CN115155293A - 一种循环流化床锅炉sncr脱硝分区控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种循环流化床锅炉SNCR脱硝分区控制系统,用于控制向循环流化床锅炉(1)的每个旋风分离器(2)的进口烟道(3)通入的脱硝还原剂用量,包括控制器、传感器组件(5)、若干还原剂喷射装置、若干旋风分离器(2),每个旋风分离器(2)分别通过进口烟道(3)与循环流化床锅炉连通,每个旋风分离器(2)分别通过出口烟道(4)与尾部烟道连通;还原剂喷射装置一一对应向进口烟道(3)输送脱硝还原剂;传感器组件(5)用于采集各个出口烟道(4)内气体浓度;传感器组件(5)、还原剂喷射装置分别与控制器电连接。本发明可对循环流化床锅炉SNCR脱硝进行分区精准控制,能够实现不同工况下循环流化床锅炉脱硝效果和经济性指标的实时最优。

Description

一种循环流化床锅炉SNCR脱硝分区控制系统
技术领域
本发明涉及火力发电脱硝控制系统领域,具体是一种循环流化床锅炉SNCR脱硝分区控制系统。
背景技术
选择性非催化还原(SNCR)是指无催化剂的作用下,在适合脱硝反应的“温度窗口”内喷入还原剂将烟气中的氮氧化物还原为无害的氮气和水。该技术一般采用炉内喷氨、尿素或氢氨酸作为还原剂还原NOx。还原剂只和烟气中的NOx反应,一般不与氧反应,该技术不采用催化剂,所以这种方法被称为选择性非催化还原法(SNCR)。还原剂喷入炉膛温度为850~1100℃的区域,迅速热分解成 NH3,与烟气中的NOx反应生成N2和水。
循环流化床锅炉采用的是工业化程度最高的洁净煤燃烧技术。循环流化床锅炉采用流态化燃烧,主要结构包括燃烧室(包括密相区和稀相区)和循环回路(包括高温气固分离器和返料系统)两大部分。随着循环流化床锅炉容量的不断提升,炉膛尺寸不断增大,导致炉内烟气分布不均衡,污染物的原始排放浓度高,脱硝还原剂消耗量大,脱硝调节响应特性变差等问题愈发突出。
循环流化床锅炉环保监测系统取样点一般位于锅炉尾部烟道出口及烟囱入口烟道,烟气测量结果延迟大,为实现超低排放往往过量添加脱硝还原剂,造成氨逃逸量大堵塞尾部烟道、空预器等问题。在负荷调整时也容易造成环保参数的大幅波动,影响锅炉的安全性、环保性和经济性。
发明内容
本发明的目的是提供一种循环流化床锅炉SNCR脱硝分区控制系统,以解决现有技术循环流化床锅炉脱硝效调整延迟大,还原剂用量大,氨逃逸高,脱硝效率率低的问题,进而降低满足超低排放的环保成本及经济成本。
为了达到上述目的,本发明所采用的技术方案为:
一种循环流化床锅炉SNCR脱硝分区控制系统,用于控制向循环流化床锅炉的每个旋风分离器的进口烟道通入的脱硝还原剂用量,包括控制器、传感器组件(5)、若干还原剂喷射装置、若干旋风分离器(2),其中:
各个旋风分离器(2)分别设于所述循环流化床锅炉与所述尾部烟道之间,每个旋风分离器(2)的进口分别各自通过进口烟道(3)与所述循环流化床锅炉的不同出口连通,每个旋风分离器(2)的出口分别各自通过出口烟道(4)与所述尾部烟道的进口连通;
还原剂喷射装置一一对应配置于所述进口烟道(3),每个还原剂喷射装置分别包括还原剂储罐(6)、还原剂变频输送泵(7)、压缩空气罐(8)、若干双流体喷枪(9);所述还原剂储罐(6)中存储有脱硝还原剂,还原剂储罐(6)的出口通过输送管与还原剂变频输送泵(7)的入口连接,还原剂变频输送泵(7)的出口通过输送管分别与各个双流体喷枪(9)的进液口连接,所述压缩空气罐(8)的出气口通过输送管分别与各个双流体喷枪(9)的雾化空气接口连接,各个双流体喷枪(9)的枪口一一对应插入至对应的进口烟道(3)内;
传感器组件(5)包括若干传感器,各个传感器一一对应设于所述出口烟道(4)中,每个传感器用于采集对应出口烟道(4)内气体浓度;
