一种SCR脱硝自动喷氨优化调整系统及其调整方法技术方案

本发明专利技术涉及一种SCR脱硝自动喷氨优化调整系统及其调整方法，第一层催化剂的上方、第一层催化剂和第二层催化剂之间、第二层催化剂和第三层催化剂之间以及第三层催化剂的下方均设置有一套测量管网、伸缩式测温仪和伸缩式动压测量仪，每套测量管网均包括一根测量总管，测量总管穿进脱硝烟道内分支为若干路副管，每一路副管上均分支有若干路支管，测量管网以网格法布置进行多点采样测量，实现对每层催化剂进出口烟气采样分析，得到每层温度、压力、流速、各组分气体分布数据，通过对数据的整理与计算，确定喷氨量，自动调整各支管喷氨量，同时记录每层催化剂每个模块的运行情况，为催化剂的更换提供依据。

【技术实现步骤摘要】
一种SCR脱硝自动喷氨优化调整系统及其调整方法
本专利技术涉及燃煤锅炉大气污染物控制
，具体地讲，涉及一种SCR脱硝自动喷氨优化调整系统及其调整方法。
技术介绍
随着大气污染物的日益严峻，在火力发电企业中对大气污染物NOX的排放控制也越来越严格。为了达到控制NOX排放的目的，引入了SCR脱硝技术。SCR脱硝技术是通过喷入氨气与氮氧化物在催化剂条件下进行化学反应，可以高效去除烟气中的NOX。但是受烟气流场和成分分布均匀度、催化剂磨损、催化剂失活等因素影响，会使脱硝效率达不到设计要求，进而造成过度喷氨或喷氨不均匀，最终导致NOX排放得不到有效控制，同时还会造成硫酸氢铵的生成，对烟道尾部设备造成损坏。为了避免这种情况的发生，需要经常进行喷氨优化调整，但是现有的调整方式均只能保证某几种特定工况下的脱硝效率，不具备实时性和长远性。申请号为2015101046986，授权公告号为CN104699061B的中国专利：一种SCR脱硝催化剂在线检测和喷氨优化控制方法，该专利中利用CEMS系统现有测点进行自动喷氨优化调整，并能判断催化剂性能下降情况，但是由于测点固定，测量位置少，所以不能解决喷氨不均的难题。申请号为2015105145209，授权公告号为CN105126616B的中国专利：一种基于权重阀调控的SCR脱硝系统喷氨优化方法，该专利中公开的喷氨优化方法能够测量运行中烟气流速分布情况，但不能测量NOX浓度分布情况，而且使用的是人工测量方法，不能对SCR系统的运行效果进行实时调整。申请号为2016102313885，授权公告号为CN105854597B的中国专利：SCR脱硝装置喷氨格栅智能优化调整系统及方法，该专利中能够实现对脱硝催化剂入口NH3及NOX浓度分布、脱硝催化剂出口NOX浓度分布进行检测，通过智能控制系统计算得到最优喷氨量，并对喷氨支管调整，最终便捷、准确、快速的达到喷氨优化调整目的，但是该试验方法测量时需要提前人工布置系统，并且测量深度不足，无法覆盖烟道后部，本次调整完成后不能对运行机组进行实时调整。鉴于此，有必要对现有的SCR脱硝自动喷氨优化调整系统及方法进行改进。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种能够根据SCR脱硝系统布置特点和运行特点，实现具有准确性、快捷性、实时性的自动喷氨优化调整系统及其调整方法。本专利技术解决上述问题所采用的技术方案是：一种SCR脱硝自动喷氨优化调整系统，包括脱硝烟道以及设置在所述脱硝烟道内的第一层催化剂、第二层催化剂、第三层催化剂和喷氨格栅，所述第一层催化剂、第二层催化剂和第三层催化剂自上而下布置，所述喷氨格栅位于第一层催化剂的上方；其特征在于：所述第一层催化剂的上方、第一层催化剂和第二层催化剂之间、第二层催化剂和第三层催化剂之间以及第三层催化剂的下方均设置有一套测量管网、伸缩式测温仪和伸缩式动压测量仪，其中设置在第一层催化剂上方的测量管网位于喷氨格栅下方；所述每套测量管网均包括一根测量总管，所述测量总管穿进脱硝烟道内分支为若干路副管，该若干路副管位于同一水平面内且等间距布置，每一路副管上均分支有若干路位于同一垂直面内、在高度方向自上而下等间距布置的支管，所述每一路副管上分支的若干路支管的水平长度自上而下依次等差递减，即位于最上面的支管的水平长度最长，位于最下面的支管的水平长度最短；所述支管的端部均开有测孔，每一路支管上均安装有支管电动阀门；所述穿出脱硝烟道的测量总管上安装有压力表、烟气分析仪和氨浓度检测仪连接，所述压力表上装有总管电动阀门。