基于炉膛温度场信息的SNCR控制系统和方法.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CN110479061A(43)申请公布日2019.11.22(21)申请号201910778086.3(22)申请日2019.08.22(71)申请人深圳东方锅炉控制有限公司地址518057广东省深圳市南山区高新技术产业园区高新南一道飞亚达科技大厦15层1503室(72)发明人蒲学森杨庆峰范海川(74)专利代理机构深圳市百瑞专利商标事务所(普通合伙)44240代理人杨大庆(51)Int.Cl.B01D53/56(2006.01)B01D53/34(2006.01)B01D53/79(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称基于炉膛温度场信息的SNCR控制系统和方法(57)摘要本发明公开了一种基于炉膛温度场信息的SNCR控制系统和方法，SNCR控制系统包括：温度场测量装置，NOx浓度预估器，还原剂流量主控制器，喷枪流量选择器和喷枪流量控制器。本发明通过在SNCR控制系统中增加了能够提供垂直于烟气流动方向截面上的燃烧特征温度二维分布和喷枪各个布置平面上的二维温度场分布测量装置，通过二维温度场分布、预估的氮氧化物浓度分布选择并控制相应的喷枪，缩短了系统响应时间，提高了喷枪的工作效率，从而提高脱硝效果。CN110479061ACN110479061A权利要求书1/1页1.一种基于炉膛温度场信息的SNCR控制系统，其特征在于，包括：温度场测量装置，用于测量炉内烟气二维温度场分布；NOx浓度预估器，用于根据二维温度场分布预估氮氧化物浓度分布；还原剂流量主控制器，用于确定和控制还原剂的总流量；喷枪流量选择器，用于根据炉内二维温度场分布、预估的氮氧化物浓度分布选择投运喷枪，为每只所选择的喷枪分配流量设定比例值；并根据还原剂总流量为每只喷枪设定流量；喷枪流量控制器，用于控制每一只喷枪的流量。2.根据权利要求1所述的基于炉膛温度场信息的SNCR控制系统，其特征在于，所述温度场测量装置能够提供垂直于烟气流动方向截面上的燃烧特征温度二维分布和喷枪各个布置平面上的二维温度场分布。3.根据权利要求1或2所述的基于炉膛温度场信息的SNCR控制系统，其特征在于，还包括喷枪插入深度控制器，用于根据炉内温度场的分布为每只所选择的喷枪设定插入炉内的深度。4.一种基于炉膛温度场信息的SNCR控制方法，包括以下步骤：1)由还原剂流量主控制器确定和控制还原剂总流量；2)通过温度场测量装置测量得到炉内垂直于烟气流动方向截面上的燃烧特征二维温度场分布、喷枪各个布置平面上的二维温度场分布；3)根据燃烧特征温度，由NOx浓度预估器预测估计烟气中的氮氧化物分布；4)根据喷枪所在平面温度场的分布、所预估的氮氧化物分布和喷枪自身的喷射及影响范围，选择处于合适的反应温度窗口的喷枪，并为每只所选择的喷枪分配流量设定比例值；5)根据喷枪流量设定比例值和还原剂总流量的乘积，确定该喷枪的设定流量，并与该喷枪的反馈流量进行对比，由喷枪流量控制器根据其差值对喷枪流量进行调整。5.根据权利要求4所述的基于炉膛温度场信息的SNCR控制方法，其特征在于，还可以根据喷枪布置平面上的温度场的分布，对喷枪的插入深度进行调节，使还原剂处于最佳的反应温度窗口区间。2CN110479061A说明书1/4页基于炉膛温度场信息的SNCR控制系统和方法技术领域[0001]本发明涉及了基于炉膛温度场信息的SNCR控制系统，同时还涉及了基于炉膛温度场信息的SNCR控制方法。背景技术[0002]在火力发电、钢铁冶金、化工生产、垃圾焚烧等过程中，会产生大量的氮氧化物。按照氮氧化物的生成机理，可分为热力型、燃料型和快速型。炉内燃烧温度是热力型NOx的产生的最直接的影响因素，而燃料型NOx的生成量与生成速率也与炉内温度有较大的相关性。此外，对于燃料型NOx来说，受过量空气系数的影响较大，而过量空气系数也会对燃烧温度产生影响。在实际燃烧过程中炉内温度不均匀，温度异常高或异常低的区域都有可能产生较多的氮氧化物。现有技术中，SNCR是一种造价低廉易于实施的脱硝技术，得到了广泛的应用。但制约SNCR的脱硝效率因素较多，其中影响较大的包括还原剂与烟气混合程度、烟气中氮氧化物的浓度分布、氨氮摩尔比、反应温度、反应停留时间等。通常认为采用氨作为还原剂的SNCR反应温度窗口在850-1050℃之间，在950℃左右脱硝效率最高；采用尿素作为还原剂的SNCR反应温度窗口在900-1050℃之间，在1000℃左右脱硝效率最高。因此在喷枪布置设计时往往将其布置在对应的反应温度区域处。但在实际运行过程中，烟气温度随炉内燃烧工况的变化存在较大的波动，因此为了提高SNCR的脱硝效率，往往会布置两层甚至多层喷枪，每层数只喷枪以尽可能实现还原剂均匀分布，再根据测电偶测