[发明专利]一种基于流速与NOx浓度监测的SCR系统喷氨支管控制方法

说明书

本发明公开一种基于流速与NOx浓度监测的SCR系统喷氨支管控制方法，步骤为：在线测量烟道网格区域内的各分区域烟气的流速和NOx浓度；根据测量得到的烟道网格区域内的各分区域烟气流速特征，确定分区域的流速惰性因子；根据测量得到的烟道网格区域内的各分区烟气NOx浓度特征，确定分区域的NOx浓度惰性因子；基于流速惰性因子及NOx浓度惰性因子，确定NOx通量变化的惰性区域与非惰性区域；惰性区域所对应喷氨支管阀门开度为固定不变值；非惰性区域所对应喷氨支管阀门开度为变化值，变化的喷氨支管阀门开度由整定后的模糊规则库确定。本发明方法可以实现SCR系统内氨烟当量比的实时匹配优化，有效提高氨利用率、降低氨逃逸。

技术领域

本发明涉及一种基于烟气“流速-NOx浓度”在线监测的SCR系统喷氨支管自动控制方法，属于热能动力工程技术领域。

背景技术

选择性催化还原(Selective Catalyst Reduction,SCR)技术是目前大型燃煤装备烟气脱硝的主流应用技术，其运行性能的优劣直接取决于SCR系统的氨喷射特性。SCR系统的氨喷射装备涉及喷氨总量控制、喷氨分配控制两个方面。随着燃煤装备超低排放改造的推进，SCR系统喷氨分配控制引起了行业内的众多关注，传统手动控制的喷氨控制方法显然不能实现系统内较好的氨氮混合当量比，如何实现SCR系统喷氨支管(喷氨分配控制设备)的精准化控制是行业内的研究焦点。

结合SCR系统的反应机理可以得到，只有当烟气中氮氧化物(NOx)的量与所喷射还原剂(NH3)的量匹配合理时，才可以实现较高的脱硝效率，且不会造成较大的氨逃逸；而烟气中NOx的真实含量由烟气流速和NOx浓度共同确定。总体看来，现有的SCR系统喷氨分配控制技术方案主要有三大类，具体可阐述为：1)完全忽略机组烟道内烟气运行特性的波动性，粗放式地根据单一数据监测结果采取固定不变的喷氨喷氨分配方式(如专利CN201810146615.3)，该方法应用后的SCR系统氨氮混合匹配度极差，不能适应超低排放改造的严苛要求；2)通过离线数据监测方式获取多种工况下的SCR系统内烟气运行特性，进而制订相应的动态喷氨分配控制策略(如专利CN201610102338.7)，该方法一定程度上改善了SCR系统内的氨氮混合匹配度，但是难以克服烟气特性参数随运行时间的偏移问题，动态喷氨逻辑的自适应能力较差；3)选择在SCR系统出口烟道截面实现烟气特性参数的在线监测，继而反馈式的动态喷氨控制(如专利CN202010295306.X)，该方法应用时存在前端喷氨单元与出口测量单元对应性较差的问题(受到烟道转弯、变径等因素影响)，且过度追求出口NOx浓度的均匀性会可能会导致更大的氨逃逸，违背了SCR系统的反应机理。

鉴于SCR系统喷氨装置前多为垂直、非变径烟道，烟气流动均匀性与对应关系显著，结合SCR系统的反应机理，研究发现基于SCR系统入口烟道截面内烟气流速、NOx浓度在线监测数据的喷氨支管自动控制方法能够实现SCR系统喷氨支管精准化控制。该方法不仅能够实现系统内良好的氨氮混合当量比，而且动态喷氨控制逻辑自身具有较强的自适应能力，适合超低排放改造后机组SCR系统喷氨控制的安全、稳定、长周期运行。

发明内容

技术问题：在燃煤装备超低排放改造的背景下，为进一步优化SCR系统内氨氮混合当量比的匹配程度，以提高SCR系统脱硝效率、降低氨逃逸，本提供一种基于烟气“流速-NOx浓度”在线监测的SCR系统喷氨支管自动控制方法，实现SCR系统喷氨支管的精细化控制。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于流速与NOx浓度监测的SCR系统喷氨支管控制方法，其特征在于，步骤为：

步骤1：在线测量烟道网格区域内的各分区域烟气的流速和NOx浓度；

步骤2：根据测量得到的烟道网格区域内的各分区域烟气流速特征与机组负荷及总风量，确定分区域的流速惰性因子；

根据测量得到的烟道网格区域内的各分区烟气NOx浓度特征与机组负荷及风煤比，确定分区域的NOx浓度惰性因子；