所述传感器组件(5)与控制器信号传递电连接,控制器分别与各个还原剂喷射装置中的还原剂变频输送泵(7)、各个双流体喷枪(9)控制电连接,所述控制器基于传感器组件(5)采集的信号控制各个还原剂喷射装置中还原剂变频输送泵(7)、各个双流体喷枪(9)工作,以实现脱硝还原剂通入量的分区控制。
进一步的,所述还原剂变频输送泵(7)为无极调节泵。
进一步的,每个还原剂喷射装置中,若干双流体喷枪(9)的枪口非均匀分布插入至对应的进口烟道(3)内。
进一步的,每个还原剂喷射装置中,若干双流体喷枪(9)的枪口分布插接于对应进口烟道(3)的侧面、顶面。
进一步的,所述双流体喷枪(9)为大调节比的双流体喷枪。
进一步的,所述双流体喷枪(9)采用310S不锈钢材质制成。
进一步的,所述脱硝还原剂为尿素的水溶液、或者为氨水、或者为液氨。
进一步的,所述脱硝还原剂的质量浓度为10%-20%。
相比,本发明的优点为:
1.对循环流化床锅炉SNCR脱硝进行分区;不同分区单元进行不同的精准控制,特别适应于当今大型循环流化床锅炉的大截面结构。
2.能够实现不同工况下循环流化床锅炉脱硝效果和经济性指标的实时最优。
3.测量结果响应时间短,可以快速优化循环流化床SNCR脱硝还原剂拖入量,最大程度减少脱硝还原剂消耗,降低经济成本。
4.减少脱硝过量喷入还原剂导致的逃逸氨,减少尾部烟道受热面、空预器堵塞,从而降低系统阻力,提高经济性。
5.施工难度低,对锅炉本体结果没有影响,改造投资少。
附图说明
图1为本发明的整体俯视示意图。
图2为本发明的整体左视示意图。
图3为本发明的还原剂喷射装置示意图。
图中:1、循环流化床锅炉,2、旋风分离器,3、进口烟道,4、出口烟道尾部烟道,5、传感器组件,6、还原剂储罐,7、还原剂变频输送泵,8、压缩空气罐,9、双流体喷枪喷枪,10、尾部烟道。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1、图2所示,本发明一种循环流化床锅炉SNCR脱硝分区控制系统,用于控制向循环流化床锅炉1的每个旋风分离器(2)的进口烟道(3)通入的脱硝还原剂用量,包括控制器、传感器组件5、3组还原剂喷射装置、3个旋风分离器2。
每个旋风分离器2的进料设有进口烟道3、出口设有出口烟道4,每个旋风分离器2的进口烟道3分别与循环流化床锅炉1顶部的不同位置的出口连接,每个旋风分离器2的出口烟道4分别与尾部烟道11顶部的进口连接,形成多个SNCR脱硝单元。
每个SNCR脱硝单元的进口烟道3一一对应配置还原剂喷射装置。还原剂喷射装置包括还原剂储罐6、还原剂变频输送泵7、压缩空气罐8、若干双流体喷枪9。每组还原剂喷射装置中,还原剂储罐6内存储有作为脱硝还原剂的尿素的水溶液、或者氨水、或者液氨,脱硝还原剂的质量浓度为10%-20%,还原剂储罐6的出口通过输送管和还原剂变频输送泵7的入口连接,还原剂变频输送泵7的出口通过输送管和各个双流体喷枪9的进液口连接,压缩空气罐8的出气口通过输送管和各个双流体喷枪9的雾化空气接口连接,各个双流体喷枪9的枪口分别插入至对应的进口烟道3内。各个双流体喷枪9的枪口插入位置在进口烟道3上呈非均匀分布,具体的,各个双流体喷枪9的枪口的插入位置位于进口烟道3的侧面及顶部。
每组还原剂喷射装置中,还原剂储罐6存储的脱硝还原剂经还原剂变频输送泵7分别输送至若干双流体喷枪9中,同时压缩空气罐8向若干双流体喷枪9输出空气,若干双流体喷枪9将脱硝还原剂喷入至对应的进口烟道3内。
本发明每组还原剂喷射装置中,双流体喷枪9采用310S不锈钢材质制成,并选用大调节比的喷枪。还原剂变频输送泵7采用无极调节泵。
本发明中,各组还原剂喷射装置还可共用同一个还原剂储罐6以及同一个压缩空气罐8。
本发明中,传感器组件10包括3个传感器,3个传感器一一对应设置在3个出口烟道4内部,每个传感器用于采集对应出口烟道4内的NOX气体的浓度数据。
