一種燃煤電站scr脫硝控制系統(tǒng)及方法
【專利摘要】一種燃煤電站SCR脫硝控制系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)在鍋爐下降段換熱器前后均布置有壓力測(cè)量裝置和溫度測(cè)量裝置，在噴氨系統(tǒng)中設(shè)置有噴氨調(diào)節(jié)閥，鍋爐下降段換熱器和溫度測(cè)量裝置均與煙氣流量穩(wěn)態(tài)校正模塊相連，壓力測(cè)量裝置與煙氣量動(dòng)態(tài)測(cè)量模塊相連，兩模塊與噴氨量計(jì)算模塊、噴氨控制模塊、DCS系統(tǒng)、氨逃逸處理模塊、脫銷吹掃控制模塊和脫銷吹掃裝置相連；本發(fā)明還提供該系統(tǒng)的脫硝控制方法；本發(fā)明采用新的煙氣量動(dòng)態(tài)測(cè)量模塊及穩(wěn)態(tài)校正模塊，保障合理的噴氨量計(jì)算基礎(chǔ)；增加氨逃逸控制修正回路，實(shí)時(shí)檢測(cè)逃逸的氨量，對(duì)噴氨量進(jìn)行修正；設(shè)置氨逃逸及脫銷參數(shù)限值，通過(guò)限值控制脫銷裝置的吹掃。
【專利說(shuō)明】—種燃煤電站SCR脫硝控制系統(tǒng)及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及燃煤發(fā)電廠的自動(dòng)控制【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種燃煤電站SCR脫硝控制系統(tǒng)及方法。

【背景技術(shù)】
[0002]氮氧化物(NOx)主要來(lái)自于煤、石油、天然氣的燃燒過(guò)程，是主要大氣污染物之一，有多種不同形式組成，其中NO和NO2所占比例為90%以上，是大氣的主要污染物。NOx排放到大氣中經(jīng)過(guò)一些列的物理和化學(xué)作用，產(chǎn)生酸雨、光化學(xué)霧、PM10、PM2.5等一系列的環(huán)境問(wèn)題。在我國(guó)二次能源結(jié)構(gòu)中，燃煤發(fā)電比例高達(dá)70%以上。因此控制燃煤電廠NOx排放是減少大氣中Nox含量的主要措施之一。
[0003]減少NOx排放方法有多種。選擇性催化還原(SCR)脫硝技術(shù)由于其具有對(duì)鍋爐運(yùn)行影響較小、裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、反應(yīng)條件易于控制、技術(shù)成熟、運(yùn)行可靠、占地面積少、沒(méi)有副產(chǎn)物、不形成二次污染、便于維護(hù)且脫硝效率高(可達(dá)到90%以上)等諸多優(yōu)點(diǎn)，是燃煤電站普遍采用的脫硝技術(shù)。它是將液態(tài)氨(NH3)與稀釋風(fēng)機(jī)提供的空氣混合后，將霧狀氨噴入鍋爐尾部煙道，在催化劑的作用下，與煙氣中的Ν0、Ν02產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，生成無(wú)害的氮?dú)釴2和水H20。從而達(dá)到對(duì)NOx脫除作用。脫硝控制系統(tǒng)是對(duì)其工藝系統(tǒng)中的稀釋風(fēng)機(jī)、噴氨閥、反應(yīng)器吹掃閥等設(shè)備進(jìn)行控制，以達(dá)到排放指標(biāo)要求。
[0004]現(xiàn)有脫硝控制系統(tǒng)是以燃煤發(fā)電機(jī)組煙氣出口 NOx濃度為控制目標(biāo)，以機(jī)組負(fù)荷表征的煙氣流量乘以煙氣入、出口 NOx濃度的偏差來(lái)計(jì)算需要脫除的NOx含量，再以NH3/NOx摩爾比計(jì)算出需要的噴氨量，控制噴氨閥門(mén)開(kāi)度，使噴氨量與計(jì)算的氨需要量相等，從而間接實(shí)現(xiàn)對(duì)煙氣出口 NOx含量的控制；或在上述控制方式基礎(chǔ)上，以煙氣出口 NOx濃度作為被調(diào)量，其與設(shè)定值的偏差通過(guò)PID運(yùn)算后形成校正信號(hào)，對(duì)計(jì)算的噴氨量進(jìn)行校正。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)的主要局限有:
