CN109708104B - 一种循环流化床锅炉高效sncr脱硝方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种循环流化床锅炉高效SNCR脱硝方法及系统，检测分离器的温度值以及温升速率；当温度值大于预设温度窗口高限，温升速率大于预设温升速率时，逻辑控制组件生成温度高信号或温升速率高信号，向二次风系统发送增加出力指令，向烟气再循环系统发送减小出力指令；当温度值小于预设温度窗口低限，温升速率大于预设温降速率时，生成温度低信号或温降速率高信号，向二次风系统发送减小指令，向烟气再循环系统发送增加出力指令；当温度值在预设温度窗口范围内，温升速率在预设温升速率范围内时，生成温度正常信号或温降速率正常信号，向二次风系统和烟气再循环系统发送正常出力指令。本发明可以提高反应效率，降低循环流化床锅炉脱硝运行成本。

Description

一种循环流化床锅炉高效SNCR脱硝方法及系统

技术领域

本发明属于循环流化床锅炉技术领域，具体涉及一种循环流化床锅炉高效SNCR脱硝方法及系统。

背景技术

循环流化床(CFB)锅炉技术是近十几年来迅速发展的一项高效低污染洁净煤发电技术，CFB锅炉普遍采用SNCR方式脱除烟气中的NOx，反应温度窗口为850～1050℃。而近年来电力需求增速变缓，越来越多的机组需要调峰运行，大量CFB锅炉在低负荷情况下，按照常规的控制逻辑，分离器入口温度低于850℃，导致SNCR反应效率低甚至无法进行，需要消耗大量还原剂。

现有锅炉NOx控制系统中，大都通过锅炉负荷及NOx实际排放量对还原剂用量进行修正，来控制NOx最终排放量，这是一种被动的修正方法，可以控制NOx排放量，未从根源提高脱硝反应效率，导致脱硝成本增加。

综上，现有技术中的SNCR脱硝反应效率低，导致脱硝成本高。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供了一种循环流化床锅炉高效SNCR脱硝方法及系统，其目的在于提高SNCR脱硝反应反应效率，降低循环流化床锅炉脱硝运行成本。

为解决上述技术问题，本发明通过以下方案予以实现：

一种循环流化床锅炉高效SNCR脱硝方法及系统，包括以下步骤:

一种循环流化床锅炉高效SNCR脱硝方法，包括以下步骤:

S1、检测分离器的温度值，计算分离器的温升速率；

S2、将检测到的分离器温度值与预设温度窗口进行比较，将分离器的温升速率与预设温升速率进行比较；

当检测到的分离器温度值大于预设温度窗口高限，或分离器的温升速率大于预设温升速率时，执行S3；

当检测到的分离器温度值小于预设温度窗口低限，或分离器的温升速率大于预设温降速率时，执行S4；

当检测到的分离器温度值在预设温度窗口范围内，或分离器的温升速率在预设温升速率范围内时，执行S5；

S3、逻辑控制组件生成分离器温度高信号或分离器温升速率高信号，向二次风系统发送增加出力指令，向烟气再循环系统发送减小出力指令；

S4、逻辑控制组件生成分离器温度低信号或分离器温降速率高信号，向二次风系统发送减小指令，向烟气再循环系统发送增加出力指令；

S5、逻辑控制组件生成分离器温度正常信号或分离器温降速率正常信号，向二次风系统发送正常指令，向烟气再循环系统发送正常出力指令。

进一步地，S1中，通过温度测量组件检测分离器温度值以及分离器的温升速率，包括检测分离器入口水平烟道、分离器出口水平烟道、分离器本体的任意一个温度值。

进一步地，S2中，所述预设温度窗口指经过燃烧调整试验确定下来的SNCR反应温度区间。

进一步地，所述增加出力指令，包括开大烟气再循环系统的调门或开大二次风系统的功率；

所述减小出力指令，包括关小烟气再循环系统的调门或关小二次风系统的功率。

一种循环流化床锅炉高效SNCR脱硝系统，包括分离器、二次风系统、烟气再循环系统、温度测量组件和逻辑控制组件，所述温度测量组件用于获取分离器的温度值以及分离器的温升速率，温度测量组件的信号输出端连接逻辑控制组件的信号输入端，逻辑控制组件控制二次风系统以及烟气再循环系统。

