一种用于尿素热解炉的SCR脱硝调节控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111111430A(43)申请公布日2020.05.08(21)申请号201911313681.6(22)申请日2019.12.19(71)申请人华电电力科学研究院有限公司地址310030浙江省杭州市西湖区西湖科技经济园西园一路10号(72)发明人祝宝营李兵王真宋瑞福邱树良杜之正张岩亓振烨张子远(74)专利代理机构杭州天欣专利事务所(普通合伙)33209代理人张狄峰(51)Int.Cl.B01D53/86(2006.01)B01D53/56(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图8页(54)发明名称一种用于尿素热解炉的SCR脱硝调节控制方法(57)摘要本发明公开了一种用于尿素热解炉的SCR脱硝调节控制方法，属于火电厂热工自动控制领域，所述方法如下：主PID回路调节SCR反应器出口NOx浓度，并对所需要脱除的NOx量进行修正，副PID回路调节每支小喷枪的尿素溶液量，副PID回路加上前馈作用到每支小喷枪的调节门。本发明提出的用于尿素热解炉的SCR脱硝调节控制方法，在机组升降负荷、启停磨煤机时能够及时提供前馈控制信号，调整喷氨量；在SCR反应器出口CEMS吹扫过程中及吹扫结束后，SCR出口NOx浓度自动调节可连续投入且出口NOx浓度值达标排放。CN111111430ACN111111430A权利要求书1/2页1.一种用于尿素热解炉的SCR脱硝调节控制方法，其特征在于，所述方法如下：主PID回路调节SCR反应器出口NOx浓度，并对所需要脱除的NOx量进行修正，副PID回路调节每支小喷枪的尿素溶液量，副PID回路加上前馈作用到每支小喷枪的调节门；理论尿素溶液量根据SCR反应器入口NOx浓度、SCR反应器出口NOx浓度设定值、尿素热解化学反应式、尿素溶液密度、尿素溶液纯度、尿素分子摩尔质量、NH3摩尔质量、主蒸汽流量、机组额定主蒸汽流量和额定烟气流量计算得到，如公式(1)所示：F＝λ×(Cin-Csp)×S(1)3式中，F为所需的理论尿素溶液量，m/h；S为机组的主蒸汽流量，t/h；Cin为SCR反应器入33口的NOx浓度，mg/m；Csp为SCR反应器出口的NOx浓度设定值，mg/m；λ为系数，根据尿素热解化学反应式、尿素溶液密度、尿素溶液纯度、尿素分子摩尔质量、NH3摩尔质量、主蒸汽流量、机组额定主蒸汽流量和额定烟气流量计算得到；主PID回路过程值为SCR反应器A侧出口NOx浓度和B侧出口NOx浓度的平均值，主PID回路设定值为运行人员根据需要设定的SCR反应器出口NOx浓度值；SCR反应器A/B两侧出口NOx测点需要定期进行吹扫，为了实时地反应出口NOx浓度变化情况，在A侧进行吹扫时，用B侧出口NOx浓度进行调节；同样，在B侧进行吹扫时，用A侧出口NOx浓度进行调节；主PID回路的输出对所需要脱除的NOx量进行修正，得到实际需要脱除的NOx量，再根据公式(1)得到理论尿素溶液量；根据实际投运的小喷枪数量，将总的理论尿素溶液量平均分配到每支小喷枪，即为每支小喷枪的理论尿素溶液量；副PID回路调节每支小喷枪的尿素溶液量，副PID回路的设定值为所述的每支小喷枪的理论尿素溶液量，副PID回路的过程值为每支小喷枪的尿素溶液量。2.根据权利要求1所述的用于尿素热解炉的SCR脱硝调节控制方法，其特征在于，所述副PID回路的前馈作用包括：前馈一：SCR反应器入口NOx浓度变化率，即在SCR反应器入口NOx浓度变化率k＞0时，提前增加尿素喷枪开度，在SCR反应器入口NOx浓度变化率k<0时，提前减少尿素喷枪开度；预估所需的尿素溶液量，减少反应器出口NOx浓度的超调量；然后再经过一函数转换为适当的尿素喷枪调门开度大小；前馈二：机组锅炉负荷的变化率，在机组增加负荷时，SCR反应器入口NOx浓度会增加，在机组降低负荷时，SCR反应器入口NOx浓度会减少；引入机组锅炉负荷变化率当做前馈不仅可以预估所需的尿素溶液量，而且避免了因抽汽量发生变化而电负荷不变的情况；然后再经过一函数转换为适当的尿素喷枪调门开度大小；前馈三：SCR反应器出口NOx浓度与设定值偏差的函数，当SCR反应器出口NOx浓度与设定值偏差较大时，通过此前馈，可快速改变喷枪调门开度，改变尿素溶液量，避免SCR反应器出口NOx浓度出现大幅波动或震荡；然后再经过一函数转换为适当的尿素喷枪调门开度大小。3.根据权利要求2所述的用于尿素热解炉的SCR脱硝调节控制方法，其特征在于，所述副PID回路的前馈作用还包括前馈四，前馈四设计如下：在启磨煤机时，提前增加每支喷枪的调门开度并维持一段时间后逐渐降为零；逻辑设计为磨煤机合闸信号到达并且磨煤机给煤量大于某一阈值时，延时适当的时间逐渐增加尿2CN111111430A权利要求书2