CN116371169A - 一种智能化sncr脱硝系统及其控制方法 - Google Patents

一种智能化sncr脱硝系统及其控制方法 Download PDF

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王路明
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Abstract

本发明涉及水泥窑炉用脱硝技术领域，且公开了一种智能化SNCR脱硝系统，包括输送泵站、储液罐、加压泵站、分配模块和喷枪，还包括智能控制系统和喷枪调节模块，所述输送泵站与储液罐相连接；本发明还提出一种智能化SNCR脱硝系统控制方法，包括以下步骤：S1：实时预测，智能控制系统中窑炉的初始氮氧化物浓度预测模块根据烧成系统实时运行参数，并结合原燃料成分测验值等步骤。本发明不仅提高系统脱硝效率的同时，也能有效的降低氨水的使用量，降低运行成本，减少了资金消耗，而且能够达到提高脱硝效率的目的，节省了时间，提高了工作效率，还能够据出现的新的特征参数来测试、学习，扩大自己的数据库，实时优化、提升自身脱硝效果。

Description

一种智能化SNCR脱硝系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及水泥窑炉用脱硝技术领域，具体为一种智能化SNCR脱硝系统及其控制方法。
背景技术
随着技术的发展，水泥行业环保要求愈发严格，如何在满足不断提高的环保指标的同时，有效降低环保系统运行成本，成为行业的一大难题。
现阶段SNCR脱硝系统在水泥窑炉脱硝中依然处于主力位置，水泥行业的SNCR脱硝技术经历十几年的发展，分层布置的精准脱硝技术已经成为了行业的首选，但是随着研究的不断深入，特别是CFD技术的引进，让我们认识到水泥窑炉内的流场，温度场及粉尘颗粒的分布，还原性气氛的分布时刻都在发生波动，同时原燃料的不确定性也加剧了这些波动，而这些波动，对每支喷枪的脱硝效率都会产生影响，故当前的精准SNCR脱硝系统，面对这些波动，表现出了以下不足：
1.喷枪插入炉内的角度及深度无法根据生产工况的波动智能调节；
2.喷枪型式单一，无法感知是否与喷射点的工况匹配，
3.简单的认为双系列预热器左右列旋风筒风量及流场，温度场分布相同，以及分解炉同一圆周截面的各处流场，温度场及气体成分组成也相同，故该处每支喷枪分配的喷氨量也应相同，没有单独调节每支喷枪的流量。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种智能化SNCR脱硝系统及其控制方法，主要为解决现有的喷枪插入角度及插入深度无法在线调节，喷枪型式太过单一，导致氨水无法实时喷射到炉内最佳脱硝区域的问题。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种智能化SNCR脱硝系统，包括输送泵站、储液罐、加压泵站、分配模块和喷枪，还包括智能控制系统和喷枪调节模块，所述输送泵站与储液罐相连接，所述储液罐与加压泵站相连接，所述加压泵站与分配模块相连接，所述分配模块与智能控制系统和喷枪相连接，所述喷枪与喷枪调节模块相连接，所述喷枪调节模块与智能控制系统相连接，所述智能控制系统包括窑炉的初始氮氧化物浓度预测模块、喷氨点工况识别评级模块、喷枪型式判断模块、喷氨量控制调节模块。
进一步的，所述喷枪分布的位置包括分解炉出口、鹅颈管、鹅颈管下降管道、最下一级旋风筒进、出口及筒体锥部位置。
在前述方案的基础上，所述喷枪调节模块包括角度调节模块和位置调节模块。
作为本发明再进一步的方案，所述喷枪调节模块可以对喷枪插入窑炉的角度及深度进行实时智能调节。
进一步的，所述喷枪与喷枪调节模块一一对应，成套使用，所述喷枪及配套喷枪调节模块分层布置，每层布置-个。
在前述方案的基础上，所述喷枪的型式为扇形，单孔型，多孔型中的任意一种。
作为本发明再进一步的方案，所述智能控制系统会根据各喷射点的温度分布，流场及气氛组成反馈至中央控制室。