[0006]1.現(xiàn)有煙氣量的測(cè)量計(jì)算實(shí)時(shí)性與精度無(wú)法滿足脫銷控制的工程需要。煙氣量對(duì)脫銷噴氨量的影響最大，也是現(xiàn)有控制技術(shù)的關(guān)鍵，其計(jì)算精度與及時(shí)性直接決定了控制效果的優(yōu)劣，現(xiàn)有煙氣量的測(cè)量計(jì)算方法主要有:
[0007](I)根據(jù)DCS鍋爐負(fù)荷計(jì)算煙氣流量。
[0008](2)根據(jù)DCS的燃料量計(jì)算煙氣流量。
[0009](3)根據(jù)熱量需求信號(hào)或主蒸汽流量信號(hào)計(jì)算煙氣流量。
[0010](4)根據(jù)DCS的總風(fēng)量計(jì)算煙氣流量。
[0011](5)利用噴氨格柵阻力測(cè)量煙氣流量。
[0012](6)安裝陣列式煙氣流量測(cè)量裝置。
[0013]其中，前3種方法估算精度過(guò)低，尤其在目前火電機(jī)組普遍參與一次調(diào)頻并投入電網(wǎng)AGC控制的情況下，機(jī)組負(fù)荷波動(dòng)頻繁，這些計(jì)算信號(hào)與實(shí)際煙氣量之間失去較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。第(4)種方法采用的總風(fēng)量信號(hào)本身測(cè)量精度較低，且噴氨截面的煙氣量與總風(fēng)量信號(hào)的變化滯后較多，不利于控制的實(shí)施；方法(5)根據(jù)噴氨格柵阻力進(jìn)行計(jì)算時(shí)測(cè)量精度的保持需頻繁標(biāo)定，實(shí)施困難；方法(6)不僅增加了額外的流動(dòng)阻力損失，而且需要增加額外的投資成本因而未見(jiàn)實(shí)際工程中采用。
[0014]2.現(xiàn)有脫硝系統(tǒng)運(yùn)行一定時(shí)間后，需用蒸汽或壓縮空氣對(duì)SCR反應(yīng)器中催化劑進(jìn)行吹掃，以清除催化劑表面的積灰，提高催化效果。目前吹掃時(shí)間的確定沒(méi)有相關(guān)根據(jù)，有的長(zhǎng)期不吹掃，有的持續(xù)吹掃，這完全由運(yùn)行人員決定。如果頻繁吹掃要消耗大量的蒸汽，浪費(fèi)能源，同時(shí)對(duì)脫硝系統(tǒng)后的其它工藝系統(tǒng)負(fù)擔(dān)加重；如果長(zhǎng)期不吹掃，則降低了催化效果，消耗更多的氨。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種燃煤電站SCR脫硝控制系統(tǒng)及方法，采用新的煙氣量動(dòng)態(tài)測(cè)量模塊及穩(wěn)態(tài)校正模塊，保障合理的噴氨量計(jì)算基礎(chǔ)；增加氨逃逸控制修正回路，實(shí)時(shí)檢測(cè)逃逸的氨量，對(duì)噴氨量進(jìn)行修正；設(shè)置氨逃逸及脫銷參數(shù)限值，通過(guò)限值控制脫銷裝置的吹掃。
[0016]為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0017]一種燃煤電站SCR脫硝控制系統(tǒng)，包括受所述脫硝控制系統(tǒng)控制的脫銷系統(tǒng)，所述脫銷系統(tǒng)包括鍋爐下降段換熱器I和噴氨系統(tǒng)，在鍋爐下降段換熱器I前后均布置有壓力測(cè)量裝置16和溫度測(cè)量裝置17，在噴氨系統(tǒng)中設(shè)置有噴氨調(diào)節(jié)閥12，所述鍋爐下降段換熱器I和溫度測(cè)量裝置17均與煙氣流量穩(wěn)態(tài)校正模塊22的輸入端相連接，所述煙氣流量穩(wěn)態(tài)校正模塊22的輸出端與煙氣量動(dòng)態(tài)測(cè)量模塊21的輸入端相連接，同時(shí)煙氣量動(dòng)態(tài)測(cè)量模塊21的輸入端還與壓力測(cè)量裝置16相連接，所述煙氣量動(dòng)態(tài)測(cè)量模塊21的輸出端與噴氨量計(jì)算模塊23的輸入端相連接，所述噴氨量計(jì)算模塊23的輸出端與噴氨控制模塊24的輸入端相連接，所述噴氨控制模塊24的輸入端還與DCS系統(tǒng)27的輸出端相連接，所述噴氨控制模塊24的輸出端與噴氨調(diào)節(jié)閥12連接，控制其開(kāi)關(guān)；所述煙氣量動(dòng)態(tài)測(cè)量模塊21的輸出端還與氨逃逸處理模塊25的輸入端相連接，同時(shí)氨逃逸處理模塊25的輸入端還與DCS系統(tǒng)27的輸出端相連接，所述氨逃逸處理模塊25的輸出端與脫銷吹掃控制模塊26的輸入端相連接，所述脫銷吹掃控制模塊26的輸出端與脫銷吹掃裝置28連接。
