一种燃煤电站scr脱硝控制系统的利记博彩app
【专利摘要】一种燃煤电站SCR脱硝控制系统，该系统在锅炉下降段换热器前后均布置有压力测量装置和温度测量装置，在喷氨系统中设置有喷氨调节阀，锅炉下降段换热器和温度测量装置均与烟气流量稳态校正模块输入端相连，压力测量装置与烟气量动态测量模块相连，两模块与喷氨量计算模块、喷氨控制模块、DCS系统、氨逃逸处理模块、脱销吹扫控制模块和脱销吹扫装置相连；本实用新型还提供该系统的脱硝控制方法；本实用新型采用新的烟气量动态测量模块及稳态校正模块，保障合理的喷氨量计算基础；增加氨逃逸控制修正回路，实时检测逃逸的氨量，对喷氨量进行修正；设置氨逃逸及脱销参数限值，通过限值控制脱销装置的吹扫。
【专利说明】—种燃煤电站SCR脱硝控制系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及燃煤发电厂的自动控制领域，具体涉及一种燃煤电站SCR脱硝控制系统。
【背景技术】
[0002]氮氧化物(NOx)主要来自于煤、石油、天然气的燃烧过程，是主要大气污染物之一，有多种不同形式组成，其中NO和NO2所占比例为90%以上，是大气的主要污染物。NOx排放到大气中经过一些列的物理和化学作用，产生酸雨、光化学雾、PM10、PM2.5等一系列的环境问题。在我国二次能源结构中，燃煤发电比例高达70%以上。因此控制燃煤电厂NOx排放是减少大气中Nox含量的主要措施之一。
[0003]减少NOx排放方法有多种。选择性催化还原(SCR)脱硝技术由于其具有对锅炉运行影响较小、装置结构简单、反应条件易于控制、技术成熟、运行可靠、占地面积少、没有副产物、不形成二次污染、便于维护且脱硝效率高(可达到90%以上)等诸多优点，是燃煤电站普遍采用的脱硝技术。它是将液态氨(NH3)与稀释风机提供的空气混合后，将雾状氨喷入锅炉尾部烟道，在催化剂的作用下，与烟气中的Ν0、Ν02产生化学反应，生成无害的氮气N2和水H20。从而达到对NOx脱除作用。脱硝控制系统是对其工艺系统中的稀释风机、喷氨阀、反应器吹扫阀等设备进行控制，以达到排放指标要求。
[0004]现有脱硝控制系统是以燃煤发电机组烟气出口 NOx浓度为控制目标，以机组负荷表征的烟气流量乘以烟气入、出口 NOx浓度的偏差来计算需要脱除的NOx含量，再以NH3/NOx摩尔比计算出需要的喷氨量，控制喷氨阀门开度，使喷氨量与计算的氨需要量相等，从而间接实现对烟气出口 NOx含量的控制；或在上述控制方式基础上，以烟气出口 NOx浓度作为被调量，其与设定值的偏差通过PID运算后形成校正信号，对计算的喷氨量进行校正。
[0005]现有技术的主要局限有:
[0006]1.现有烟气量的测量计算实时性与精度无法满足脱销控制的工程需要。烟气量对脱销喷氨量的影响最大，也是现有控制技术的关键，其计算精度与及时性直接决定了控制效果的优劣，现有烟气量的测量计算方法主要有:
[0007](I)根据DCS锅炉负荷计算烟气流量。
[0008](2)根据DCS的燃料量计算烟气流量。
[0009](3)根据热量需求信号或主蒸汽流量信号计算烟气流量。
[0010](4)根据DCS的总风量计算烟气流量。
[0011](5)利用喷氨格栅阻力测量烟气流量。
[0012](6)安装阵列式烟气流量测量装置。
[0013]其中，前3种方法估算精度过低，尤其在目前火电机组普遍参与一次调频并投入电网AGC控制的情况下，机组负荷波动频繁，这些计算信号与实际烟气量之间失去较好的对应关系。第(4)种方法采用的总风量信号本身测量精度较低，且喷氨截面的烟气量与总风量信号的变化滞后较多，不利于控制的实施；方法(5)根据喷氨格栅阻力进行计算时测量精度的保持需频繁标定，实施困难；方法(6)不仅增加了额外的流动阻力损失，而且需要增加额外的投资成本因而未见实际工程中采用。