优选的，所述穿出脱硝烟道的测量总管与一压缩空气通入管路连接，所述压缩空气通入管路上安装有吹扫阀门。优选的，所述伸缩式测温仪和伸缩式动压测量仪均通过伸缩管道进行安装；所述伸缩管道置于脱硝烟道外部，并且其一端与脱硝烟道相通连接；所述伸缩管道外部均设置有蒸汽冷却保护装置；用于安装伸缩式测温仪的伸缩管道和用于安装伸缩式动压测量仪的伸缩管道可共用一套蒸汽冷却保护装置，也可分别使用两套蒸汽冷却装置。优选的，所述第一层催化剂、第二层催化剂和第三层催化剂为相同结构，均是由M行N列的催化剂安装模块组成；所述副管的路数与M行数相等，每一路副管上分支的支管的路数与N列数相等，所述每套测量管网中支管的总数量与M行数和N列数的乘积相等，所述支管与催化剂安装模块一一对应，测量管网从而呈现出网格法布置模式，其测量面能覆盖整个烟气流场截面；每路支管为一个取样点，取样点足够密集，能够覆盖整个烟道截面。优选的，所述第一层催化剂、第二层催化剂和第三层催化剂均是由五行七列的催化剂安装模块组成，即每一套测量管网中包括5路副管和35路支管。为解决上述技术问题，本专利技术还提供另一技术方案：一种SCR脱硝自动喷氨优化调整系统的调整方法，设定：以不超过现行国标允许的氮氧化物出口浓度为出口条件，使用氮氧化物出口浓度50mg/m3为限值；第一层催化剂上方的测量管网为第一套测量管网，第一层催化剂和第二层催化剂之间的测量管网为第二套测量管网，第二层催化剂和第三层催化剂之间的测量管网为第三套测量管网，第三层催化剂下方的测量管网为第四套测量管网。调整方法的具体步骤为：第一步：依次打开第一套测量管网中35路支管上安装的支管电动阀门，使用该套测量管网中的烟气分析仪、氨浓度检测仪和压力表测得氮氧化物入口浓度平均值NOX入口、氧浓度平均值O2入口、二氧化碳浓度平均值CO2入口、二氧化硫浓度平均值SO2入口、氨浓度平均值NH3入口和入口静压平均值P入口，同时使用设置在第一层催化剂上方的伸缩式测温仪和伸缩式动压测量仪分别测得入口温度平均值T入口和入口动压△P入口，然后根据公式计算得到理论喷氨量w1；理论喷氨量w1的计算公式为：其中：理论喷氨量w1的单位为kg/h；η为脱硝效率，％；Q0为标态、干基、实际氧含量下烟气量，m3/h；NOX入口为脱硝入口氮氧化物浓度平均值。η的计算公式为：其中：NOX出口为脱硝出口氮氧化物浓度平均值，取50mg/m3。Q0的计算公式为：其中：Qw为脱硝入口标态、湿基、实际氧含量下烟气量，m3/h；T入口为脱硝入口平均温度，℃；P入口为脱硝入口平均静压力，Pa；Ba为大气压力，Pa；θ为烟气含湿量，％。Qw的计算公式为：Qw＝3600×S×Vi其中：S为测量截面积，m2；Vi为测量i点的速度，m/s。Vi的计算公式为：其中：K为靠背管系数，取0.84；△P入口为测量i点的动压，Pa；ρ为标态、湿基烟气密度，kg/m3。ρ的计算公式为：其中：O2入口为烟气中干基氧气体积百分比，％；CO2入口为烟气中干基二氧化碳气体积百分比，％；SO2入口为烟气中干基二氧化硫气体积百分比，％；为标态、湿基氧气密度，取1.4286kg/m3；为标态、湿基二氧化碳密度，取1.9643kg/m3；为标态、湿基二氧化硫密度，取2.8580kg/m3；为标态、湿基水蒸气密度，取0.8036kg/m3；为标态、湿基氮气密度，取1.2507kg/m3；第二步：依次打开第四套测量管网中35路支管上安装的支管电动阀门，测得氮氧化物出口浓度平均值NOX出口、出口静压平均值P出口和出口温度平均值T出口，然后对第一步计算得到的理论喷氨量进行修正，得到喷氨量w2；第三步：当NOX出口本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种SCR脱硝自动喷氨优化调整系统，包括脱硝烟道以及设置在所述脱硝烟道内的第一层催化剂、第二层催化剂、第三层催化剂和喷氨格栅，所述第一层催化剂、第二层催化剂和第三层催