CN118122132A - 一种scr脱硝喷氨装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种SCR脱硝喷氨装置，在工作前通过第一控制器接收前馈单元提供的预测值，通过第一控制器控制喷氨阀门的开度；在工作中前馈单元实时监测SCR入口NOx浓度值，第一控制器接收该信息，对锅炉侧工况变化进行快速响应，有效地减少喷氨总量控制误差。此外，通过第二控制器调整喷氨分区的喷氨量来优化喷氨效果，可解决局部喷氨过量或不足而引起SCR出口NOx浓度场不均匀的问题，不但提升了检测效率，还能够根据检测结果实时进行对应调整，有利于提升整个脱硝系统的运行效率，适于工业上大规模使用与推广。
Description
技术领域
本发明属于烟气脱硝技术领域，特别涉及一种SCR脱硝喷氨装置。
背景技术
在电力、石化及其他工业领域中，随着环境保护法规和标准的不断提高，对于工业过程中释放的氮氧化物(NOx)的排放控制变得日益重要。SCR脱硝技术是在特定的温度区段，在催化剂的作用下利用氨气将烟气中的NO还原为无毒、无污染的N2和水蒸气，达到脱除NOx的目的。
现有技术中的SCR脱硝方法，存在喷氨过量、氨逃逸等现象，进而导致下游空预器堵塞及冷端低温腐蚀等问题，严重影响了燃煤机组的安全与经济运行。目前，燃煤发电机组SCR脱硝系统喷氨均匀性判断主要采用直接测量法进行：缺少出口矩阵式检测装置且只能采用离线检测的方式开展，检测效率低下，其结果具有时间滞后性和局限性，不能及时指导后续喷氨调整，进而影响整个脱硝系统的运行效率。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种SCR脱硝喷氨装置，以解决现有技术在脱硝时检测效率低下，进而影响整个脱硝系统的运行效率的问题。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现：
一种SCR脱硝喷氨装置，包括喷氨模块、反应装置和取样反馈模块。
所述的喷氨模块包括前馈模块、第一控制器、喷氨阀门、第二控制器和喷氨区；所述的反应装置包括SCR反应器；所述的取样反馈模块包括取样区，取样区位于SCR反应器的出口处。
所述的喷氨阀门一端与外部喷氨装置相连，另一端通过多条分支管道与喷氨区相连。
所述的喷氨区设置在SCR反应器入口处的烟道内部；所述的喷氨区包括多个喷氨分区，每个喷氨分区与一条所述的分支管道相连，每条分支管道上均设置有一个分区控制阀。
所述的前馈模块包括与第一控制器相连的按键模块、NOx浓度预测模块、SCR反应器入口NOx浓度检测模块。
所述的第一控制器还与喷氨阀门相连。
所述的第二控制器分别与取样区输出端和所有分区控制阀连接。
所述的前馈模块用于：
通过按键模块接收输入数据，令NOx浓度预测模块根据输入数据进行NOx浓度预测，并将NOx浓度预测值输入至第一控制器。
通过SCR反应器入口NOx浓度检测模块检测SCR反应器入口NOx实际浓度，并将SCR反应器入口NOx实际浓度值输入至第一控制器。
所述的第一控制器用于：
在所述的SCR脱硝喷氨装置工作前，接收NOx浓度预测值，根据NOx浓度预测值调节喷氨阀门的开度。
在所述的SCR脱硝喷氨装置开始工作后，接收SCR反应器入口NOx实际浓度值，调节喷氨阀门的开度。
所述的第二控制器用于：
接收取样区采集到的SCR反应器出口NOx浓度值，并根据检测到的NOx浓度值调节每一个分区控制阀，调节每一个分区控制阀的开度。
所述的取样区用于：
对SCR反应器出口气体进行取样并检测NOx浓度值，并将采集到的SCR反应器出口NOx浓度值输入第二控制器。
本发明还具有以下特征：
进一步地，所述的喷氨区包括四个喷氨分区，四个所述的喷氨分区在SCR反应器入口处的烟道内部均匀分布。
进一步地，所述的取样区包括多个并列设置的取样分区，每个取样分区内设置有至少一个取样探头。
每个所述的取样分区内的所有取样探头均与一个接头连接；所有所述的接头均通过管道与分配单元连接。
所述的分配单元分别与巡测单元和样气混合单元连接。
所述的第二控制器分别与巡测单元和样气混合单元连接。
所述的分配单元用于接收每一个取样分区采集到的气体，并分配至巡测单元和样气混合单元。
所述的巡测单元用于测量每一个取样分区采集到的气体的NOx浓度值，并将测量值提供至第二控制器。
所述的样气混合单元用于测量所有取样分区采集到的气体混合后的NOx浓度值，并将测量值提供至第二控制器。
进一步地，所述的取样区包括个3取样分区，每个取样分区内设置有3个取样探头。
每个所述的取样分区内的取样探头均串联设置。
进一步地，每个所述的喷氨分区内部均设置有双排喷氨格栅装置。
本发明与现有技术相比，具有如下技术效果：