进一步地，所述逻辑控制组件，用于当检测到分离器的温度值大于预设温度窗口高限，或分离器的温升速率大于预设温升速率时，向二次风系统发送增加出力指令，向烟气再循环系统发送减小出力指令；当检测到分离器的温度值小于预设温度窗口低限，或分离器温降速率大于预设温降速率时，向二次风系统发送减小指令，向烟气再循环系统发送增加出力指令；当检测到的分离器温度值在预设温度窗口范围内，或分离器的温升速率在预设温升速率范围内时，向二次风系统发送正常指令，向烟气再循环系统发送正常出力指令。

进一步地，还包括炉膛、一次风系统和烟囱，所述一次风系统、二次风系统均与炉膛连通，炉膛与分离器连通，分离器与烟囱连通。

进一步地，所述分离器与烟囱之间设置有引风机，所述引风机将产生的烟气经过分离器后排入烟囱。

进一步地，所述分离器上设置有SNCR喷枪，所述SNCR喷枪将还原剂喷入分离器发生反应脱硝。

进一步地，所述逻辑控制组件为控制锅炉本体及辅机运行的系统硬件及软件。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：本发明利用温度测量组件检测分离器的温度值，计算出分离器的温升速率；然后将检测到的分离器温度值与预设温度窗口值进行比较，将分离器的温升速率与预设温升速率进行比较；当检测到的分离器温度值大于预设温度窗口高限值时，或分离器的温升速率大于预设温升速率时，逻辑控制组件生成分离器温度高信号或分离器温升速率高信号，向二次风系统发送增加出力指令，向烟气再循环系统发送减小出力指令，分离器的温度降低到预设温度窗口值范围内；当检测到的分离器温度值小于预设温度窗口低限值时，或分离器的温升速率大于预设温降速率时，逻辑控制组件生成分离器温度低信号或分离器温降速率高信号，向二次风系统发送减小指令，向烟气再循环系统发送增加出力指令，分离器温度升高到预设温度窗口值范围内；当检测到的分离器温度值在预设温度窗口值范围内时，或分离器的温升速率在预设温升速率范围内时，逻辑控制组件生成分离器温度正常信号或分离器温降速率正常信号，向二次风系统发送正常指令，向烟气再循环系统发送正常出力指令，分离器温度维持在预设温度窗口值范围内。即本发明提供一种主动式的高效SNCR脱硝方法，通过获取分离器温度值与分离器温度变化速率，与预设值进行比较进而自动触发控制逻辑进行脱硝优化。如此，可以在反应器温度偏离温度窗口导致还原剂耗量增加或反应停止时，提高反应效率，降低循环流化床锅炉脱硝运行成本。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式中的技术方案，下面将对具体实施方式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方式，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为本发明实施例提供的循环流化床锅炉的示意图；

图2为本发明控制流程示意图；

图3为图2中S3逻辑控制组件逻辑控制示意图；

图4为图2中S4逻辑控制组件逻辑控制示意图；

图5为图2中S5逻辑控制组件逻辑控制示意图；

图6为本发明控制系统示意图。

图标：10-炉膛；110-分离器；120-二次风系统；130-烟气再循环系统；140-引风机；150-一次风系统；160-SNCR喷枪；170-烟囱。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，循环流化床锅炉包括炉膛10、分离器110、二次风系统120、烟气再循环系统130、引风机140、一次风系统150、SNCR喷枪160、烟囱170、温度控制组件和逻辑控制组件，一次风系统150、二次风系统120均与炉膛10连通，炉膛10与分离器110连通，分离器110与烟囱170连通，分离器110与烟囱170之间设置有引风机140，分离器110上设置有SNCR喷枪160。一次风系统150、二次风系统120将空气送入炉膛10助燃，产生的烟气经过分离器110后通过引风机140排入烟囱170，SNCR喷枪将还原剂喷入分离器110发生反应脱硝，烟气再循环130将部分烟气送回炉膛10。

