一种烟气SNCR脱硝过程中还原剂流量的控制方法技术

本发明专利技术公开了一种烟气SNCR脱硝过程中还原剂流量的控制方法，向烟气中喷入还原剂，对烟气进行SNCR脱硝，还原烟气中的氮氧化物，脱硝控制系统中还原剂流量的控制方法包括：以还原剂为氨水为例，采集烟囱内烟气流量Q和烟囱内氮氧化物浓度[NOx]2，利用公式(1)计算得到还原剂流量计算值SV： S V = Q × [ N O x ] 1 × N S R × 17 46 × C × 10 - 6 - - - ( 1 ) ]]>并根据流量计算值和实测值设定判定公式，通过判定条件，脱硝控制系统自动调整初始NOx浓度[NOx]1，对还原剂流量计算值SV进行调整，让实测NOx浓度[NOx]2不断趋近目标NOx浓度[NOx]3，还原剂实测流量不断趋近于计算流量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种脱硝还原剂的计算方法和控制技术，特别是应用于水泥熟料生产线、热电锅炉、燃煤锅炉的选择性非催化还原(selective non-catalytic reduction，SNCR)烟气脱硝的还原剂的计量方法，属于环境保护和化学工程自动化控制领域。
技术介绍
SNCR烟气脱硝技术是指在无催化剂的作用下，在合适的温度窗口内喷入还原剂，将烟气中的氮氧化物还原为没有危害的水和氮气，是国内外水泥炉窑、热电锅炉、燃煤电厂烟气脱硝工程中的运用最为广泛的技术。专利ZL2014 2 0199444.8中提供了一种水泥熟料生产线SNCR烟气脱硝的还原剂计量与控制技术，该技术的计算基础是利用水泥熟料线窑尾C1级预热器出口第一CEMS、第一氨表和窑尾烟囱第二CEMS、第二氨表的主要参数作为输入量，计量氨水流量。相较于常规的仅在窑尾烟囱配置第二CEMS和第二氨表的数据，计量的及时性和精巧性都得到了大幅提升。但是，目前的现实情况存在三个问题：第一，由于C1级预热器出口适宜监测点位工况恶劣：烟气温度高达320-350℃，负压可达-6kPa，粉尘高达100g/m3以上(燃煤电厂30g/m3即为高尘)，第一CEMS和第一氨表选型难、造价高，并非所有的熟料线脱硝工程都有配置；第二，即便配置了第一CEMS和第一氨表，由于安装点位恶劣工况，设备故障率高，表计维护工作量大，稍有不善，数据可利用价值不大；第三，实际配置SNCR脱硝系统的企业，无论是水泥熟料生产企业、热电锅炉、燃煤电厂，常规情况都仅仅在窑尾烟囱配置了CEMS和氨表。总之，SNCR烟气脱硝系统不同于SCR烟气脱硝系统，由于在脱硝系统前没有初始NOx浓度，只能根据窑尾烟囱的烟气参数作为计量依据，而且专利ZL2014 2 0199444.8中为计算氨水流量采用了假定的初始浓度， 一经设定，不再变更，实际运行中，由于工况的变动和运行时间的持续性，工况和燃原料的变化导致初始NOx浓度其实是在不断变化，虽然专利ZL2014 2 0199444.8通过K1温度修正参数、K2氨逃逸修正参数、K3由理论脱硝率和实际脱硝率的比值系统自动生成(E/F)来进行调整，这些微调参数面对大幅度波动时存在调整不及时的问题。此外，对于个别初始NOx浓度远远超出设计范围(高于1000mg/m3或低于300mg/m3)时，由于调节阀不在最佳开度范围内运作，导致历史曲线出现异常：比如：脱硝后NOx排放浓度已经低于设定目标值，计算的氨水流量仍然高于实际氨水流量，说明原有的修正参数不满足极端工况条件。有必要寻找新的计算方法，以保证脱硝系统可以全范围覆盖各种可能出现的工况。
技术实现思路
本专利技术提供一种烟气SNCR脱硝过程中还原剂流量的控制方法，控制脱硝后实测NOx浓度无限向目标NOx值趋近的同时，实际氨水流通量无限向理论计算值趋近。一种烟气SNCR脱硝过程中还原剂流量的控制方法，向烟气中喷入氨基还原剂，对烟气进行SNCR脱硝，还原烟气中的氮氧化物，脱硝控制系统中还原剂流量的控制方法包括：以还原剂为氨水为例，采集烟囱内烟气流量Q和烟囱内氮氧化物浓度(脱硝前为[NOx]1，喷氨后为[NOx]2)，利用公式(1)计算得到还原剂流量计算值SV： S V = Q × [ N O x ] 1 × N S R × 17 46 × C × 10 - 6 - - - ( 1 ) ]]>其中：SV：氨水流量计算值(单位kg/h)；PV：氨水流量实测值(单位kg/h)，可以通过脱硝控制柜内部的氨水流量计读出，配合流量调节阀，控制实际氨水流通量无限向计算值趋近；Q：窑尾烟囱烟气流量(单位Nm3/h)；[NOx]1：初始NOx浓度(单位mg/Nm3)，手动输入,系统默认为 800mg/m3，也可根据实际生产情况在400-1200mg/m3范围内任意赋值。