扫支管、对应安装在网格布点采样支管上的采样电磁阀、对应安装在网格布点采样支管顶端的采样管前端过滤器以及顺序安装在采样母管(4)右侧上的二级过滤器(5)、冷凝器(6)、抽气泵(7)、三级过滤器(8)、排空管(13)和烟气分析仪(12);
吹扫支管的进气端安装在吹扫母管(11)上,出气端对应的设置在采样管前端过滤器与采样电磁阀之间,在吹扫支管上对应的安装吹扫电磁阀;
所述采样管前端过滤器设置在出口烟道截面(14)内。
3.根据权利要求2所述的一种SCR烟气脱硝系统的喷氨格栅自动优化调整装置,其特征在于所述网格布点采样支管包括依次并联安装在采样母管(4)上的第一网格布点采样支管(1a)、第二网格布点采样支管(1b)和第三网格布点采样支管(1c);采样管前端过滤器包括对应安装在第一、二、三网格布点采样支管(1a、1b、1c)顶端的第一、二、三采样管前端过滤器(2a、2b、2c),采样电磁阀包括对应安装在第一、二、三网格布点采样支管(1a、1b、1c)上的第一、二、三采样电磁阀(3a、3b、3c);
所述吹扫支管包括进气端并联安装在吹扫母管(11)上的第一、二、三吹扫支管(9a、9b、9c),所述吹扫电磁阀包括对应安装在第一、二、三吹扫支管(9a、9b、9c)上的第一、二、三吹扫电磁阀(10a、10b、10c)。
4.根据权利要求3所述的一种SCR烟气脱硝系统的喷氨格栅自动优化调整装置,其特征在于所述喷氨格栅支管自动阀门安装在脱硝入口烟道(19)的氨分配集箱(15)上,在氨分配集箱(15)上并列安装一组以上的喷氨支管,所述喷氨支管出口设置在脱硝入口烟道(19)内,喷氨支管包括与第一、二、三网格布点采样支管(1a、1b、1c)对应的第一、二、三喷氨支管(16a、16b、16c),喷氨格栅支管自动阀门包括第一、二、三自动阀门(17a、17b、17c),所述第一、二、三自动阀门(17a、17b、17c)对应的安装在第一、二、三喷氨支管(16a、16b、16c)上,在供氨管道上安装喷氨调节阀(18)。
5.一种SCR烟气脱硝系统的喷氨格栅自动优化调整方法,其特征在于脱硝出口烟气采样装置的采样方法,以一组网格布点采样支管为例,采用如下步骤:
步骤一、时间为0秒时,开启第一采样电磁阀(3a),关闭第二、三采样电磁阀(3b、3c),关闭第一吹扫电磁阀(10a),开启第二、三吹扫电磁阀(10b、10c),烟气经第一采样管前端过滤器(2a)顺序进入第一网格布点采样支管(1a)、采样母管(4)、二级过滤器(5)、冷凝器(6)、抽气泵(7)和三级过滤器(8)后通过排空管(13)部分排入大气中,部分进入烟气分析仪(12),直至t秒;
步骤二、t秒后,第二采样电磁阀(3b)开启,第一、三采样电磁阀(3a、3c)关闭,第二吹扫电磁阀(10b)关闭,第一、三吹扫电磁阀(10a、10c)开启,烟气经第二采样管前端过滤器(2b)顺序进入第二网格布点采样支管(1b)、采样母管(4)、二级过滤器(5)、冷凝器(6)、抽气泵(7)、三级过滤器(8)后通过排空管(13)部分排入大气中,部分进入烟气分析仪(12),直至2t秒;
步骤三、然后按照上述步骤一、二依次进行第三网格布点采样支管(1c)及其它组网格布点采样支管的烟气采样及分析,上述所有数据均自动保存在喷氨格栅自动调整系统内。
6.根据权利要求5所述的一种SCR烟气脱硝系统的喷氨格栅自动优化调整方法,其特征在于所述t≤30秒。
7.根据权利要求5所述的一种SCR烟气脱硝系统的喷氨格栅自动优化调整方法,其特征在于喷氨格栅自动调整系统的控制如下:
①建立第一、二、三网格布点采样支管(1a、1b、1c)脱硝出口NOx浓度与第一、二、三自动阀门(17a、17b、17c)的对应关系;
②检测50%、75%、100%负荷条件下的催化剂性能,分别获得氨逃逸小于3ppm的出口NOx浓度最低值,选取三者中最高浓度并乘以系数h,获得第一、二、三网格布点采样支管(1a、1b、1c)出口各个位置NOx浓度控制的最低值Cmin;将环保排放限值除以系数h,获得出口各个位置NOx浓度控制的最高值Cmax
③将第一、二、三自动阀门(17a、17b、17c)调整至相同开度k,测试出口NOx浓度分布并计算平均值Caverage,调整喷氨调节阀(18)开度,使Cmin<Caverage<Cmax
④根据步骤①对应关系调整第一、二、三自动阀门(17a、17b、17c),直至出口所有位置浓度数据均在Cmin和Cmax之间;
⑤将负荷、喷氨调节阀(18)开度、第一、二、三自动阀门(17a、17b、17c)开度记录至系统中,作为下次相同负荷下,喷氨调节阀(18)开度、第一、二、三自动阀门(17a、17b、17c)开度,并在此基础上进行喷氨调节阀(18)和第一、二、三自动阀门(17a、17b、17c)的调整,使第一、二、三网格布点采样支管(1a、1b、1c)出口所有位置浓度数据均在Cmin和Cmax之间。
8.根据权利要求7所述的一种SCR烟气脱硝系统的喷氨格栅自动优化调整方法,其特征在于所述h系数范围为1.2-1.4。
9.根据权利要求7所述的一种SCR烟气脱硝系统的喷氨格栅自动优化调整方法,其特征在于建立第一、二、三网格布点采样支管(1a、1b、1c)脱硝出口NOx浓度与第一、二、三自动阀门(17a、17b、17c)开度方法采用如下步骤:
①固定喷氨调节阀(18)开度,将第一、二、三自动阀门(17a、17b、17c)调整至相同开度k,应用烟气采样装置测试出口烟道NOx浓度分布,分别为C0a-C0c;②改变第一自动阀门(17a)开度△k,保持第二、三自动阀门(17b、17c)开度k不变,应用烟气采样装置测试出口NOx浓度分布,分别为C1a-C1c,计算各个位置浓度数据变化△x1n,计算公式如下:
Figure FDA0003257487970000051
若△k>0,即增加自动第一自动阀门(17a)开度,则△x1n<0且|△x1n|最大值的点为第一自动阀门(17a)的对应点;若△k<0,即减小自动阀门第一自动阀门(17a)开度,则△x1n>0且|△x1n|最大值的点为第一自动阀门(17a)的对应点;
③按照上述步骤,获得第二、三自动阀门(17b、17c)的出口对应点,从而建立脱硝出口浓度与第一、二、三自动阀门(17a、17b、17c)的对应关系。
10.根据权利要求9所述的一种SCR烟气脱硝系统的喷氨格栅自动优化调整方法,其特征在于所述k的范围为50%-75%。
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