如图6所示，温度测量组件用于获取分离器110的温度值以及分离器110的温升速率，温度测量组件的信号输出端连接逻辑控制组件的信号输入端，逻辑控制组件控制二次风系统120以及烟气再循环系统130。

如图2所示，作为本发明的某一优选实施例，逻辑控制组件，即控制锅炉本体及辅机运行的系统硬件及软件，当检测到分离器110的温度值大于预设温度窗口高限，或分离器110的温升速率大于预设温升速率时，向二次风系统120发送增加出力指令，向烟气再循环系统130发送减小出力指令；当检测到分离器110的温度值小于预设温度窗口低限，或分离器110温降速率大于预设温降速率时，向二次风系统120发送减小指令，向烟气再循环系统130发送增加出力指令；当检测到的分离器110温度值在预设温度窗口范围内，或分离器110的温升速率在预设温升速率范围内时，向二次风系统120发送正常指令，向烟气再循环系统130发送正常出力指令。

经发明人大量研究和实践发现，在循环流化床锅炉工作时，可以调节二次风系统120的出力与烟气再循环系统130的出力来控制与炉膛10连接的分离器110的温度，以此提高SNCR喷枪160喷入的还原剂与烟气中的NOx反应效率。例如，当分离器110的温度降低时，SNCR反应效率降低，通过减小二次风系统120的出力，或增加烟气再循环系统130的出力，来提高分离器110的温度。

故在本实施例中，通过检测分离器110的温度及升、降速率作为判断依据，来进行高效脱硝控制。本实施例提供了高效SNCR脱硝系统对所述分离器110温度进行检测，并根据检测结果控制二次风系统120及烟气再循环系统130的工作状态，以达到提高脱硝效率的效果。

如图2所示，一种循环流化床锅炉高效SNCR脱硝方法及系统，包括以下步骤:

S1、温度测量组件检测分离器110的温度值，计算分离器110的温升速率，作为本发明的某一优选实施例，温度检测组件包括用于检测温度值的分离器温度高检测单元，用于检测温度值的分离器温度低检测单元，及用于检测所述分离器温度值的分离器温度正常检测单元；温度测量组件检测分离器110入口水平烟道、分离器110出口水平烟道、分离器110本体的任意一个温度值，其中，分离器110入口、出口、本体温度检测单元同时又包括多个采样点；

S2、将检测到的分离器110温度值与预设温度窗口进行比较，预设温度窗口指经过燃烧调整试验确定下来的SNCR反应的最佳温度区间，将分离器110的温升速率与预设温升速率进行比较；

当检测到的分离器110温度值大于预设温度窗口高限，或分离器110的温升速率大于预设温升速率时，执行S3；

当检测到的分离器110温度值小于预设温度窗口低限，或分离器110的温升速率大于预设温降速率时，执行S4；

当检测到的分离器110温度值在预设温度窗口范围内，或分离器110的温升速率在预设温升速率范围内时，执行S5；

S3、逻辑控制组件生成分离器110温度高信号或分离器110温升速率高信号，向二次风系统110发送增加出力指令，开大二次风系统120的功率，向烟气再循环系统110发送减小出力指令，关小烟气再循环系统130的调门；

S4、逻辑控制组件生成分离器110温度低信号或分离器110温降速率高信号，向二次风系统120发送减小指令，关小二次风系统120的功率，向烟气再循环系统130发送增加出力指令，开大烟气再循环系统130的调门；

S5、逻辑控制组件生成分离器110温度正常信号或分离器110温降速率正常信号，向二次风系统120发送正常指令，向烟气再循环系统130发送正常出力指令。

在本实施例中，逻辑控制组件根据温度检测组件获得的数据进行高效脱硝的判断控制。

如图3、图4和图5所示，逻辑控制组件获得分离器110温度值，在检测到分离器110温度大于预设分离器温度窗口上限时，或分离器110温升速率大于预设分离器温升速率，延时3s，发送指令开启二次风系统，同时发送指令关闭烟气再循环系统。其中，作为本发明的某一优选实施例，预设分离温度窗口上限可以设置为900℃，预设分离器温升速率可以设置为1℃/s。

