CN114199311B - 烧结烟气scr脱硝系统粉尘堆积智能测量系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种烧结烟气SCR脱硝系统粉尘堆积智能测量系统及方法，包括工控机、测量组件、取样组件、SCR脱硝反应器及催化剂层，其中测量组件包括应变传感器、压力变送器及工业智能网关。应变传感器安装在SCR脱硝反应器钢支架的支撑梁的支点附近，通过工业智能网关通过控制电缆和传感器连接；取样组件包括故障反吹控制器、取样控制器和取样管，取样管测点设置于催化剂层上侧和下侧且采用多点矩阵式设置方式，测点通过取样管和取样控制器连接，取样控制器通过取样管和压力传感器、故障反吹控制器分别连接，工业智能网关通过通讯光缆和工控机连接。该系统及方法可在线测量烧结烟气SCR脱硝系统粉尘堆积的情况。
Description
技术领域
本发明涉及故障监测领域，具体涉及一种烧结烟气SCR脱硝系统粉尘堆积智能测量系统及方法。
背景技术
烧结烟气环保岛目前主要采用湿法脱硫+湿电除尘器+脱硝系统的工艺路线。烧结烟尘比重大，流动性差，SCR脱硝反应器布置于湿法脱硫后，烟气湿度大，粉尘粘性高。多数钢厂在催化基层上表面设置吹灰器，并根据每层测得压力数据进行顺序清灰。SCR脱硝反应器内除催化剂层外的粉尘堆积情况需要停机检查。这种方式存在以下问题：
(1)催化剂床层平均压差方式检测，无反映催化剂层各单元的真实情况，存在吹灰死角；
(2)SCR脱硝反应器内除催化剂层外的粉尘堆积情况目前还没有在线检测手段，需要停机检查；
(3)脱硝吹扫采用逐层依次吹扫，无法实现定区域精准吹扫，吹扫能源消耗大，运行经济性亟待提升。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种烧结烟气SCR脱硝系统粉尘堆积智能测量系统及方法；该系统和方法可实现在线监测烧结烟气SCR脱硝系统粉尘堆积情况。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种烧结烟气SCR脱硝系统粉尘堆积智能测量系统及方法，所述系统包括工控机和测量模块、取样模块、SCR脱硝反应器、催化模块以及控制电缆；所述测量模块包含压力传感器以及工业智能网关；所述取样模块包括故障反吹控制器、取样控制器和取样管；所述SCR脱硝反应器的下部以及设有第一支撑梁；所述催化模块上设有测点；所述测点采用多点矩阵式设置方式且设置在所述催化模块的上侧和下侧；所述测点通过取样管和取样控制器连接；所述取样控制器通过所述取样管和所述压力传感器、故障反吹控制器分别连接。
较佳的，所述测量模块内还包括应变传感器；所述应变传感器安装在所述支撑梁上；所述工业智能网关通过所述控制电缆与所述应变传感器连接。
较佳的，所述工业智能网关的下部设有第二支撑梁；所述第二支撑梁与所述工业智能网关之间设有卡座；所述工业智能网关与所述工控机之间设有通讯光缆。
较佳的，所述一种烧结烟气SCR脱硝系统粉尘堆积智能测量方法包括以下步骤：
S1：工控机利用工业智能网关通过应变传感器获取支撑梁的支点应变信号；通过采集前端烧结系统不同运行工况时SCR脱硝反应器支撑梁支点的应变反馈数据，通过数据分析绘制SCR脱硝反应器在正常运行时反馈数据随着时间变化的特性曲线；
S2：工控机利用工业智能网关通过压力变送器获取催化剂层上下两侧各区域压力反馈数据，多维压力值点阵数据通过内置压力降云图算法软件生成催化剂压力降分析趋势云图，通过数据分析绘制压力随着时间变化的特性曲线；
S3：当压力传感器信号偏离特性曲线时，工控机将反馈相应的区域粉尘堆积的报警信号，同时启动对应的吹灰器进行清扫；
