一种基于多维参数的脱硝单元分配控制及调整方法技术

本发明专利技术涉及一种基于多维参数的脱硝单元分配控制及调整方法，通过将SCR烟气脱硝工艺中的脱硝还原剂控制组分流成多个还原剂控制单元，对每个还原剂控制单元覆盖的区域进行网格分区，根据网格分区对烟道的监测断面进行分区，根据对应网格分区的覆盖面积确定氮氧化物的摩尔量，从而确定还原剂控制单元的稀释风流量，最终确定每个还原控制单元的阀门开度。本发明专利技术是通过多维参数，确定每个控制单元的差异化氨氮摩尔比和氨摩尔占比，总量固定条件下，确定每个控制单元的风量、氨量科学分配，通过节流控制流量理论，找出工况流量和设计流量的近似计算关系式，确定控制单元的控制压差，从而根据压差调节控制单元开度，实现每个还原剂控制单元的精准控制。

Distribution control and adjustment method of denitrification unit based on multidimensional parameter

The invention relates to a method based on the multidimensional parameters of denitration unit distribution control and adjustment method, through the SCR Flue Gas Denitration Process denitration reducing agent control group split into a plurality of reductant control unit, reducing agent control unit covered area of each grid partition, partition according to the monitoring section of the grid partition of flue the coverage area according to the corresponding mesh partition to determine the molar amount of nitrogen oxide, thus determining the reducing agent control unit of dilution air flow, and ultimately determine each reduction control unit of the valve opening. The present invention is the multidimensional parameters, determine differences in each control unit of ammonia and ammonia mole mole ratio the proportion of total fixed conditions, determine the amount of ammonia air, scientific distribution of each control unit, through the throttle control flow theory, the approximate calculation formula to find out the working flow and design flow, determine the differential pressure control unit thus, according to the differential pressure regulating control unit opening, to achieve precise control of each control unit reduction agent.