本发明还提出一种智能化SNCR脱硝系统控制方法，包括以下步骤：
S1：实时预测，智能控制系统中窑炉的初始氮氧化物浓度预测模块根据烧成系统实时运行参数，并结合原燃料成分测验值，预测窑炉初始氮氧化物浓度及窑炉中各处流速分布、气氛组成，根据预测值对分配装置中总氨水用量进行前馈调节控制；
S2：预测评级，智能控制系统结合各喷氨点的温度分布、粉尘量和气体流速对各喷氨点的脱硝效率进行预测评级，根据预测评级结果控制各喷氨点的分配系数；
S3：喷枪调整，智能控制系统根据各喷氨点的温度分布、粉尘、气体流速、气氛组成的参数，调整喷枪的角度和位置，使喷枪喷雾效果和脱硝效果达到最佳状态；
S4：分析反馈，智能控制系统根据根据各喷氨点的温度分布、粉尘、气体流速、气氛组成的参数，分析并反馈此处最优的喷枪型式至中央控制室。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种智能化SNCR脱硝系统及其控制方法，具备以下有益效果：
1、本发明中此系统通过对喷枪进行实时调整，可以使每支喷枪均能处于最佳工作状态，在提高系统脱硝效率的同时，也能有效的降低氨水的使用量，降低运行成本，减少了资金消耗。
2、本发明中此系统将喷枪进行分层布置，从而可以使在工作的过程中始终有喷枪能够处于最佳脱硝工况，从而来达到提高脱硝效率的目的，节省了时间，提高了工作效率。
3、本发明中智能控制系统根据整个烧成系统的重要特征参数，及原燃料测试值来预测窑炉氮氧化物初始浓度及各处的流场，温度场，气氛组成分布，并计算SNCR系统即将需要的总喷氨量及系统中每支喷枪需要分配的最优喷氨量及每支喷枪的最佳插入深度，插入角度，并分别向分配装置及各支喷枪的调节装置发布动作指令，同时反馈每个喷射点最优的喷枪型式。
4、本发明中的智能控制系统在指导系统运行的同时，具备自学习能力，当生产参数发生变动大时，其能根据出现的新的特征参数来测试、学习，扩大自己的数据库，实时优化、提升自身脱硝效果。
附图说明
图1为本发明提出的一种智能化SNCR脱硝系统的工艺流程示意图；
图2为本发明提出的一种智能化SNCR脱硝系统控制方法的流程结构示意图。
图中：1、智能控制系统；2、输送泵站；3、储液罐；4、加压泵站；5、分配模块；6、喷枪调节模块；7、喷枪本体。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
实施例1
参照图1-图2，一种智能化SNCR脱硝系统，包括输送泵站2、储液罐3、加压泵站4、分配模块5和喷枪本体7，还包括智能控制系统1和喷枪调节模块6，输送泵站2与储液罐3相连接，储液罐3与加压泵站4相连接，加压泵站4与分配模块5相连接，分配模块5与智能控制系统1和喷枪本体7相连接，喷枪本体7与喷枪调节模块6相连接，喷枪调节模块6与智能控制系统1相连接，智能控制系统1包括窑炉的初始氮氧化物浓度预测模块、喷氨点工况识别评级模块、喷枪型式判断模块、喷氨量控制调节模块，此系统通过对喷枪进行实时调整，可以使每支喷枪均能处于最佳工作状态，在提高系统脱硝效率的同时，也能有效的降低氨水的使用量，降低运行成本，减少了资金消耗。
本发明中尤其的，喷枪本体7分布的位置包括分解炉出口、鹅颈管、鹅颈管下降管道、最下一级旋风筒进、出口及筒体锥部位置，喷枪调节模块6包括角度调节模块和位置调节模块，喷枪调节模块6可以对喷枪本体7插入窑炉的角度及深度进行实时智能调节，喷枪本体7与喷枪调节模块6一一对应，成套使用，喷枪本体7及配套喷枪调节模块6分层布置，每层布置2个，此系统将喷枪进行分层布置，从而可以使在工作的过程中始终有喷枪能够处于最佳脱硝工况，从而来达到提高脱硝效率的目的，节省了时间，提高了工作效率，喷枪本体7的型式为扇形，智能控制系统1会根据各喷射点的温度分布，流场及气氛组成反馈至中央控制室，智能控制系统1根据整个烧成系统的重要特征参数，及原燃料测试值来预测窑炉氮氧化物初始浓度及各处的流场，温度场，气氛组成分布，并计算SNCR系统即将需要的总喷氨量及系统中每支喷枪需要分配的最优喷氨量及每支喷枪的最佳插入深度，插入角度，并分别向分配装置及各支喷枪的调节装置发布动作指令，同时反馈每个喷射点最优的喷枪型式。
