一种SCR烟气脱硝系统的喷氨格栅自动优化调整装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种SCR烟气脱硝系统的喷氨格栅自动优化调整装置及方法，装置包括安装在脱硝反应器入口上的喷氨格栅支管自动阀门、脱硝出口烟气采样装置以及控制喷氨格栅支管自动阀门和脱硝出口烟气采样装置的喷氨格栅自动调整系统，方法包括脱硝出口烟气采样装置的采样方法步骤、喷氨格栅自动调整系统的控制步骤以及建立第一、二、三网格布点采样支管脱硝出口NOx浓度与第一、二、三自动阀门开度方法步骤，本发明专利技术减少了部分区域氨量过喷情况的出现，避免了氨逃逸增加带来的风险，如减少硫酸氢铵的生成，进一步延缓了空预器阻力增加趋势和下游设备结垢情况；第三，提升了氨气的利用率，在去除相同NOx量的情况下可以减少氨耗，提升机组运行经济性。升机组运行经济性。升机组运行经济性。

【技术实现步骤摘要】
一种SCR烟气脱硝系统的喷氨格栅自动优化调整装置及方法


[0001]本专利技术涉及一种SCR烟气脱硝系统的喷氨格栅自动优化调整装置及方法。

技术介绍

[0002]煤炭是我国的主要能源，其燃烧产生的氮氧化物(NOx)是大气雾霾的主要前驱体污染物；我国电力燃煤占比超过60％，燃煤电厂是环境污染控制的重点；当前大气污染防治政策不断更新，电力环保发展进入了新的超低排放阶段，对燃煤烟气中NOx的排放提出了严格的要求，即在基准含氧量为6％的条件下不高于50mg/Nm3。按照此要求，所有燃煤电厂安装的选择性催化还原(selective catalytic reduction，SCR)脱硝系统都需要持续高效稳定运行。
[0003]SCR技术的原理是，在催化剂条件下，280～420℃的温度范围内，将氨气喷入烟气中，有选择性地将烟气中的NOx还原生成N2和水以便于减少NOx的排放；烟气中的NOx和氨几乎是以等摩尔比的量进行反应，喷氨量过多就会在脱硝出口产生氨逃逸，逃逸氨和SO3在温度较低时发生反应生成黏性较强的硫酸氢铵，易引起污染积灰，增加空预器换热元件或者除尘器极线腐蚀堵塞风险。
[0004]脱硝系统入口存在一定的流场和浓度场分布，并且这种分布跟随负荷实时变化，同时催化剂活性也会随着运行时间的延长而不断衰减，如果按照各个区域喷氨量相等的办法来进行喷氨，则必然导致反应器截面内的氨氮摩尔比分布不匹配，一方面造成脱硝出口NOx浓度分布不平均，另一方面也会促进催化剂某些区域硫酸氢铵的形成，降低催化剂活性。因此，必须根据催化剂活性和机组负荷实时建立合适的氨氮摩尔比。
[0005]大部分SCR烟气脱硝系统采用喷氨格栅进行氨喷射，即在混合器出口母管上引出若干支管，每根支管对应脱硝入口烟道截面的不同区域，各个区域的氨气量可以通过调整支管上的阀门开度进行单独控制。一般情况下，上述阀门均是手动的，通过现场复杂测试和调整，只能针对某一固定负荷取得较好的氨氮摩尔比分布，无法适应全负荷工况。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有调整方法存在的不足，提供一种可靠有效的SCR烟气脱硝系统喷氨格栅自动优化调整装置及方法，以提高脱硝出口NOx浓度均匀，减少氨逃逸。
[0007]本专利技术采用如下技术方案：
[0008]本专利技术SCR烟气脱硝系统的喷氨格栅自动优化调整装置，其包括安装在脱硝反应器入口上的喷氨格栅支管自动阀门、脱硝出口烟气采样装置以及控制喷氨格栅支管自动阀门和脱硝出口烟气采样装置的喷氨格栅自动调整系统。
[0009]本专利技术SCR烟气脱硝系统的喷氨格栅自动优化调整装置，其特征在于所述脱硝出口烟气采样装置包括吹扫母管、采样母管、并联安装在采样母管上的一组以上的网格布点采样支管、对应安装在网格布点采样支管与吹扫母管之间的吹扫支管、对应安装在网格布
点采样支管上的采样电磁阀、对应安装在网格布点采样支管顶端的采样管前端过滤器以及顺序安装在采样母管右侧上的二级过滤器、冷凝器、抽气泵、三级过滤器、排空管和烟气分析仪；吹扫支管的进气端安装在吹扫母管上，出气端对应的设置在采样管前端过滤器与采样电磁阀之间，在吹扫支管上对应的安装吹扫电磁阀；所述采样管前端过滤器设置在出口烟道截面内。
