[發明專利]基于燃煤機組煙氣混合均勻性調節的脫硝控制系統及方法

在審

• 申請號: 202011262362.X
• 申請日: 2020-11-12
• 公開（公告）號: CN112275133A
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 侯玉婷;丁輝;張憲嶺;郭志健;顏剛;呂海濤;李華
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司;華能南京金陵發電有限公司;華能秦煤瑞金發電有限責任公司;華能集團技術創新中心有限公司
• 主分類號: B01D53/86
• 分類號: B01D53/86;B01D53/56;B01F5/06;B01F3/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 閔岳峰

1.基于燃煤機組煙氣混合均勻性調節的脫硝控制系統，其特征在于，包括制氨系統(1)、稀釋風機(2)、氨氣/空氣混合器(3)、省煤器(5)和煙氣煙道(6)；其中，

煙氣煙道(6)呈π型，省煤器(5)出口連通至煙氣煙道(6)進口，且煙氣煙道(6)進口處設置有雙層動態煙氣混合器(17)，煙氣煙道(6)的垂直上升段自下而上依次設置有氮氧化物多測點均勻性測量裝置(8)和噴氨格柵(9)，垂直上升段與水平段的拐角處均設置有煙氣靜態導流板(7)，煙氣煙道(6)的垂直下降段由內至外依次設置有SCR入口氮氧化物濃度CEMS測量裝置(10)、脫硝系統SCR反應器(11)和SCR出口氮氧化物濃度CEMS測量裝置(12)，煙氣煙道(6)出口處設置有氨逃逸測量裝置(13)；

制氨系統(1)出口通過氨量調節閥門(4)連通至氨氣/空氣混合器(3)的氨氣進口，稀釋風機(2)出口連通至氨氣/空氣混合器(3)的空氣進口，至氨氣/空氣混合器(3)的出口連通至噴氨格柵(9)；氮氧化物多測點均勻性測量裝置(8)、SCR入口氮氧化物濃度CEMS測量裝置(10)、SCR出口氮氧化物濃度CEMS測量裝置(12)以及氨逃逸測量裝置(13)的輸出端均連接至機組DCS控制系統(15)的輸入端，機組DCS控制系統(15)連接NOx均勻性計算模塊(14)，機組DCS控制系統(15)的輸出端連接氨量調節閥門(4)及雙層動態煙氣混合器(17)的控制端。

2.根據權利要求1所述的基于燃煤機組煙氣混合均勻性調節的脫硝控制系統，其特征在于，煙氣靜態導流板(7)在煙氣煙道(6)的拐角處均朝向內側設置。

3.根據權利要求1所述的基于燃煤機組煙氣混合均勻性調節的脫硝控制系統，其特征在于，雙層動態煙氣混合器(17)通過擋板轉軸(18)設置有四個擋板V1、V2、V3和V4，根據指令調節擋板轉軸(18)的角度來改變局部煙氣混合特性。

4.根據權利要求3所述的基于燃煤機組煙氣混合均勻性調節的脫硝控制系統，其特征在于，四個擋板V1、V2、V3和V4分別在煙氣煙道(6)內前后各設置有兩個。

5.根據權利要求1所述的基于燃煤機組煙氣混合均勻性調節的脫硝控制系統，其特征在于，脫硝系統SCR反應器(11)中設置有脫硝催化劑V₂O₅-WO₃(MoO₃)/TiO₂。

6.根據權利要求1所述的基于燃煤機組煙氣混合均勻性調節的脫硝控制系統，其特征在于，煙氣中氮氧化物濃度的分布均勻性調整作為脫硝控制系統的第一級調節回路，執行機構為動態煙氣混合器的雙層擋板；脫硝控制系統出口NOx濃度值作為第二級調節回路，執行機構為氨量調節閥門。

7.基于燃煤機組煙氣混合均勻性調節的脫硝控制方法，其特征在于，該方法基于權利要求1至7中任一項所述的基于燃煤機組煙氣混合均勻性調節的脫硝控制系統，包括：

氮氧化物多測點均勻性測量裝置(8)沿煙道截面方向布置4×4測點網格，共布置有16個測點，測得的氮氧化物濃度計為S1，S2，···S16，將測點數值送入NOx均勻性計算模塊(14)，統計氮氧化物測點組的均方差，評估其分布均勻性。

8.根據權利要求7所述的基于燃煤機組煙氣混合均勻性調節的脫硝控制方法，其特征在于，具體計算步驟如下：

將16個測點按照縱、橫、斜分為6組，其中測點S1、S5、S9、S13為A組；測點S1、S2、S3、S4為B組；測點S1、S6、S11、S16為C組；測點S4、S8、S12、S16為D組；測點S13、S14、S15、S16為E組；測點S4、S7、S10、S13為F組；

對各組數值進行算數平均數和均方差計算：

設定氮氧化物濃度均勻性均方差的閾值為σK，當σA、σB、σC、σD、σE、σF中有三個及以上的數值大于閾值σK，則表示當前煙道截面的氮氧化物濃度均勻性較差，此時，NOx均勻性計算模塊(14)將輸出調整指令至DCS控制器；反之，則表示此時濃度分布穩定，無需進一步調整。