一种烟道动态配风协同SNCR脱硝的控制系统技术方案

本实用新型专利技术提出一种烟道动态配风协同SNCR脱硝的控制系统。所述控制系统由感知单元、执行单元、调节单元组成；所述感知单元包括温度、NO浓度、NH3浓度检测模块，所述执行单元包括二次风执行层、燃尽风执行层、SNCR执行层。所述控制系统，通过感知单元检测参数，通过调节单元分析生成控制指令，通过执行单元实现配风状态和还原剂喷入状态的动态调控，实现烟道温度的均匀分布，减小NOx生成与提高SNCR脱硝效率，可广泛应用于垃圾焚烧炉的脱硝技术领域。域。域。

【技术实现步骤摘要】
一种烟道动态配风协同SNCR脱硝的控制系统


[0001]本技术属于垃圾低氮低二噁英燃烧和烟气脱硝领域，尤其涉及一种烟道动态配风协同SNCR脱硝的控制系统。

技术介绍

[0002]随着我国城镇化进程加快，城市垃圾分类的提出，到“无废城市”建设方案的落实，城市产业升级与生活质量的改善引起城市垃圾激增，也提高了垃圾的热值，垃圾焚烧发电已成为我国城市生活垃圾处理的主要技术。据统计，长三角、珠三角地区在2018年的垃圾平均热值高于全国其他地区的生活垃圾热值，入炉垃圾热值普遍高于7500kJ/kg。由于生活垃圾热值大幅上升，锅炉烟温明显增加，锅炉受热面腐蚀加剧，焚烧炉炉墙烧坏频繁，特别是在二次风燃烧器前拱处，焚烧炉浇筑料维修频繁。
[0003]垃圾焚烧过程产生的氮氧化物包括NO、NO2、N2O、N2O3、N2O4和N2O5等，其中NO占所产生氮氧化物总量的90
‑
95％。NO
x
生成机理主要有热力型，燃料型和快速型3种，根据垃圾焚烧炉稳定运行时的炉内燃烧特性，最高温度在1450
‑
1650K之间，快速型NO
x
的占比极少，主要是燃料型NO
x
，占比达80％以上，其次为热力型NO
x
，不超过20％。实验表明，随着反应温度的升高，NO
x
生成反应速率按指数规律增加。当温度超过1700K时，温度每增加100K，反应速率增大6
‑
7倍。因此，控制焚烧炉内的焚烧温度是实现低氮燃烧的有效措施。
[0004]二噁英是一种无色无味、毒性严重的脂溶性物质，可以损害多种器官和系统。城市生活垃圾焚烧产生二噁英的主要途径是在对氯乙烯等含氯塑料的焚烧过程中，不能满足焚烧温度达850℃以上和焚烧时间达2s以上，含氯垃圾不完全燃烧导致。
[0005]为了控制NO
x
和二噁英的生成，从源头减少污染物，专利CN201210510370提出在垃圾焚烧炉第一通道设置四层吹风组件形成两组切圆使烟气螺旋上升，专利CN20110250190提出在焚烧炉炉膛底部布置两层燃尽风喷嘴促使烟气螺旋上升，以延长烟气的燃烧停留时间和低氮低二噁英燃烧。在已有的控制垃圾焚烧炉分层配风技术中，尚未有考虑通过二次风下吹使烟气形成垂直涡旋与水平旋流吹风形成水平涡旋结合的方法，并且将这种结合吹风的方式应用到改善SNCR脱硝效率和SNCR还原剂对水冷壁腐蚀的控制之中。
[0006]针对垃圾焚烧炉通过二次风、燃尽风分级分配空气进量，在保持原先过量空气系数水平下，一烟道中的烟气燃烧分布更加均匀，减小二次风燃烧器和一烟道受热面的腐蚀情况，且有效控制炉内焚烧温度，减小NO
x
产生，还能适当拓宽SNCR反应温度区域，增加炉内湍流度，增加烟气在850℃中停留时间，减小二噁英产生。
[0007]采用SNCR方法进行烟气脱硝时，需要选择烟气温度在850
‑
1100℃的区域，在垃圾焚烧炉中，主要通过在第一烟道布置一组或多组固定式喷枪，但随着锅炉负荷的变化，很难保证喷枪布置区域在SNCR的反应温度区间内。并且采用SNCR方法脱硝，通常是将还原剂以液体形式雾化后喷入炉内，脱硝的效果，很大程度取决于还原剂的雾化效果以及还原剂与烟气的混合程度。专利CN109464900B通过标高与温度的线性存在关系，计算最佳反应区域的标高并进一步移动喷枪，但移动喷枪的应用在喷枪的安装和设计上存在较大困难。而通
过二次风和燃尽风的分级配风，使第一烟道中的烟气燃烧分布更加均匀，能最大程度保证固定式SNCR喷枪布置区域的燃烧温度在850
‑
1100℃之间，并且将SNCR还原剂喷枪布置于两层燃尽风层之间，有效利用燃尽风层之间的高湍流度实现还原剂与烟气的快速混合，并通过对SNCR喷枪层上方四面水冷壁近壁面处NH3浓度的检测分析和燃尽风风枪角度的调节，还可以减小还原剂对水冷壁的腐蚀。
[0008]但现有技术中烟气在高温燃烧区存在分布不均匀、局部高温燃烧区NO
x
生成量大和SNCR脱硝区域燃烧温度控制困难、烟气与还原剂混合均匀度不足导致效率低的缺点。