本发明还提出一种智能化SNCR脱硝系统控制方法，包括以下步骤：
S1：实时预测，智能控制系统中窑炉的初始氮氧化物浓度预测模块根据烧成系统实时运行参数，并结合原燃料成分测验值，预测窑炉初始氮氧化物浓度及窑炉中各处流速分布、气氛组成，根据预测值对分配装置中总氨水用量进行前馈调节控制；
S2：预测评级，智能控制系统结合各喷氨点的温度分布、粉尘量和气体流速对各喷氨点的脱硝效率进行预测评级，根据预测评级结果控制各喷氨点的分配系数；
S3：喷枪调整，智能控制系统根据各喷氨点的温度分布、粉尘、气体流速、气氛组成的参数，调整喷枪的角度和位置，使喷枪喷雾效果和脱硝效果达到最佳状态；
S4：分析反馈，智能控制系统根据根据各喷氨点的温度分布、粉尘、气体流速、气氛组成的参数，分析并反馈此处最优的喷枪型式至中央控制室，智能控制系统在指导系统运行的同时，具备自学习能力，当生产参数发生变动大时，其能根据出现的新的特征参数来测试、学习，扩大自己的数据库，实时优化、提升自身脱硝效果。
实施例2
参照图1-图2，一种智能化SNCR脱硝系统，包括输送泵站2、储液罐3、加压泵站4、分配模块5和喷枪本体7，还包括智能控制系统1和喷枪调节模块6，输送泵站2与储液罐3相连接，储液罐3与加压泵站4相连接，加压泵站4与分配模块5相连接，分配模块5与智能控制系统1和喷枪本体7相连接，喷枪本体7与喷枪调节模块6相连接，喷枪调节模块6与智能控制系统1相连接，智能控制系统1包括窑炉的初始氮氧化物浓度预测模块、喷氨点工况识别评级模块、喷枪型式判断模块、喷氨量控制调节模块，此系统通过对喷枪进行实时调整，可以使每支喷枪均能处于最佳工作状态，在提高系统脱硝效率的同时，也能有效的降低氨水的使用量，降低运行成本，减少了资金消耗。
本发明中尤其的，喷枪本体7分布的位置包括分解炉出口、鹅颈管、鹅颈管下降管道、最下一级旋风筒进、出口及筒体锥部位置，喷枪调节模块6包括角度调节模块和位置调节模块，喷枪调节模块6可以对喷枪本体7插入窑炉的角度及深度进行实时智能调节，喷枪本体7与喷枪调节模块6一一对应，成套使用，喷枪本体7及配套喷枪调节模块6分层布置，每层布置4个，此系统将喷枪进行分层布置，从而可以使在工作的过程中始终有喷枪能够处于最佳脱硝工况，从而来达到提高脱硝效率的目的，节省了时间，提高了工作效率，喷枪本体7的型式为多孔型，智能控制系统1会根据各喷射点的温度分布，流场及气氛组成反馈至中央控制室，智能控制系统1根据整个烧成系统的重要特征参数，及原燃料测试值来预测窑炉氮氧化物初始浓度及各处的流场，温度场，气氛组成分布，并计算SNCR系统即将需要的总喷氨量及系统中每支喷枪需要分配的最优喷氨量及每支喷枪的最佳插入深度，插入角度，并分别向分配装置及各支喷枪的调节装置发布动作指令，同时反馈每个喷射点最优的喷枪型式。
本发明还提出一种智能化SNCR脱硝系统控制方法，包括以下步骤：
S1：实时预测，智能控制系统中窑炉的初始氮氧化物浓度预测模块根据烧成系统实时运行参数，并结合原燃料成分测验值，预测窑炉初始氮氧化物浓度及窑炉中各处流速分布、气氛组成，根据预测值对分配装置中总氨水用量进行前馈调节控制；
S2：预测评级，智能控制系统结合各喷氨点的温度分布、粉尘量和气体流速对各喷氨点的脱硝效率进行预测评级，根据预测评级结果控制各喷氨点的分配系数；
S3：喷枪调整，智能控制系统根据各喷氨点的温度分布、粉尘、气体流速、气氛组成的参数，调整喷枪的角度和位置，使喷枪喷雾效果和脱硝效果达到最佳状态；
S4：分析反馈，智能控制系统根据根据各喷氨点的温度分布、粉尘、气体流速、气氛组成的参数，分析并反馈此处最优的喷枪型式至中央控制室，智能控制系统在指导系统运行的同时，具备自学习能力，当生产参数发生变动大时，其能根据出现的新的特征参数来测试、学习，扩大自己的数据库，实时优化、提升自身脱硝效果。
在该文中的描述中，需要说明的是，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