本发明的SCR脱硝喷氨装置，在工作前通过第一控制器接收前馈单元提供的预测值，通过第一控制器控制喷氨阀门的开度；在工作中前馈单元实时监测SCR入口NOx浓度值，第一控制器接收该信息，对锅炉侧工况变化进行快速响应，有效地减少喷氨总量控制误差。此外，通过第二控制器调整喷氨分区的喷氨量来优化喷氨效果，可解决局部喷氨过量或不足而引起SCR出口NOx浓度场不均匀的问题，不但提升了检测效率，还能够根据检测结果实时进行对应调整，有利于提升整个脱硝系统的运行效率，适于工业上大规模使用与推广。
附图说明
图1是本发明的喷氨模块结构示意图；
图2是本发明的取样反馈模块结构示意图；
图3是本发明的SCR脱硝喷氨装置整体结构示意图。
图中各标号的含义为：1、前馈模块；2、第一控制器；3、喷氨阀门；4、第二控制器；5、喷氨区；6、SCR反应器；7、取样区；
101、按键模块；102、NOx浓度预测模块；103、SCR反应器入口NOx浓度检测模块；501、喷氨分区；502、分区控制阀；701、取样分区；702、取样探头；703、接头；704、分配单元；705、巡测单元；706、样气混合单元。
具体实施方式
需要说明的是，本发明中的所有部件，如无特殊说明，全部均采用现有技术中已知的部件。例如SCR反应器采用已知常用的SCR反应器。
以下给出本发明的具体实施例，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。
如图1至图3所示，一种SCR脱硝喷氨装置包括喷氨模块、反应装置和取样反馈模块。
喷氨模块包括前馈模块1、第一控制器2、喷氨阀门3、第二控制器4和喷氨区5；反应装置包括SCR反应器6；取样反馈模块包括取样区7。
喷氨阀门3一端与外部喷氨装置相连，另一端通过多条分支管道与喷氨区5相连。
喷氨区5设置在SCR反应器6入口处的烟道内部；喷氨区5包括多个喷氨分区501，每个喷氨分区501与一条分支管道相连，每条分支管道上均设置有一个分区控制阀502。
前馈模块1包括按键模块101、NOx浓度预测模块102、SCR反应器入口NOx浓度检测模块103；NOx浓度预测模块102和SCR反应器入口NOx浓度检测模块103分别与第一控制器2相连。
第一控制器2还与喷氨阀门3相连。
第二控制器4分别与取样区7输出端和所有分区控制阀502连接。
前馈模块1用于：
输入数据，令NOx浓度预测模块102根据输入的数据进行NOx浓度预测，并将NOx浓度预测值输入至第一控制器2。
检测SCR反应器入口NOx实际浓度，并将SCR反应器入口NOx实际浓度值输入至第一控制器2。
第一控制器2用于：
在SCR脱硝喷氨装置工作前，接收NOx浓度预测值，根据NOx浓度预测值调节喷氨阀门3的开度。
在SCR脱硝喷氨装置开始工作后，接收SCR反应器入口NOx实际浓度值，调节喷氨阀门3的开度。
第二控制器4用于：
接收取样区7采集到的SCR反应器出口NOx浓度值，并根据检测到的NOx浓度值调节每一个分区控制阀502，调节每一个分区控制阀502的开度。
取样区7用于：
对SCR反应器6出口气体进行取样并检测NOx浓度值，并将采集到的SCR反应器出口NOx浓度值输入第二控制器4。
101、按键模块；102、NOx浓度预测模块；103、SCR反应器入口NOx浓度检测模块；
其中，按键模块101输入锅炉负荷、锅炉风量、给煤量、炉膛温度及炉膛氧量等参数；NOx浓度预测模块102依据锅炉燃烧产生NOx机理和脱硝运行历史数据，解耦分离各变量的影响，采用一维卷积神经网络对SCR入口NOx浓度进行预估。
本装置对喷氨量的预测目标进行动态调整；当测量值与控制目标偏差较大时，主要使用反馈闭环控制指令；当测量值与控制目标偏差较小时，则主要依靠智能NOx浓度预测模块102的喷氨总量预判指令；
具体的，喷氨区5包括四个喷氨分区501，四个喷氨分区501在SCR反应器6入口处的烟道内部均匀分布，保证本装置在工作时喷氨均匀。
作为一种优选方案，取样区7包括多个并列设置的取样分区701，每个取样分区701内设置有至少一个取样探头702；
每个取样分区701内的所有取样探头702均与一个接头703连接；所有接头703均通过管道与分配单元704同时连接；
分配单元704分别与巡测单元705和样气混合单元706连接；
第二控制器4分别与巡测单元705和样气混合单元706连接；
分配单元704用于接收每一个取样分区701采集到的气体，并分配至巡测单元705和样气混合单元706；
巡测单元705用于测量每一个取样分区701采集到的气体的NOx浓度值，并将测量值提供至第二控制器4；
样气混合单元706用于测量所有取样分区701采集到的气体混合后的NOx浓度值，并将测量值提供至第二控制器4。
