本發明涉及煙氣處理領域,具體為一種垃圾焚燒爐的SCR脫硝控制系統和方法。
背景技術:
目前,垃圾焚燒發電項目越來越多,普遍采用SNCR脫硝技術(非催化還原反應)去除NOX,但效率低(最多50%)。隨著環保要求提高,垃圾焚燒發電項目必須提高脫硝效率,所以需要引入SCR脫硝系統(脫硝效率可以達到90%)。
在 SCR 脫硝過程中,控制氨的注入量非常重要。氨的注入量既要保證有足夠的氨 與 NOX 反應,以降低排放的煙氣中的 NOX 的含量,又要避免過量的氨逃逸后隨脫硝后的煙氣一起排放到大氣中。過量的氨氣逃逸不僅浪費,增加了成本,而且也有一定的危險性。因為 氨氣的濃度過大會增加腐蝕,縮短 SCR 催化劑的壽命,還會污染煙塵,增加空氣預熱器中氨 鹽的沉積,影響整個系統的性能。
技術實現要素:
本發明的目的在于降低 SCR 煙氣脫硝裝置中氨氣逃逸比例,提供一種垃圾焚燒爐的SCR脫硝控制系統和方法。
實現上述目的的技術方案是:垃圾焚燒爐的SCR脫硝控制系統,其特征在于:包括控制器、安裝在垃圾焚燒爐排煙管路出口端的SCR反應器和用于垃圾焚燒爐一次風量監測的風量監測儀,風量監測儀安裝在垃圾焚燒爐一次風進風管路上,垃圾焚燒爐排煙管路上安裝有入口NOX分析儀,所述SCR反應器的進口端還安裝有氨氣源管路,氨氣源管路上安裝有氣氨調節閥和氣氨質量流量計,SCR反應器的出口端安裝有出口NOX分析儀和氨逃逸分析儀;所述入口NOX分析儀、氣氨質量流量計、風量監測儀、出口NOX分析儀和氨逃逸分析儀連接在控制器的輸入端,所述氣氨調節閥通過調節控制單元連接在控制器的輸出端;所述控制器采用帶有相互串接的主PID控制器和副調PID控制器的PLC。
進一步地,所述垃圾焚燒爐排煙管路上還串接有省煤器,所述入口NOX分析儀設置在省煤器的輸入端。
垃圾焚燒爐的SCR脫硝控制方法,其特征在于,具體步驟如下:
1)根據環保要求設定出口NOX分析儀的設定值和氨逃逸分析儀的設定值;
2)分別向SCR反應器中通入氨氣和煙氣;
3)根據公式計算得到額定需氨量:
垃圾焚燒爐的一次風量*(入口NOX分析儀的測量值-出口NOX分析儀的設定值)*0.38;
4)根據SCR反應器出口端的氨逃逸量以及經過SCR反應器處理后的煙氣中的NOX的殘留量,獲取額定需氨量的修正系數K,并將所述修正系數K與額定需氨量相乘,得到目標噴氨量;
5)主調PID控制器根據目標噴氨量和氣氨質量流量計的測量值之間的差值,輸出控制信號控制噴氨調節閥動作。
進一步地,步驟3)中修正系數K的確定:當氨逃逸分析儀的測量值小于氨逃逸分析儀的設定值時,副調PID控制器根據NOX分析儀的設定值和出口NOX分析儀的測量值之間的差值,輸出修正系數K,修正系數K的范圍設定為0.7-1.3;
當氨逃逸分析儀的測量值大于氨逃逸分析儀的設定值時,副調PID控制器將修正系數K設定為0.4。
本發明的有益效果:
1、本發明通過動態分析計算SCR反應器出口處的氨氣濃度和NOX含量,動態噴氨調節閥的噴氨量,既保證有足夠的氨與 NOX 反應,以降低排放的煙氣中的 NOX 的含量,又要避免過量的氨逃逸后隨脫硝后的煙氣一起排放到大氣中,大大提高了脫硝系統的穩定,降低了系統運行成本。
2、本發明的入口NOX分析儀設置在省煤器的輸入端,與SCR反應器之間有一段距離,消除了入口NOX分析儀的滯后性。
3、本發明引入了修正系數K,避免了噴氨量波動幅度太大,保持了系統的穩定性。
附圖說明
圖1為本發明的結構示意圖。
具體實施方式
如圖1所示,垃圾焚燒爐的SCR脫硝控制系統,包括帶有相互串接的主PID控制器和副調PID控制器的PLC1以及安裝在垃圾焚燒爐排煙管路2出口端的SCR反應器3,垃圾焚燒爐排煙管路2上串接有省煤器4,省煤器的輸入端設置有入口NOX分析儀5。
SCR反應器3的進口端還安裝有氨氣源管路6,氨氣源管路6上安裝有氣氨調節閥7和氣氨質量流量計8,SCR反應器的出口端安裝有出口NOX分析儀9和氨逃逸分析儀10。
該SCR脫硝控制系統還包括用于垃圾焚燒爐一次風量監測的風量監測儀11,風量監測儀11安裝在垃圾焚燒爐一次風進風管路上。
風量檢測儀11、入口NOX分析儀5、氣氨質量流量計8、出口NOX分析儀9和氨逃逸分析儀10連接在PLC1的輸入端,氣氨調節閥7通過調節控制單元12連接在PLC1的輸出端。
上述垃圾焚燒爐的SCR脫硝控制系統的控制方法,具有如下步驟:
1)根據環保要求設定出口NOX分析儀的設定值和和氨逃逸分析儀的設定值;
2)分別向SCR反應器3中通入氨氣和煙氣;
3)根據公式計算得到額定需氨量:
垃圾焚燒爐的一次風量*(入口NOX分析儀的測量值-出口NOX分析儀的設定值)*0.38,其中0.38為試驗獲得的經驗值;
4)根據SCR反應器出口端的氨逃逸量以及經過SCR反應器處理后的煙氣中的NOX的殘留量,獲取額定需氨量的修正系數K,并將所述修正系數K與額定需氨量相乘,得到目標噴氨量;
5)主調PID控制器根據目標噴氨量和氣氨質量流量計的測量值之間的差值,輸出控制信號控制噴氨調節閥動作。
步驟3)中修正系數K的確定:當氨逃逸分析儀的測量值小于氨逃逸分析儀的設定值時,副調PID控制器根據NOX分析儀的設定值和出口NOX分析儀的測量值之間的差值,輸出修正系數K,修正系數K的范圍設定為0.7-1.3,避免因為NOX分析儀的滯后性出現過調的極端情況,避免系統大幅度波動;
當氨逃逸分析儀的測量值大于氨逃逸分析儀的設定值時,副調PID控制器將修正系數K設定為0.4,其中0.4為試驗獲得的經驗值。