一种基于SCR脱硝分区控制的氨气空气混合系统及方法与流程

一种基于scr脱硝分区控制的氨气空气混合系统及方法
技术领域
1.本发明涉及火电行业锅炉脱硝系统，具体为一种基于scr脱硝分区控制的氨气空气混合系统及方法。


背景技术：

2.超低排放改造后，脱硝系统局部氨逃逸不均匀导致的空预器堵塞现象较改造前更加严重。近几年，电厂通过采用脱硝分区改造、精准喷氨等方案，在反应器出口多点同时检测、根据脱硝出口烟道断面上各监测点的no
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浓度自动调整各分区入口的喷氨量来降低局部氨逃逸。此类方法在改造中基本对原有的稀释风系统至氨/空气混合系统进行利旧考虑，在实际运行过程中经常出现多个自动调节阀同时动作，而氨气/空气混合器流量不能满足调整要求的情况，导致自动控制系统效果不佳，甚至自动控制系统退出运行的情况，大大增加了运行人员的工作强度，而且也影响了系统运行的稳定性。
3.针对上述问题，目前国内已有一些解决方案，主要是通过对控制逻辑等的修改，或者控制参数进行修改了改善此类现实。但由于供应的稀释风量稳定，多个阀门同时动作时候导致的各个稀释风量分配错乱问题仍然存在，导致上述解决方案效果不佳。


