CN107551774A - 一种用于火力发电厂的脱硝控制方法和*** - Google Patents

一种用于火力发电厂的脱硝控制方法和*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于火力发电厂的脱硝控制方法和***，通过CEMS在烟囱处检测的NOX排出浓度值，计算出NOX排出量的整点每小时均值，然后判断该整点每小时均值是否处于预设NOX排出阈值范围内，若高于预设NOX排出阈值，则增大喷氨量，若小于预设NOX排出阈值，则减小喷氨量。相对于传统根据排出的NOX实时浓度值来控制喷氨量来说，本发明可以不论排出NOX实时浓度值为多少，只要保证整点每小时均值符合预设NOX排出阈值即可满足环保考核标准，因此在有效保证NOX排出量符合环保要求的前提下，可精确控制喷氨量，以避免喷氨过多或过少的情况出现，进而减少空预器堵塞的可能，降低风机阻力和减少检修成本。

Description

一种用于火力发电厂的脱硝控制方法和***
技术领域
本发明涉及废气处理技术领域，特别是涉及一种用于火力发电厂的脱硝控制方法和***。
背景技术
火力发电仍是目前较为重要的发电方式，但是随着对环保的要求，如何减少污染物的排放，同时保证火力发电设备的正常运行，是火力发电主要的发展要求。
现有的脱硝控制方式，主要是在反应器出口检测NOX(氮氧化物)，然而环保考核标准是以烟囱处环保部门的CEMS(Continuous Emission Monitoring System：烟气排放连续监控***)所测量的NOX为准，两个测点之间的烟道长度相距较远，且中间有很多重要设备，例如省煤器、电除尘器、吸收塔等，存在一定的延迟，属于大惯性环节。
其次环保考核为NOX整点每小时均值，若通过NOX实时量来控制喷氨量，容易出现超调，引起喷氨过多，生成大量NH4HSO4堵塞空预器，恶化烟道环境。
此外现有反应器出入***量取样均为单点取样，无法代表整个烟道的流场环境，由于烟道内流场环境复杂，因单点取样位置不同，测量的数据会有较大的偏差，不利于脱硝控制。
现有的氨逃逸测点采用斜角对穿式，处于烟气流场的死角，且极易在启停机过程中因热胀冷缩发生对穿位置偏移，引起测点失真，因此难以用于表征喷氨环境。
因此，如何精确控制喷氨量，进而保证脱硝设备的稳定运行，是本领域技术人员急需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于火力发电厂的脱硝控制方法和***，可以有效解决喷氨量控制不精确等问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：
一种用于火力发电厂的脱硝控制方法，包括：
获取经反应器处理后排出的NOX的后NOX浓度均值，并根据所述后NOX浓度均值控制喷氨量；
获取CEMS在烟囱处检测的NOX排出浓度值，根据所述NOX排出浓度值计算出NOX排出量的整点每小时均值；
判断所述整点每小时均值是否满足预设NOX排出阈值；
若高于所述预设NOX排出阈值，则增大喷氨量；
若低于所述预设NOX排出阈值，则减少喷氨量。
优选地，所述获取经反应器处理后排出的NOX的后NOX浓度均值，具体包括：
在所述反应器的后汇流母管中设置多个沿其气流方向均匀分布的后采样点；
获取每个所述后采样点的后NOX浓度值；
根据所述后NOX浓度值计算出所述后NOX浓度均值。
优选地，在所述根据所述后NOX浓度均值控制喷氨量之后，还包括：
通过原位反射式氨逃逸检测仪检测氨逃逸量；
根据实际喷氨量和所述氨逃逸量，调整喷氨阀门的开度。
