一种SCR脱硝装置的非均匀喷氨系统及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种SCR脱硝装置的非均匀喷氨系统及方法，系统包括：非均匀布置喷氨格栅，设置在SCR脱硝装置的烟道入口处，用于对SCR脱硝装置进行非均匀喷氨；NOx监测网格，设置在非均匀布置喷氨格栅后，用于监测烟气中NOx分布情况；控制器，与非均匀布置喷氨格栅相连，用于控制非均匀喷氨装置的喷氨量；大数据处理平台，与厂级监控信息系统，NOx监测网格及控制器相连，负责读取厂级监控信息系统中的数据和NOx监测网格实时监测的数据，通过分析处理后，将电磁阀动作信号输出至控制器进行调节非均匀布置喷氨装置的喷氨量。本发明专利技术不仅节省了喷氨量，而且减少了氨逃逸量，避免了生成硫酸氢铵造成空预器的堵塞。

A non-uniform ammonia injection system and method for SCR denitrification unit

【技术实现步骤摘要】
一种SCR脱硝装置的非均匀喷氨系统及方法
本专利技术涉及一种SCR脱硝装置的非均匀喷氨系统及方法，属于燃煤电厂SCR脱硝设备

技术介绍
氮氧化物是燃煤电厂排烟中主要污染物之一，为了控制氮氧化物的排放量，燃煤机组大都配备了选择性催化还原脱硝设备，其基本原理为，在锅炉省煤器出口烟道后设立SCR反应器，在320℃～400℃的温度范围下。烟气中的NOx与还原剂NH3与在催化剂的催化作用下有选择性的反应生成N2和水，从而达到脱除烟气中NOx的目的。在脱硝装置中，氨气与烟气的混合均与程度是影响脱硝效率的重要因素。为了满足氨气与烟气均匀混合的需要，大多数脱硝设备都采用了喷氨格栅的设计，通过喷氨格栅将烟道截面划分为若干可控区域，通过调节各区域喷氨阀门的开度，使喷氨场与烟气流场相匹配，保证脱硝效率。上述设计虽然满足了设计工况时的流场匹配要求，但满足不了超低排放的要求，电厂往往采用过量喷氨的策略，容易造成氨逃逸问题，逃逸的NH3与烟气中的SO3生成的硫酸氢铵液化后，与烟气中的飞灰粘结，容易造成空预器的堵塞。另外，由于流场的分布不均匀，部分区域的喷氨阀门长期处于较小的开度，长期运行下去，容易导致喷氨阀门的堵塞。
技术实现思路
针对以上方法存在的不足，本专利技术提出了一种SCR脱硝装置的非均匀喷氨系统及方法，其不仅能够节省喷氨量的同时，而且能够减少氨逃逸量，避免生成硫酸氢铵造成空预器的堵塞。本专利技术解决其技术问题采取的技术方案是：一方面，本专利技术实施例提供的一种SCR脱硝装置的非均匀喷氨系统，包括：非均匀布置喷氨格栅，设置在SCR脱硝装置的烟道入口处，用于对SCR脱硝装置进行非均匀喷氨；NOx监测网格，设置在非均匀布置喷氨格栅后，用于监测烟气中NOx分布情况；控制器，与非均匀布置喷氨格栅相连，用于控制非均匀喷氨装置的喷氨量；大数据处理平台，与厂级监控信息系统，NOx监测网格及控制器相连，负责读取厂级监控信息系统中的数据和NOx监测网格实时监测的数据，通过分析处理后，将电磁阀动作信号输出至控制器进行调节非均匀布置喷氨装置的喷氨量。作为本实施例的一种可能的实现方式，所述非均匀布置喷氨格栅由与母管连通的多个支路管组成，支路管连接母管处设置有支路管阀，支路管的分支管路上设置有喷嘴，母管上设置有控制所有支路管的母管阀，所述母管阀和支路管阀分别与控制器电连接。作为本实施例的一种可能的实现方式，所述的NOx监测网格，根据烟道尺寸，采用等间距网格法布置NOx传感器，每一条网格线上的测点数目不少于三个。作为本实施例的一种可能的实现方式，所述母管阀的喷氨量由大数据平台确定，支路管阀的喷氨量由烟气监测网格确定的NOx分布不均匀度确定，由控制器接收大数据平台指令对各个阀门开度大小进行控制。作为本实施例的一种可能的实现方式，所述大数据处理平台与SIS系统相连，用于读取SIS系统内机组运行历史数据及实时数据；根据脱硝效率和氨逃逸对历史数据进行清洗，得到正常工况下的运行参数；根据清洗后的数据，通过延迟性分析得出各参数之间时间对应关系，并且通过大数据平台的神经网络算法和机器学习算法训练得出SCR所需喷氨量曲线的模型；在运行时通过读取机组实时运行数据，根据SCR入口前的运行参数，得出实时所需喷氨量。