[0014]2.现有脱硝系统运行一定时间后，需用蒸汽或压缩空气对SCR反应器中催化剂进行吹扫，以清除催化剂表面的积灰，提高催化效果。目前吹扫时间的确定没有相关根据，有的长期不吹扫，有的持续吹扫，这完全由运行人员决定。如果频繁吹扫要消耗大量的蒸汽，浪费能源，同时对脱硝系统后的其它工艺系统负担加重；如果长期不吹扫，则降低了催化效果，消耗更多的氨。
【发明内容】
[0015]为了解决上述现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种燃煤电站SCR脱硝控制系统，采用新的烟气量动态测量模块及稳态校正模块，保障合理的喷氨量计算基础；增加氨逃逸控制修正回路，实时检测逃逸的氨量，对喷氨量进行修正；设置氨逃逸及脱销参数限值，通过限值控制脱销装置的吹扫。
[0016]为达到以上目的，本实用新型采用如下技术方案:
[0017]一种燃煤电站SCR脱硝控制系统，包括受所述脱硝控制系统控制的脱销系统，所述脱销系统包括锅炉下降段换热器I和喷氨系统，在锅炉下降段换热器I前后均布置有压力测量装置16和温度测量装置17，在喷氨系统中设置有喷氨调节阀12，所述锅炉下降段换热器I和温度测量装置17均与烟气流量稳态校正模块22的输入端相连接，所述烟气流量稳态校正模块22的输出端与烟气量动态测量模块21的输入端相连接，同时烟气量动态测量模块21的输入端还与压力测量装置16相连接，所述烟气量动态测量模块21的输出端与喷氨量计算模块23的输入端相连接，所述喷氨量计算模块23的输出端与喷氨控制模块24的输入端相连接，所述喷氨控制模块24的输入端还与DCS系统27的输出端相连接，所述喷氨控制模块24的输出端与喷氨调节阀12连接，控制其开关；所述烟气量动态测量模块21的输出端还与氨逃逸处理模块25的输入端相连接，同时氨逃逸处理模块25的输入端还与DCS系统27的输出端相连接，所述氨逃逸处理模块25的输出端与脱销吹扫控制模块26的输入端相连接，所述脱销吹扫控制模块26的输出端与脱销吹扫装置28连接。
[0018]所述锅炉下降段换热器I在锅炉下降段的内的设置包括如下三种方式:
[0019]第一种:锅炉下降段不进行分仓，其内部沿烟气流动方向串联布置有一个或多个不同功能和/或不同结构的锅炉下降段换热器1，每个锅炉下降段换热器I前后均布置有压力测量装置16和温度测量装置17 ；
[0020]第二种:锅炉下降段进行二分仓，燃烧的烟气被分仓间隔20分成两股，分别流经两组锅炉下降段换热器，两股烟气的流量由设置在每组锅炉下降段换热器下方的烟气挡板19进行调节，其中每组锅炉下降段换热器I由一个或多个锅炉下降段换热器I组成；
[0021]第三种:锅炉下降段进行三分仓，燃烧的烟气被分仓间隔20分成三股，分别流经三组锅炉下降段换热器，三股烟气的流量由设置在每组锅炉下降段换热器下方的烟气挡板19进行调节，其中每组锅炉下降段换热器I由一个或多个锅炉下降段换热器I组成。
[0022]所述DCS系统27根据实际施工的情况为SCR-DCS系统或集成了 SCR控制的电站主DCS系统或就地远程1站。
[0023]所述脱销系统还包括在锅炉下降段内，沿烟气流动方向依次设置在锅炉下降段换热器I下游的喷氨格栅2和SCR反应器3，在锅炉下降段底部依次连通设置有空气预热器4、电除尘器5、吸收塔6和烟囱7 ;所述喷氨系统包括液氨储罐8，和液氨储罐8连通的氨蒸发器9，和氨蒸发器9连通的氨-空气混合器15，在氨蒸发器9和氨-空气混合器15入口连通的管路上依次设置有安全控制阀10、喷氨流量计11和喷氨调节阀12，所述氨-空气混合器15的入口还通过空气挡板14与稀释风机13相连接，所述氨-空气混合器15的出口与喷氨格栅2相连通。
[0024]本实用新型和现有技术相比，具有如下优点:
[0025]1、系统避免新增烟气流量测量格栅，后采用其他增加系统阻力和成本的方案，借用锅炉固有下降段换热器天然的流动阻力特性，进行烟气流量的测量不增加额外的阻力和成本。