综上所述，本发明提供的高效脱硝方法及系统，通过获取分离器110的温度值与分离器110的温度变化速率，与预设值进行比较进而自动触发控制逻辑进行脱硝优化。如此，可以在反应器温度偏离温度窗口导致还原剂耗量增加或反应停止时，提高反应效率，降低循环流化床锅炉脱硝运行成本。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种循环流化床锅炉高效SNCR脱硝系统，其特征在于：包括分离器(110)、二次风系统(120)、烟气再循环系统(130)、温度测量组件和逻辑控制组件，所述温度测量组件用于获取分离器(110)的温度值以及分离器(110)的温升速率，温度测量组件的信号输出端连接逻辑控制组件的信号输入端，逻辑控制组件控制二次风系统(120)以及烟气再循环系统(130)；所述逻辑控制组件，用于当检测到分离器(110)的温度值大于预设温度窗口高限，或分离器(110)的温升速率大于预设温升速率时，向二次风系统(120)发送增加出力指令，向烟气再循环系统(130)发送减小出力指令；当检测到分离器(110)的温度值小于预设温度窗口低限，或分离器(110)温降速率大于预设温降速率时，向二次风系统(120)发送减小指令，向烟气再循环系统(130)发送增加出力指令；当检测到的分离器(110)温度值在预设温度窗口范围内，或分离器(110)的温升速率在预设温升速率范围内时，向二次风系统(120)发送正常指令，向烟气再循环系统(130)发送正常出力指令；还包括炉膛(10)、一次风系统(150)和烟囱(170)，所述一次风系统(150)、二次风系统(120)均与炉膛(10)连通，炉膛(10)与分离器(110)连通，分离器(110)与烟囱(170)连通；所述分离器(110)上设置有SNCR喷枪(160)，所述SNCR喷枪(160)将还原剂喷入分离器(110)发生反应脱硝。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述分离器(110)与烟囱(170)之间设置有引风机(140)，所述引风机(140)将产生的烟气经过分离器(110)后排入烟囱(170)。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述逻辑控制组件为控制锅炉本体及辅机运行的系统硬件及软件。

4.一种循环流化床锅炉高效SNCR脱硝方法，其特征在于，使用权利要求1-3任一项所述的循环流化床锅炉高效SNCR脱硝系统，包括以下步骤:

S1、检测分离器(110)的温度值，计算分离器(110)的温升速率；

S2、将检测到的分离器(110)温度值与预设温度窗口进行比较，将分离器(110)的温升速率与预设温升速率进行比较；

当检测到的分离器(110)温度值大于预设温度窗口高限，或分离器(110)的温升速率大于预设温升速率时，执行S3；

当检测到的分离器(110)温度值小于预设温度窗口低限，或分离器(110)的温升速率大于预设温降速率时，执行S4；

当检测到的分离器(110)温度值在预设温度窗口范围内，或分离器(110)的温升速率在预设温升速率范围内时，执行S5；

S3、逻辑控制组件生成分离器(110)温度高信号或分离器(110)温升速率高信号，向二次风系统(120)发送增加出力指令，向烟气再循环系统(130)发送减小出力指令；

S4、逻辑控制组件生成分离器(110)温度低信号或分离器(110)温降速率高信号，向二次风系统(120)发送减小指令，向烟气再循环系统(130)发送增加出力指令；

S5、逻辑控制组件生成分离器(110)温度正常信号或分离器(110)温降速率正常信号，向二次风系统(120)发送正常指令，向烟气再循环系统(130)发送正常出力指令；

S1中，通过温度测量组件检测分离器(110)温度值以及分离器(110)的温升速率，包括检测分离器(110)入口水平烟道、分离器(110)出口水平烟道、分离器(110)本体的任意一个温度值；

S2中，所述预设温度窗口指经过燃烧调整试验确定下来的SNCR反应温度区间；

所述增加出力指令，包括开大烟气再循环系统(130)的调门或开大二次风系统(120)的功率；

所述减小出力指令，包括关小烟气再循环系统(130)的调门或关小二次风系统(120)的功率。