[0018]所述鍋爐下降段換熱器I在鍋爐下降段的內(nèi)的設(shè)置包括如下三種方式:
[0019]第一種:鍋爐下降段不進(jìn)行分倉(cāng)，其內(nèi)部沿?zé)煔饬鲃?dòng)方向串聯(lián)布置有一個(gè)或多個(gè)不同功能和/或不同結(jié)構(gòu)的鍋爐下降段換熱器1，每個(gè)鍋爐下降段換熱器I前后均布置有壓力測(cè)量裝置16和溫度測(cè)量裝置17 ；
[0020]第二種:鍋爐下降段進(jìn)行二分倉(cāng)，燃燒的煙氣被分倉(cāng)間隔20分成兩股，分別流經(jīng)兩組鍋爐下降段換熱器，兩股煙氣的流量由設(shè)置在每組鍋爐下降段換熱器下方的煙氣擋板19進(jìn)行調(diào)節(jié)，其中每組鍋爐下降段換熱器I由一個(gè)或多個(gè)鍋爐下降段換熱器I組成；
[0021]第三種:鍋爐下降段進(jìn)行三分倉(cāng)，燃燒的煙氣被分倉(cāng)間隔20分成三股，分別流經(jīng)三組鍋爐下降段換熱器，三股煙氣的流量由設(shè)置在每組鍋爐下降段換熱器下方的煙氣擋板19進(jìn)行調(diào)節(jié)，其中每組鍋爐下降段換熱器I由一個(gè)或多個(gè)鍋爐下降段換熱器I組成。
[0022]所述DCS系統(tǒng)27根據(jù)實(shí)際施工的情況為SCR-DCS系統(tǒng)或集成了 SCR控制的電站主DCS系統(tǒng)或就地遠(yuǎn)程1站。
[0023]所述脫銷系統(tǒng)還包括在鍋爐下降段內(nèi)，沿?zé)煔饬鲃?dòng)方向依次設(shè)置在鍋爐下降段換熱器I下游的噴氨格柵2和SCR反應(yīng)器3，在鍋爐下降段底部依次連通設(shè)置有空氣預(yù)熱器
4、電除塵器5、吸收塔6和煙囪7 ;所述噴氨系統(tǒng)包括液氨儲(chǔ)罐8，和液氨儲(chǔ)罐8連通的氨蒸發(fā)器9，和氨蒸發(fā)器9連通的氨-空氣混合器15，在氨蒸發(fā)器9和氨-空氣混合器15入口連通的管路上依次設(shè)置有安全控制閥10、噴氨流量計(jì)11和噴氨調(diào)節(jié)閥12，所述氨-空氣混合器15的入口還通過(guò)空氣擋板14與稀釋風(fēng)機(jī)13相連接，所述氨-空氣混合器15的出口與噴氨格柵2相連通。
[0024]采用上述所述燃煤電站SCR脫硝控制系統(tǒng)的脫銷控制方法，煙氣量動(dòng)態(tài)測(cè)量模塊21實(shí)時(shí)采集鍋爐下降段換熱器I前后的壓力測(cè)量裝置16的壓差，根據(jù)經(jīng)典的流動(dòng)阻力模型估算流經(jīng)鍋爐下降段換熱器I的煙氣流量；其中阻力模型由煙氣流量穩(wěn)態(tài)校正模塊22根據(jù)鍋爐下降段換熱器I內(nèi)被加熱工質(zhì)的流量和壓力溫度信號(hào)通過(guò)經(jīng)典的熱平衡計(jì)算得到的穩(wěn)態(tài)煙氣流量定期進(jìn)行標(biāo)定和校正，以保證煙氣量動(dòng)態(tài)測(cè)量模塊21的測(cè)試精度；煙氣量動(dòng)態(tài)測(cè)量模塊21輸出的煙氣量作為噴氨量的計(jì)算基礎(chǔ)，在噴氨量計(jì)算模塊23中根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行所需噴氨量的估算；在噴氨控制模塊24中根據(jù)所需噴氨量轉(zhuǎn)換為所需噴氨控制指令信號(hào)，結(jié)合DCS系統(tǒng)27送來(lái)的當(dāng)前脫銷反應(yīng)器入口和出口 NOx濃度，計(jì)算脫銷效率，根據(jù)NOx濃度或脫銷效率指標(biāo)，利用PID控制器生成噴氨控制指令后輸出控制噴氨調(diào)節(jié)閥12，調(diào)整流入氨-空氣混合器的氨流量，進(jìn)而調(diào)整了進(jìn)入噴氨格柵2并噴入煙道的氨-空氣混合物的濃度和總的噴氨量，與煙氣量相匹配的氨工質(zhì)在SCR反應(yīng)器3中將煙氣中的NOx分離出來(lái)，從而降低從煙囪7排出的煙氣中的NOx濃度；
[0025]同時(shí)，煙氣量動(dòng)態(tài)測(cè)量模塊21計(jì)算得到的煙氣量被送入氨逃逸處理模塊25，并在氨逃逸處理模塊25中根據(jù)DCS系統(tǒng)27送來(lái)的氨逃逸測(cè)量數(shù)據(jù)與用戶設(shè)置的氨逃逸限制進(jìn)行比較，在超出給定條件下的氨逃逸限值時(shí)，輸出脫銷吹掃指令給脫銷吹掃控制模塊26，啟動(dòng)吹掃裝置28。
[0026]本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0027]1、采用鍋爐下降段換熱器動(dòng)態(tài)壓差進(jìn)行煙氣量的實(shí)時(shí)計(jì)算，因其管道較多、流動(dòng)阻力大，與噴氨格柵等元件的壓差相比更大，因而計(jì)算誤差較小，穩(wěn)定性好。另外，因其布置在噴氨格柵前，具有較高的實(shí)時(shí)性，一方面在時(shí)間上具有適度的超前，可以提前在煙氣量變化時(shí)及時(shí)改變噴氨量，避免執(zhí)行機(jī)構(gòu)改變噴氨量后經(jīng)氨-空氣混合器最終影響實(shí)際進(jìn)入煙道的噴氨量變化的滯后；另一方面又不至于超前過(guò)多，擾亂噴氨主PID控制器的控制平衡，引起系統(tǒng)的不穩(wěn)定。
[0028]2、采用鍋爐下降段換熱器穩(wěn)態(tài)熱平衡進(jìn)行煙氣量計(jì)算模型的定期標(biāo)定和校正。任何基于流動(dòng)阻力的煙氣量計(jì)算都面臨燃料成分、溫度、燃燒狀況等變化后的計(jì)算誤差變大的問(wèn)題，采用經(jīng)典的熱平衡方法，可利用其換熱過(guò)程本身具有的時(shí)間累積積分效應(yīng)消除白噪聲和誤差，可定期用于動(dòng)態(tài)煙氣量計(jì)算模塊的標(biāo)定和修正，保障噴氨控制的計(jì)算基礎(chǔ)的精度。
[0029]3、監(jiān)測(cè)氨逃逸量，在給定NOx排放情況或脫銷效率前提下，利用氨逃逸量的增大指示噴氨吹灰的執(zhí)行，動(dòng)態(tài)根據(jù)需要進(jìn)行噴氨吹灰，一方面節(jié)省噴氨蒸汽量，另一方面避免積灰導(dǎo)致的脫銷效率下降進(jìn)而帶來(lái)的損失。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0030]圖1為本發(fā)明脫銷系統(tǒng)流程圖。
[0031]圖2為本發(fā)明脫銷控制系統(tǒng)組成框圖。
[0032]圖3為鍋爐下降段換熱器組成結(jié)構(gòu)示意圖，其中圖3a為第一種組成結(jié)構(gòu)示意圖，圖3b為第二種組成結(jié)構(gòu)示意圖，圖3c為第三種組成結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0033]以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0034]如圖1所示，為本發(fā)明一種燃煤電站SCR脫硝控制系統(tǒng)的脫銷系統(tǒng)的流程圖，脫銷系統(tǒng)包括設(shè)置在鍋爐下降段內(nèi)的鍋爐下降段換熱器1，依次設(shè)置在鍋爐下降段換熱器I下游的噴氨格柵2和SCR反應(yīng)器3，在鍋爐下降段底部依次連通設(shè)置有空氣預(yù)熱器4、電除塵器5、吸收塔6和煙? 7 ;噴氨系統(tǒng)包括液氨儲(chǔ)罐8，和液氨儲(chǔ)罐8連通的氨蒸發(fā)器9，和氨蒸發(fā)器9連通的氨-空氣混合器15，在氨蒸發(fā)器9和氨-空氣混合器15入口連通的管路上依次設(shè)置有安全控制閥10、噴氨流量計(jì)11和噴氨調(diào)節(jié)閥12，所述氨-空氣混合器15的入口還通過(guò)空氣擋板14與稀釋風(fēng)機(jī)13相連接，所述氨-空氣混合器15的出口與噴氨格柵2相連通。