优选地，在通过原位反射式氨逃逸检测仪检测氨逃逸量之后，还包括：
判断所述氨逃逸量是否超过预设逃逸阈值；
若是，则减小所述喷氨阀门的开度。
优选地，在所述调整喷氨阀门的开度之前，还包括：
获取进入所述反应器反应前的NOX的前NOX浓度均值；
根据风量和煤量以及所述前NOX浓度均值，计算出理论喷氨量；
根据所述理论喷氨量、所述实际喷氨量和所述氨逃逸量，修正所述喷氨阀门的开度。
优选地，还同时根据煤质计算出理论喷氨量。
优选地，所述获取进入所述反应器反应前的NOX的前NOX浓度均值，包括：
在所述反应器的前汇流母管中设置多个沿其气流方向均匀分布的前采样点；
获取每个所述前采样点的前NOX浓度值；
根据所述前NOX浓度值计算出所述前NOX浓度均值。
一种用于火力发电厂的脱硝控制***，包括：
整点每小时均值获取装置，所述整点每小时均值获取装置根据CEMS在烟囱处检测的NOX排出浓度值，计算出NOX排出量的整点每小时均值；
NOX浓度均值获取装置和控制装置以及喷氨装置，所述控制装置根据所述NOX浓度均值获取装置获取到的经反应器处理后排出的后NOX浓度均值，控制所述喷氨装置进行喷氨，所述控制装置还用于当所述整点每小时均值高于预设NOX排出阈值时，控制所述喷氨装置增大喷氨量；当所述整点每小时均值低于预设NOX排出阈值时，控制所述喷氨装置减小喷氨量。
优选地，所述NOX浓度均值获取装置包括在所述反应器的前汇流母管和后汇流母管中沿气流方向均匀分布的多个NOX浓度检测装置。
优选地，还包括用于检测氨逃逸量的原位反射式氨逃逸检测仪。
与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：
本发明所提供的一种用于火力发电厂的脱硝控制方法和***，通过CEMS在烟囱处检测的NOX排出浓度值，计算出NOX排出量的整点每小时均值，然后判断该整点每小时均值是否处于预设NOX排出阈值范围内，若高于预设NOX排出阈值，则增大喷氨量，若小于预设NOX排出阈值，则减小喷氨量。相对于传统根据排出的NOX实时浓度值来控制喷氨量来说，本发明可以不论排出NOX实时浓度值为多少，只要保证整点每小时均值符合预设NOX排出阈值，即可满足环保考核标准，因此在有效保证NOX排出量符合环保要求的前提下，可精确控制喷氨量，以避免喷氨过多或过少的情况出现，进而减少空预器堵塞的可能，降低风机阻力和减少检修成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种具体实施方式所提供的一种用于火力发电厂的脱硝控制方法的流程示意图；
图2为本发明一种具体实施方式所提供的一种用于火力发电厂的脱硝控制***的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广。因此本发明不受下面公开的具体实施方式的限制。
请参考图1，图1为本发明一种具体实施方式所提供的一种用于火力发电厂的脱硝控制方法的流程示意图。
本发明的一种具体实施方式提供了一种用于火力发电厂的脱硝控制方法，包括以下步骤：
S100：获取经反应器处理后排出的NOX的后NOX浓度均值，并根据后NOX浓度均值控制喷氨量。由于反应器内烟道的流场环境较为复杂，通过检测经反应器处理后排出的后NOX浓度均值，可有效控制喷氨量。
S200：获取CEMS在烟囱处检测的NOX排出浓度值，根据NOX排出浓度值计算出NOX排出量的整点每小时均值。
由于环保考核是以NOX排出量的整点每小时均值为标准的，因此通过整点每小时均值作为喷氨控制的依据，可在有效保证NOX排出量符合环保要求的前提下，尽可能减少氨气需求。