技术实现要素：

4.针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种基于scr脱硝分区控制的氨气空气混合系统及方法，设计简单，操作便捷，成本较低，运行稳定可靠，能有效提高scr分区控制效果。
5.本发明是通过以下技术方案来实现：
6.一种基于scr脱硝分区控制的氨气空气混合系统，包括氨气/空气混合器，分别连接设置在氨气/空气混合器入口的变频稀释风机和氨气储罐，连接设置在氨气/空气混合器出口的混合气体储罐，以及设置在混合气体储罐出口的分区喷氨系统；
7.所述分区喷氨系统的每个分区并联设置，每个分区包括依次连接的分区气动调节阀、氨气分区管道集箱和分区喷氨格栅；
8.所述分区喷氨格栅沿烟气方向依次设置在scr脱硝烟道内。
9.进一步的，所述混合气体储罐上设置有混合气压力变送器，用于将混合气压力转换成气动信号或电动信号，混合气压力变送器的输出端连接变频稀释风机。
10.进一步的，所述混合气体储罐的容积为3～5m3。
11.进一步的，所述氨气储罐上设置有流量计，所述变频稀释风机的入口处设置有过滤装置。
12.进一步的，所述混合气体储罐内部设置有交错布置的扰流板。
13.进一步的，所述分区喷氨格栅包括若干垂直烟气流向布置在烟道内的喷氨支管及均匀设置在喷氨支管上的氨气喷嘴；喷氨支管连接氨气分区管道集箱出口的管路上安装有支管流量检测装置和支管气动调节阀。
14.进一步的，所述氨气分区管道集箱和混合气储罐的连接管路上设置分区气动调节阀。
15.一种基于scr脱硝分区控制的氨气空气混合方法，包括如下，
16.当分区喷氨系统中至少一个分区的氨气耗量需求发生变化，该分区的分区气动调节阀和支管气动调节阀动作，调节对应分区喷氨格栅的喷氨量；
17.混合气体储罐内的混合气体在混合气压力变送器的控制下通过变频稀释风机改变出力，调节压力，满足耗气量要求；其它氨气耗量需求未变化的分区的分区气动调节阀保持开度不变，氨气流量稳定。
18.进一步的，所述混合气体储罐内的混合气体在混合气压力变送器的控制下通过变频稀释风机改变出力，调节压力，满足耗气量要求；具体包括，
19.当混合气压力变送器监测到混合气体储罐内的压力变动时，实时反馈给变频稀释风机，变频稀释风机出力增大或减小，满足各分区喷氨系统的流量需求；
20.当氨气储罐管道上的流量计监测到氨气流量变化时，变频稀释风机出力相应变化，稳定混合气体储罐内的氨气浓度。
21.进一步的，所述混合气体储罐内的氨气混合气的体积浓度为5％。
22.与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
23.本发明系统通过在氨气/空气混合器入口增设带变频器的变频稀释风机使提供给分区喷氨系统的氨气浓度保持稳定，减少了氨气浓度变化对自动控制系统的调节影响；同时，通过在氨气/空气混合器出口和各分区喷氨系统之间增设混合气体储罐，从而稳定了各分区喷氨系统支管管道流量，有效避免各分区喷氨系统相互干扰、相互影响造成的自动控制系统调节不稳定，可有效提高自动喷氨系统控制的稳定性，能够有效减少电厂运行人员的工作量；同时，分区喷氨系统的每个分区都设置有独立的分区气动调节阀、氨气分区管道集箱和分区喷氨格栅，能进一步提高各个分区的独立调节和控制，增加稳定性，而且本系统对原有系统改动简单，操作便捷，成本较低，从根源上解决了氨气/空气混合气体流量、压力波动的问题，能显著提高分区控制系统运行的稳定性，提高自动控制的精准性，有良好的推广应用价值。
24.进一步，本发明系统采用混合气压力变送器检测混合气体储罐内压力的变化情况，控制变频稀释风机改变混合气体出力，调节压力，从而满足耗气量要求，可靠高效，能进一步提高整个系统的精准性。
25.进一步，本发明系统采用流量计监测氨气储罐内的氨气流量变化情况，便捷高效，能进一步提高整个系统的精准性。
26.进一步，本发明系统通过设置过滤装置，便于过滤空气中携带的杂质等，避免杂质等进入变频稀释风机后进一步堵塞喷氨系统喷嘴，进一步提高安全可靠性。
27.进一步，本发明系统采用设置扰流板，使混合气体储罐内的气体充分混合，有效提高混合效果。
28.进一步，本发明系统采用若干喷氨支管及氨气喷嘴组成分区喷氨格栅，以及氨气分区管道集箱、分区气动调节阀和支管气动调节阀，能有效保证喷氨均匀，而且避免各分区相互干扰，有效提高分区处理效果。
29.进一步，本发明系统通过在氨气分区管道集箱和混合气储罐的连接管路上设置分
区气动调节阀，能对各分区的混合气体进行单独调节，避免相互干扰现象发生。
30.本发明方法通过混合气体储罐和变频稀释风机稳定混合气的浓度，以及采用氨气分区管道集箱、支管气动调节阀和支管流量检测装置稳定各分区喷氨系统的氨气量，减少各分区的相互干扰，减少自动控制系统的影响因素，提高了自动控制系统的运行稳定性；同时，通过将混合气体储罐内的氨气混合气体积浓度控制在5％，能有效满足系统需求，保证处理效果。
附图说明