其脫銷過(guò)程為:鍋爐燃燒的煙氣流經(jīng)鍋爐下降段換熱器(I)，到達(dá)噴氨格柵(2)，與噴射的氨-空氣混合物進(jìn)行混合，進(jìn)入SCR反應(yīng)器(3)進(jìn)行脫銷化學(xué)反應(yīng)，脫銷后的煙氣進(jìn)入空氣預(yù)熱器(4)進(jìn)一步將熱量回收后經(jīng)電除塵器(5)和吸收塔(6)后經(jīng)煙囪(7)排入大氣。液態(tài)的氨工質(zhì)儲(chǔ)存在液氨儲(chǔ)罐(8)中，經(jīng)氨蒸發(fā)器(9)變成氨蒸汽，先后流過(guò)安全控制閥(10)和噴氨流量計(jì)(11)，經(jīng)噴氨調(diào)節(jié)閥(12)控制合適的噴氨流量，進(jìn)入氨-空氣混合器
(15)，與來(lái)自稀釋風(fēng)機(jī)(13)流經(jīng)空氣擋板(14)的稀釋空氣混合，構(gòu)成氨-空氣混合物，從噴氨格柵(2)噴入煙氣流道實(shí)施脫銷。
[0035]如圖1和圖2所示，本發(fā)明一種燃煤電站SCR脫硝控制系統(tǒng)，包括受所述脫硝控制系統(tǒng)控制的脫銷系統(tǒng)，所述脫銷系統(tǒng)包括鍋爐下降段換熱器I和噴氨系統(tǒng)，在鍋爐下降段換熱器I前后均布置有壓力測(cè)量裝置16和溫度測(cè)量裝置17，在噴氨系統(tǒng)中設(shè)置有噴氨調(diào)節(jié)閥12，所述鍋爐下降段換熱器I和溫度測(cè)量裝置17均與煙氣流量穩(wěn)態(tài)校正模塊22的輸入端相連接，所述煙氣流量穩(wěn)態(tài)校正模塊22的輸出端與煙氣量動(dòng)態(tài)測(cè)量模塊21的輸入端相連接，同時(shí)煙氣量動(dòng)態(tài)測(cè)量模塊21的輸入端還與壓力測(cè)量裝置16相連接，所述煙氣量動(dòng)態(tài)測(cè)量模塊21的輸出端與噴氨量計(jì)算模塊23的輸入端相連接，所述噴氨量計(jì)算模塊23的輸出端與噴氨控制模塊24的輸入端相連接，所述噴氨控制模塊24的輸入端還與DCS系統(tǒng)27的輸出端相連接，所述噴氨控制模塊24的輸出端與噴氨調(diào)節(jié)閥12連接，控制其開(kāi)關(guān)；所述煙氣量動(dòng)態(tài)測(cè)量模塊21的輸出端還與氨逃逸處理模塊25的輸入端相連接，同時(shí)氨逃逸處理模塊25的輸入端還與DCS系統(tǒng)27的輸出端相連接,所述氨逃逸處理模塊25的輸出端與脫銷吹掃控制模塊26的輸入端相連接，所述脫銷吹掃控制模塊26的輸出端與脫銷吹掃裝置28連接。鍋爐下降段換熱器I進(jìn)出口工質(zhì)的測(cè)量流量和壓力溫度信號(hào)被送入煙氣流量穩(wěn)態(tài)校正模塊22，與同樣送入煙氣流量穩(wěn)態(tài)校正模塊22的換熱器前后溫度測(cè)量裝置17在煙氣流量穩(wěn)態(tài)校正模塊22通過(guò)經(jīng)典的熱平衡原理，計(jì)算出通過(guò)下降段換熱器I的穩(wěn)態(tài)煙氣量用于煙氣量動(dòng)態(tài)測(cè)量模塊21中動(dòng)態(tài)計(jì)算的標(biāo)定與修正。在煙氣量動(dòng)態(tài)測(cè)量模塊21中，根據(jù)鍋爐下降段換熱器I進(jìn)出口壓力測(cè)量裝置16所測(cè)量的壓差，根據(jù)經(jīng)典的流動(dòng)阻力計(jì)算模型實(shí)時(shí)計(jì)算流入噴氨格柵2的動(dòng)態(tài)煙氣量，送入噴氨量計(jì)算模塊23，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行所需噴氨量的計(jì)算。計(jì)算得到的目標(biāo)噴氨量被送入噴氨控制模塊24，根據(jù)DCS系統(tǒng)27送來(lái)的脫銷指標(biāo)參數(shù)，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)形成噴氨控制閥開(kāi)度指令，控制噴氨調(diào)節(jié)閥12的開(kāi)關(guān)。另一方面，氣量動(dòng)態(tài)測(cè)量模塊21計(jì)算得到的煙氣量被送入氨逃逸處理模塊25，并在氨逃逸處理模塊25中根據(jù)DCS系統(tǒng)送來(lái)的氨逃逸測(cè)量數(shù)據(jù)與用戶設(shè)置的限制進(jìn)行比較，在超出給定條件下的氨逃逸限值時(shí)，輸出脫銷吹掃指令，啟動(dòng)吹掃裝置28。