S300：判断整点每小时均值是否满足预设阈值。若否，则进行以下步骤：
S400：若高于预设NOX排出阈值，则增大喷氨量。其中可通过增大喷氨阀门的开度来提高喷氨量。
S401：若低于预设NOX排出阈值，则减小喷氨量。其中可通过减小喷氨阀门的开度来减少喷氨量。
通过上述控制方法，可有效控制喷氨量，以避免喷氨过多或过少的情况出现，进而减少空预器堵塞的可能，降低风机阻力和减少检修成本。
进一步地，获取经反应器处理后排出的NOX的后NOX浓度均值，具体包括以下步骤：
在反应器的后汇流母管中设置多个沿其气流方向均匀分布的后采样点。其中采样点的个数可根据反应器的规格进行适当选择。
获取每个后采样点的后NOX浓度值。
根据后NOX浓度值计算出后NOX浓度均值。
更进一步地，在根据NOX浓度均值控制喷氨量之后，还包括：
通过原位反射式氨逃逸检测仪检测氨逃逸量。相对于传统的对穿式氨逃逸检测仪，可有效避免因反应器热胀冷缩所造成的氨逃逸检测失真的情况。
根据实际需求喷氨量和氨逃逸量，调整喷氨阀门的开度。由于可精确获得氨逃逸量，因此可进一步提高喷氨量的精确控制。
其次，在通过原位反射式氨逃逸检测仪检测氨逃逸量之后，还包括以下步骤：
判断氨逃逸量是否超过预设逃逸阈值，若是，则减小喷氨阀门的开度。如果氨逃逸量过多，则说明喷氨过量，若喷氨过多不仅浪费，还会影响设备的正常运行。
在本发明的一个实施例中，在调整喷氨阀门的开度之前，还包括以下步骤：
获取进入反应器反应前的NOX的前NOX浓度均值。
根据风量和煤量以及前NOX浓度均值，计算出理论喷氨量。可以理解的是，通过理论喷氨量可初步控制喷氨阀门的开度，以避免脱硝的滞后性。
根据理论喷氨量、实际喷氨量和氨逃逸量，修正喷氨阀门的开度。通过修正喷氨阀门的开度，可有效提高喷氨量的精度。
进一步地，在计算理论喷氨量时，还可同时根据煤质进行计算。由于煤的品质不同，会造成计算理论喷氨量时有较大的误差，因此通过引入煤质参数，可有效提高喷氨量的精度。
本发明的一种具体实施方式还提供了一种用于火力发电厂的脱硝控制***，包括：整点每小时均值获取装置1，整点每小时均值获取装置1根据CEMS在烟囱处检测的NOX排出浓度值，计算出NOX排出量的整点每小时均值；NOX浓度均值获取装置2和控制装置3以及喷氨装置4，控制装置3根据NOX浓度均值获取装置2获取到的经反应器处理后排出的后NOX浓度均值，控制喷氨装置4进行喷氨，控制装置3还用于当整点每小时均值高于预设NOX排出阈值时，控制喷氨装置4增大喷氨量；当整点每小时均值低于预设NOX排出阈值时，控制喷氨装置4减小喷氨量。
在本实施例中，由于反应器处理NOX后排出的NOX浓度并不是均匀分布的，若通过单点检测则很难准确反应出烟道流场内的NOX分布情况，因此通过后NOX浓度均值来控制喷氨量，可有效提高喷氨的准确性。此外，现有的脱硝控制主要通过NOX浓度的实时值来调整喷氨量，容易出现喷氨过多的情况，而且即便NOX浓度的实时值符合排放要求，但是并不能保证NOX排出量的整点每小时均值符合环保考核的标准，因此通过本实施例提供的脱硝控制***，可通过整点每小时均值作为喷氨的依据，可在有效保证NOX排出量符合环保要求的前提下，尽可能减少氨气需求。
进一步地，NOX浓度均值获取装置2包括在反应器的前汇流母管和后汇流母管中沿气流方向均匀分布的多个NOX浓度检测装置。其中设置在前汇流母管内的多个NOX浓度检测装置可检测其相对应位置的NOX浓度值，以此NOX浓度值来计算前汇流母管内的前NOX浓度均值，通过前NOX浓度均值可用于理论喷氨量的计算；其次设置在后汇流母管内的多个NOX浓度检测装置可检测其相对应位置的NOX浓度值，以此NOX浓度值来计算后汇流母管内的后NOX浓度均值，通过后NOX浓度均值可用于实际喷氨量的计算。