S4：当应变传感器信号偏离特性曲线时，可通过计算支撑梁支点的反馈数据得出SCR脱硝反应器内粉尘堆积的大致区域；排除压力传感器信号异常的情况下，通过计算支撑梁支点的反馈数据得出SCR脱硝反应器内粉尘堆积的区域，工控机将通知向操作人员对粉尘堆积区域进行精准清理。
较佳的，所述工控机拟合脱硝反应器的应变-时间特性曲线和催化剂层上下两侧压力-时间特性曲线，并进行显示。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：(1)本发明可实现对催化剂层阻力的分区在线监测，具有测量精准、响应及时、延长催化剂使用寿命的优点；(2)可实现对脱硝反应器除催化剂层以外区域的粉尘堆积情况的在线监测，具有测量精准、响应及时、无人巡检的优点。
附图说明
图1为本发明的压力监测原理图；
图2为本发明的应变监测原理图；
图3为取样组件的原理图；
图中：1-工控机；2-测量模块；3-取样模块；4-SCR脱硝反应器；5-催化模块；6-控制电缆；7-卡座；8-通讯光缆；21-应变传感器；22-压力传感器；23-工业智能网关；31-故障反吹控制器；32-取样控制器；33-取样管；34-第一支撑梁；7-8-9-7-8-9-7-8-9-7-8-9-
具体实施方式
为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。
请结合参照图1，本发明提供了一种烧结烟气SCR脱硝系统粉尘堆积智能测量系统及方法，所述系统包括工控机1和测量模块2、取样模块3、SCR脱硝反应器4、催化模块5以及控制电缆6；所述测量模块2包含压力传感器22以及工业智能网关23；所述取样模块3包括故障反吹控制器31、取样控制器32和取样管33；所述SCR脱硝反应器3的下部以及设有第一支撑梁34；所述催化模块5上设有测点51；所述测点51采用多点矩阵式设置方式且设置在所述催化模块5的上侧和下侧；所述测点51通过取样管33和取样控制器32连接；所述取样控制器32通过所述取样管33和所述压力传感器22、故障反吹控制器31分别连接。
测点采用多点矩阵式设置方式且设置在所述催化剂模块的上侧与下侧可以实现催化剂上表面与下表面特定距离纵向与横向两个不同维度点的催化剂截面烟气动压变化数据；通过上侧和下侧设置可以增加取样点的分布密度，有利于提高模型计算精度和准确度；通过测量的动压差和反应器内的温度等情况可以推算催化剂表面烟气流速分布情况，预测催化剂表面积灰严重程度及位置区域，为决策提供前期技术支撑，提高后期检修效率，解决了目前采用床层采用单点测压的弊端。
较佳的，所述测量模块2内还包括应变传感器21；所述应变传感器21安装在所述支撑梁31上；所述工业智能网关23通过所述控制电缆6与所述应变传感器21连接。
应变传感器安装在所述支撑梁上不仅可以通过梁的材料和应力变化情况计算反应器支撑量的作用力；同时支撑梁温度相对稳定，取样位置具有代表性；而且支撑梁温度相对脱硝反应器内温度要低，工作环境不是太恶劣，降低设备的初期投资成本；最后更是便于安装、巡检、在线维护与保养。
较佳的，所述工业智能网关23的下部设有第二支撑梁35；所述第二支撑梁35与所述工业智能网关23之间设有卡座7；所述工业智能网关23与所述工控机1之间设有通讯光缆8。
在第二支撑梁与所述工业智能网关之间可以通过卡座可以实现工业智能网关的安装、巡检与在线维护；其次通过卡座可以使工业智能网关可靠固定；而且通过卡座保护工业智能网关避免雨、雪、振动等恶劣工况的不利影响，提高工业智能网关运行可靠性。
较佳的，所述一种烧结烟气SCR脱硝系统粉尘堆积智能测量方法包括以下步骤：
S1：工控机利用工业智能网关通过应变传感器获取支撑梁的支点应变信号；通过采集前端烧结系统不同运行工况时SCR脱硝反应器支撑梁支点的应变反馈数据，通过数据分析绘制SCR脱硝反应器正常运行时反馈数据随着时间变化的特性曲线。