作为本实施例的一种可能的实现方式，非均匀喷氨系统还包括导流装置，所述导流装置包括双层导流板、导流板调节装置和烟气检测装置；所述双层导流板设置在烟道内部且位于非均匀布置喷氨格栅之后；所述导流板调节装置包括动力装置、转动机构和定位装置，所述动力装置和定位装置均设置在烟道外墙，转动机构位于烟道内部且一端穿过烟道外与定位装置连接，双层导流板设置在转动机构上，动力装置与转动机构连接驱动其工作进行双层导流板的导流片角度的调节；所述烟气监测装置位于SCR脱硝装置的出口处；动力装置、定位装置和烟气检测装置均与控制器电连接，定位装置将转动机构的角度信息反馈至控制器。作为本实施例的一种可能的实现方式，所述双层导流板包括第一导流板和第二导流板，所述第一导流板和第二导流板呈90°布置，第一导流板和第二导流板的导流片均可绕转动机构单独转动。作为本实施例的一种可能的实现方式，所述第一导流板和第二导流板至少设置3片导流片。作为本实施例的一种可能的实现方式，所述第一导流板和第二导流板的数目根据烟道宽度不同进行调整，第一导流板的高度为H,可转动最大角度为θ，第一导流板导流片与第二导流板导流片之间和第一导流板导流片与烟道前后两侧壁面之间的最小距离均大于1.5Hsinθ；第二导流板叶片的高度为L，可转动最大度为δ，第二导流板导流片与第一导流板导流片之间和第二导流板导流片与烟道左右两侧壁面之间的最小距离均大于1.5Lsinδ。作为本实施例的一种可能的实现方式，所述控制器用于接收转动机构的角度信息并且传输至大数据处理平台，接受大数据处理平台反馈信号后控制导流板调节装置驱动双层导流板转动。作为本实施例的一种可能的实现方式，所述烟气监测装置由设置在烟气监测网格上的NOx监测传感器、NH3监测传感器和压力传感器中的一种或几种组成，采用无线传输协议的方式向控制器输出监测信号。作为本实施例的一种可能的实现方式，所述烟气监测网格在SCR脱硝装置SCR催化剂的上面和下面各布置一层，且采取等距方形网格划分的方式布置。作为本实施例的一种可能的实现方式，所述差压传感器设置在SCR脱硝装置SCR催化剂上面的烟气监测网格上且差压传感器的数量不少于3x3个；所述NOx监测传感器和/或NH3监测传感器设置在SCR脱硝装置SCR催化剂下面的烟气监测网格上且NOx监测传感器和/或NH3监测传感器的数量不少于3x3个。另一方面，本专利技术实施例提供的一种SCR脱硝装置的非均匀喷氨方法，包括以下步骤：读取电厂历史运行数据，筛选出机组正常运行时脱硝效率SCR出口NOx含量和氨逃逸量；定义目标变量为喷氨量，建立喷氨曲线模型；进行喷氨曲线模型训练，找出不同工况下满足超低排放指标的喷氨量最优解。作为本实施例的一种可能的实现方式，影响目标变量的因素包括锅炉负荷，SCR入口温度，SCR入口烟气NOx浓度，SCR入口O2浓度，催化剂使用时间。作为本实施例的一种可能的实现方式，用于喷氨曲线模型训练的数据包括锅炉负荷，SCR入口温度，SCR入口烟气NOx浓度，SCR入口O2浓度，催化剂使用时间、原控制系统下喷氨量，SCR出口氨逃逸量，SCR出口NOx浓度和脱硝效率。在进行喷氨曲线模型训练过程中，预留一个月的电厂历史运行数据作为检验样本备用，将其余数据导入至大数据处理平台，通过数据分析找出不同参数之间存在的延迟关系，通过大数据处理平台的神经网络算法和寻优算法，进行喷氨曲线模型训练。作为本实施例的一种可能的实现方式，非均匀喷氨方法还包括以下步骤：进行喷氨曲线模型的稳定性测试。作为本实施例的一种可能的实现方式，所述进行喷氨曲线模型的稳定性测试的过程为：首先利用预本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种SCR脱硝装置的非均匀喷氨系统，其特征是，包括：/n非均匀布置喷氨格栅，设置在SCR脱硝装置的烟道入口处，用于对SCR脱硝装置进行非均匀喷氨；/nNOx监测网格，设置在非均匀布置喷氨格栅后，用于监测烟气中NOx分布情况；/n控制器，与非均匀布置喷氨格栅相连，用于控制非均匀喷氨装置的喷氨量；/n大数据处理平台，与厂级监控信息系统，NOx监测网格及控制器相连，负责读取厂级监控信息系统中的数据和NOx监测网格实时监测的数据，通过分析处理后，将电磁阀动作信号输出至控制器进行调节非均匀布置喷氨装置的喷氨量。/n