[0026]2、锅炉下降段换热器管道多，流动阻力大，与现有技术采用的烟气流量测量相比压差更大，进行烟气流量的测量将具有更高的灵敏度，有利于动态烟气流量的测量。
[0027]3、锅炉下降段换热器在工艺上位于喷氨格栅之前，且是紧邻喷氨格栅的设备，通过其测量烟气流量具有一定的动态超前，有利于系统的控制，但又不至于超前过多，给控制带来不同步的不利影响。
[0028]4、锅炉下降段换热器除流动阻力外，内部工质与烟气的换热遵守热平衡原理，可利用热平衡热性进行锅炉下降段流动阻力测流量模型的校正，避免积灰和烟气工质特性引起的传统烟气流量测量装置引起的误差。
[0029]5、引入氨逃逸控制模块可避免传统技术脱销吹灰控制的盲目性，可根据氨逃逸量进行脱销吹灰的控制实现节能增效的效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0030]图1为本实用新型脱销系统流程图。
[0031]图2为本实用新型脱销控制系统组成框图。
[0032]图3a为锅炉下降段换热器第一种组成结构示意图。
[0033]图3b为锅炉下降段换热器第二种组成结构示意图。
[0034]图3c为锅炉下降段换热器第三种组成结构示意图。
【具体实施方式】
[0035]以下结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述。
[0036]如图1所示，为本实用新型一种燃煤电站SCR脱硝控制系统的脱销系统的流程图，脱销系统包括设置在锅炉下降段内的锅炉下降段换热器1，依次设置在锅炉下降段换热器I下游的喷氨格栅2和SCR反应器3，在锅炉下降段底部依次连通设置有空气预热器4、电除尘器5、吸收塔6和烟? 7 ;喷氨系统包括液氨储罐8，和液氨储罐8连通的氨蒸发器9，和氨蒸发器9连通的氨-空气混合器15，在氨蒸发器9和氨-空气混合器15入口连通的管路上依次设置有安全控制阀10、喷氨流量计11和喷氨调节阀12，所述氨-空气混合器15的入口还通过空气挡板14与稀释风机13相连接，所述氨-空气混合器15的出口与喷氨格栅2相连通。其脱销过程为:锅炉燃烧的烟气流经锅炉下降段换热器(I)，到达喷氨格栅(2)，与喷射的氨-空气混合物进行混合，进入SCR反应器(3)进行脱销化学反应，脱销后的烟气进入空气预热器(4)进一步将热量回收后经电除尘器(5)和吸收塔(6)后经烟囱(7)排入大气。液态的氨工质储存在液氨储罐(8)中，经氨蒸发器(9)变成氨蒸汽，先后流过安全控制阀(10)和喷氨流量计(11)，经喷氨调节阀(12)控制合适的喷氨流量，进入氨-空气混合器(15)，与来自稀释风机(13)流经空气挡板(14)的稀释空气混合，构成氨-空气混合物，从喷氨格栅(2)喷入烟气流道实施脱销。
[0037]如图1和图2所示，本实用新型一种燃煤电站SCR脱硝控制系统，包括受所述脱硝控制系统控制的脱销系统，所述脱销系统包括锅炉下降段换热器I和喷氨系统，在锅炉下降段换热器I前后均布置有压力测量装置16和温度测量装置17，在喷氨系统中设置有喷氨调节阀12，所述锅炉下降段换热器I和温度测量装置17均与烟气流量稳态校正模块22的输入端相连接，所述烟气流量稳态校正模块22的输出端与烟气量动态测量模块21的输入端相连接，同时烟气量动态测量模块21的输入端还与压力测量装置16相连接，所述烟气量动态测量模块21的输出端与喷氨量计算模块23的输入端相连接，所述喷氨量计算模块23的输出端与喷氨控制模块24的输入端相连接，所述喷氨控制模块24的输入端还与DCS系统27的输出端相连接，所述喷氨控制模块24的输出端与喷氨调节阀12连接，控制其开关；所述烟气量动态测量模块21的输出端还与氨逃逸处理模块25的输入端相连接，同时氨逃逸处理模块25的输入端还与DCS系统27的输出端相连接,所述氨逃逸处理模块25的输出端与脱销吹扫控制模块26的输入端相连接，所述脱销吹扫控制模块26的输出端与脱销吹扫装置28连接。