【技术实现步骤摘要】
一种基于多维参数的脱硝单元分配控制及调整方法
本专利技术属于SCR烟气脱硝还原剂控制
，具体涉及一种基于多维参数的脱硝单元分配控制及调整方法。
技术介绍
火力发电、水泥、钢铁行业燃煤、燃气排放的烟气中含大量的氮氧化物。目前，采用SCR烟气脱硝较为普遍，该技术具有脱硝效率高、运行稳定的特点。烟气脱硝还原剂的喷射是脱硝运行的重要环节，决定着脱硝装置的运行效果、稳定性和安全性。烟气脱硝设计时，一般采用CFD或模型试验进行烟气流场设计，保持烟气流场的均匀性，在工程建设过程中，控制还原剂控制组各控制单元的开度一致或微差。由于理论计算、模型试验结果和工程实际的差异、烟道积灰造成流场的均匀性差，烟气NOX的浓度不均匀，每个还原剂喷射单元的覆盖面积或许不同，每个还原剂控制单元的系统阻力不同等多种因素，造成脱硝控制单元的氨氮摩尔比有较大差别。控制单元的流量设定凭经验，而且，不知道每个控制单元的流量值、氨的摩尔量，这种盲目设定的方式，导致脱硝效率差、排放浓度高、氨逃逸高，影响系统的安全稳定运行。运行中，系统异常运行，凭经验进行某一个或几个控制单元优化调整，盲目的调整，既不能调整到位，势必影响其他控制单元的流量控制。目前，对还原剂单元的控制设定、优化无有效的、准确、快速的技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种可以实现喷氨的差异化精准、快速控制的基于多维参数的脱硝单元分配控制及调整方法。为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下：一种基于多维参数的脱硝单元分配控制及调整方法，其关键技术在于，将SCR烟气脱硝工艺中的脱硝还原剂控制组分流成多个还原剂控制单元，对每个还原剂控制单元覆盖的区域进行网格分区，根据网格分区对烟道的监测断面进行分区，根据对分区监测、计算给出控制单元的差异化氨氮摩尔比，根据对应网格分区的覆盖面积确定氮氧化物的摩尔量，从而确定还原剂控制单元的稀释风流量，最终确定每个还原控制单元的阀门开度。作为本专利技术进一步的改进，具体包括如下步骤：步骤一：构建监测调整系统监测调整系统包括烟气通道1，与烟气通道1相通的SCR反应器3，设置于所述SCR反应器3内的催化剂4，设置于所述烟气通道1和反应器3之间的喷氨格栅2以及喷氨控制组5，所述喷氨控制组5通过多个还原剂控制单元6与喷氨格栅2相连；步骤二：分区根据烟道还原剂喷射断面D-D确定每个还原剂控制单元Kij的覆盖区域和对应的区域单元序号Dij，在烟道1内设定监测截面A-A或B-B，根据还原剂喷射单元分布，划分与之相对应断面烟气测量区域Aij或Bij，并计算对应Dij的覆盖面积Sij，步骤三：氨氮化物摩尔量Nij的确定根据公式(1)计算氨氮化物摩尔数Nij：Nij＝273×Pd÷((273+t)×101325)×(Sij×Vij×Cij)×3.6×106÷22.4式(1)；Pd为监测截面区域Aij或Bij的烟气压力，单位Pat为监测截面区域Aij或Bij的烟气温度，单位℃Vij为监测截面区域Aij或Bij的烟气流速，单位单位m/sCij为监测截面区域Aij或Bij的氮氧化物浓度，单位ppm步骤四：计算氨氮总摩尔数根据公式(2)计算总的摩尔数N：式(2)；步骤五：确定每个控制单元的稀释风控制流量Qij；根据公式(3)计算每个控制单元的稀释风控制流量Qij：式(3)；式中，Q-稀释风量单位m3/h；为氨气流量；单位m3/h步骤六：计算Qij对应的ΔPij根据节流孔板流量理论公式，得出控制单元工况介质流量近似计算公式，得到Qij对应的ΔPij，其中，Qmax——设计最大流量单位m3/h；P0——设计工作压力单位Pa；ΔP0——设计压差单位Pa；ΔP——实际工况压差单位Pa；T——实际工况温度单位K；T0——设计工作温度单位K。步骤七：根据计算的ΔPij，对每个控制单元的开度进行调整，使每个控制单元的设定差压和计算差压一一对应，从而确定每个控制单元的阀门开度。作为本专利技术进一步的改进，步骤七中，稀释风启动前，控制单元开度控制在40-60％，运行后调整开度，使差异达到ΔPij。作为本专利技术进一步的改进所述还原剂用量控制策略是控制氨氮摩尔比为η+0.13。作为本专利技术进一步的改进，以SCR反应器出口氮氧化物浓度和目标值偏差进行优化调整某一个或几个还原剂控制单元时，以保持稀释风、氨量不变的条件下，不能仅仅调整目标控制单元，必须进行多点联动准确调整。与现有技术相比，本专利技术所取得的有益效果如下：本专利技术根据节流控制理论、脱硝氨氮摩尔比，确定还原剂控制单元Kij的控制差压，实现喷氨的差异化精准、快速控制，解决了单一流速、假定均流喷氨设定出现的效率低、氨逃逸高、尾部设施影响大的问题。该技术具有脱硝效率高、运行稳定的特点。附图说明附图1为本专利技术监测调整系统1烟气通道、2喷氨格栅、3SCR反应器、4催化剂、5还原剂控制组、6还原剂控制单元、具体实施方式以下结合附图1对本专利技术进行进一步详细的叙述。烟气脱硝中，喷氨格栅不同还原剂控制单元的氨氮摩尔比控制是脱硝高效、稳定运行的关键，脱硝工程中还原剂控制模拟流场为依据而平衡设定，多种因素影响，此设定和工程实际有较大偏差。本专利技术是通过多维参数，确定每个控制单元的差异化氨氮摩尔量和占比，总量固定条件下，确定每个控制单元的风量、氨量科学分配，通过节流控制流量理论，找出工况流量和设计流量的近似计算关系式，从而得出差压和流量的关系，确定控制单元的控制开度，实现每个还原剂控制单元的精准控制，具体控制及调整方法如下：如附图1所示，监测调整系统包括烟气通道1，与烟气通道1相通的SCR反应器3，设置于所述SCR反应器3内的催化剂4，设置于所述烟气通道1和反应器3之间的喷氨格栅2以及喷氨控制组5，所述喷氨控制组5通过多个还原剂控制单元6与喷氨格栅2相连。1、根据烟道还原剂喷射断面D-D确定每个还原剂控制单元的覆盖区域和对应的区域单元序号Dij，见表1，在烟道1内设定监测截面A-A或B-B，根据还原剂喷射单元分布，划分与之相对应断面烟气测量区域Aij或Bij，见表2和3，并计算对应Dij的覆盖面积Sij，见表4：表1还原剂喷射断面D-D区域单元分区表D1m～D1j～D13D12D11D2m～D2j～D23D22D21D3m～D3j～D33D32D31～～～～～～～Dim～Dij～Di3Di2Di1～～～～～～～Dnm～Dnj～Dn3Dn2Dn1表2监测截面A-A区域单元分区表表3监测截面B-B区域单元分区表B1m～B1j～B13B12B11B2m～B2j～B23B22B21B3m～B3j～B33B32B31～～～～～～～Bim～Bij～Bi3Bi2Bi1～～～～～～～Bnm～Bnj～Bn3Bn2Bn1表4还原剂控制单元覆盖面积示意图S11S12S13～S1j～S1mS21S22S23～S2j～S2mS31S32S33～S3j～S3m～～～～～～～Si1Si2Si3～Sij～Sim～～～～～～～Sn1Sn2Sn3～Snj～Snm2、通过测量各测量区域烟气流速Vij、氮氧化物浓度Cij，按式(1)计算各还原剂控制单元对应区域的氮氧化物摩尔数Nij：Nij＝273×Pd÷((273+t)×101325)×(Sij×Vij×Cij)×3.6×106÷22.4式(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于多维参数的脱硝单元分配控制及调整方法，其特征在于，将SCR烟气脱硝工艺中的脱硝还原剂控制组分流成多个还原剂控制单元，对每个还原剂控制单元覆盖的区域进行网格分区，根据网格分区对烟道的监测断面进行分区，根据对应网格分区的覆盖面积确定氮氧化物的摩尔量，从而确定还原剂控制单元的稀释风流量，最终确定每个还原控制单元的压差，并根据压差调节阀门开度。

