[发明专利]一种SNCR脱硝喷氨量智能控制系统和方法

说明书

本实本发明提供一种水泥窑SNCR脱硝喷氨量智能控制系统和方法，具体地说是一种多变量相关参数参与控制的喷氨量智能控制系统和方法。本发明旨在解决目前水泥窑SNCR脱硝喷氨量控制系统被控参数单一、氨水喷洒量调节滞后、环保排放指标波动较大等问题，该控制系统和方法可以采集多个影响氮氧化物排放量的重要参数，并综合各参数的变化趋势自动预测氮氧化物的排放量，从而可以提前对氨水喷洒量做出调节，使环保排放指标趋于稳定。

技术领域

本发明适用于干法水泥窑SNCR脱硝系统，具体地说是一种多变量相关参数参与控制的喷氨量智能控制系统和方法。

背景技术

水泥窑在熟料生产过程中会排放大量的气体污染物，最主要的污染物排放是氮氧化物(NO_X)，其中NO_X的主要成分是NO和NO₂，近年来随着国家环保部门对污染物排放指标的要求不断加强及水泥企业环境保护意识的提高，目前很大一部分干法水泥企业都是采用了SNCR脱硝方式来降低NO_X的排放量，即通过向分解炉喷洒一定量的氨水(NH₃),使NH₃与NO_X进行化学反应生成氮气(N₂)和水(H₂O)，达到降低氮氧化物的排放量，化学反应方程式如下：

①4NH₃+4NO+O₂→4N₂+6H₂O

②4NH₃+2NO₂+O₂→3N₂+6H₂O

由以上化学反应方程式可知氨水的喷放量较少时会造成氮氧化物还原不充分、氮氧化物排放超标；氨水的喷放量较多时会增加企业生产成本，同时过量的氨水会造成氨逃逸排放过量，过量的氨气溢出会与硫化物反应形成硫酸铵，硫酸铵会加速窑尾排风机及收尘器的腐蚀等；目前大部分企业的氨水喷洒量是通过操作员手动调节，一是工作量较大，二是调节不及时，少部分企业采用传统PID算法根据氮氧化物的含量与目标值偏差自动调节氨水喷洒量，但是由于影响水泥窑NO_X排放量的因素比较多，比如生料投料量、喂煤量、污泥处置量等，每个参数的变化都会影响到NO_X的排放量，另外由于随各参数变化有较大的惯性及滞后性，所以采用传统PID这种单输入单输出的控制器调节相对滞后，控制效果不太理想，所以设计一款多变量输入输出的控制器，能综合各种影响因素进行自动预调节的控制系统显得尤为重要。

发明内容

本发明旨在解决目前水泥窑SNCR脱硝喷氨量控制系统被控参数单一、氨水喷洒量调节滞后、环保排放指标波动较大等问题，从而提供一种采集多种相关被控参数综合控制的喷氨量智能控制系统和方法，该控制系统和方法可以采集多个影响氮氧化物排放的重要参数，并综合各参数的变化趋势自动预测氮氧化物的排放量，从而可以提前对氨水喷洒量做出调节，使环保排放指标趋于稳定。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：

一种水泥窑SNCR脱硝喷氨量智能控制系统，包括上位机、报警音响、PLC控制器、数据采集模块、输出控制模块、变频器、氨水喷洒泵；数据采集模块连接PLC控制器，数据采集模块采集氮氧化物排放反馈值、变频器频率反馈值、氨水泵流量反馈值、分解炉喂煤量反馈值、污泥投料量反馈值等相关参数，并将各相关参数并传送至PLC控制器；所述PLC控制器连接上位机及输出控制模块，PLC控制器将相关参数通过逻辑运算后显示于上位机，并将控制数据传送到输出控制模块；所述上位机连接报警音响，上位机可进行控制模式切换及控制参数输入，同时排放指标超出环保要求时可进行报警提示，并将声响报警输出到报警音响；所述输出控制模块连接变频器，调节变频器频率；所述变频器连接氨水喷洒泵，通过频率变化来调节氨水喷洒量。

优选地，所述PLC控制器采用西门子S7-300PLC。