[NOx]2：实测NOx浓度(单位mg/Nm3)，信号取自窑尾烟囱CEMS，脱硝系统投运后的取值，实测为NO，实测NOx浓度[NOx]2为标干状态下实测NO折算为NO2在10％O2含量下数据。[NOx]3：目标NOx控制浓度(单位mg/Nm3)，人为输入；根据《水泥工业大气污染物排放标准》(GB4915-2013)：若环保监管要求控制NOx排放浓度320mg/Nm3以下，根据调试情况通常设置为220～300mg/Nm3，若环保监管要求控制NOx排放浓度400mg/Nm3以下，根据调试情况通常设置为300～380mg/Nm3；根据《锅炉大气污染物排放标准》(GB13271-2013)，设定值比标准排放限值小20-100mg/m3即可，适用于水泥熟料线脱硝工程和燃煤锅炉脱硝工程。C：氨水质量浓度(wt％)，根据进厂氨水浓度手动输入，浓度15-25wt％；NSR：氨氮摩尔比；根据目标脱硝率η目标系统自动生成：将还原剂流量计算值SV代入如下判定公式：其中，PV：氨水流量实测值，单位kg/h；通过判定条件，脱硝控制系统自动调整初始NOx浓度[NOx]1，对还原剂流量计算值SV进行调整，让实测NOx浓度[NOx]2不断趋近目标NOx浓度[NOx]3，还原剂实测流量不断趋近于计算流量。需要人为设定的参数有：初始NOx浓度[NOx]1,[NOx]1的调整增量Δ，目标NOx设定值[NOx]3，均放置在人机互换操作界面上。本专利技术通过实测NOx浓度和目标NOx浓度的对比和计算氨水需求量和实测氨水使用量的对比，共同设置了四种工况，正常工况条件下，根据计算公式氨水量自动调整；当运行工况大幅波动或是超出设计范畴时(主要表征为烟气量和NOx浓度)，则会出现判定为异常，系统根据赋予的初始NOx浓度增量，调整初始NOx浓度，并能不停迭代，直至判定工况为正常，实测NOx浓度随目标NOx浓度波动，氨水实际用量与计算用量持续趋近，至动态平衡。对各假定工况说明如下：工况一：实测NOx浓度<目标NOx浓度时，系统处于达标运行状态，氨水需求量(计算值)减少，系统通过公式(1)得到的计算流量应该小于实测流量，当实测流量向计算流量靠拢时，实际运行中减少还原剂的用量，节省运行费用。若出现计算值反而大于实测值，说明系统原来设定的初始NOx浓度偏大，因此，系统自动调整初始NOx浓度降低，使还原剂计算流量下降。此判定和计算会不停的迭代，直至判定为正常工况，初始NOx则保持动态稳定，系统调整还原剂的实测流量和计算流量无限趋近，整个系统保持动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种烟气SNCR脱硝过程中还原剂流量的控制方法，向烟气中喷入还原剂，对烟气进行SNCR脱硝，还原烟气中的氮氧化物，其特征在于，还原剂流量计算值SV为：SV=Q×[NOx]1×NSR×1746×C×10-6---(1)]]>其中：SV：还原剂流量计算值，单位kg/h；Q：窑尾烟囱内烟气流量，单位Nm3/h；[NOx]1：初始NOx浓度，单位mg/Nm3；[NOx]2：窑尾烟囱内实测NOx浓度，单位mg/Nm3。[NOx]3：目标NOx控制浓度，单位mg/Nm3；C：还原剂质量浓度，wt％；NSR：氨氮摩尔比；将还原剂流量计算值SV代入如下判定公式：其中，PV：还原剂流量实测值，单位kg/h；通过判定条件，调整初始NOx浓度[NOx]1，对还原剂流量计算值SV进行调整，让脱硝后实测NOx浓度[NOx]2不断趋近目标NOx浓度[NOx]3，还原剂实测流量PV不断趋近于计算流量SV。

【技术特征摘要】
1.一种烟气SNCR脱硝过程中还原剂流量的控制方法，向烟气中喷入还原剂，对烟气进行SNCR脱硝，还原烟气中的氮氧化物，其特征在于，还原剂流量计算值SV为： S V = Q × [ N O x ] 1 × N S R × 17 46 × C × 10 - 6 - - - ( 1 ) ]]>其中：SV：还原剂流量计算值，单位kg/h；Q：窑尾烟囱内烟气流量，单位Nm3/h；[NOx]1：初始NOx浓度，单位mg/Nm3；[NOx]2：窑尾烟囱内实测NOx浓度，单位mg/Nm3。[NOx]3：目标NOx控制浓度，单位mg/...

【专利技术属性】
技术研发人员：周荣，邵卫伟，韦彦斐，周敏捷，许明海，王恒，管政，
申请(专利权)人：浙江省环境保护科学设计研究院，浙江环科环境技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33