一种强化SNCR系统的参数控制方法及控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种强化SNCR系统的参数控制方法及控制系统，属于水泥工业烟气脱硝技术领域，强化SNCR系统包括相互并联的M1台水泵、M2支喷枪、控制水泵和喷枪工作状态的控制器；M1台水泵的参数相同；参数控制方法包括：S1、获取基础参数；基础参数包括喷枪性能曲线的中段流量变化

【技术实现步骤摘要】
一种强化SNCR系统的参数控制方法及控制系统


[0001]本专利技术属于水泥工业烟气脱硝
，具体涉及一种强化SNCR系统的参数控制方法及控制系统。

技术介绍

[0002]氮氧化物是一种对环境有害的污染物，容易引起酸雨等危害。目前水泥工业较多采用选择性非催化还原技术(SelecTivenon
‑
caTalyTicreacTion，即SNCR)降低氮氧化物排放。因SNCR技术改造简单、投资小等优势得到了较为广泛的应用，但是目前水泥行业SNCR系统存在一个严重的问题就是无法解决雾化效果较差的问题。
[0003]雾化效果差的直接原因是水路和气路的压力和流量比无法接近喷枪雾化曲线的工作状态。深层次原因主要有三个，第一是通过水泵变频调整流量，水泵工作扬程会随着流量的变化而变化，导致喷枪的水路压力严重偏离；第二是系统的阻力随着调节阀门的开度调整而变化，导致喷枪的水路压力进一步偏离；第三是水路压力与气路压力不匹配，导致水路和气路的流量比偏离。
[0004]现在也有研究者努力解决喷枪的雾化问题，如CN111773909A侧重于改善喷枪的使用效果，首先将喷枪分组并且每一组的流量独立控制，又使每一组内的喷枪的阻力损失相同、工作压力相同、流量分布相同、雾化状态相同、从而雾化状态相同，喷出的还原剂雾化状态稳定，进而提升SNCR的效果。但CN111773909A仍然依靠调节泵的转速、阀门的开度来调节氨水流量，因此虽然只能保证各支喷枪的雾化效果相同，但是不能保证具有较好的雾化效果。
[0005]CN213032224U将SNCR系统分为多个完全独立的子系统，各自控制自己的喷枪，从而增强了SNCR控制系统的可调节性，但也是依靠依靠调节泵的转速、阀门的开度来调节氨水流量，不能解决雾化效果较差的问题。
[0006]目前智能化SNCR系统侧重于计算氨水用量，如CN114067933A利用智能化计算的方式给出氨水用量的变化情况，但是同样依靠调节泵的转速、阀门的开度来调节，因此不能解决雾化效果较差的问题。
[0007]因此，本专利技术拟解决的技术问题如下：
[0008]1)目前SNCR系统普遍采用双流体雾化喷枪，一路为脱硝剂，一路为压缩空气。脱硝剂(氨水、尿素等)流量调节过程，普遍采用离心水泵变频或改变阀门开度等方法，造成离心水泵出口虽然流量满足要求，但并不满足压力稳定的要求，水泵的工作扬程变化巨大，水泵的Q
‑
H(流量
‑
扬程)曲线变化剧烈，脱硝剂的压力波动范围较大，不能稳定在喷枪理想性能曲线的中间部分。如果采用特殊类型的水泵，则会大幅度增加水泵的成本。因此急需一种利用普通水泵的方法，来解决调整普通水泵调节流量时工作扬程变化巨大的问题。
[0009]2)目前SNCR系统的喷枪占SNCR系统的大部分阻力，而喷枪的数量一般为定值，因此SNCR系统的摩阻近似定值。而由于系统的阻力与流量成二次方关系，因此当流量调整时，系统的阻力会发生大幅度变化，因此导致脱硝剂的压力波动范围较大，不能稳定在喷枪理
想性能曲线的中间部分。
[0010]3)双流体雾化喷枪的雾化效果，需要压缩空气与脱硝剂的二者压力接近，且均接近喷枪理想性能曲线上的压力要求。一般工业企业空压机提供的压缩空气压力稳定且可以满足压力要求。但是当脱硝剂的流量发生变动时，脱硝剂的压力将严重偏离喷枪理想性能曲线。
[0011]4)双流体雾化喷枪的雾化效果，根据喷枪理想性能曲线需要压缩空气与脱硝剂的流量保持特定的比例关系，但是当脱硝剂的压力偏离压缩空气的压力后，二者的流量随之发生较大的变化，导致压缩空气与脱硝剂的流量比例关系也严重偏离。
[0012]5)双流体雾化喷枪的雾化效果，因为压缩空气与脱硝剂的压力、流量关系失衡，导致喷出的脱硝剂雾化颗粒的粒径大小不均匀，粒度分布也不均匀，雾化效果差，最终造成脱硝剂的脱硝效果不佳，脱硝剂用量大，运行成本高，氮氧化物排放容易超标等后果。
[0013]6)目前的SNCR智能化系统的控制逻辑，一般是氮氧化物排放浓度
‑
脱硝剂用量
‑
水泵变频调速的控制回路，默认氮氧化物的排放浓度与脱硝剂用量有关而与雾化效果无关，当氮氧化物排放浓度高时增加水泵转速提高脱硝剂用量，当氮氧化物排放浓度低时降低转速减少脱硝剂用量。但是智能化系统难以根据雾化效果变差做出对应的操作。当脱硝剂的雾化效果较差导致脱硝效果不佳时，智能化系统会提高水泵频率增加脱硝剂用量恶化脱硝剂的雾化效果，从而造成氮氧化物排放浓度的增加，继而智能化控制系统继续提高水泵频率增加氨水用量，导致进入控制回路的恶性循环，最终氮氧化物排放浓度长期超标，企业不得不停止生产。
[0014]使用过程中在喷枪的理想性能曲线中间部分方可保证最好的雾化效果。但是受制于压缩空气、脱硝剂的调节，很难保证压缩空气的流量和脱硝剂的流量均处在理想性能曲线的中间部分。