化剂自上而下布置，所述喷氨格栅位于第一层催化剂的上方；其特征在于：所述第一层催化剂的上方、第一层催化剂和第二层催化剂之间、第二层催化剂和第三层催化剂之间以及第三层催化剂的下方均设置有一套测量管网、伸缩式测温仪和伸缩式动压测量仪，其中设置在第一层催化剂上方的测量管网位于喷氨格栅下方；所述每套测量管网均包括一根测量总管，所述测量总管穿进脱硝烟道内分支为若干路副管，该若干路副管位于同一水平面内且等间距布置，每一路副管上均分支有若干路位于同一垂直面内、在高度方向自上而下等间距布置的支管，所述每一路副管上分支的若干路支管的水平长度自上而下依次等差递减，即位于最上面的支管的水平长度最长，位于最下面的支管的水平长度最短；所述支管的端部均开有测孔，每一路支管上均安装有支管电动阀门；所述穿出脱硝烟道的测量总管上安装有压力表、烟气分析仪和氨浓度检测仪连接，所述压力表上装有总管电动阀门。

【技术特征摘要】
1.一种SCR脱硝自动喷氨优化调整系统，包括脱硝烟道以及设置在所述脱硝烟道内的第一层催化剂、第二层催化剂、第三层催化剂和喷氨格栅，所述第一层催化剂、第二层催化剂和第三层催化剂自上而下布置，所述喷氨格栅位于第一层催化剂的上方；其特征在于：所述第一层催化剂的上方、第一层催化剂和第二层催化剂之间、第二层催化剂和第三层催化剂之间以及第三层催化剂的下方均设置有一套测量管网、伸缩式测温仪和伸缩式动压测量仪，其中设置在第一层催化剂上方的测量管网位于喷氨格栅下方；所述每套测量管网均包括一根测量总管，所述测量总管穿进脱硝烟道内分支为若干路副管，该若干路副管位于同一水平面内且等间距布置，每一路副管上均分支有若干路位于同一垂直面内、在高度方向自上而下等间距布置的支管，所述每一路副管上分支的若干路支管的水平长度自上而下依次等差递减，即位于最上面的支管的水平长度最长，位于最下面的支管的水平长度最短；所述支管的端部均开有测孔，每一路支管上均安装有支管电动阀门；所述穿出脱硝烟道的测量总管上安装有压力表、烟气分析仪和氨浓度检测仪连接，所述压力表上装有总管电动阀门。2.根据权利要求1所述的SCR脱硝自动喷氨优化调整系统，其特征在于：所述穿出脱硝烟道的测量总管与一压缩空气通入管路连接，所述压缩空气通入管路上安装有吹扫阀门。3.根据权利要求1所述的SCR脱硝自动喷氨优化调整系统，其特征在于：所述伸缩式测温仪和伸缩式动压测量仪均通过伸缩管道进行安装；所述伸缩管道置于脱硝烟道外部，并且其一端与脱硝烟道相通连接；所述伸缩管道外部均设置有蒸汽冷却保护装置；用于安装伸缩式测温仪的伸缩管道和用于安装伸缩式动压测量仪的伸缩管道可共用一套蒸汽冷却保护装置，也可分别使用两套蒸汽冷却装置。4.根据权利要求1所述的SCR脱硝自动喷氨优化调整系统，其特征在于：所述第一层催化剂、第二层催化剂和第三层催化剂为相同结构，均是由M行N列的催化剂安装模块组成；所述副管的路数与M行数相等，每一路副管上分支的支管的路数与N列数相等，所述每套测量管网中支管的总数量与M行数和N列数的乘积相等，所述支管与催化剂安装模块一一对应。5.根据权利要求4所述的SCR脱硝自动喷氨优化调整系统，其特征在于：所述第一层催化剂、第二层催化剂和第三层催化剂均是由五行七列的催化剂安装模块组成，即每一套测量管网中包括5路副管和35路支管。6.一种如权利要求1-5任一权利要求所述的SCR脱硝自动喷氨优化调整系统的调整方法，其特征在于：设定：以不超过现行国标允许的氮氧化物出口浓度为出口条件，使用氮氧化物出口浓度50mg/m3为限值；第一层催化剂上方的测量管网为第一套测量管网，第一层催化剂和第二层催化剂之间的测量管网为第二套测量管网，第二层催化剂和第三层催化剂之间的测量管网为第三套测量管网，第三层催化剂下方的测量管网为第四套测量管网；调整方法的具体步骤为...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐郭安，唐树芳，朱跃，王丰吉，王建峰，李壮，陈艺秋，
申请(专利权)人：华电电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33