[發明專利]一種SCR脫硝裝置分區噴氨調節控制方法

有效

• 申請號: 201810146615.3
• 申請日: 2018-02-12
• 公開（公告）號: CN108380043B
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發明（設計）人: 韋紅旗;石偉偉
• 申請（專利權）人: 南京博沃科技發展有限公司
• 主分類號: B01D53/90
• 分類號: B01D53/90;B01D53/56
• 代理公司: 南京蘇創專利代理事務所(普通合伙) 32273
• 代理人: 張學彪

本發明公開了一種SCR脫硝裝置分區噴氨調節控制方法，以分區氨流量測量值作為噴氨分區調平閥調節控制的閉環信號。本發明SCR脫硝裝置分區噴氨調節控制方法，通過監測SCR脫硝裝置入口NOx濃度、出口分區NOx濃度、噴氨總量、分區氨流量等重要參數，以分區氨流量測量值作為噴氨分區調平閥調節控制的閉環信號，提高了分區噴氨在線調節的品質，減少了氨逃逸率，從而減輕甚至消除氨逃逸對SCR脫硝裝置下游設備的不利影響。

技術領域

本發明涉及一種SCR脫硝裝置分區噴氨調節控制方法，屬于大型燃煤電站煙氣脫硝領域。

背景技術

目前，大型燃煤電站普遍采用SCR脫硝裝置來降低煙氣中NOx排放濃度。SCR利用NH₃對NOx的還原特性，在催化劑的作用下將NOx還原為對環境無害的N₂和H₂O。在實際運行過程中，噴氨量的控制尤為關鍵，增加噴氨量有利于降低NOx排放濃度，但氨逃逸率會隨之增加，進而易造成下游空預器因硫酸氫銨沉積而堵塞和腐蝕，還可能造成電除塵極線積灰、除塵布袋黏灰等不利影響。

上述SCR脫硝反應所需的還原劑NH₃一般由液氨蒸發或尿素分解獲得，經空氣稀釋后氨濃度降至5％以下(確保無爆炸風險)，再經各支管分配后噴入SCR脫硝裝置入口煙道。一般通過直接測量液氨流量或尿素質量換算得到噴氨總量。

在噴氨控制方面，一方面要求合理控制噴氨總量，另一方面要求保證噴氨均勻性(主要指氨氮摩爾比相對均勻)，以確保在允許氨逃逸率范圍內，NOx排放濃度達到環保要求指標。

噴氨總量控制一般采用“前饋+反饋”的控制方式，前饋主信號為SCR脫硝裝置入口NOx濃度及煙氣流量，而反饋主信號為SCR脫硝裝置出口NOx濃度，從而調節噴氨自動控制總閥(每臺燃煤發電機組有兩套SCR脫硝裝置，業內習慣上稱為A側和B側，一般每側1個)。

總體上看，噴氨總量的精確控制主要依賴反饋控制，即主要依賴SCR脫硝裝置出口NOx濃度的測量準確性。但當前SCR出口普遍采用單點測量NOx濃度；單點測量值的代表性較差，不能反映SCR出口NOx平均濃度的情況，故不能完全表征噴氨總量是否合適。此外，當前SCR出口NOx濃度普遍采用CEMS測量，還存在遲滯時間長、維護工作量大等問題。

噴氨均勻性一般需通過人工調整若干噴氨手動調節閥(一般每側8～40個)，噴氨手動調節閥設在噴氨自動控制總閥的下游，其調整的主要依據是現場實測SCR出口NOx濃度分布。局部NOx濃度偏高區域，與之相應的上游AIG(噴氨調整裝置)的噴氨手動調節閥增大開度，反之則減小開度，通過反復多次調整保證SCR出口NOx濃度分布相對均勻。此時若SCR催化劑模塊不存在明顯的磨損、坍塌及堵灰等故障，則說明噴氨均勻性得以保證。

上述噴氨均勻性主要依賴定期手動調整，調整的目的是實現SCR入口截面不同區域氨氮摩爾比趨于一致，從而使得SCR出口截面不同區域NOx濃度偏差不大。由于一次完整的AIG調整過程耗時較長、耗費較大，因此燃煤電站一般每年調整一次，且大都委外完成。

由于一個調整周期內AIG特性基本不變，當燃燒煤種變化、磨組合方式改變、燃燒器調整等因素導致SCR入口NOx濃度分布和流場發生明顯變化時，氨氮摩爾比的均勻性將明顯變差，即局部氨氮摩爾比與平均值的偏差變大；氨氮摩爾比過小的區域，局部脫硝效率不能達標，而氨氮摩爾比過大的區域，氨逃逸率超標。

在超低排放改造前，燃煤電站執行特別排放標準，脫硝效率普遍處于60％～80％之間，即氨氮摩爾比平均值普遍控制在0.6～0.8之間；而超低排放改造后，NOx排放濃度要求嚴格控制在50mg/Nm³以下，機組SCR脫硝效率往往超過90％，即氨氮摩爾比平均值超過0.9。當燃燒煤種變化、磨組合方式改變、燃燒器調整等因素導致SCR入口NOx濃度分布和流場發生明顯變化時，執行超低排放標準將導致氨氮摩爾比超過1的位置將大為增加，氨逃逸率將遠超允許值(＜3ppm)，從而極易造成空預器堵灰、電除塵極線積灰等不利影響。