一种基于双调节阀的宽流量范围流量调节系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及气体净化技术领域，具体涉及一种基于双调节阀的宽流量范围流量调节系统及方法，所述系统包括流量计、第一调节阀、第二调节阀、控制器、第一分析仪和第二分析仪，第一调节阀和第二调节阀均安装在氨水泵和流量计之间，流量计与喷嘴连接，第一调节阀和第二调节阀的控制端均与控制器连接，第一调节阀和第二调节阀的流量调节范围部分重叠，第一分析仪与进烟管道连接，第一分析仪检测进烟管道内氮氧化物的浓度，第二分析仪与出烟管道连接，第二分析仪检测出烟管道内氮氧化物的浓度，第一分析仪和第二分析仪均与控制器连接，流量计与控制器连接。本发明专利技术的有益技术效果包括：实现氨水流量的宽流量范围调节，避免氨水浪费和副反应增多的情况。应增多的情况。应增多的情况。

【技术实现步骤摘要】
一种基于双调节阀的宽流量范围流量调节系统及方法


[0001]本专利技术涉及气体净化
，具体涉及一种基于双调节阀的宽流量范围流量调节系统及方法。

技术介绍

[0002]热电锅炉采用SNCR+SCR耦合脱硝工艺脱出烟气中的氮氧化物。SNCR+SCR耦合脱硝采用20%浓度的氨水作为还原剂，还原剂流量控制精度直接影响脱硝的效率和最终氮氧化物排放浓度。热电锅炉晚上和白天负荷相差较大，尤其在晚上超负荷运行时氨水耗量显著增加。一天中氨水最小耗量和最大耗量之间相差二十倍左右。目前采用单只调节阀调节氨水流量，不能同时调节到运行所需最小氨水量和最大氨水量，造成氨水浪费和副反应增多的情况。因此，需要研究宽流量调节范围的流量调节技术。
[0003]现有技术公开了一种脱硝用微小流量氨的在线调节装置，包括：依次连通的间歇供氨单元、汽化单元、缓冲单元和汽
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气混合单元，间歇供氨单元与液氨输送管连通，汽
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气混合单元与喷氨格栅连通；间歇供氨单元用于提供定量的液氨供应；汽化单元用于将液氨进行汽化，汽
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气混合单元包含一级混合器和二级混合器，一级混合器用于进行氨气稀释，二级混合器用于进行在线调节；相邻两个单元之间设有调节阀，每个调节阀分别与DCS控制系统电连接。其技术方案采用间歇供氨和两级混合相结合，保证了氨用量较小情况下的氨流量的微小调节。但其技术方案不能实现大氨水流量时的调节。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题：目前缺乏宽流量调节范围的氨水流量调节方案的技术问题。提出了一种基于双调节阀的宽流量范围流量调节系统及方法，能够实现氨水流量的宽流量调节范围。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种基于双调节阀的宽流量范围流量调节系统，用于SNCR+SCR耦合脱硝设备的氨水流量调节，所述SNCR+SCR耦合脱硝设备包括进烟管道、SNCR反应器、SCR反应器、喷嘴、氨水泵和出烟管道，所述进烟管道、SNCR反应器、SCR反应器及出烟管道依次连通，所述喷嘴与SNCR反应器连通，所述流量调节系统包括流量计、第一调节阀、第二调节阀、控制器和第一分析仪，所述第一调节阀和所述第二调节阀均安装在所述氨水泵和所述流量计之间，所述流量计与喷嘴连接，所述第一调节阀和所述第二调节阀的控制端均与控制器连接，所述第一调节阀和所述第二调节阀的流量调节范围部分重叠，所述第一分析仪与进烟管道连接，所述第一分析仪检测进烟管道内烟气流量和氮氧化物的浓度，所述第一分析仪与所述控制器连接，所述流量计与所述控制器连接。
