[發(fā)明專利]一種在線速度場調(diào)平和濃度場測量的全負(fù)荷精準(zhǔn)噴氨系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810402442.7
• 申請日: 2018-04-28
• 公開（公告）號: CN108404661A
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王丹秋;朱曙光;李良春;趙厚任;吳艷;曹純建
• 申請（專利權(quán)）人: 南京新瓦特智控科技有限公司
• 主分類號: B01D53/90
• 分類號: B01D53/90;B01D53/56;G05D27/02
• 代理公司: 南京先科專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32285
• 代理人: 謝雋雯

本發(fā)明公開一種在線速度場調(diào)平和濃度場測量的全負(fù)荷精準(zhǔn)噴氨系統(tǒng)，包括對應(yīng)第一拐角固定導(dǎo)流板與一級噴氨格柵之間的垂直煙道分區(qū)設(shè)置的分區(qū)煙氣速度測量裝置和分區(qū)NOx濃度測量裝置，對應(yīng)均流器與催化劑層之間的每個分區(qū)從上至下依次設(shè)置的二級微噴補(bǔ)氨系統(tǒng)、分區(qū)速度測量裝置、分區(qū)氨氮一體化濃度測量裝置，對應(yīng)催化劑層與出口煙道之間的每個分區(qū)布置有分區(qū)氨氮一體化濃度測量裝置；分區(qū)煙氣速度測量裝置、分區(qū)NOx濃度測量裝置、分區(qū)速度測量裝置、分區(qū)氨氮一體化濃度測量裝置測量數(shù)據(jù)傳輸至控制單元的輸入端口，控制單元生成控制調(diào)節(jié)信號輸出端至一級噴氨格柵、動態(tài)流場調(diào)平導(dǎo)流裝置、二級微噴補(bǔ)氨系統(tǒng)。本發(fā)明能夠靈活地根據(jù)不同煤種、不同負(fù)荷、不同燃燒器組合形成的煙氣流場特性進(jìn)行催化劑前速度場調(diào)平。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種在線速度場調(diào)平和濃度場測量的全負(fù)荷精準(zhǔn)噴氨系統(tǒng)，屬于環(huán)境處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

新修訂的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》對NOx的排放制定了非常嚴(yán)格的要求，要求NOx排放標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到50mg/Nm3以內(nèi)，只依靠低氮燃燒不能達(dá)到排放指標(biāo)要求，因此燃燒后控制NOx，即在煙道尾部加裝脫硝裝置成為燃煤電廠的必然選擇。在脫硝技術(shù)中，SCR因其脫硝效率高、技術(shù)成熟成為燃煤電站的主要選擇。但現(xiàn)有SCR系統(tǒng)自身具有的強(qiáng)非線性和大滯后持性，運行中存在著噴氨量不能很好地跟隨設(shè)定值，NOx排放量增加；SCR系統(tǒng)中所用的還原劑NH₃是常見的有毒有害物質(zhì)，在反應(yīng)過程中容易造成氨逃逸和二次污染，在使用過程中有潛在的危險性。脫硝效率和氨逃逸率是SCR脫硝系統(tǒng)性能的兩大指標(biāo)，在SCR系統(tǒng)設(shè)計完成和催化劑已經(jīng)選定的前提下，SCR系統(tǒng)的均流特性將是影響脫硝效率和氨逃逸率的重要因素。在SCR脫硝煙道中加導(dǎo)流板是保證煙氣分布均勻的主要方式，實際情況中為了保證煙道尾部的NOx濃度達(dá)標(biāo)，會加大噴氨力度，氨逃逸率會不可避免的增大。

發(fā)明專利《適合全負(fù)荷的智能噴氨控制系統(tǒng)》（申請?zhí)枺篊N201710317106）提出將煙氣負(fù)荷劃分為不同的區(qū)間，然后利用CFD創(chuàng)建SCR裝置在不同負(fù)荷下的煙氣流場模型，而在實際應(yīng)用中選擇能夠匹配當(dāng)前負(fù)荷的流場模型，實時調(diào)節(jié)噴氨管的開度。

發(fā)明專利《煙氣脫硝系統(tǒng)中噴氨與煙氣流場匹配的噴氨裝置參數(shù)優(yōu)化方法》（申請?zhí)枺篊N201110209347）提出：構(gòu)建氨/ 氮相對濃度偏差與噴氨裝置幾何設(shè)計參數(shù)的函數(shù)關(guān)系；計算獲得最小濃度偏差時的噴氨裝置幾何參數(shù)。與優(yōu)化技術(shù)結(jié)合可以開發(fā)出更加高效、可行的噴氨裝置，進(jìn)一步提高SCR 脫硝系統(tǒng)的整體運行效率。

發(fā)明專利《選擇性催化還原脫硝裝置的氣固兩相流場與噴氨優(yōu)化方法》（申請?zhí)枺篊N201410163844）提出：借助Fluent 軟件模擬選擇性催化還原(SCR) 脫硝裝置的氣固兩相流動過程，得到SCR 脫硝裝置內(nèi)煙氣和飛灰顆粒的氣固兩相流動特性，通過采用改變連接煙道內(nèi)導(dǎo)流板的形狀與布置方式、反應(yīng)器頂棚處整流構(gòu)件的形狀與位置、整流格柵葉片間距與高度、SCR 反應(yīng)器結(jié)構(gòu)等措施，優(yōu)化SCR 脫硝裝置的氣固兩相流場，根據(jù)連接煙道內(nèi)噴氨處的煙氣速度分布和濃度分布，計算獲得該區(qū)域的NOx 通量分布，依據(jù)最佳氨氮比控制與該區(qū)域NOx通量分布相匹配的噴氨量。

發(fā)明專利《一種基于權(quán)重閥調(diào)控的SCR脫硝系統(tǒng)噴氨優(yōu)化方法》（申請?zhí)枺篊N201510514520）提出：首先測量定負(fù)荷條件下SCR 脫硝系統(tǒng)噴氨格柵前煙道橫向截面處的煙氣流場特性；然后結(jié)合噴氨格柵的噴嘴分布情況，解析與噴氨噴嘴分布相匹配的煙氣流場區(qū)域流動連續(xù)分布特性；根據(jù)各負(fù)荷條件下的煙氣流場分區(qū)域流動特性，獲得噴氨閥門的權(quán)重；最后依據(jù)閥的權(quán)重差異對各閥門開度進(jìn)行調(diào)整，同時借助煙氣分析儀在SCR 脫硝系統(tǒng)出口截面進(jìn)行NOx出口濃度測量，及時反饋噴氨閥門開度調(diào)整效果。

上述專利或利用CFD軟件或通過測量幾個定負(fù)荷工況下的SCR系統(tǒng)的煙氣流場特性來指導(dǎo)進(jìn)行噴氨，但在實際運行過程中，CFD模擬的流場與真實流場存在著一定的差距，有限幾個的測定負(fù)荷并不能包括所有的工況，因此任然迫切需要一種在電廠頻繁調(diào)峰的需求下能夠在全負(fù)荷工況下既能盡量減小噴氨量和氨逃逸率又能使煙道尾部的NOx濃度達(dá)標(biāo)的智能噴氨技術(shù)。