CN206543524U - 一种即时脱硝入口氨气模块均布与匹配控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种即时脱硝入口氨气模块均布与匹配控制装置，包括：即时入口喷氨分配控制装置，所述即时入口喷氨分配控制装置由母管、一端连通在母管上若干个支管、分别设置在若干个支管上的喷氨电动阀、连通在若干个支管另一端的烟道、设于烟道侧表面与烟道相对两端面若干个喷氨阀以及设置在若干个喷氨阀上的NH3，NOX检测仪构成，脱硝优化控制系统，所述脱硝优化控制系统由DCS操作员站、移动TOCS工作师站、脱硝系统、DCS系统以及TOCS控制器组成。本实用新型的有益效果是，结构简单，实用性强。

Description

一种即时脱硝入口氨气模块均布与匹配控制装置

技术领域

本实用新型涉及一种烟气脱硝工艺中将两种或多种气体均匀分配控制装置，以及应用该装置的均匀分配技术方法，而且实时分析与均匀分配氨气。

背景技术

大气中氮氧化物的主要来源是燃料，其中近70％来自于煤炭的直接燃烧。我国是以煤炭为主要能源的国家，火电厂燃煤量又占到我国煤炭消费总量的一半以上。据统计，2000年我国N0x 的排放总量约为1880万吨，其中，火力发电厂氮氧化物排放量为496万吨。按照目前的排放水平测算，预计到2020年，我国火电排放的氮氧化物将达到1000万吨以上。NOx浓度的升高，将使大气氧化性增加，导致酸雨、臭氧层破坏、光化学烟雾等一系列的城市和区域环境问题，对人体健康和生态环境构成巨大的威胁。因此，燃煤电站烟气脱硝是我国控制NOx排放的重中之重。

选择性催化还原(SCR)技术是目前工业上应用最为广泛的一种脱硝技术，SCR技术的关键是反应器内反应物NH3与污染物N0x 分配均匀与匹配，否则，NH3与N0x在烟气中的分配不均会造成SCR系统性能降低。氨在某些区域过量，会导致过剩的氨逃逸出反应器，造成新的环境污染，同时导致脱硝效果变差。当前各发电厂脱硝氨气均布分配技术路线是每年都请研究所或机构到发电厂做SCR反应器氨气入口均布分配。对脱硝系统进出口、空预器进口、烟囱入口等位置的烟气流场、速度场进行测试，了解烟道内真实的烟气流速、N0x和NH3浓度分布情况，分析SCR 出口与烟囱人口NOx浓度偏差大的原因。根据数值模拟优化，在机组100％满负荷下，在设定脱硝效率约80％条件下，根据反应器出口截面的N0x浓度分布，如图1对反应器进口的AIG喷氨格栅的手动蝶阀开度进行调节，最大限度提高反应器出口的N0x、分布均匀性。调整完毕后，降负荷至65％，验证均匀性。这种阶段性均布入口氨气分配方式缺点是不能随时分析与调节氨气分配，由于脱硝系统运行过程中造成脱硝催化剂中毒致使部分区域催化剂失效，但是由于没有及时调整氨气分配，而脱硝系统还是按原来的分配方式继续喷氨，甚至加大喷氨量，氨逃逸量增大深度恶化这部分区域催化剂中毒。只有随时分析和调整氨气入口分配，保证入口氨气量与脱硝催化剂及烟气匹配才能避免氨逃逸和催化剂中毒失效，国内电厂反应器出口设计只有俩个取样点，该取样点无法体现各个位置区域的出口NOX和NH3真实数据，也就无法准确控制出口NOX和NH3。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决上述问题，设计了一种即时脱硝入口氨气模块均布与匹配控制装置。

实现上述目的本实用新型的技术方案为，一种即时脱硝入口氨气模块均布与匹配控制装置，包括：即时入口喷氨分配控制装置，所述即时入口喷氨分配控制装置由母管、一端连通在母管上若干个支管、分别设置在若干个支管上的喷氨电动阀、连通在若干个支管另一端的烟道、设于烟道侧表面与烟道相对两端面的若干个喷氨阀以及设置在若干个喷氨阀上的NH，NOX检测仪构成；脱硝优化控制系统，所述脱硝优化控制系统由DCS操作员站、移动TOCS工作师站、脱硝系统、DCS系统以及TOCS控制器组成。