技术实现思路

[0009]本技术针对逆流式炉排垃圾焚烧炉，提出一种利用二次风下吹、燃尽风分级配风与SNCR脱硝结合的低氮低二噁英燃烧、高效SNCR脱硝的垃圾焚烧控制系统，通过二次风、燃尽风配风量分级动态调节，实现垂直与水平涡旋流动的混合，增加炉内烟气湍流度和控制燃烧温度实现低氮低二噁英燃烧，同时保证SNCR脱硝区域的反应温度、改善SNCR脱硝效果和减小还原剂对水冷壁的腐蚀，可广泛应用于低氮燃烧和SNCR脱硝

[0010]本技术至少通过如下技术方案之一实现。
[0011]一种烟道动态配风协同SNCR脱硝的控制系统，包括感知单元、调节单元、执行单元；
[0012]所述感知单元包括温度浓度检测模块，用于实时监控炉内烟气温度检测信息、NO浓度检测信息、NH3浓度检测信息，并将检测信息传输给调节单元；
[0013]所述调节单元根据感知单元传输的检测参数进行分析和判定，生成对执行单元的控制指令；
[0014]所述执行单元包括二次风执行层、燃尽风执行层和SNCR执行层，根据调节单元传输的控制指令，对各执行层进行调控。
[0015]优选的，所述温度浓度检测模块包括检测烟气温度、NO浓度、NH3浓度的若干传感器，
[0016]传感器布置于焚烧炉内。
[0017]优选的，所述焚烧炉包括炉排、炉膛、二次风燃烧器、第一烟道、第二烟道、第三烟道；所述炉排下方为一次风入口；所述炉膛位于炉排上方；
[0018]所述二次风燃烧器位于炉膛上方，所述第一烟道位于二次风燃烧器上方；所述第二烟道入口与第一烟道出口相接；所述第三烟道入口与第二烟道出口相接；
[0019]所述二次风燃烧器与第一烟道出口之间的形成燃尽风风枪布置区域；所述燃尽风风枪布置区域中间隔布置至少两层及两层以上的燃尽风层；所述燃尽风风枪布置区域中设置有SNCR喷枪布置区域，SNCR喷枪布置区域布置于烟气温度为850
‑
1100℃的区域，且位于两层燃尽风层之间，所述SNCR喷枪布置区域内设置有若干层SNCR喷枪层。
[0020]优选的，所述若干传感器分别布置于第一烟道入口处、第一烟道入口与第一层燃尽风层之间、每两层燃尽风层之间、燃尽风层与SNCR喷枪层之间，检测NH3浓度的传感器布置于每层SNCR喷枪层上方的四面水冷壁和第一烟道出口处。
[0021]优选的，在燃尽风风枪布置区域中，每隔2
‑
3m布置一层燃尽风层，每层燃尽风层四面水冷壁上均布置有一个或若干个吹风组件。
[0022]优选的，所述二次风执行层包括吹风组件，所述吹风组件包括位于二次风燃烧器的前后墙上的数排二次风风枪、流量控制阀门和第一信号调节器，所述流量控制阀门与数排二次风风枪连接，所述第一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种烟道动态配风协同SNCR脱硝的控制系统，其特征在于，包括感知单元、调节单元、执行单元；所述感知单元包括温度浓度检测模块，用于实时监控炉内烟气温度检测信息、NO浓度检测信息、NH3浓度检测信息，并将检测信息传输给调节单元；所述执行单元包括二次风执行层、燃尽风执行层和SNCR执行层，根据调节单元传输的控制指令，对各执行层进行调控；所述调节单元包括第一信号调节器、第二信号调节器和第三信号调节器；所述二次风执行层包括吹风组件，所述吹风组件包括位于二次风燃烧器的前后墙上的数排二次风风枪（8）、流量控制阀门，所述流量控制阀门与数排二次风风枪（8）连接，所述第一信号调节器与第一二次风引风机连接，所述二次风风枪（8）前后墙两排风枪呈错开布置，每排二次风风枪向下吹入角度与水平面夹角在20
‑
45
°
之间；所述燃尽风执行层包括流量控制阀门，所述流量控制阀门与各层燃尽风风枪连接；所述第二信号调节器与第二二次风引风机连接；所述SNCR执行层包括还原剂流量控制阀门、雾化介质控制阀门和第三信号调节器，所述还原剂流量控制阀门、雾化介质控制阀门分别安装于还原剂、雾化介质输送管道与各层SNCR喷枪的内、外接口之间；所述第三信号调节器与压缩机的输入端连接，所述压缩机的输出端分别与还原剂、雾化介质输送管道连接。2.根据权利要求1所述的一种烟道动态配风协同SNCR脱硝的控制系统，其特征在于，所述温度浓度检测模块包括检测烟气温度、NO浓度、NH3浓度的若干传感器，传感器布置于焚烧炉内。3.根据权利要求2所述的一种烟道动态配风协同SNCR脱硝的控制系统，其特征在于，所述焚烧炉包括炉排（1）、炉膛（2）、二次风燃烧器（3）、第一烟道（4）、第二烟道（5）、第三烟道（6）；所述炉排（1）下方为一次风入口；所述炉膛（2）位于炉排（1）上方；所述二次风燃烧器（3）位于炉膛（2）上方，所述第一烟道（4）位于二次风燃烧器（3）上方；所述第二烟道（5）入口与第一烟道...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖艳芬，杨栩聪，林涛，马晓茜，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：新型
国别省市：