传感器组件10中的3个传感器分别与控制器信号传递电连接,控制器分别与各组还原剂喷射装置中的还原剂变频输送泵7、各个双流体喷枪9控制电连接。
每个还原剂喷射装置5输出的脱硝还原剂给入量可以由控制器基于对应传感器的检测数据分别独立调节,从而实现SNCR脱硝分区控制。当相应分区中的NOx浓度超标时,提高该分区的脱硝还原剂投入量,直到该分区的NOX浓度排放量达到设定值。
本发明所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行的描述,并非对本发明构思和范围进行限定,在不脱离本发明设计思想的前提下,本领域中工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进,均应落入本发明的保护范围,本发明请求保护的技术内容,已经全部记载在权利要求书中。

Claims (8)

1.一种循环流化床锅炉SNCR脱硝分区控制系统,其特征在于,用于控制向循环流化床锅炉(1)的每个旋风分离器(2)的进口烟道(3)通入的脱硝还原剂用量,包括控制器、传感器组件(5)、若干还原剂喷射装置、若干旋风分离器(2),其中:
各个旋风分离器(2)分别设于所述循环流化床锅炉与所述尾部烟道之间,每个旋风分离器(2)的进口分别各自通过进口烟道(3)与所述循环流化床锅炉的不同出口连通,每个旋风分离器(2)的出口分别各自通过出口烟道(4)与所述尾部烟道的进口连通;
还原剂喷射装置一一对应配置于所述进口烟道(3),每个还原剂喷射装置分别包括还原剂储罐(6)、还原剂变频输送泵(7)、压缩空气罐(8)、若干双流体喷枪(9);所述还原剂储罐(6)中存储有脱硝还原剂,还原剂储罐(6)的出口通过输送管与还原剂变频输送泵(7)的入口连接,还原剂变频输送泵(7)的出口通过输送管分别与各个双流体喷枪(9)的进液口连接,所述压缩空气罐(8)的出气口通过输送管分别与各个双流体喷枪(9)的雾化空气接口连接,各个双流体喷枪(9)的枪口一一对应插入至对应的进口烟道(3)内;
传感器组件(5)包括若干传感器,各个传感器一一对应设于所述出口烟道(4)中,每个传感器用于采集对应出口烟道(4)内气体浓度;
所述传感器组件(5)与控制器信号传递电连接,控制器分别与各个还原剂喷射装置中的还原剂变频输送泵(7)、各个双流体喷枪(9)控制电连接,所述控制器基于传感器组件(5)采集的信号控制各个还原剂喷射装置中还原剂变频输送泵(7)、各个双流体喷枪(9)工作,以实现脱硝还原剂通入量的分区控制。
2.根据权利要求1所述的一种循环流化床锅炉SNCR脱硝分区控制系统,其特征在于,所述还原剂变频输送泵(7)为无极调节泵。
3.根据权利要求1所述的一种循环流化床锅炉SNCR脱硝分区控制系统,其特征在于,每个还原剂喷射装置中,若干双流体喷枪(9)的枪口非均匀分布插入至对应的进口烟道(3)内。
4.根据权利要求3所述的一种循环流化床锅炉SNCR脱硝分区控制系统,其特征在于,每个还原剂喷射装置中,若干双流体喷枪(9)的枪口分布插接于对应进口烟道(3)的侧面、顶面。
5.根据权利要求1所述的一种循环流化床锅炉SNCR脱硝分区控制系统,其特征在于,所述双流体喷枪(9)为大调节比的双流体喷枪。
6.根据权利要求1所述的一种循环流化床锅炉SNCR脱硝分区控制系统,其特征在于,所述双流体喷枪(9)采用310S不锈钢材质制成。
7.根据权利要求1所述的一种循环流化床锅炉SNCR脱硝分区控制系统,其特征在于,所述脱硝还原剂为尿素的水溶液、或者为氨水、或者为液氨。
8.根据权利要求1或7所述的一种循环流化床锅炉SNCR脱硝分区控制系统,其特征在于,所述脱硝还原剂的质量浓度为10%-20%。
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