优选的，所述支管的数量为7-12个。

优选的，所述若干个支管上均设有流量计。

优选的，所述流量计与支管连接处两端设有阀门。

优选的，所述TOCS控制器和DCS系统通过网线连接通讯，通过与DCS系统数据通信实现TOCS控制器的数据获取和指令输出，所述移动TOCS工程师站与TOCS控制器网线连接，所述DCS 操作员站与DCS系统网线连接，所述脱硝系统与DCS系统网线连接。

优选的，所述NH3，NOX检测仪为型号是SKZ1050B-NOX的氮氧化物检测仪。

利用本实用新型的技术方案制作的即时脱硝入口氨气模块均布与匹配控制装置与方法，该系统能够随时分配SCR反应器每个喷氨入口氨气，保障脱硝催化剂需要氨气的匹配均匀程度，降低氨逃逸，降低空预器堵塞率，节省氨气用量，提高催化剂寿命。

附图说明

图1是本实用新型所述即时脱硝入口氨气模块均布与匹配控制装置的结构示意图；

图2是本实用新型所述脱硝优化控制系统的系统结构图；

图中，1、母管；2、支管；3、喷氨电动阀；4、烟道；5、喷氨阀；6、NH3、NOX检测仪；7、DCS操作员站；8、移动TOCS工作师站；9、脱硝系统；10、DCS系统；11、TOCS控制器；12、流量计；13、阀门。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行具体描述，如图1-2所示，一种即时脱硝入口氨气模块均布与匹配控制装置，包括：即时入口喷氨分配控制装置，所述即时入口喷氨分配控制装置由母管 (1)、一端连通在母管(1)上若干个支管(2)、分别设置在若干个支管(2)上的喷氨电动阀(3)、连通在若干个支管(2) 另一端的烟道(4)、设于烟道(4)侧表面与烟道(4)相对两端面的若干个喷氨阀(5)以及设置在若干个喷氨阀(5)上的NH3、NOX检测仪(6)构成；脱硝优化控制系统，所述脱硝优化控制系统由DCS操作员站(7)、移动TOCS工作师站(8)、脱硝系统(9)、DCS系统(10)以及TOCS控制器(11)组成；所述支管(2)的数量为7-12个；所述若干个支管(2)上均设有流量计(12)；所述流量计(12)与支管(2)连接处两端设有阀门(13)；所述TOCS控制器(11)和DCS系统(10)通过网线连接通讯，通过与DCS系统(10)数据通信实现TOCS控制器 (11)的数据获取和指令输出，所述移动TOCS工程师站(8)与 TOCS控制器(11)网线连接，所述DCS操作员站(7)与DCS系统(10)网线连接，所述脱硝系统(9)与DCS系统(10)网线连接；所述NH3、NOX检测仪(6)为型号是SKZ1050B-NOX的氮氧化物检测仪。

本实施方案的特点为，采用电动碟阀，相对比手动氨气分配碟阀更加自动化，调节氨气碟阀的开度分析该区域脱硝数据变化与氨逃逸数据的关系，在某一负荷下通过某一电动蝶阀开度与出口氮氧化物及出口氨逃逸相关性来实时分配氨气分配碟阀的开度，首先通过网线把TOCS控制器和原发电厂DCS系统连接通讯，本系统采用嵌入原有DCS控制系统的安装方式，即通过与DCS 系统数据通信实现TOCS系统的数据获取和指令输出，保留原DCS 系统所有操作和运行方式，通过在原有操作员站增设的运行方式选择键，得到自动控制方式在原有方式和TOCS方式的切换，该系统能够随时分配SCR反应器每个喷氨入口氨气，保障脱硝催化剂需要氨气的匹配均匀程度，降低氨逃逸，降低空预器堵塞率，节省氨气用量，提高催化剂寿命。