特性曲线的绘制采用时序数据库存储的数据通过如matlab、Origin、grapher、力维算子平台等软件实现。
S2：工控机利用工业智能网关通过压力变送器获取催化剂层上下两侧各区域压力反馈数据，多维压力值点阵数据通过内置压力降云图算法软件生成催化剂压力降分析趋势云图，通过数据分析绘制压力随着时间变化的特性曲线。
所述多维压力值点阵是指不同催化剂层在各层催化剂上、下侧设置的采用多点矩阵式设置测点测量的数组。
所述压力降云图算法软件如matlab、tecplot、Origin、力维算子平台等软件实现。
S3：当压力传感器信号偏离特性曲线时，工控机将反馈相应的区域粉尘堆积的报警信号，同时启动对应的吹灰器进行清扫。
S4：当应变传感器信号偏离特性曲线时，可通过计算支撑梁支点的反馈数据得出SCR脱硝反应器内粉尘堆积的大致区域；排除压力传感器信号异常的情况下，通过计算支撑梁支点的反馈数据得出SCR脱硝反应器内粉尘堆积的区域，工控机将通知向操作人员对粉尘堆积区域进行精准清理。
较佳的，所述工控机拟合脱硝反应器的应变-时间特性曲线和催化剂层上下两侧压力-时间特性曲线，并进行显示。
本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。
Claims (3)
1.一种烧结烟气SCR脱硝系统粉尘堆积智能测量系统，其特征在于：所述系统包括工控机(1)和测量模块(2)、取样模块(3)、SCR脱硝反应器(4)、催化模块(5)以及控制电缆(6)；所述测量模块(2)包含压力传感器(22)以及工业智能网关(23)；所述取样模块(3)包括故障反吹控制器(31)、取样控制器(32)和取样管(33)；所述SCR脱硝反应器(4)的下部以及设有第一支撑梁(34)；所述催化模块(5)上设有测点(51)；所述测点(51)采用多点矩阵式设置方式且设置在所述催化模块(5)的上侧和下侧；所述测点(51)通过取样管(33)和取样控制器(32)连接；所述取样控制器(32)通过所述取样管(33)和所述压力传感器(22)、故障反吹控制器(31)
分别连接；
所述测量模块(2)内还包括应变传感器(21)；所述应变传感器(21)安装在所述第一支撑梁(34)上；所述工业智能网关(23)通过所述控制电缆(6)与所述应变传感器(21)连接；
所述工业智能网关(23)的下部设有第二支撑梁(35)；所述第二支撑梁(35)与所述工业智能网关(23)之间设有卡座(7)；所述工业智能网关(23)与所述工控机(1)之
间设有通讯光缆(8)。
2.如权利要求1所述的一种烧结烟气SCR脱硝系统粉尘堆积智能测量系统，其特征在于：所述智能测量系统还包括一种智能测量方法，所述智能测量方法包括以下步骤：
S1：工控机利用工业智能网关通过应变传感器获取支撑梁的支点应变信号；通过采集前端烧结系统不同运行工况时SCR脱硝反应器支撑梁支点的应变反馈数据，通过数据分析绘制SCR脱硝反应器正常运行时反馈数据随着时间变化的特性曲线；
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3.如权利要求2所述的一种烧结烟气SCR脱硝系统粉尘堆积智能测量系统，其特征在于：所述工控机拟合脱硝反应器的应变-时间特性曲线和催化剂层上下两侧压力-时间特性曲线，并进行显示。
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| 基于ANSYS的SCR脱硝反应器本体结构有限元分析;彭伟;;山西建筑(第34期);全文 * |
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