CN114471128A - 一种带智能寻优的精准sncr脱硝系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种带智能寻优的精准SNCR脱硝系统及其控制方法，包括分解炉和旋风筒，分解炉的出风口内部以及旋风筒的出风口内部还均设有若干个沿轴向依次分布的喷射层，对应地，分解炉的出风口内部以及旋风筒的出风口内部还均设有相同数量的测温装置，每个测温装置均与对应的一个喷射层相互配合；每个喷射层包括多个沿圆周方向等角度均匀分布的喷枪装置；本发明能寻找到最佳喷射位置和最优喷射深度并利用阀组自动调节每个喷枪装置的气液流量以实现全过程闭环控制，进而大幅减少了氨水用量以显著降低生产成本；同时大幅度提高脱硝系统在不同工况下的适应能力。
Description
技术领域
本发明涉及一种带智能寻优的精准SNCR脱硝系统及其控制方法。
背景技术
当前，环境污染问题日益严重，各行业对环保指标的要求愈发严格，部分省市已率先提出超低排放要求，将烟气NOX排放控制在50mg/Nm3以下。
目前，水泥生产企业应用最广泛的NOX减排技术是选择性非催化还原(SNCR)技术和分级燃烧技术；分级燃烧技术的投入成本较高，使用普及率越来越低；而选择性非催化还原(SNCR)技术，是将氨水溶液通过泵站及喷枪，喷入分解炉和预热器的适当位置，将NOX还原成N2和H2O，从而实现NOX减排并具有投入成本较低的优点；但是此技术存在的主要问题是脱硝效率受温度影响大、整体效率低，水泥企业生产时会出现窑内温度波动，氨水喷入处的温度会偏离其最佳反应温度，为保证出口排放指标，只能增加氨水用量，大幅增加水泥生产成本的同时会产生大量氨逃逸，造成二次污染；同时，氨水喷射点无法根据工况的变化进行即时调整，适应性差，容易出现NOx超标的情况，亟需等待解决。
发明内容
针对上述现有技术的现状，本发明所要解决的技术问题在于提供一种能大幅减少了氨水用量以显著降低生产成本，同时大幅度提高脱硝系统在不同工况下的适应能力的带智能寻优的精准SNCR脱硝系统及其控制方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种带智能寻优的精准SNCR脱硝系统，包括分解炉和旋风筒，分解炉的出风口与旋风筒的进风口相连，其特征在于，所述分解炉的出风口内部以及所述旋风筒的出风口内部还均设有若干个沿轴向依次分布的喷射层，对应地，所述分解炉的出风口内部以及所述旋风筒的出风口内部还均设有相同数量的测温装置，每个所述测温装置均与对应的一个喷射层相互配合；每个所述喷射层包括多个沿圆周方向等角度均匀分布的喷枪装置；还包括阀组和控制模块，所述阀组与每个喷枪装置均相连，所述控制模块与分解炉相连以采集烧成系统参数；所述控制模块与阀组相连以采集流量信号，所述控制模块与每个测温装置相连以采集温度信号。
一种带智能寻优的精准SNCR脱硝系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)通过控制模块给定氨水总用量，阀组调节各喷枪装置的流量并在各喷射层中的多个喷枪装置按顺序停喷枪，通过对比各喷枪装置停喷后对出口减少NOx排放的贡献大小来自动选择喷枪装置，记录该工况下各喷射层中的处于最优喷射位置的喷枪装置。
(2)借助测温装置得出各喷射层的温度场分布并调节喷枪装置的插入深度。
(3)根据控制模块采集的烧成系统参数和出口NOx的要求，自动调节总氨水流量。
(4)根据控制模块采集的烧成系统参数、出口NOx和温度场等参数，调整分配系数，调节每个喷枪装置的流量。
(5)控制模块记录各工况下的烧成系统参数、出口NOx和温度场、总流量等参数的变化曲线，并修正分配系数预测模型以自动调整分配系数。
(6)控制模块修正出口NOx变化曲线，使其拟合设定值，并调节总流量至最低值。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明通过控制模块与阀组的相互配合，寻找到最佳喷射位置处的喷枪装置，并通过测温装置分析脱硝反应温度场以调整喷枪装置的插入深度以寻找到最优喷射深度；并结合烧成系统参数、出口NOx值等参数来自动调节总流量，同时通过记录分析各参数的变化曲线来修正分配系数预测模型并利用阀组自动调节每个喷枪装置的气液流量以实现全过程闭环控制，进而大幅减少了氨水用量以显著降低生产成本；同时，通过控制模块自动、及时的调整每个喷枪装置的喷射流量，从而大幅度提高脱硝系统在不同工况下的适应能力。
附图说明
图1为本发明的结构原理图；
图2为本发明的控制流程图。
具体实施方式