在本实施方案中，首先，通过网线把TOCS控制器和原发电厂DCS系统连接通讯，原发电厂脱硝DCS控制系统的供氨自动调节模型一般先预设一个脱硝效率，然后通过CEMS测量SCR反应器入口NOx浓度，经计算得出所需的氨气流量，与CEMS测量SCR 反应器出口NOx浓度进行比较，再通过一个PI调节装置控制供氨调节阀。本系统采用嵌入原有脱硝DCS控制系统的安装方式，即通过与DCS系统数据通信实现TOCS系统的数据获取和指令输出，保留原DCS系统所有操作和运行方式，通过在原有操作员站增设的运行方式选择键，得到自动控制方式在原有方式和TOCS 方式的切换；将母管连接在将每侧脱硝出口烟道按每个喷氨阀位置加N0x、NH3测量取样点，将每个阀门开度反馈和多个个测点 NH3、NOX数据传给TOCS控制器，TOCS控制器采集脱硝数据，建立脱硝控制模型。喷氨入口匹配优化调试在机组100％满负荷下, 脱硝环保出口值控制在30mg/m3±10固定喷氨总阀开度，然后通过调节1#喷氨电动阀的开度分析1#喷氨区域出口NOX数据变化与1#喷氨区域出口NH3逃逸数据的关系，如增大1#喷氨区域喷氨电动阀门开度，1#喷氨区域出口NOX降低，说明该区域喷氨量没到顶点，增大喷氨们开度直到NOX不在变化，1#喷氨区域出口NH3开始增加时，同时减小阀门开度1#喷氨区域出口NOX增加，1#喷氨区域出口NH3减少，1#喷氨区域阀门开度的流量已到拐点，1#区域氨气流量分配满足脱硝需要。如果出现开关1#喷氨区域喷氨电动阀门1#喷氨区域出口NOX不变，只有1#喷氨区域出口NH3增加或减少，说明该区域催化剂模块已完全中毒失效，那么该喷氨电动阀只能处于关闭状态，待机组检修时检查更换此区域催化剂模块。同理其他区域喷氨阀门亦如此调整阀门开度，固定所有点阀门开度，喷氨入口匹配均匀优化已完成，喷氨调节交给总调节阀调节。调整完毕后，降负荷至65％，验证均匀性。如出现反应器两侧N0x浓度监测数据不一致，偏差较大。或者N0x浓度监测数据烟囱入口数值与反应器出口数据不一致，偏差较大；这说明脱硝某区域模块催化剂催化能力降低，要随时进行喷氨各点入口阀门开度矫正，找出与该区域脱硝催化剂模块匹配的阀门开度，如果某区域出现开关喷氨阀门NOX不变，只有 NH3增加或减少，说明该区域催化剂模块已完全中毒失效，将其喷氨入口阀门关闭，如催化剂中毒区域点超过3个需停机检修。

上述技术方案仅体现了本实用新型技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本实用新型的原理，属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种即时脱硝入口氨气模块均布与匹配控制装置，其特征在于，包括：

即时入口喷氨分配控制装置，所述即时入口喷氨分配控制装置由母管(1)、一端连通在母管(1)上若干个支管(2)、分别设置在若干个支管(2)上的喷氨电动阀(3)、连通在若干个支管(2)另一端的烟道(4)、设于烟道(4)侧表面与烟道(4)相对两端面的若干个喷氨阀(5)以及设置在若干个喷氨阀(5)上的NH3、NOX检测仪(6)构成；

脱硝优化控制系统，所述脱硝优化控制系统由DCS操作员站(7)、移动TOCS工作师站(8)、脱硝系统(9)、DCS系统(10)以及TOCS控制器(11)组成。

2.根据权利要求1所述一种即时脱硝入口氨气模块均布与匹配控制装置，其特征在于，所述支管(2)的数量为7-12个。

3.根据权利要求1所述一种即时脱硝入口氨气模块均布与匹配控制装置，其特征在于，所述若干个支管(2)上均设有流量计(12)。

4.根据权利要求3所述一种即时脱硝入口氨气模块均布与匹配控制装置，其特征在于，所述流量计(12)与支管(2)连接处两端设有阀门(13)。

5.根据权利要求1所述一种即时脱硝入口氨气模块均布与匹配控制装置，其特征在于，所述TOCS控制器(11)和DCS系统(10)通过网线连接通讯，通过与DCS系统(10)数据通信实现TOCS控制器(11)的数据获取和指令输出，所述移动TOCS工程师站(8)与TOCS控制器(11)网线连接，所述DCS操作员站(7)与DCS系统(10)网线连接，所述脱硝系统(9)与DCS系统(10)网线连接。

6.根据权利要求1所述一种即时脱硝入口氨气模块均布与匹配控制装置，其特征在于，所述NH3、NOX检测仪(6)为型号是SKZ1050B-NOX的氮氧化物检测仪。