Claims (8)

1.一种智能化SNCR脱硝系统，包括输送泵站(2)、储液罐(3)、加压泵站(4)、分配模块(5)和喷枪本体(7)，其特征在于，还包括智能控制系统(1)和喷枪调节模块(6)，所述输送泵站(2)与储液罐(3)相连接，所述储液罐(3)与加压泵站(4)相连接，所述加压泵站(4)与分配模块(5)相连接，所述分配模块(5)与智能控制系统(1)和喷枪本体(7)相连接，所述喷枪本体(7)与喷枪调节模块(6)相连接，所述喷枪调节模块(6)与智能控制系统(1)相连接，所述智能控制系统(1)包括窑炉的初始氮氧化物浓度预测模块、喷氨点工况识别评级模块、喷枪型式判断模块、喷氨量控制调节模块。
2.根据权利要求1所述的一种智能化SNCR脱硝系统，其特征在于，所述喷枪本体(7)分布的位置包括分解炉出口、鹅颈管、鹅颈管下降管道、最下一级旋风筒进、出口及筒体锥部位置。
3.根据权利要求1所述的一种智能化SNCR脱硝系统，其特征在于，所述喷枪调节模块(6)包括角度调节模块和位置调节模块。
4.根据权利要求1所述的一种智能化SNCR脱硝系统，其特征在于，所述喷枪调节模块(6)可以对喷枪本体(7)插入窑炉的角度及深度进行实时智能调节。
5.根据权利要求4所述的一种智能化SNCR脱硝系统，其特征在于，所述喷枪本体(7)与喷枪调节模块(6)一一对应，成套使用，所述喷枪本体(7)及配套喷枪调节模块(6)分层布置，每层布置2-4个。
6.根据权利要求5所述的一种智能化SNCR脱硝系统控制方法，其特征在于，所述喷枪本体(7)的型式为扇形，单孔型，多孔型中的任意一种。
7.根据权利要求1所述的一种智能化SNCR脱硝系统控制方法，其特征在于，所述智能控制系统(1)会根据各喷射点的温度分布，流场及气氛组成反馈至中央控制室。
8.一种智能化SNCR脱硝系统控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：实时预测，智能控制系统中窑炉的初始氮氧化物浓度预测模块根据烧成系统实时运行参数，并结合原燃料成分测验值，预测窑炉初始氮氧化物浓度及窑炉中各处流速分布、气氛组成，根据预测值对分配装置中总氨水用量进行前馈调节控制；
S2：预测评级，智能控制系统结合各喷氨点的温度分布、粉尘量和气体流速对各喷氨点的脱硝效率进行预测评级，根据预测评级结果控制各喷氨点的分配系数；
S3：喷枪调整，智能控制系统根据各喷氨点的温度分布、粉尘、气体流速、气氛组成的参数，调整喷枪的角度和位置，使喷枪喷雾效果和脱硝效果达到最佳状态；
S4：分析反馈，智能控制系统根据根据各喷氨点的温度分布、粉尘、气体流速、气氛组成的参数，分析并反馈此处最优的喷枪型式至中央控制室。
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