[0006]作为优选，所述控制器包括流量协同控制模块和氨水计算模块，所述第一调节阀和所述第二调节阀的控制端均与流量协同控制模块连接，所述第一分析仪与所述氨水计算模块连接，所述氨水计算模块及所述流量计均与所述流量协同控制模块连接。作为优选，所述流量调节系统还包括流量缓冲器，所述流量缓冲器安装在流量计和所述SNCR反应器之
间。
[0007]作为优选，所述流量缓冲器包括调节管道、咽管、压板、弹簧和储液管，所述调节管道连通流量计和喷嘴之间，所述咽管与调节管道连通，所述储液管一端开口一端封闭，所述储液管的开口端与咽管连通，所述压板外壁与所述储液管内壁形状匹配，所述压板活动安装在所述储液管内，所述弹簧安装在所述压板和储液管封闭端之间。
[0008]作为优选，所述流量缓冲器还包括直流电源BT和电子开关K1，所述直流电源BT、电子开关K1及所述弹簧串联连接，所述电子开关K1控制端与所述控制器连接。
[0009]一种基于双调节阀的宽流量范围流量调节方法，由如前述的一种基于双调节阀的宽流量范围流量调节系统执行，所述流量调节系统的所述第一调节阀的流量调节范围起点小于所述第二调节阀的流量调节范围起点，所述流量调节方法由所述控制器周期性执行，所述流量调节方法包括：读取所述第一分析仪的检测值，获得所述进烟管道内氮氧化物的浓度；根据所述氮氧化物的浓度计算获得所需的氨水流量；将所述氨水流量分别与所述第一调节阀和所述第二调节阀的调节范围对比；若所述氨水流量仅落入所述第一调节阀的调节范围，则控制器关闭所述第二调节阀，设置所述第一调节阀的开度，使所述第一调节阀的开度与所述氨水流量匹配；若所述氨水流量仅落入所述第二调节阀的调节范围，则控制器关闭所述第一调节阀，设置所述第二调节阀的开度，使所述第二调节阀的开度与所述氨水流量匹配；若所述氨水流量落入所述第一调节阀的调节范围和所述第二调节阀的调节范围的重叠范围，则计算所述氨水流量与所述第一调节阀的调节范围的终点的差值，记为第一差值，计算所述氨水流量与所述第二调节阀的调节范围的起点的差值，记为第二差值；若第一差值大于第二差值，则控制器关闭所述第二调节阀，设置所述第一调节阀的开度，使所述第一调节阀的开度与所述氨水流量匹配；若第一差值不大于第二差值，则控制器关闭所述第一调节阀，设置所述第二调节阀的开度，使所述第二调节阀的开度与所述氨水流量匹配。作为优选，将一日按1小时划分为24个周期，所述控制器以1小时为周期执行所述流量调节方法。
[0010]作为优选，每日的第1个周期开始前，所述控制器计算每个周期的历史氨水流量均值，所述控制器根据所述氮氧化物的浓度计算获得当前周期所需的氨水流量后，读取下一个周期的历史氨水流量均值；若下一个周期的历史氨水流量均值大于当前周期所需的氨水流量，且下一个周期的历史氨水流量均值与当前周期所需的氨水流量的差值的绝对值超过预设第一阈值，则计算第一差值后，将第一差值除以2作为第一差值的最终值；若下一个周期的历史氨水流量均值小于当前周期所需的氨水流量，且下一个周期的历史氨水流量均值与当前周期所需的氨水流量的差值的绝对值超过预设第一阈值，则计算第二差值后，将第二差值除以2作为第二差值的最终值。
[0011]作为优选，所述控制器计算每个周期的历史氨水流量均值，所述氮氧化物的浓度计算获得当前周期所需的氨水流量后，读取下一个周期的历史氨水流量均值；所述控制器控制所述流量缓冲器的方法包括：若下一个周期的历史氨水流量均值与当前周期所需的氨水流量的差值的绝对值
超过预设第二阈值，则所述控制器将所述电子开关K1的导通占空比控制为第一占空比；若下一个周期的历史氨水流量均值与当前周期所需的氨水流量的差值的绝对值未超过预设第二阈值，则所述控制器将所述电子开关K1的导通占空比控制为第二占空比，所述第一占空比小于所述第二占空比。
