本發(fā)明屬于scr煙氣脫硝還原劑控制
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種基于多維參數(shù)的脫硝單元分配控制及調(diào)整方法。
背景技術(shù)：
：火力發(fā)電、水泥、鋼鐵行業(yè)燃煤、燃氣排放的煙氣中含大量的氮氧化物。目前，采用scr煙氣脫硝較為普遍，該技術(shù)具有脫硝效率高、運行穩(wěn)定的特點。煙氣脫硝還原劑的噴射是脫硝運行的重要環(huán)節(jié)，決定著脫硝裝置的運行效果、穩(wěn)定性和安全性。煙氣脫硝設(shè)計時，一般采用cfd或模型試驗進行煙氣流場設(shè)計，保持煙氣流場的均勻性，在工程建設(shè)過程中，控制還原劑控制組各控制單元的開度一致或微差。由于理論計算、模型試驗結(jié)果和工程實際的差異、煙道積灰造成流場的均勻性差，煙氣nox的濃度不均勻，每個還原劑噴射單元的覆蓋面積或許不同，每個還原劑控制單元的系統(tǒng)阻力不同等多種因素，造成脫硝控制單元的氨氮摩爾比有較大差別。控制單元的流量設(shè)定憑經(jīng)驗，而且，不知道每個控制單元的流量值、氨的摩爾量，這種盲目設(shè)定的方式，導(dǎo)致脫硝效率差、排放濃度高、氨逃逸高，影響系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。運行中，系統(tǒng)異常運行，憑經(jīng)驗進行某一個或幾個控制單元優(yōu)化調(diào)整，盲目的調(diào)整，既不能調(diào)整到位，勢必影響其他控制單元的流量控制。目前，對還原劑單元的控制設(shè)定、優(yōu)化無有效的、準確、快速的技術(shù)。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種可以實現(xiàn)噴氨的差異化精準、快速控制的基于多維參數(shù)的脫硝單元分配控制及調(diào)整方法。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：一種基于多維參數(shù)的脫硝單元分配控制及調(diào)整方法，其關(guān)鍵技術(shù)在于，將scr煙氣脫硝工藝中的脫硝還原劑控制組分流成多個還原劑控制單元，對每個還原劑控制單元覆蓋的區(qū)域進行網(wǎng)格分區(qū)，根據(jù)網(wǎng)格分區(qū)對煙道的監(jiān)測斷面進行分區(qū)，根據(jù)對分區(qū)監(jiān)測、計算給出控制單元的差異化氨氮摩爾比，根據(jù)對應(yīng)網(wǎng)格分區(qū)的覆蓋面積確定氮氧化物的摩爾量，從而確定還原劑控制單元的稀釋風流量，最終確定每個還原控制單元的閥門開度。作為本發(fā)明進一步的改進，具體包括如下步驟：步驟一：構(gòu)建監(jiān)測調(diào)整系統(tǒng)監(jiān)測調(diào)整系統(tǒng)包括煙氣通道1，與煙氣通道1相通的scr反應(yīng)器3，設(shè)置于所述scr反應(yīng)器3內(nèi)的催化劑4，設(shè)置于所述煙氣通道1和反應(yīng)器3之間的噴氨格柵2以及噴氨控制組5，所述噴氨控制組5通過多個還原劑控制單元6與噴氨格柵2相連；步驟二：分區(qū)根據(jù)煙道還原劑噴射斷面d-d確定每個還原劑控制單元kij的覆蓋區(qū)域和對應(yīng)的區(qū)域單元序號dij，在煙道1內(nèi)設(shè)定監(jiān)測截面a-a或b-b，根據(jù)還原劑噴射單元分布，劃分與之相對應(yīng)斷面煙氣測量區(qū)域aij或bij，并計算對應(yīng)dij的覆蓋面積sij，步驟三：氨氮化物摩爾量nij的確定根據(jù)公式(1)計算氨氮化物摩爾數(shù)nij：nij＝273×pd÷((273+t)×101325)×(sij×vij×cij)×3.6×106÷22.4式(1)；pd為監(jiān)測截面區(qū)域aij或bij的煙氣壓力，單位pat為監(jiān)測截面區(qū)域aij或bij的煙氣溫度，單位℃vij為監(jiān)測截面區(qū)域aij或bij的煙氣流速，單位單位m/scij為監(jiān)測截面區(qū)域aij或bij的氮氧化物濃度，單位ppm步驟四：計算氨氮總摩爾數(shù)根據(jù)公式(2)計算總的摩爾數(shù)n：式(2)；步驟五：確定每個控制單元的稀釋風控制流量qij；根據(jù)公式(3)計算每個控制單元的稀釋風控制流量qij：式(3)；式中，q-稀釋風量單位m3/h；為氨氣流量；單位m3/h步驟六：計算qij對應(yīng)的δpij根據(jù)節(jié)流孔板流量理論公式，得出控制單元工況介質(zhì)流量近似計算公式，得到qij對應(yīng)的δpij，其中，qmax——設(shè)計最大流量單位m3/h；p0——設(shè)計工作壓力單位pa；δp0——設(shè)計壓差單位pa；δp——實際工況壓差單位pa；t——實際工況溫度單位k；t0——設(shè)計工作溫度單位k。步驟七：根據(jù)計算的δpij，對每個控制單元的開度進行調(diào)整，使每個控制單元的設(shè)定差壓和計算差壓一一對應(yīng)，從而確定每個控制單元的閥門開度。作為本發(fā)明進一步的改進，步驟七中，稀釋風啟動前，控制單元開度控制在40-60％，運行后調(diào)整開度，使差異達到δpij。作為本發(fā)明進一步的改進所述還原劑用量控制策略是控制氨氮摩爾比為η+0.13。作為本發(fā)明進一步的改進，以scr反應(yīng)器出口氮氧化物濃度和目標值偏差進行優(yōu)化調(diào)整某一個或幾個還原劑控制單元時，以保持稀釋風、氨量不變的條件下，不能僅僅調(diào)整目標控制單元，必須進行多點聯(lián)動準確調(diào)整。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所取得的有益效果如下：本發(fā)明根據(jù)節(jié)流控制理論、脫硝氨氮摩爾比，確定還原劑控制單元kij的控制差壓，實現(xiàn)噴氨的差異化精準、快速控制，解決了單一流速、假定均流噴氨設(shè)定出現(xiàn)的效率低、氨逃逸高、尾部設(shè)施影響大的問題。該技術(shù)具有脫硝效率高、運行穩(wěn)定的特點。附圖說明附圖1為本發(fā)明監(jiān)測調(diào)整系統(tǒng)1煙氣通道、2噴氨格柵、3scr反應(yīng)器、4催化劑、5還原劑控制組、6還原劑控制單元、具體實施方式以下結(jié)合附圖1對本發(fā)明進行進一步詳細的敘述。煙氣脫硝中，噴氨格柵不同還原劑控制單元的氨氮摩爾比控制是脫硝高效、穩(wěn)定運行的關(guān)鍵，脫硝工程中還原劑控制模擬流場為依據(jù)而平衡設(shè)定，多種因素影響，此設(shè)定和工程實際有較大偏差。本發(fā)明是通過多維參數(shù)，確定每個控制單元的差異化氨氮摩爾量和占比，總量固定條件下，確定每個控制單元的風量、氨量科學(xué)分配，通過節(jié)流控制流量理論，找出工況流量和設(shè)計流量的近似計算關(guān)系式，從而得出差壓和流量的關(guān)系，確定控制單元的控制開度，實現(xiàn)每個還原劑控制單元的精準控制，具體控制及調(diào)整方法如下：如附圖1所示，監(jiān)測調(diào)整系統(tǒng)包括煙氣通道1，與煙氣通道1相通的scr反應(yīng)器3，設(shè)置于所述scr反應(yīng)器3內(nèi)的催化劑4，設(shè)置于所述煙氣通道1和反應(yīng)器3之間的噴氨格柵2以及噴氨控制組5，所述噴氨控制組5通過多個還原劑控制單元6與噴氨格柵2相連。1、根據(jù)煙道還原劑噴射斷面d-d確定每個還原劑控制單元的覆蓋區(qū)域和對應(yīng)的區(qū)域單元序號dij，見表1，在煙道1內(nèi)設(shè)定監(jiān)測截面a-a或b-b，根據(jù)還原劑噴射單元分布，劃分與之相對應(yīng)斷面煙氣測量區(qū)域aij或bij，見表2和3，并計算對應(yīng)dij的覆蓋面積sij，見表4：表1還原劑噴射斷面d-d區(qū)域單元分區(qū)表d1m～d1j～d13d12d11d2m～d2j～d23d22d21d3m～d3j～d33d32d31～～～～～～～dim～dij～di3di2di1～～～～～～～dnm～dnj～dn3dn2dn1表2監(jiān)測截面a-a區(qū)域單元分區(qū)表表3監(jiān)測截面b-b區(qū)域單元分區(qū)表b1m～b1j～b13b12b11b2m～b2j～b23b22b21b3m～b3j～b33b32b31～～～～～～～bim～bij～bi3bi2bi1～～～～～～～bnm～bnj～bn3bn2bn1表4還原劑控制單元覆蓋面積示意圖s11s12s13～s1j～s1ms21s22s23～s2j～s2ms31s32s33～s3j～s3m～～～～～～～si1si2si3～sij～sim～～～～～～～sn1sn2sn3～snj～snm2、通過測量各測量區(qū)域煙氣流速vij、氮氧化物濃度cij，按式(1)計算各還原劑控制單元對應(yīng)區(qū)域的氮氧化物摩爾數(shù)nij：nij＝273×pd÷((273+t)×101325)×(sij×vij×cij)×3.6×106÷22.4式(1)；其中，pd為監(jiān)測截面區(qū)域aij或bij的煙氣壓力，單位pat為監(jiān)測截面區(qū)域aij或bij的煙氣溫度，單位℃vij為監(jiān)測截面區(qū)域aij或bij的煙氣流速，單位m/s；cij為監(jiān)測截面區(qū)域aij或bij的氮氧化物濃度，單位ppm。3、根據(jù)測試結(jié)果，計算得出noxij摩爾數(shù)nij，總的nox總摩爾數(shù)n為：式(2)；根據(jù)每個控制單元的摩爾數(shù)和總摩爾數(shù)比例，確定每個控制單元的稀釋風控制流量qij。式(3)；式中，q-稀釋風量；單位m3/h；為氨氣流量；單位m3/h。4、控制單元的節(jié)流孔板流量理論公式q-體積流量，單位nm3/h；k為系數(shù)；d為流量計節(jié)流件開孔直徑mm；ε為膨脹系數(shù)；α為流量系數(shù)；δp：差壓pa；ρ流經(jīng)介質(zhì)密度kg/m3；工況介質(zhì)流量近似計算其中，qmax——設(shè)計最大流量單位m3/h；p0——設(shè)計工作壓力單位pa；δp0——設(shè)計壓差單位pa；δp——實際工況壓差單位pa；t——實際工況溫度k；t0——設(shè)計工作溫度k。根據(jù)介質(zhì)近似計算，確定每個控制單元控制流量得到qij對應(yīng)的δpij。5、首先在脫硝試運前，將還原劑控制組的控制單元閥門控制開度初置40-60％，且一致。運行過程中，根據(jù)計算的δpij，對每個控制單元的開度進行調(diào)整，使每個控制單元的設(shè)定差壓和計算差壓一一對應(yīng)，從而確定每個控制單元的閥門開度，并做好標記、記錄。6、氨氮摩爾比控制，通過設(shè)計或根據(jù)排放濃度確定的脫硝效率，氨氮摩爾比控制為：nnh3/nnox＝η+0.013通過氮氧化物摩爾量，確定還原劑nh3的摩爾數(shù)，確定氨氣供應(yīng)工況體積。根據(jù)每個控制單元的摩爾數(shù)占整個反應(yīng)器總氨量的比例，確定每個控制單元的稀釋風流量，調(diào)整控制單元壓差，實現(xiàn)差異化、精準化的噴氨控制。7、在運行過程中，脫硝scr反應(yīng)器出現(xiàn)異常，對scr入口或出口單個或部分測點出現(xiàn)nox濃度偏高或偏低，需要進行優(yōu)化調(diào)整。根據(jù)濃度偏差，根據(jù)3、4確定稀釋風量調(diào)整值。同時，由于單一或多個控制單元的調(diào)整，對其他控制單元造成影響，可進行每一控制單元控制量變化的調(diào)整計算，實現(xiàn)多點聯(lián)動，根據(jù)需要對每組控制單元進行微量整調(diào)，實現(xiàn)噴氨的精準控制和優(yōu)化調(diào)整。以上所述實施方式僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，而并非本發(fā)明可行實施的窮舉。對于本領(lǐng)域一般技術(shù)人員而言，在不背離本發(fā)明原理和精神的前提下對其所作出的任何顯而易見的改動，都應(yīng)當被認為包含在本發(fā)明的權(quán)利要求保護范圍之內(nèi)。當前第1頁12