[发明专利]一种在线速度场调平和浓度场测量的全负荷精准喷氨系统

说明书

本发明公开一种在线速度场调平和浓度场测量的全负荷精准喷氨系统，包括对应第一拐角固定导流板与一级喷氨格栅之间的垂直烟道分区设置的分区烟气速度测量装置和分区NOx浓度测量装置，对应均流器与催化剂层之间的每个分区从上至下依次设置的二级微喷补氨系统、分区速度测量装置、分区氨氮一体化浓度测量装置，对应催化剂层与出口烟道之间的每个分区布置有分区氨氮一体化浓度测量装置；分区烟气速度测量装置、分区NOx浓度测量装置、分区速度测量装置、分区氨氮一体化浓度测量装置测量数据传输至控制单元的输入端口，控制单元生成控制调节信号输出端至一级喷氨格栅、动态流场调平导流装置、二级微喷补氨系统。本发明能够灵活地根据不同煤种、不同负荷、不同燃烧器组合形成的烟气流场特性进行催化剂前速度场调平。

技术领域

本发明涉及一种在线速度场调平和浓度场测量的全负荷精准喷氨系统，属于环境处理技术领域。

背景技术

新修订的《火电厂大气污染物排放标准》对NOx的排放制定了非常严格的要求，要求NOx排放标准达到50mg/Nm3以内，只依靠低氮燃烧不能达到排放指标要求，因此燃烧后控制NOx，即在烟道尾部加装脱硝装置成为燃煤电厂的必然选择。在脱硝技术中，SCR因其脱硝效率高、技术成熟成为燃煤电站的主要选择。但现有SCR系统自身具有的强非线性和大滞后持性，运行中存在着喷氨量不能很好地跟随设定值，NOx排放量增加；SCR系统中所用的还原剂NH₃是常见的有毒有害物质，在反应过程中容易造成氨逃逸和二次污染，在使用过程中有潜在的危险性。脱硝效率和氨逃逸率是SCR脱硝系统性能的两大指标，在SCR系统设计完成和催化剂已经选定的前提下，SCR系统的均流特性将是影响脱硝效率和氨逃逸率的重要因素。在SCR脱硝烟道中加导流板是保证烟气分布均匀的主要方式，实际情况中为了保证烟道尾部的NOx浓度达标，会加大喷氨力度，氨逃逸率会不可避免的增大。

发明专利《适合全负荷的智能喷氨控制系统》（申请号：CN201710317106）提出将烟气负荷划分为不同的区间，然后利用CFD创建SCR装置在不同负荷下的烟气流场模型，而在实际应用中选择能够匹配当前负荷的流场模型，实时调节喷氨管的开度。

发明专利《烟气脱硝系统中喷氨与烟气流场匹配的喷氨装置参数优化方法》（申请号：CN201110209347）提出：构建氨/ 氮相对浓度偏差与喷氨装置几何设计参数的函数关系；计算获得最小浓度偏差时的喷氨装置几何参数。与优化技术结合可以开发出更加高效、可行的喷氨装置，进一步提高SCR 脱硝系统的整体运行效率。

发明专利《选择性催化还原脱硝装置的气固两相流场与喷氨优化方法》（申请号：CN201410163844）提出：借助Fluent 软件模拟选择性催化还原(SCR) 脱硝装置的气固两相流动过程，得到SCR 脱硝装置内烟气和飞灰颗粒的气固两相流动特性，通过采用改变连接烟道内导流板的形状与布置方式、反应器顶棚处整流构件的形状与位置、整流格栅叶片间距与高度、SCR 反应器结构等措施，优化SCR 脱硝装置的气固两相流场，根据连接烟道内喷氨处的烟气速度分布和浓度分布，计算获得该区域的NOx 通量分布，依据最佳氨氮比控制与该区域NOx通量分布相匹配的喷氨量。

发明专利《一种基于权重阀调控的SCR脱硝系统喷氨优化方法》（申请号：CN201510514520）提出：首先测量定负荷条件下SCR 脱硝系统喷氨格栅前烟道横向截面处的烟气流场特性；然后结合喷氨格栅的喷嘴分布情况，解析与喷氨喷嘴分布相匹配的烟气流场区域流动连续分布特性；根据各负荷条件下的烟气流场分区域流动特性，获得喷氨阀门的权重；最后依据阀的权重差异对各阀门开度进行调整，同时借助烟气分析仪在SCR 脱硝系统出口截面进行NOx出口浓度测量，及时反馈喷氨阀门开度调整效果。

上述专利或利用CFD软件或通过测量几个定负荷工况下的SCR系统的烟气流场特性来指导进行喷氨，但在实际运行过程中，CFD模拟的流场与真实流场存在着一定的差距，有限几个的测定负荷并不能包括所有的工况，因此任然迫切需要一种在电厂频繁调峰的需求下能够在全负荷工况下既能尽量减小喷氨量和氨逃逸率又能使烟道尾部的NOx浓度达标的智能喷氨技术。