各取样分区701设置多个取样点，形成矩阵取样。同时，能够通过调节不同段管线长度、样气流量等参数，保证各取样分区701样气经取样探头702能同时送达分配单元704；
取样分配单元13与分区巡测单元12、分区样气混合装置14连接；巡测单元705用于测量分区巡测值，以达到分区优化控制的目的；样气混合单元706中对分区样气连续等量、同时序、均匀混合，作为控制目标完成喷氨总量优化控制。
具体的，取样区7包括5个取样分区701，每个取样分区701内设置有3个取样探头702；
每个取样分区701内的取样探头702均串联设置。
作为一种优选方案，每个喷氨分区501内部均设置有双排喷氨格栅装置，进一步提升喷氨效率。
Claims (5)
1.一种SCR脱硝喷氨装置，其特征在于，包括喷氨模块、反应装置和取样反馈模块；
所述的喷氨模块包括前馈模块(1)、第一控制器(2)、喷氨阀门(3)、第二控制器(4)和喷氨区(5)；所述的反应装置包括SCR反应器(6)；所述的取样反馈模块包括取样区(7)，取样区(7)位于SCR反应器(6)的出口处；
所述的喷氨阀门(3)一端与外部喷氨装置相连，另一端通过多条分支管道与喷氨区(5)相连；
所述的喷氨区(5)设置在SCR反应器(6)入口处的烟道内部；所述的喷氨区(5)包括多个喷氨分区(501)，每个喷氨分区(501)与一条所述的分支管道相连，每条分支管道上均设置有一个分区控制阀(502)；
所述的前馈模块(1)包括与第一控制器(2)相连的按键模块(101)、NOx浓度预测模块(102)、SCR反应器入口NOx浓度检测模块(103)；
所述的第一控制器(2)还与喷氨阀门(3)相连；
所述的第二控制器(4)分别与取样区(7)输出端和所有分区控制阀(502)连接；
所述的前馈模块(1)用于：
通过按键模块(101)接收输入数据，令NOx浓度预测模块(102)根据输入数据进行NOx浓度预测，并将NOx浓度预测值输入至第一控制器(2)；
通过SCR反应器入口NOx浓度检测模块(103)检测SCR反应器入口NOx实际浓度，并将SCR反应器入口NOx实际浓度值输入至第一控制器(2)；
所述的第一控制器(2)用于：
在所述的SCR脱硝喷氨装置工作前，接收NOx浓度预测值，根据NOx浓度预测值调节喷氨阀门(3)的开度；
在所述的SCR脱硝喷氨装置开始工作后，接收SCR反应器入口NOx实际浓度值，调节喷氨阀门(3)的开度；
所述的第二控制器(4)用于：
接收取样区(7)采集到的SCR反应器(6)出口NOx浓度值，并根据检测到的NOx浓度值调节每一个分区控制阀(502)，调节每一个分区控制阀(502)的开度；
所述的取样区(7)用于：
对SCR反应器(6)出口气体进行取样并检测NOx浓度值，并将采集到的SCR反应器出口NOx浓度值输入第二控制器(4)。
2.如权利要求1所述的SCR脱硝喷氨装置，其特征在于，所述的喷氨区(5)包括四个喷氨分区(501)，四个所述的喷氨分区(501)在SCR反应器(6)入口处的烟道内部均匀分布。
3.如权利要求1所述的SCR脱硝喷氨装置，其特征在于，所述的取样区(7)包括多个并列设置的取样分区(701)，每个取样分区(701)内设置有至少一个取样探头(702)；
每个所述的取样分区(701)内的所有取样探头(702)均与一个接头(703)连接；所有所述的接头(703)均通过管道与分配单元(704)连接；
所述的分配单元(704)分别与巡测单元(705)和样气混合单元(706)连接；
所述的第二控制器(4)分别与巡测单元(705)和样气混合单元(706)连接；
所述的分配单元(704)用于接收每一个取样分区(701)采集到的气体，并分配至巡测单元(705)和样气混合单元(706)；
所述的巡测单元(705)用于测量每一个取样分区(701)采集到的气体的NOx浓度值，并将测量值提供至第二控制器(4)；
所述的样气混合单元(706)用于测量所有取样分区(701)采集到的气体混合后的NOx浓度值，并将测量值提供至第二控制器(4)。
4.如权利要求3所述的SCR脱硝喷氨装置，其特征在于，所述的取样区(7)包括5个取样分区(701)，每个取样分区(701)内设置有3个取样探头(702)；
每个所述的取样分区(701)内的取样探头(702)均串联设置。
5.如权利要求1所述的SCR脱硝喷氨装置，其特征在于，每个所述的喷氨分区(501)内部均设置有双排喷氨格栅装置。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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