[发明专利]一种调频式智能控氨系统及方法在审

专利信息
申请号: 201910296263.4 申请日: 2019-04-13
公开(公告)号: CN110038426A 公开(公告)日: 2019-07-23
发明(设计)人: 程晋瑞;程琛;平艳梅;王磊;陈渝 申请(专利权)人: 程琛
主分类号: B01D53/86 分类号: B01D53/86;B01D53/56;G05B13/04
代理公司: 北京盛凡智荣知识产权代理有限公司 11616 代理人: 梁永昌
地址: 200000 上海市松江*** 国省代码: 上海;31
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摘要:
搜索关键词: 分区测量 测点 支管 氨系统 调频式 催化剂层 母管 智能 氨逃逸量 不均匀性 测量仪表 缓慢释放 内部设置 失效区域 脱硝反应 内流场 组连接 最大化 烟道 催化剂 混凝土 损害 居民 发现
【权利要求书】:

1.一种调频式智能控氨系统,包括喷氨母管(1),其特征在于,所述喷氨母管(1)上连接有喷氨支管组,所述喷氨支管组包括至少8根喷氨支管(2-9),所述喷氨支管组的下方设置有催化剂层(10),所述催化剂层(10)的下方设置有分区测量处,所述分区测量处内部设置有分区测量测点组,所述分区测量测点组包括至少四个分区测量测点(11-14),所述分区测量测点组与喷氨母管(1)均连接有测量仪表(15)。

2.根据权利要求1所述的一种调频式智能控氨系统及方法,其特征在于,每根所述喷氨支管(2-9)上都设有流量计、电动子阀和手动子阀。

3.根据权利要求1所述的一种调频式智能控氨系统及方法,其特征在于,所述喷氨母管(1)的内部输送有还原剂液氨。

4.一种调频式智能控氨系统的方法,其特征在于,包括以下步骤:

S1、对机组SCR入口烟气条件进行摸底试验:摸底测试主要为CFD流场计算提供必要的边界条件,为脱硝SCR逻辑控制提供必要的初始条件,其测试的主要内容包括:

典型的工况下(主要为不同磨煤机组合条件下),SCR入口NOx浓度分布规律及偏差等;

SCR入口处,烟气温度分布规律及偏差等;

SCR入口处,含尘浓度分布规律及偏差等;

SCR入口处,烟气流速分区规律及偏差;

催化剂层(10)活性评价。

S2、CFD模拟计算及分区混合流场结构的优化:对原流场结构进行建模计算,分析原流场特性及在机组实际烟气条件下,其可达到的性能及存在的问题。利用CFD软件,进行分区结构的优化设计,对烟道进行合理分区,使得每个分区中烟气的NOx、NH3等较均匀,各分区内的单点测量具备代表性。

S3、喷氨格栅冷态测试及分区改造

根据流场分区优化特点,对喷氨格栅进行冷态测试,并对喷氨支管(2-9)进行分组,每个区采用自动调节阀控制,可实时调节各分区喷氨量。

S4、氨逃逸分区测量

根据喷氨格栅调整优化时所做的摸底测试报告中相关流场的分析,对SCR反应器出口确定具体的分区,并在每个区加装氨逃逸在线监测设备,确保精准实时监测。

S5、控制策略的优化

喷氨总量控制,需建立合适的前馈模型,可准确预测入口NOx的生成趋势,使得喷氨可迅速跟随负荷的变化相应的改变,同时确保各分区的氨逃逸值处于合理水平。

5.根据权利要求4所述的一种调频式智能控氨系统的方法,其特征在于,包括以下详细改造方案:

(1)改造前SCR流场测试及评价

该工作主要解决由于SCR烟气流场设计问题导致催化剂积灰、磨损和烟气偏流引起的SCR效率降低,氨逃逸无法有效降低的问题。若流场存在问题,则需要进行基于气固两相流的SCR流场优化数值仿真工作。

(2)改造前热态喷氨调整

改造前应对SCR进行热态喷氨调整工作,以摸清原始工况下的SCR喷氨调节裕量及研究各组喷氨支管(2-9)对SCR出口烟道的影响区域及量化影响结果,为分区测量预测控制改造提供原始数据支撑。

(3)喷氨格栅冷态测试及改造

喷氨支管(2-9)喷口方向与烟气流向同向,机组负荷变动及启停过程中的积灰塌陷容易堵死喷氨口,喷氨支管(2-9)及喷口堵塞问题会降低分区测量及控制系统的实际效果,如果无法解决喷口堵塞问题,必要时进行喷氨支管(2-9)喷嘴改造。

(4)氨逃逸分区测量系统

在NOx排放达标的情况下,监控SCR出口各代表性区域的氨逃逸,有利于稳态和动态的氨逃逸控制,避免过量喷氨,最大限度保护空预器、除尘器等后部设备的安全运行。

SCR出口烟道分区增设氨逃逸测点,单侧烟道至少分为4个区,至少布置4个氨逃逸测点;单台机组至少共设置8个氨逃逸测点。

(5)SCR喷氨预测控制系统

预测控制相对于常规PID控制,由于釆用了模型预测、滚动优化和反馈校正控制策略,使得控制具有效果好、鲁棒性强和控制精准等优点,比较适合纯迟延大惯性系统的控制。预测控制能够解决脱硝控制、汽温控制系统等的调节滞后、超调严重等问题,能够很好的满足自动控制的要求。

(6)改造后流场测试及评价

由于分区测量的单个电动调门对应原有多个调阀,不同调阀对应的喷氨支管(2-9)无法通过电动调门进行调整,改造后需要进行热态喷氨调整,研究区域控制内部喷氨支管(2-9)对SCR出口NOx的影响区域及量化影响结果,以及对整体改造达到的效果进行评价。

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