[0012]作为优选，所述控制器以预设频率采集所述流量计的检测值，记为氨水流量实时检测值，计算预设时长内采集到的所述氨水流量实时检测值的方差，若所述方差超过预设方差阈值，则所述控制器增加所述电子开关K1的导通占空比，反之，若所述方差未超过预设方差阈值，则所述控制器减小所述电子开关K1的导通占空比。
[0013]本专利技术的有益技术效果包括：通过第一调节阀和第二调节阀组成的双调节阀流量调节系统，实现氨水流量的宽流量范围调节，匹配热电锅炉在不同负荷下的氨水需求，避免氨水浪费和副反应增多的情况；通过流量协本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于双调节阀的宽流量范围流量调节系统，用于SNCR+SCR耦合脱硝设备的氨水流量调节，所述SNCR+SCR耦合脱硝设备包括进烟管道、SNCR反应器、SCR反应器、喷嘴、氨水泵和出烟管道，所述进烟管道、SNCR反应器、SCR反应器及出烟管道依次连通，所述喷嘴与SNCR反应器连通，其特征在于，所述流量调节系统包括流量计、第一调节阀、第二调节阀、控制器和第一分析仪，所述第一调节阀和所述第二调节阀均安装在所述氨水泵和所述流量计之间，所述流量计与喷嘴连接，所述第一调节阀和所述第二调节阀的控制端均与控制器连接，所述第一调节阀和所述第二调节阀的流量调节范围部分重叠，所述第一分析仪与进烟管道连接，所述第一分析仪检测进烟管道内烟气流量和氮氧化物的浓度，所述第一分析仪与所述控制器连接，所述流量计与所述控制器连接。2.根据权利要求1所述的一种基于双调节阀的宽流量范围流量调节系统，其特征在于，所述控制器包括流量协同控制模块和氨水计算模块，所述第一调节阀和所述第二调节阀的控制端均与流量协同控制模块连接，所述第一分析仪与所述氨水计算模块连接，所述氨水计算模块及所述流量计均与所述流量协同控制模块连接。3.根据权利要求1或2所述的一种基于双调节阀的宽流量范围流量调节系统，其特征在于，所述流量调节系统还包括流量缓冲器，所述流量缓冲器安装在流量计和所述SNCR反应器之间。4.根据权利要求3所述的一种基于双调节阀的宽流量范围流量调节系统，其特征在于，所述流量缓冲器包括调节管道、咽管、压板、弹簧和储液管，所述调节管道连通流量计和喷嘴之间，所述咽管与调节管道连通，所述储液管一端开口一端封闭，所述储液管的开口端与咽管连通，所述压板外壁与所述储液管内壁形状匹配，所述压板活动安装在所述储液管内，所述弹簧安装在所述压板和储液管封闭端之间。5.根据权利要求4所述的一种基于双调节阀的宽流量范围流量调节系统，其特征在于，所述流量缓冲器还包括直流电源BT和电子开关K1，所述直流电源BT、电子开关K1及所述弹簧串联连接，所述电子开关K1控制端与所述控制器连接。6.一种基于双调节阀的宽流量范围流量调节方法，由如权利要求1至5任一项所述的一种基于双调节阀的宽流量范围流量调节系统执行，所述流量调节系统的所述第一调节阀的流量调节范围起点小于所述第二调节阀的流量调节范围起点，其特征在于，所述流量调节方法由所述控制器周期性执行，所述流量调节方法包括：读取所述第一分析仪的检测值，获得所述进烟管道内氮氧化物的浓度；根据所述氮氧化物的浓度计算获得所需的氨水流量；将所述氨水流量分别与所述第一调节阀和所述第二调节阀的调节范围对比；若所述氨水流量仅落入所述第一调节阀的调节范围，则控制器关闭所述第二调节阀，设置所述第一调节阀的开度，使所述第一调节阀的开度与所述氨水流量匹配；若所述氨水流量仅...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯一帆，钟江，朱伟，苏根荣，沈国华，
申请(专利权)人：桐乡泰爱斯环保能源有限公司，
类型：发明
国别省市：