[實用新型]一種雙PID的循環流化床鍋爐SNCR控制系統

有效

• 申請號: 202023337923.6
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN214233498U
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發明（設計）人: 馬聰;劉曉亮;李蕊;高明明;徐潔;王家林
• 申請（專利權）人: 華電國際電力股份有限公司天津開發區分公司
• 主分類號: B01D53/78
• 分類號: B01D53/78;B01D53/56;G05B11/42
• 代理公司: 天津市君硯知識產權代理有限公司 12239
• 代理人: 張東浩

本實用新型涉及一種雙PID的循環流化床鍋爐SNCR控制系統，包括CEMS煙氣排放連續監測系統、NOx排放濃度預測模塊以及DCS系統；所述DCS系統內嵌入NOx排放濃度預測模塊、PID控制器A、PID控制器B以及氨水泵手操器；所述PID控制器A連接NOx排放濃度預測模塊，所述PID控制器B連接CEMS煙氣排放連續監測系統；所述PID控制器A和PID控制器B共同控制氨水泵手操器，所述氨水泵手操器控制變頻氨水泵將氨水送入SNCR脫硝裝置。本實用新型使用雙PID控制器的超調量要小于單PID控制器，且調節時間比單PID控制器更短，因此使用雙PID控制器能提前動作氨水泵，快速穩定NOx排放濃度，同時降低氨水用量；本實用新型可以快速穩定NOx排放濃度，降低噴氨量、降低脫硝成本且不需要增加現場運行設備。

技術領域

本實用新型屬于鍋爐技術領域，特別涉及一種雙PID的循環流化床鍋爐SNCR控制系統。

背景技術

隨著國家環保局對火電廠污染物排放的要求日益嚴格，越來越多的火電機組氮氧化物(NOx)排放濃度不能達標。為使NOx濃度排放達到超低排放標準，大部分火電機組都完成了超低排放改造，一般脫硝方式有兩種選擇，一種煙氣尾部加裝選擇性催化還原(selective catalytic reduction，SCR)裝置，該裝置通過噴入氨氣或其他合適的還原劑，再利用催化劑將煙氣中的NOx轉化為氮氣和水。而循環流化床鍋爐則通常加裝選擇性非催化還原(selective non-catalytic reduction，SNCR)裝置，該裝置在合適的溫度內，將還原劑噴入爐膛頂部和水平煙道，把NOx還原成氮氣和水。相比SCR，SNCR有以下優點：1)不需要催化劑，在合適的溫度窗口內，不需要催化劑的情況下還原劑也可以和NOx反應，大大降低了脫硝成本。2)占地面積小，建設成本低。SNCR不需要單獨的占用現場設備面積，只需要幾根氨氣輸送管道以及噴槍就可以實現現場運行改造，建設成本低，系統簡單，維護方便。3)SNCR由于沒有催化劑，煙氣中的SO2不會轉換成SO3，而SCR則會形成過多的SO3，過多的SO3會加速空預器腐蝕，增加維修成本。

但循環流化床SNCR脫硝技術存在以下缺陷：

(1)目前，對排放的氮氧化物濃度進行調節的具體方法是：測量脫硫塔入口或煙囪位置的NOx濃度，若超過超低排放濃度標準，則調節氨水或尿素給料量進行調節，以此類推，在進行測量，再調節，通過反復上述步驟后，直到NOx排放濃度符合超低排放標準為止。但SNCR脫硝反應是在爐膛頂部和水平煙道，而其測點由于溫度原因只能安裝在脫硫塔入口或煙囪位置，存在很大的滯后性，這會限制SNCR脫硝效率和運行的穩定性，對其可靠性也造成了很大的挑戰。

(2)SNCR原始脫硝效率較低，僅有40％左右，循環流化床鍋爐由于其循環灰的緣故，部分鍋爐可達到70％，但相對于SNCR約90％以上的脫硝效率來說，大大增加了還原劑成本。

(3)由于其脫硝效率低，測量遲延大，因此國內循環流化床SNCR控制系統一般處于手動控制方式，而噴氨泵出力也處于大開大合的控制方式，NOx排放濃度瞬時超標和噴氨過度引起浪費、氨逃逸的情況時有發生。

實用新型內容

本實用新型為解決公知技術中存在的技術問題提供一種雙PID的循環流化床鍋爐SNCR控制系統，可以有效解決上述SNCR控制存在的問題，尤其是現有技術對NOx排放濃度的控制具有嚴重的滯后性引起的SNCR控制系統穩定性不佳，可靠性低的問題。

本實用新型包括如下技術方案：一種雙PID控制器的循環流化床鍋爐SNCR控制系統，包括CEMS煙氣排放連續監測系統、NOx排放濃度預測模塊以及DCS系統；所述DCS系統內嵌入NOx排放濃度預測模塊、PID控制器A、PID控制器B以及氨水泵手操器；所述PID控制器A連接NOx排放濃度預測模塊，所述PID控制器B連接CEMS煙氣排放連續監測系統；所述PID控制器A和PID控制器B共同控制氨水泵手操器，所述氨水泵手操器控制變頻氨水泵將氨水送入SNCR脫硝裝置。