【技术特征摘要】
1.一种基于多维参数的脱硝单元分配控制及调整方法，其特征在于，将SCR烟气脱硝工艺中的脱硝还原剂控制组分流成多个还原剂控制单元，对每个还原剂控制单元覆盖的区域进行网格分区，根据网格分区对烟道的监测断面进行分区，根据对应网格分区的覆盖面积确定氮氧化物的摩尔量，从而确定还原剂控制单元的稀释风流量，最终确定每个还原控制单元的压差，并根据压差调节阀门开度。2.根据权利要求1所述的一种基于多维参数的脱硝单元分配控制及调整方法，其特征在于，具体包括如下步骤：步骤一：构建监测调整系统监测调整系统包括烟气通道1，与烟气通道1相通的SCR反应器3，设置于所述SCR反应器3内的催化剂4，设置于所述烟气通道1和反应器3之间的喷氨格栅2以及喷氨控制组5，所述喷氨控制组5通过多个还原剂控制单元6与喷氨格栅2相连；步骤二：分区根据烟道还原剂喷射断面D-D确定每个还原剂控制单元Kij的覆盖区域和对应的区域单元序号Dij，在烟道1内设定监测截面A-A或B-B，根据还原剂喷射单元分布，划分与之相对应断面烟气测量区域Aij或Bij，并计算对应Dij的测量区域覆盖面积Sij，步骤三：氨氮化物摩尔量Nij的确定根据公式(1)计算氨氮化物摩尔数Nij：Niij＝273×Pd÷((273+t)×101325)×(Sij×Vij×Cij)×3.6×106÷22.4式(1)；Pd为监测截面区域Aij或Bij的烟气压力，单位Pat为监测截面区域Aij或Bij的烟气温度，单位℃Vij为监测截面区域Aij或Bij的烟气流速，单位m/sCij为监测截面区域Aij或Bij的氮氧化物浓度，单位p...

【专利技术属性】
技术研发人员：李振海，陈崇明，宋国升，郁金星，陈秋，韩忠阁，侯海萍，牛向楠，车凯，焦阳，
申请(专利权)人：河北省电力建设调整试验所，
类型：发明
国别省市：河北,13