除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
为了保持本发明实施例的以下说明清楚且简明，本发明省略了已知功能和已知部件的详细说明。
如图1所示，一种带智能寻优的精准SNCR脱硝系统，包括分解炉1和旋风筒4，分解炉1的出风口与旋风筒4的进风口相连；分解炉1的出风口内部以及旋风筒4的出风口内部还均设有若干个沿轴向依次分布的喷射层，对应地，分解炉1的出风口内部以及旋风筒4的出风口内部还均设有相同数量的测温装置3，每个测温装置3均与对应的一个喷射层相互配合；每个喷射层包括多个沿圆周方向等角度均匀分布的喷枪装置2，还包括阀组5和控制模块6，阀组5与每个喷枪装置2均相连，控制模块6与分解炉1相连以采集烧成系统参数；控制模块6与阀组5相连以采集流量信号，控制模块6与每个测温装置3相连以采集温度信号。
如图2所示，一种带智能寻优的精准SNCR脱硝系统的控制方法，包括以下步骤：
(1)通过控制模块6给定氨水总用量，阀组5调节各喷枪装置2的流量并在各喷射层中的多个喷枪装置2按顺序停喷枪，通过对比各喷枪装置2停喷后对出口减少NOx排放的贡献大小来自动选择喷枪装置2，记录该工况下各喷射层中的处于最优喷射位置的喷枪装置2。
(2)借助测温装置3得出各喷射层的温度场分布并调节喷枪装置2的插入深度。
(3)根据控制模块6采集的烧成系统参数和出口NOx的要求，自动调节总氨水流量。
(4)根据控制模块6采集的烧成系统参数、出口NOx和温度场等参数，调整分配系数，调节每个喷枪装置2的流量。
(5)控制模块6记录各工况下的烧成系统参数、出口NOx和温度场、总流量等参数的变化曲线，并修正分配系数预测模型以自动调整分配系数。
(6)控制模块6修正出口NOx变化曲线，使其拟合设定值，并调节总流量至最低值。
本发明通过控制模块6与阀组5的相互配合，寻找到最佳喷射位置处的喷枪装置2，并通过测温装置3分析脱硝反应温度场以调整喷枪装置2的插入深度以寻找到最优喷射深度；并结合烧成系统参数、出口NOx值等参数来自动调节总流量，同时通过记录分析各参数的变化曲线来修正分配系数预测模型并利用阀组5自动调节每个喷枪装置2的气液流量以实现全过程闭环控制，进而大幅减少了氨水用量以显著降低生产成本；同时，通过控制模块6自动、及时的调整每个喷枪装置2的喷射流量，从而大幅度提高脱硝系统在不同工况下的适应能力。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的技术人员应当理解，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行同等替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神与范围。
Claims (2)
1.一种带智能寻优的精准SNCR脱硝系统，包括分解炉和旋风筒，分解炉的出风口与旋风筒的进风口相连，其特征在于，所述分解炉的出风口内部以及所述旋风筒的出风口内部还均设有若干个沿轴向依次分布的喷射层，对应地，所述分解炉的出风口内部以及所述旋风筒的出风口内部还均设有相同数量的测温装置，每个所述测温装置均与对应的一个喷射层相互配合；每个所述喷射层包括多个沿圆周方向等角度均匀分布的喷枪装置；还包括阀组和控制模块，所述阀组与每个喷枪装置均相连，所述控制模块与分解炉相连以采集烧成系统参数；所述控制模块与阀组相连以采集流量信号，所述控制模块与每个测温装置相连以采集温度信号。
2.一种带智能寻优的精准SNCR脱硝系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)通过控制模块给定氨水总用量，阀组调节各喷枪装置的流量并在各喷射层中的多个喷枪装置按顺序停喷枪，通过对比各喷枪装置停喷后对出口减少NOx排放的贡献大小来自动选择喷枪装置，记录该工况下各喷射层中的处于最优喷射位置的喷枪装置。
(2)借助测温装置得出各喷射层的温度场分布并调节喷枪装置的插入深度。
(3)根据控制模块采集的烧成系统参数和出口NOx的要求，自动调节总氨水流量。
(4)根据控制模块采集的烧成系统参数、出口NOx和温度场等参数，调整分配系数，调节每个喷枪装置的流量。
(5)控制模块记录各工况下的烧成系统参数、出口NOx和温度场、总流量等参数的变化曲线，并修正分配系数预测模型以自动调整分配系数。
(6)控制模块修正出口NOx变化曲线，使其拟合设定值，并调节总流量至最低值。
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