锅炉下降段换热器I进出口工质的测量流量和压力温度信号被送入烟气流量稳态校正模块22，与同样送入烟气流量稳态校正模块22的换热器前后温度测量装置17在烟气流量稳态校正模块22通过经典的热平衡原理，计算出通过下降段换热器I的稳态烟气量用于烟气量动态测量模块21中动态计算的标定与修正。在烟气量动态测量模块21中，根据锅炉下降段换热器I进出口压力测量装置16所测量的压差，根据经典的流动阻力计算模型实时计算流入喷氨格栅2的动态烟气量，送入喷氨量计算模块23，根据现有技术进行所需喷氨量的计算。计算得到的目标喷氨量被送入喷氨控制模块24，根据DCS系统27送来的脱销指标参数，根据现有技术形成喷氨控制阀开度指令，控制喷氨调节阀12的开关。另一方面，气量动态测量模块21计算得到的烟气量被送入氨逃逸处理模块25，并在氨逃逸处理模块25中根据DCS系统送来的氨逃逸测量数据与用户设置的限制进行比较，在超出给定条件下的氨逃逸限值时，输出脱销吹扫指令，启动吹扫装置28。
[0038]作为本实用新型的优选实施方式，所述DCS系统27根据实际施工的情况为SCR-DCS系统或集成了 SCR控制的电站主DCS系统或就地远程1站。
[0039]根据安装脱销系统的锅炉结构不同，所述系统中的锅炉下降段换热器I存在如附图3中的几种形式或这几种形式的组合。附图3a表示该锅炉下降段不进行分仓，其内部沿烟气流动方向串联布置有一个或多个不同功能和或不同结构的锅炉下降段换热器1，每个锅炉下降段换热器I前后均布置有压力测量装置16和温度测量装置17。每个锅炉下降段换热器I都可以根据前述技术方案在烟气量动态测量模块21中进行动态烟气量测量，并在烟气流量稳态校正模块22中进行烟气量计算的标定和校正，只是上述计算和校正过程需将各锅炉下降段换热器I的结果进行相应的统计处理平均或加权平均得到最终的烟气量。
[0040]附图3b表示该锅炉下降段进行二分仓，燃烧的烟气被分仓间隔20分成两股，分别流经两组锅炉下降段换热器，两股烟气的流量由烟气挡板19进行调节，其中每组锅炉下降段换热器I由一个或多个锅炉下降段换热器I组成，流经每组锅炉下降段换热器I的烟气量的动态和稳态计算与附图3a的技术方案相同，最终将两组计算得到的烟气量进行加和，便是流入喷氨格栅2的总烟气量。
[0041]附图3c表示该锅炉下降段进行三分仓，燃烧的烟气被分仓间隔20分成三股，分别流经三组锅炉下降段换热器，三股烟气的流量由烟气挡板19进行调节，其中每组锅炉下降段换热器由一个或多个锅炉下降段换热器I组成，流经每组锅炉下降段换热器I的烟气量的动态和稳态计算与附图3a的技术方案相同，最终将三组计算得到的烟气量进行加和，便是流入喷氨格栅2的总烟气量。
[0042]如图1和图2所示，采用上述所述燃煤电站SCR脱硝控制系统的脱销控制方法，烟气量动态测量模块21实时采集锅炉下降段换热器I前后的压力测量装置16的压差，根据经典的流动阻力模型估算流经锅炉下降段换热器I的烟气流量；其中阻力模型由烟气流量稳态校正模块22根据锅炉下降段换热器I内被加热工质的流量和压力温度信号通过经典的热平衡计算得到的稳态烟气流量定期进行标定和校正，以保证烟气量动态测量模块21的测试精度；烟气量动态测量模块21输出的烟气量作为喷氨量的计算基础，在喷氨量计算模块23中根据现有技术进行所需喷氨量的估算；在喷氨控制模块24中根据所需喷氨量转换为所需喷氨控制指令信号，结合DCS系统27送来的当前脱销反应器入口和出口 NOx浓度，计算脱销效率，根据NOx浓度或脱销效率指标，利用PID控制器生成喷氨控制指令后输出控制喷氨调节阀12，调整流入氨-空气混合器的氨流量，进而调整了进入喷氨格栅2并喷组烟道的氨-空气混合物的浓度和总的喷氨量，与烟气量相配合的氨工质量在SCR反应器3中将烟气中的NOx分离出来，从而降低从烟囱7排出的烟气中的NOx浓度；同时，烟气量动态测量模块21计算得到的烟气量被送入氨逃逸处理模块25，并在氨逃逸处理模块25中根据DCS系统27送来的氨逃逸测量数据与用户设置的氨逃逸限制进行比较，在超出给定条件下的氨逃逸限值时，输出脱销吹扫指令给脱销吹扫控制模块26，启动吹扫装置28。