[0010]本专利技术SCR烟气脱硝系统的喷氨格栅自动优化调整装置，所述网格布点采样支管包括依次并联安装在采样母管上的第一网格布点采样支管、第二网格布点采样支管和第三网格布点采样支管；采样管前端过滤器包括对应安装在第一、二、三网格布点采样支管顶端的第一、二、三采样管前端过滤器，采样电磁阀包括对应安装在第一、二、三网格布点采样支管上的第一、二、三采样电磁阀；所述吹扫支管包括进气端并联安装在吹扫母管上的第一、二、三吹扫支管，所述吹扫电磁阀包括对应安装在第一、二、三吹扫支管上的第一、二、三吹扫电磁阀。
[0011]本专利技术SCR烟气脱硝系统的喷氨格栅自动优化调整装置，其特征在于所述喷氨格栅支管自动阀门安装在脱硝入口烟道的氨分配集箱上，在氨分配集箱上并列安装一组以上的喷氨支管，所述喷氨支管出口设置在脱硝入口烟道内，喷氨支管包括与第一、二、三网格布点采样支管对应的第一、二、三喷氨支管，喷氨格栅支管自动阀门包括第一、二、三自动阀门，所述第一、二、三自动阀门对应的安装在第一、二、三喷氨支管上，在供氨管道上安装喷氨调节阀。
[0012]本专利技术SCR烟气脱硝系统的喷氨格栅自动优化调整方法，脱硝出口烟气采样装置的采样方法，以一组网格布点采样支管为例,采用如下步骤：
[0013]步骤一、时间为0秒时，开启第一采样电磁阀，关闭第二、三采样电磁阀，关闭第一吹扫电磁阀，开启第二、三吹扫电磁阀，烟气经第一采样管前端过滤器顺序进入第一网格布点采样支管、采样母管、二级过滤器、冷凝器、抽气泵和三级过滤器后通过排空管部分排入大气中，部分进入烟气分析仪，直至t秒；
[0014]步骤二、t秒后，第二采样电磁阀开启，第一、三采样电磁阀关闭，第二吹扫电磁阀关闭，第一、三吹扫电磁阀开启，烟气经第二采样管前端过滤器顺序进入第二网格布点采样支管、采样母管、二级过滤器、冷凝器、抽气泵、三级过滤器后通过排空管部分排入大气中，部分进入烟气分析仪，直至2t秒；
[0015]步骤三、然后按照上述步骤一、二依次进行第三网格布点采样支管及其它组网格布点采样支管的烟气采样及分析，上述所有数据均自动保存在喷氨格栅自动调整系统内。
[0016]本专利技术SCR烟气脱硝系统的喷氨格栅自动优化调整方法，所述t≤30秒。
[0017]本专利技术SCR烟气脱硝系统的喷氨格栅自动优化调整方法，喷氨格栅自动调整系统的控制如下：
[0018]①
建立第一、二、三网格布点采样支管脱硝出口NOx浓度与第一、二、三自动阀门的对应关系；
[0019]②
检测50％、75％、100％负荷条件下的催化剂性能，分别获得氨逃逸小于3ppm的出口NOx浓度最低值，选取三者中最高浓度并乘以系数h，获得第一、二、三网格布点采样支管出口各个位置NOx浓度控制的最低值C
min
；将环保排放限值除以系数h，获得出口各个位置NOx浓度控制的最高值C
max
；
[0020]③
将第一、二、三自动阀门调整至相同开度k，测试出口NOx浓度分布并计算平均值C
average
,调整喷氨调节阀开度，使C
min
<C
average
<C
max
；
[0021]④
根据步骤
①
对应关系调整第一、二、三自动阀门(17a、17b、17c)，直至出口所有位置浓度数据均在C
min
和C
max
之间；
[0022]⑤