[0036]作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，所述DCS系統(tǒng)27根據(jù)實(shí)際施工的情況為SCR-DCS系統(tǒng)或集成了 SCR控制的電站主DCS系統(tǒng)或就地遠(yuǎn)程1站。
[0037]如圖3所示，根據(jù)安裝脫銷系統(tǒng)的鍋爐結(jié)構(gòu)不同，所述系統(tǒng)中的鍋爐下降段換熱器I存在如附圖3中的幾種形式或這幾種形式的組合。附圖3a表示該鍋爐下降段不進(jìn)行分倉(cāng)，其內(nèi)部沿?zé)煔饬鲃?dòng)方向串聯(lián)布置有一個(gè)或多個(gè)不同功能和或不同結(jié)構(gòu)的鍋爐下降段換熱器1，每個(gè)鍋爐下降段換熱器I前后均布置有壓力測(cè)量裝置16和溫度測(cè)量裝置17。每個(gè)鍋爐下降段換熱器I都可以根據(jù)前述技術(shù)方案在煙氣量動(dòng)態(tài)測(cè)量模塊21中進(jìn)行動(dòng)態(tài)煙氣量測(cè)量，并在煙氣流量穩(wěn)態(tài)校正模塊22中進(jìn)行煙氣量計(jì)算的標(biāo)定和校正，只是上述計(jì)算和校正過(guò)程需將各鍋爐下降段換熱器I的結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)處理平均或加權(quán)平均得到最終的煙氣量。
[0038]附圖3b表示該鍋爐下降段進(jìn)行二分倉(cāng)，燃燒的煙氣被分倉(cāng)間隔20分成兩股，分別流經(jīng)兩組鍋爐下降段換熱器，兩股煙氣的流量由煙氣擋板19進(jìn)行調(diào)節(jié)，其中每組鍋爐下降段換熱器I由一個(gè)或多個(gè)鍋爐下降段換熱器I組成，流經(jīng)每組鍋爐下降段換熱器I的煙氣量的動(dòng)態(tài)和穩(wěn)態(tài)計(jì)算與附圖3a的技術(shù)方案相同，最終將兩組計(jì)算得到的煙氣量進(jìn)行加和，便是流入噴氨格柵2的總煙氣量。
[0039]附圖3c表示該鍋爐下降段進(jìn)行三分倉(cāng)，燃燒的煙氣被分倉(cāng)間隔20分成三股，分別流經(jīng)三組鍋爐下降段換熱器，三股煙氣的流量由煙氣擋板19進(jìn)行調(diào)節(jié)，其中每組鍋爐下降段換熱器由一個(gè)或多個(gè)鍋爐下降段換熱器I組成，流經(jīng)每組鍋爐下降段換熱器I的煙氣量的動(dòng)態(tài)和穩(wěn)態(tài)計(jì)算與附圖3a的技術(shù)方案相同，最終將三組計(jì)算得到的煙氣量進(jìn)行加和，便是流入噴氨格柵2的總煙氣量。
[0040]如圖1和圖2所示，采用上述所述燃煤電站SCR脫硝控制系統(tǒng)的脫銷控制方法，煙氣量動(dòng)態(tài)測(cè)量模塊21實(shí)時(shí)采集鍋爐下降段換熱器I前后的壓力測(cè)量裝置16的壓差，根據(jù)經(jīng)典的流動(dòng)阻力模型估算流經(jīng)鍋爐下降段換熱器I的煙氣流量；其中阻力模型由煙氣流量穩(wěn)態(tài)校正模塊22根據(jù)鍋爐下降段換熱器I內(nèi)被加熱工質(zhì)的流量和壓力溫度信號(hào)通過(guò)經(jīng)典的熱平衡計(jì)算得到的穩(wěn)態(tài)煙氣流量定期進(jìn)行標(biāo)定和校正，以保證煙氣量動(dòng)態(tài)測(cè)量模塊21的測(cè)試精度；煙氣量動(dòng)態(tài)測(cè)量模塊21輸出的煙氣量作為噴氨量的計(jì)算基礎(chǔ)，在噴氨量計(jì)算模塊23中根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行所需噴氨量的估算；在噴氨控制模塊24中根據(jù)所需噴氨量轉(zhuǎn)換為所需噴氨控制指令信號(hào)，結(jié)合DCS系統(tǒng)27送來(lái)的當(dāng)前脫銷反應(yīng)器入口和出口 