技术实现思路

[0015]本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题，提供一种强化SNCR系统的参数控制方法及控制系统，用于实现SNCR系统中喷枪工作的稳定性。
[0016]本专利技术的第一目的是提供一种强化SNCR系统的参数控制方法，所述强化SNCR系统包括相互并联的M1台水泵、M2支喷枪、控制水泵和喷枪工作状态的控制器；M1台水泵的参数相同；所述参数控制方法包括：
[0017]S1、获取基础参数；所述基础参数包括喷枪性能曲线的中段流量变化
±
12.5％范围内最低流量时的压力H
low
、喷枪性能曲线的中段流量变化
±
12.5％范围内最高流量时的压力H
high
、SNCR系统脱硝剂的流量变化范围下限Q
low
、SNCR系统脱硝剂的流量变化范围上限Q
high
、水泵摩阻s；
[0018]S2、基础参数分析；
[0019]通过下式获取开启的水泵台数N：
[0020][0021]通过下式获取开启的喷枪支数n：
[0022]n＝脱硝剂用量Q/喷枪性能曲线的中间流量q，且向上取整数；
[0023]S3、通过S2中的水泵台数N和喷枪支数n控制强化SNCR系统。
[0024]优选地，强化SNCR系统流量工作范围内水泵工作扬程的变化小于4m。
[0025]优选地，水头压力为0.04MPa。
[0026]优选地，n不小于4。
[0027]本方面的第二目的是提供一种强化SNCR系统的参数控制系统，所述强化SNCR系统包括相互并联的M1台水泵、M2支喷枪、控制水泵和喷枪工作状态的控制器；M1台水泵的参数相同；所述参数控制系统包括：
[0028]基础参数获取模块；所述基础参数包括喷枪性能曲线的中段流量变化
±
12.5％范围内最低流量时的压力H
low
、喷枪性能曲线的中段流量变化
±
12.5％范围内最高流量时的压力本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种强化SNCR系统的参数控制方法，所述强化SNCR系统包括相互并联的M1台水泵、M2支喷枪、控制水泵和喷枪工作状态的控制器；其特征在于，M1台水泵的参数相同；所述参数控制方法包括：S1、获取基础参数；所述基础参数包括喷枪性能曲线的中段流量变化
±
12.5％范围内最低流量时的压力H
low
、喷枪性能曲线的中段流量变化
±
12.5％范围内最高流量时的压力H
high
、SNCR系统脱硝剂的流量变化范围下限Q
low
、SNCR系统脱硝剂的流量变化范围上限Q
high
、水泵摩阻s；S2、基础参数分析；通过下式获取开启的水泵台数N：通过下式获取开启的喷枪支数n：n＝脱硝剂用量Q/喷枪性能曲线的中间流量q，且向上取整数；S3、通过S2中的水泵台数N和喷枪支数n控制强化SNCR系统。2.根据权利要求1所述强化SNCR系统的参数控制方法，其特征在于，强化SNCR系统流量工作范围内水泵工作扬程的变化小于4m。3.根据权利要求2所述强化SNCR系统的参数控制方法，其特征在于，水头压力为0.04MPa。4.根据权利要求1所述强化SNCR系统的参数控制方法，其特征在于，n不小于4。5.一种强化SNCR系统的参数控制系统，所述强化SNCR系统包括相互并联的M1台水泵、M2支喷枪、控制水泵和喷枪工作状态的控制器；其特征在于，M1台水泵的参数相同；所述参数控...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐新宇，张涛，黄庆，程兆环，王永刚，贺朋，
申请(专利权)人：天津水泥工业设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：