将负荷、喷氨调节阀开度、第一、二、三自动阀门开度记录至系统中，作为下次相同负荷下，喷氨调节阀开度、第一、二、三自动阀门开度，并在此基础上进行喷氨调节阀本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种SCR烟气脱硝系统的喷氨格栅自动优化调整装置，其特征在于其包括安装在脱硝反应器入口上的喷氨格栅支管自动阀门、脱硝出口烟气采样装置以及控制喷氨格栅支管自动阀门和脱硝出口烟气采样装置的喷氨格栅自动调整系统。2.根据权利要求1所述的一种SCR烟气脱硝系统的喷氨格栅自动优化调整装置，其特征在于所述脱硝出口烟气采样装置包括吹扫母管(11)、采样母管(4)、并联安装在采样母管(4)上的一组以上的网格布点采样支管、对应安装在网格布点采样支管与吹扫母管(11)之间的吹扫支管、对应安装在网格布点采样支管上的采样电磁阀、对应安装在网格布点采样支管顶端的采样管前端过滤器以及顺序安装在采样母管(4)右侧上的二级过滤器(5)、冷凝器(6)、抽气泵(7)、三级过滤器(8)、排空管(13)和烟气分析仪(12)；吹扫支管的进气端安装在吹扫母管(11)上，出气端对应的设置在采样管前端过滤器与采样电磁阀之间，在吹扫支管上对应的安装吹扫电磁阀；所述采样管前端过滤器设置在出口烟道截面(14)内。3.根据权利要求2所述的一种SCR烟气脱硝系统的喷氨格栅自动优化调整装置，其特征在于所述网格布点采样支管包括依次并联安装在采样母管(4)上的第一网格布点采样支管(1a)、第二网格布点采样支管(1b)和第三网格布点采样支管(1c)；采样管前端过滤器包括对应安装在第一、二、三网格布点采样支管(1a、1b、1c)顶端的第一、二、三采样管前端过滤器(2a、2b、2c)，采样电磁阀包括对应安装在第一、二、三网格布点采样支管(1a、1b、1c)上的第一、二、三采样电磁阀(3a、3b、3c)；所述吹扫支管包括进气端并联安装在吹扫母管(11)上的第一、二、三吹扫支管(9a、9b、9c)，所述吹扫电磁阀包括对应安装在第一、二、三吹扫支管(9a、9b、9c)上的第一、二、三吹扫电磁阀(10a、10b、10c)。4.根据权利要求3所述的一种SCR烟气脱硝系统的喷氨格栅自动优化调整装置，其特征在于所述喷氨格栅支管自动阀门安装在脱硝入口烟道(19)的氨分配集箱(15)上，在氨分配集箱(15)上并列安装一组以上的喷氨支管，所述喷氨支管出口设置在脱硝入口烟道(19)内，喷氨支管包括与第一、二、三网格布点采样支管(1a、1b、1c)对应的第一、二、三喷氨支管(16a、16b、16c)，喷氨格栅支管自动阀门包括第一、二、三自动阀门(17a、17b、17c)，所述第一、二、三自动阀门(17a、17b、17c)对应的安装在第一、二、三喷氨支管(16a、16b、16c)上，在供氨管道上安装喷氨调节阀(18)。5.一种SCR烟气脱硝系统的喷氨格栅自动优化调整方法，其特征在于脱硝出口烟气采样装置的采样方法，以一组网格布点采样支管为例,采用如下步骤：步骤一、时间为0秒时，开启第一采样电磁阀(3a)，关闭第二、三采样电磁阀(3b、3c)，关闭第一吹扫电磁阀(10a)，开启第二、三吹扫电磁阀(10b、10c)，烟气经第一采样管前端过滤器(2a)顺序进入第一网格布点采样支管(1a)、采样母管(4)、二级过滤器(5)、冷凝器(6)、抽气泵(7)和三级过滤器(8)后通过排空管(13)部分排入大气中，部分进入烟气分析仪(12)，直至t秒；步骤二、t秒后，第二采样电磁阀(3b)开启，第一、三采样电磁阀(3a、3c)关闭，第二吹扫电磁阀(10b)关闭，第一、三吹扫电磁阀(10a、10c)开启，烟气经第二采样管前端过滤器(2b)顺序进入第二网格布点采样支管(1b)、采样母管(4)、二级过滤器(5)、冷凝器(6)、抽气泵(7)、三级过滤器(8)后通过排空管(13)部分排入大气中，部分进入烟气分析仪(12)，直至2t
秒；步骤三、然后按照上述步骤一、二依次进行第三网格布点采样支管(1c)及其它组网格布点采样支管的烟气采样及分析，上述所有数据均自动保存在喷氨格栅自动调整系统内。6.根据权利要求5所述的一种SCR烟气脱硝系统的喷氨格栅自动优化调整方法，其特征在于所述t≤30秒。7.根据权利要求5所述的一种SCR烟气脱硝系统的喷氨格栅自动优化调整方法，其特征在于喷氨格栅自动调整系统的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈崇明，郁金星，宋国升，车凯，韩忠阁，宫云茜，
申请(专利权)人：国家电网有限公司国网河北能源技术服务有限公司，
类型：发明
国别省市：