【技术特征摘要】
1.一种SCR脱硝装置的非均匀喷氨系统，其特征是，包括：
非均匀布置喷氨格栅，设置在SCR脱硝装置的烟道入口处，用于对SCR脱硝装置进行非均匀喷氨；
NOx监测网格，设置在非均匀布置喷氨格栅后，用于监测烟气中NOx分布情况；
控制器，与非均匀布置喷氨格栅相连，用于控制非均匀喷氨装置的喷氨量；
大数据处理平台，与厂级监控信息系统，NOx监测网格及控制器相连，负责读取厂级监控信息系统中的数据和NOx监测网格实时监测的数据，通过分析处理后，将电磁阀动作信号输出至控制器进行调节非均匀布置喷氨装置的喷氨量。


2.根据权利要求1所述的一种SCR脱硝装置的非均匀喷氨系统，其特征是，所述非均匀布置喷氨格栅由与母管连通的多个支路管组成，支路管连接母管处设置有支路管阀，支路管的分支管路上设置有喷嘴，母管上设置有控制所有支路管的母管阀，所述母管阀和支路管阀分别与控制器电连接。


3.根据权利要求1所述的一种SCR脱硝装置的非均匀喷氨系统，其特征是，所述的NOx监测网格，根据烟道尺寸，采用等间距网格法布置NOx传感器，每一条网格线上的测点数目不少于三个。


4.根据权利要求1所述的一种SCR脱硝装置的非均匀喷氨系统，其特征是，所述母管阀的喷氨量由大数据平台确定，支路管阀的喷氨量由烟气监测网格确定的NOx分布不均匀度确定，由控制器接收大数据平台指令对各个阀门开度大小进行控制。


5.根据权利要求1所述的一种SCR脱硝装置的非均匀喷氨系统，其特征是，所述大数据处理平台与SIS系统相连，用于读取SIS系统内机组运行历史数据及实时数据；根据脱硝效率和氨逃逸对历史数据进行清洗，得到正常工况下的运行参数；根据清洗后的数据，通过延迟性分析得出各参数之间时间对应关系，并且通过大数据平台的神经网络算法和机器学习算法训练得出SCR所需喷氨量曲线的模型；在运行时通过读取机组实时运行数据，根据SCR入口前的运行参数，得出实时所需喷氨量。


6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种SCR脱硝装置的非均匀喷氨系统，其特征是，还包括导流装置，所述导流装置包括双层导流板、导流板调节装置和烟气检测装置；所述双层导流板设置在烟道内部且位于非均匀布置喷...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘晓文，黄晓明，廖立，张苗，孙奉仲，郑鹏，颜鲁，
申请(专利权)人：国电九江发电有限公司，济南达能动力技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：江西;36