NOx濃度，計(jì)算脫銷效率，根據(jù)NOx濃度或脫銷效率指標(biāo)，利用PID控制器生成噴氨控制指令后輸出控制噴氨調(diào)節(jié)閥12，調(diào)整流入氨-空氣混合器的氨流量，進(jìn)而調(diào)整了進(jìn)入噴氨格柵2并噴入煙道的氨-空氣混合物的濃度和總的噴氨量，與煙氣量相匹配的氨工質(zhì)在SCR反應(yīng)器3中將煙氣中的NOx分離出來(lái)，從而降低從煙囪7排出的煙氣中的NOx濃度；同時(shí)，煙氣量動(dòng)態(tài)測(cè)量模塊21計(jì)算得到的煙氣量被送入氨逃逸處理模塊25，并在氨逃逸處理模塊25中根據(jù)DCS系統(tǒng)27送來(lái)的氨逃逸測(cè)量數(shù)據(jù)與用戶設(shè)置的氨逃逸限制進(jìn)行比較，在超出給定條件下的氨逃逸限值時(shí)，輸出脫銷吹掃指令給脫銷吹掃控制模塊26，啟動(dòng)吹掃裝置28。
【權(quán)利要求】
1.一種燃煤電站SCR脫硝控制系統(tǒng)，包括受所述脫硝控制系統(tǒng)控制的脫銷系統(tǒng)，所述脫銷系統(tǒng)包括鍋爐下降段換熱器(I)和噴氨系統(tǒng)，其特征在于:在鍋爐下降段換熱器(I)前后均布置有壓力測(cè)量裝置(16)和溫度測(cè)量裝置(17)，在噴氨系統(tǒng)中設(shè)置有噴氨調(diào)節(jié)閥(12)，所述鍋爐下降段換熱器(I)和溫度測(cè)量裝置(17)均與煙氣流量穩(wěn)態(tài)校正模塊(22)的輸入端相連接，所述煙氣流量穩(wěn)態(tài)校正模塊(22)的輸出端與煙氣量動(dòng)態(tài)測(cè)量模塊(21)的輸入端相連接，同時(shí)煙氣量動(dòng)態(tài)測(cè)量模塊(21)的輸入端還與壓力測(cè)量裝置(16)相連接，所述煙氣量動(dòng)態(tài)測(cè)量模塊(21)的輸出端與噴氨量計(jì)算模塊(23)的輸入端相連接，所述噴氨量計(jì)算模塊(23)的輸出端與噴氨控制模塊(24)的輸入端相連接，所述噴氨控制模塊(24)的輸入端還與DCS系統(tǒng)(27)的輸出端相連接，所述噴氨控制模塊(24)的輸出端與噴氨調(diào)節(jié)閥(12)連接，控制其開(kāi)關(guān)；所述煙氣量動(dòng)態(tài)測(cè)量模塊(21)的輸出端還與氨逃逸處理模塊(25)的輸入端相連接，同時(shí)氨逃逸處理模塊(25)的輸入端還與DCS系統(tǒng)(27)的輸出端相連接，所述氨逃逸處理模塊(25)的輸出端與脫銷吹掃控制模塊(26)的輸入端相連接，所述脫銷吹掃控制模塊(26)的輸出端與脫銷吹掃裝置(28)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燃煤電站SCR脫硝控制系統(tǒng)，其特征在于:所述鍋爐下降段換熱器(I)在鍋爐下降段內(nèi)的設(shè)置包括如下三種方式: 第一種:鍋爐下降段不進(jìn)行分倉(cāng)，其內(nèi)部沿?zé)煔饬鲃?dòng)方向串聯(lián)布置有一個(gè)或多個(gè)不同功能和/或不同結(jié)構(gòu)的鍋爐下降段換熱器(I)，每個(gè)鍋爐下降段換熱器(I)前后均布置有壓力測(cè)量裝置(16)和溫度測(cè)量裝置(17)； 第二種:鍋爐下降段進(jìn)行二分倉(cāng)，燃燒的煙氣被分倉(cāng)間隔(20)分成兩股，分別流經(jīng)兩組鍋爐下降段換熱器，兩股煙氣的流量由設(shè)置在每組鍋爐下降段換熱器下方的煙氣擋板(19)進(jìn)行調(diào)節(jié)，其中每組鍋爐下降段換熱器(I)由一個(gè)或多個(gè)鍋爐下降段換熱器(I)組成； 第三種:鍋爐下降段進(jìn)行三分倉(cāng)，燃燒的煙氣被分倉(cāng)間隔(20)分成三股，分別流經(jīng)三組鍋爐下降段換熱器，三股煙氣的流量由設(shè)置在每組鍋爐下降段換熱器下方的煙氣擋板(19)進(jìn)行調(diào)節(jié)，其中每組鍋爐下降段換熱器(I)由一個(gè)或多個(gè)鍋爐下降段換熱器(I)組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燃煤電站SCR脫硝控制系統(tǒng)，其特征在于:所述DCS系統(tǒng)(27)根據(jù)實(shí)際施工的情況為SCR-DCS系統(tǒng)或集成了 SCR控制的電站主DCS系統(tǒng)或就地遠(yuǎn)程1站。