【权利要求】
1.一种燃煤电站SCR脱硝控制系统，包括受所述脱硝控制系统控制的脱销系统，所述脱销系统包括锅炉下降段换热器(I)和喷氨系统，其特征在于:在锅炉下降段换热器(I)前后均布置有压力测量装置(16)和温度测量装置(17)，在喷氨系统中设置有喷氨调节阀(12)，所述锅炉下降段换热器(I)和温度测量装置(17)均与烟气流量稳态校正模块(22)的输入端相连接，所述烟气流量稳态校正模块(22)的输出端与烟气量动态测量模块(21)的输入端相连接，同时烟气量动态测量模块(21)的输入端还与压力测量装置(16)相连接，所述烟气量动态测量模块(21)的输出端与喷氨量计算模块(23)的输入端相连接，所述喷氨量计算模块(23)的输出端与喷氨控制模块(24)的输入端相连接，所述喷氨控制模块(24)的输入端还与DCS系统(27)的输出端相连接，所述喷氨控制模块(24)的输出端与喷氨调节阀(12)连接，控制其开关；所述烟气量动态测量模块(21)的输出端还与氨逃逸处理模块(25)的输入端相连接，同时氨逃逸处理模块(25)的输入端还与DCS系统(27)的输出端相连接，所述氨逃逸处理模块(25)的输出端与脱销吹扫控制模块(26)的输入端相连接，所述脱销吹扫控制模块(26)的输出端与脱销吹扫装置(28)连接。
2.根据权利要求1所述的一种燃煤电站SCR脱硝控制系统，其特征在于:所述锅炉下降段换热器(I)在锅炉下降段的内的设置包括如下三种方式: 第一种:锅炉下降段不进行分仓，其内部沿烟气流动方向串联布置有一个或多个不同功能和/或不同结构的锅炉下降段换热器(I)，每个锅炉下降段换热器(I)前后均布置有压力测量装置(16)和温度测量装置(17)； 第二种:锅炉下降段进行二分仓，燃烧的烟气被分仓间隔(20)分成两股，分别流经两组锅炉下降段换热器，两股烟气的流量由设置在每组锅炉下降段换热器下方的烟气挡板(19)进行调节，其中每组锅炉下降段换热器(I)由一个或多个锅炉下降段换热器(I)组成； 第三种:锅炉下降段进行三分仓，燃烧的烟气被分仓间隔(20)分成三股，分别流经三组锅炉下降段换热器，三股烟气的流量由设置在每组锅炉下降段换热器下方的烟气挡板(19)进行调节，其中每组锅炉下降段换热器(I)由一个或多个锅炉下降段换热器(I)组成。
3.根据权利要求1所述的一种燃煤电站SCR脱硝控制系统，其特征在于:所述DCS系统(27)根据实际施工的情况为SCR-DCS系统或集成了 SCR控制的电站主DCS系统或就地远程1站。
4.根据权利要求1所述的一种燃煤电站SCR脱硝控制系统，其特征在于:所述脱销系统还包括在锅炉下降段内，沿烟气流动方向依次设置在锅炉下降段换热器(I)下游的喷氨格栅(2)和SCR反应器(3)，在锅炉下降段底部依次连通设置有空气预热器(4)、电除尘器(5)、吸收塔(6)和烟囱(7);所述喷氨系统包括液氨储罐(8)，和液氨储罐(8)连通的氨蒸发器(9)，和氨蒸发器(9)连通的氨-空气混合器(15)，在氨蒸发器(9)和氨-空气混合器(15)入口连通的管路上依次设置有安全控制阀(10)、喷氨流量计(11)和喷氨调节阀(12)，所述氨-空气混合器(15)的入口还通过空气挡板(14)与稀释风机(13)相连接，所述氨-空气混合器(15)的出口与喷氨格栅(2)相连通。
【文档编号】G05B19/418GK204065817SQ201420532311
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年9月16日 优先权日:2014年9月16日
【发明者】杨新民, 高林, 肖勇 申请人:西安西热控制技术有限公司