31.图1为本发明实施例中所述系统的结构示意图。
32.图中：1.变频稀释风机，2.氨气储罐，3.氨气/空气混合器，4.混合气压力变送器，5.混合气体储罐，6.氨气分区管道集箱，7.分区喷氨格栅，8.分区气动调节阀，9.支管气动调节阀，10.支管流量检测装置。
具体实施方式
33.下面结合具体的实例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
34.本发明一种基于scr脱硝分区控制的氨气空气混合系统，如图1所示，主要包括变频稀释风机1、氨气储罐2、氨气/空气混合器3、混合气体储罐5、混合气压力变送器4和分区喷氨系统；
35.所述变频稀释风机1为系统提供稀释风；
36.所述分区喷氨系统包括分区气动调节阀8、氨气分区管道集箱6、分区喷氨格栅7、支管气动调节阀9及支管流量测量装置10；所述分区喷氨格栅7包括若干垂直烟气流向布置在scr脱硝烟道内的喷氨支管及及均匀设置在喷氨支管上氨气喷嘴；所述分区气动调节阀8和氨气分区管道集箱6一一对应设置在烟道外，且氨气分区管道集箱6通过若干氨管道与混合气体储罐5分别连接；分区喷氨系统所用的还原剂氨气从共用的混合气体储罐5引接；从氨气储罐2输送的低浓度氨气在氨气/空气混合器3中被可调节稀释风量的变频稀释风机1输送的稀释风稀释成体积浓度5％的氨气混合气；
37.所述氨气/空气混合器3入口分别连接设置变频稀释风机1和氨气储罐1，出口连接混合气体储罐5；所述混合气体储罐5上设置有混合气压力变送器4，出口通过若干氨管道依次并连设置有若干分区气动调节阀8、氨气分区管道集箱6、支管流量测量装置10、支管气动调节阀9及分区喷氨格栅7，内部设置若干交错布置的扰流板；所述混合气压力变送器4的输出端连接变频稀释风机1；
38.其中，所述变频稀释风机1，可以根据锅炉负荷、脱硝氮氧化物浓度等参数调整稀释风量，保证氨气的浓度保持在5％，同时节约运行电耗；所述变频稀释风机1入口配置过滤装置，便于过滤空气中携带的杂质等，避免杂质堵塞喷氨喷嘴。
39.其中，所述混合气体储罐5体积根据稀释风量需求考虑，容积在3～5m3。
40.其中，所述喷氨支管中的气体流量通过支管流量检测装置10实现监控测量。
41.在实际应用中，本发明系统的工作原理或步骤如下，
42.当某一分区喷氨系统或多个分区喷氨系统的氨气耗量需求发生变化时，该分区喷
氨系统的分区气动调节阀8和支管气动调节阀9动作，混合气体储罐5内的混合气能及时满足耗气量要求，其它无需调节的分区流量不受影响，分区气动调节阀8保持开度不变；同时，当耗气量发生变化时，混合气体储罐5上设置的混合气压力变送器4压力信号将连锁变频稀释风机1的出力发生改变，保证混合气中的氨气浓度始终保持在5％的浓度。目前的设计中当某一分区喷氨系统或多个分区喷氨系统动作时，由于供气量不足，将会影响到其它分区喷氨系统，导致整个脱硝的全部分区气动调节阀8动作，相互干扰，自动控制系统退出自动运行，同时，氨气耗量的变动也会改变混合气中氨气的浓度变化，形成多个因素影响自动调节系统。
43.当分区喷氨系统内部的量发生变动时，在保持分区流量不变时，通过该分区的支管气动调节阀9动作，保证了该分区内部的喷氨均匀性。
44.本发明系统提高自动控制系统稳定性体现在如下方面：
45.步骤1，当某一分区喷氨系统喷氨支路的分区气动调节阀8和支管气动调节阀9开始动作时，混合气体储罐5内的混合气体能保证其余分区喷氨系统喷氨支路的混合气流量稳定，同时满足调节各分区喷氨系统的氨气流量要求；
46.步骤2，当混合气体储罐上5方设置的混合气压力变送器4监测到混合气体储罐5内的压力变动时，实时反馈给变频稀释风机1，变频稀释风机1出力增大或减小，保证了各分区喷氨系统的流量需求；
47.步骤3，当氨气储罐2管道上设置的流量计监测到氨气流量变化时，变频稀释风机1出力也相应变化，保证了混合气体储罐5内的氨气浓度稳定。
48.基于上述任意一项所述系统，本发明还提供一种基于scr脱硝分区控制的氨气空气混合方法，包括如下，
49.当分区喷氨系统中至少一个分区的氨气耗量需求发生变化，该分区的分区气动调节阀8和支管气动调节阀9动作，调节对应分区喷氨格栅7的喷氨量；
50.混合气体储罐5内的混合气体在混合气压力变送器4的控制下通过变频稀释风机1改变出力，调节压力，满足耗气量要求；其它氨气耗量需求未变化分区的分区气动调节阀8保持开度不变，氨气流量稳定。
51.其中，所述混合气体储罐5内的混合气体在混合气压力变送器4的控制下通过变频稀释风机1改变出力，调节压力，满足耗气量要求；具体包括，
52.当混合气压力变送器4监测到混合气体储罐5内的压力变动时，实时反馈给变频稀释风机1，变频稀释风机1出力增大或减小，满足各分区喷氨系统的流量需求；
53.当氨气储罐2管道上的流量计监测到氨气流量变化时，变频稀释风机1出力相应变化，稳定混合气体储罐5内的氨气浓度。
54.其中，所述混合气体储罐5内的氨气混合气的体积浓度为5％。