更进一步地，还包括用于检测氨逃逸量的原位反射式氨逃逸检测仪。相对于传统的对穿式氨逃逸检测仪，可有效避免因反应器热胀冷缩所造成的氨逃逸检测失真的情况。
还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种用于火力发电厂的脱硝控制方法，其特征在于，包括：
获取经反应器处理后排出NOX的后NOX浓度均值，并根据所述后NOX浓度均值控制喷氨量；
获取CEMS在烟囱处检测的NOX排出浓度值，根据所述NOX排出浓度值计算出NOX排出量的整点每小时均值；
判断所述整点每小时均值是否满足预设NOX排出阈值；
若高于所述预设NOX排出阈值，则增大喷氨量；
若低于所述预设NOX排出阈值，则减少喷氨量。
2.根据权利要求1所述的脱硝控制方法，其特征在于，所述获取经反应器处理后排出的NOX的后NOX浓度均值，具体包括：
在所述反应器的后汇流母管中设置多个沿其气流方向均匀分布的后采样点；
获取每个所述后采样点的后NOX浓度值；
根据所述后NOX浓度值计算出所述后NOX浓度均值。
3.根据权利要求2所述的脱硝控制方法，其特征在于，在所述根据所述后NOX浓度均值控制喷氨量之后，还包括：
通过原位反射式氨逃逸检测仪检测氨逃逸量；
根据实际喷氨量和所述氨逃逸量，调整喷氨阀门的开度。
4.根据权利要求3所述的脱硝控制方法，其特征在于，在通过原位反射式氨逃逸检测仪检测氨逃逸量之后，还包括：
判断所述氨逃逸量是否超过预设逃逸阈值；
若是，则减小所述喷氨阀门的开度。
5.根据权利要求4所述的脱硝控制方法，其特征在于，在所述调整喷氨阀门的开度之前，还包括：
获取进入所述反应器反应前的NOX的前NOX浓度均值；
根据风量和煤量以及所述前NOX浓度均值，计算出理论喷氨量；
根据所述理论喷氨量、所述实际喷氨量和所述氨逃逸量，修正所述喷氨阀门的开度。
6.根据权利要求5所述的脱硝控制方法，其特征在于，还同时根据煤质计算出理论喷氨量。
7.根据权利要求6所述的脱硝控制方法，其特征在于，所述获取进入所述反应器反应前的NOX的前NOX浓度均值，包括：
在所述反应器的前汇流母管中设置多个沿其气流方向均匀分布的前采样点；
获取每个所述前采样点的前NOX浓度值；
根据所述前NOX浓度值计算出所述前NOX浓度均值。
8.一种用于火力发电厂的脱硝控制***，其特征在于，包括：
整点每小时均值获取装置，所述整点每小时均值获取装置根据CEMS在烟囱处检测的NOX排出浓度值，计算出NOX排出量的整点每小时均值；
NOX浓度均值获取装置和控制装置以及喷氨装置，所述控制装置根据所述NOX浓度均值获取装置获取到的经反应器处理后排出的后NOX浓度均值，控制所述喷氨装置进行喷氨，所述控制装置还用于当所述整点每小时均值高于预设NOX排出阈值时，控制所述喷氨装置增大喷氨量；当所述整点每小时均值低于预设NOX排出阈值时，控制所述喷氨装置减小喷氨量。
9.根据权利要求8所述的脱硝控制***，其特征在于，所述NOX浓度均值获取装置包括在所述反应器的前汇流母管和后汇流母管中沿气流方向均匀分布的多个NOX浓度检测装置。
10.根据权利要求9所述的脱硝控制***，其特征在于，还包括用于检测氨逃逸量的原位反射式氨逃逸检测仪。
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