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燃煤電站SCR脫硝控制系統(tǒng)，其特征在于:所述脫銷系統(tǒng)還包括在鍋爐下降段內(nèi)，沿?zé)煔饬鲃?dòng)方向依次設(shè)置在鍋爐下降段換熱器(I)下游的噴氨格柵(2)和SCR反應(yīng)器(3)，在鍋爐下降段底部依次連通設(shè)置有空氣預(yù)熱器(4)、電除塵器(5)、吸收塔(6)和煙囪(7);所述噴氨系統(tǒng)包括液氨儲(chǔ)罐(8)，和液氨儲(chǔ)罐(8)連通的氨蒸發(fā)器(9)，和氨蒸發(fā)器(9)連通的氨-空氣混合器(15)，在氨蒸發(fā)器(9)和氨-空氣混合器(15)入口連通的管路上依次設(shè)置有安全控制閥(10)、噴氨流量計(jì)(11)和噴氨調(diào)節(jié)閥(12)，所述氨-空氣混合器(15)的入口還通過(guò)空氣擋板(14)與稀釋風(fēng)機(jī)(13)相連接，所述氨-空氣混合器(15)的出口與噴氨格柵(2)相連通。
5.采用權(quán)利要求4所述燃煤電站SCR脫硝控制系統(tǒng)的脫銷控制方法，其特征在于:煙氣量動(dòng)態(tài)測(cè)量模塊(21)實(shí)時(shí)采集鍋爐下降段換熱器(I)前后的壓力測(cè)量裝置(16)的壓差，根據(jù)經(jīng)典的流動(dòng)阻力模型估算流經(jīng)鍋爐下降段換熱器(I)的煙氣流量；其中阻力模型由煙氣流量穩(wěn)態(tài)校正模塊(22)根據(jù)鍋爐下降段換熱器(I)內(nèi)被加熱工質(zhì)的流量和壓力溫度信號(hào)通過(guò)經(jīng)典的熱平衡計(jì)算得到的穩(wěn)態(tài)煙氣流量定期進(jìn)行標(biāo)定和校正，以保證煙氣量動(dòng)態(tài)測(cè)量模塊(21)的測(cè)試精度；煙氣量動(dòng)態(tài)測(cè)量模塊(21)輸出的煙氣量作為噴氨量的計(jì)算基礎(chǔ)，在噴氨量計(jì)算模塊(23)中根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行所需噴氨量的估算；在噴氨控制模塊(24)中根據(jù)所需噴氨量轉(zhuǎn)換為所需噴氨控制指令信號(hào)，結(jié)合DCS系統(tǒng)(27)送來(lái)的當(dāng)前脫銷反應(yīng)器入口和出口 NOx濃度，計(jì)算脫銷效率，根據(jù)NOx濃度或脫銷效率指標(biāo)，利用PID控制器生成噴氨控制指令后輸出控制噴氨調(diào)節(jié)閥(12)，調(diào)整流入氨-空氣混合器的氨流量，進(jìn)而調(diào)整了進(jìn)入噴氨格柵(2)并噴入煙道的氨-空氣混合物的濃度與總的噴氨量，與煙氣量相匹配的氨工質(zhì)在SCR反應(yīng)器(3)中將煙氣中的NOx分離出來(lái)，從而降低從煙囪(7)排出的煙氣中的NOx濃度； 同時(shí)，煙氣量動(dòng)態(tài)測(cè)量模塊(21)計(jì)算得到的煙氣量被送入氨逃逸處理模塊(25)，并在氨逃逸處理模塊(25)中根據(jù)DCS系統(tǒng)(27)送來(lái)的氨逃逸測(cè)量數(shù)據(jù)與用戶設(shè)置的氨逃逸限制進(jìn)行比較，在超出給定條件下的氨逃逸限值時(shí)，輸出脫銷吹掃指令給脫銷吹掃控制模塊(26)，啟動(dòng)吹掃裝置(28)。
【文檔編號(hào)】G05B19/418GK104238519SQ201410472538
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月16日
【發(fā)明者】楊新民, 高林, 肖勇 申請(qǐng)人:西安西熱控制技術(shù)有限公司