[實用新型]基于燃煤機組煙氣混合均勻性調節的脫硝控制系統

有效

• 申請號: 202022613636.7
• 申請日: 2020-11-12
• 公開（公告）號: CN214345593U
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 侯玉婷;丁輝;張憲嶺;時標;石偉棟;張建忠;吳立平
• 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

本實用新型公開了一種基于燃煤機組煙氣混合均勻性調節的脫硝控制系統，利用SCR反應器前部煙道的氮氧化物濃度多測點測量，并綜合機組負荷變化、磨組狀態、SCR出口氮氧化物濃度、氨逃逸等機組運行參數，實時評估當前SCR入口煙氣中氮氧化物濃度分布的均勻特性優劣。當發現SCR反應器前端氮氧化物濃度不均時，通過改變煙氣混合器的兩層共四個擋板與煙道截面的角度來調節煙道內的煙氣流向分布，調節煙道內煙氣氣流的自混合，提高氮氧化物濃度分布均勻性，從而優化煙氣中氮氧化物與還原劑氨氣的有效接觸，保證SCR反應器中脫硝反應的良好進行。本實用新型可有效解決因煙氣流場不均而出現的SCR系統局部噴氨不足或過噴。

技術領域

本實用新型屬于火電站自動控制技術領域，具體涉及一種基于燃煤機組煙氣混合均勻性調節的脫硝控制系統。

背景技術

工業活動產生的氮氧化物污染物對空排放后會產生光化學煙霧和酸雨，是各國環保治理的重點。在我國，大氣中的氮氧化物污染物主要來源于煤炭的燃燒，其中火力發電廠燃煤發電所產生的氮氧化物排放量占據同年全國氮氧化物排放量的一半以上。自環保部門于2010年出臺氮氧化物治理政策以來，我國火電廠氮氧化物排放已參照世界最嚴格標準管理，《火電廠大氣污染物排放標準》規定，燃煤電廠氮氧化物小時均值的排放限值為50mg/Nm³，重點地區不能超過30mg/Nm³，要求火電廠的實際脫硝效率要達90％以上，這給機組的脫硝系統帶來了巨大的挑戰。

在多種煙氣脫硝技術中，SCR脫硝工藝以其效率高，無二次污染，運行成本低等優勢，是目前我國燃煤電廠中應用最普遍的技術。其原理是，向SCR反應器噴入脫硝還原劑氨氣與煙道中的煙氣充分混合，在脫硝催化劑(V₂O₅-WO₃(MoO₃)/TiO₂)的作用下，將煙氣中的NOx 還原為N₂，實現脫除氮氧化物污染物的目的。由于電廠內設備布局緊湊，多有管道轉向、變徑等結構，煙道布置空間嚴重受限，煙氣混合距離過短，加之實際運行機組煤質、配風多變，易造成SCR反應器入口煙氣流速不均、煙道截面氮氧化物濃度分布不均的現象，使得脫硝反應中氨氣與氮氧化物混合均勻性較差，造成實際脫硝效率降低、環保氮氧化物濃度點超或局部氨逃逸增大等問題，嚴重影響了脫硝系統的控制效果。

為了改善煙道中氣流的空氣場動力場特性，目前往往在煙道中布置某種靜態煙氣混合器，通過改變空間結構促使煙氣形成流場的自擾動，加強煙氣的自混合，改善流場均勻性，從而促進還原劑與煙氣充分混合后再進入SCR系統進行反應。靜態混合器的設計種類繁多，原理都是通過設計一個或者多個特定形狀結構的鈍體放置入煙道，形成靜態的混合單元干擾煙氣流向，產生流場混沌效應強化煙氣混合效果。靜態混合器的設計通?；谖锢頍崃W原理，往往采用仿真模擬軟件進行離線效果預估。靜態混合器形狀固定，加裝在煙道后，不具備調節功能。

當前的許多燃煤電站實際運行中由于煤質多變、調度負荷頻繁變化，相應磨組方式及配風方式也會隨之變化，經常造成煙氣流量、流場分布及氮氧化物生成量的大幅波動，加裝的靜態混合器無法根據工況進行當前煙氣自混合效果調節。當煙氣流場分布均勻性較差時，煙氣中的氮氧化物濃度分布不均，從而影響了其與氨氣的混合，大大影響了脫硝系統的實際脫硝效率。此外，SCR脫硝系統的入口和出口處的氮氧化物濃度測點大多為單點CEMS測量，無法反饋煙道截面氮氧化物濃度的真實分布，對脫硝系統的精確控制調節造成了很大干擾。由于以上原因，在實際運行中，尤其當煤質變化或負荷劇烈波動時，機組氮氧化物排放飆升或局部氨逃逸過大的現象常有發生。

實用新型內容