一种用于循环流化床锅炉的SNCR脱硝系统

技术领域

本发明涉及工业脱硝技术领域，具体是一种用于循环流化床锅炉的SNCR脱硝系统。

背景技术

随着全球经济快速发展和城市化进程的加快，国家对环保排放要求也日益严苛，火电、热电、垃圾焚烧发电、建材等行业的污染物排放标准也随之提高，大部分地区已经要求近零排放。新建项目可以通过新工艺、新技术、新材料、新设备等组合工艺系统来满足最新的排放要求。而老厂只能通过升级技术改造来满足实现。

循环流化床锅炉排烟中氮氧化物NOx，按其生成机理可分为热力型NOx、快速型NOx和燃料型NOx三类。热力型NOx是燃烧用空气中所含的N2在高温时氧化生成的；快速型NOx，是燃料燃烧分解时所产生的中间产物与N2反应生成的；燃料型NOx是燃料中所含有机氧化合物在燃烧时氧化生成的。在燃煤锅炉中，快速型NOx占总NOx含量的比例较少，一般在5％以下，因此排烟中氮氧化物主要为热力型NOx和燃料型NOx，研究表明，燃料型NOx和热力型NOx均与燃烧温度密切相关。燃烧温度愈高则这两种类型的NOx含量愈大，反之则愈小。特别是热力型NOx，受燃烧温度影响更明显。循环流化床锅炉的炉膛温度如能控制在850℃左右，此时热力型NOx生成量已较少，一般只占NOx总排放量的10％以下。加上循环流化床锅炉燃烧所需空气采用分段给入方式。一次风从布风板下送入，其量低于燃烧所需氧量，因而析出的燃料氮不能充分与氧反应生成氧化氮。二次风在炉膛下部还原区以上送入炉膛，此时燃料析出的氮已成为分子氮，因而也不易形成NOx。由于合理组织了分段送风和分段燃烧，可以有效地减少燃料型NOx的生成。

SNCR脱硝技术用NH

现有的SNCR脱硝技术存在以下不足：对温度要求严格，温度过低，NO

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于循环流化床锅炉的SNCR脱硝系统，以解决上述背景技术中提出的问题，对还原剂的投放量进行精准控制，避免设备俯视及产生氨逃逸。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于循环流化床锅炉的SNCR脱硝系统，包括并联的氨水输送单元、除盐水输送单元，所述氨水输送单元和除盐水输送单元的输出端连接有氨水混合分配单元；所述氨水混合分配单元的输出端连接有锅炉系统；还包括智能控制单元，通过所述智能控制单元在线监测锅炉系统中的温度数据，从而实时调节氨水输送单元和除盐水输送单元的输送量。

作为本发明进一步的方案：所述氨水输送单元包括氨水储备罐、连接在所述氨水储备罐输入口的卸氨泵模块、连接在氨水储备罐输出口的氨水输送泵模块；所述氨水输送泵模块的输出端连接至氨水混合分配单元的氨水入口。

作为本发明进一步的方案：所述除盐水输送单元包括除盐水储存罐、除盐水输送泵模块，所述除盐水输送泵模块的输出端连接至氨水混合分配单元的除盐水入口。

作为本发明进一步的方案：所述锅炉系统包括压缩空气分配模块、多支喷枪、锅炉体、旋风分离器。

作为本发明进一步的方案：所述压缩空气分配模块包括串联的压空管线和第一喷射管线，所述第一喷射管线包括并联的多条第一喷射支线，每条第一喷射支线对应连接一支喷枪。

作为本发明进一步的方案：所述第一喷射支线包括依次串联的第一针型阀、调压阀和止回阀。

作为本发明进一步的方案：所述氨水混合分配单元包括除盐水管线、氨水管线、第二喷射管线，所述除盐水管线和氨水管线并联后与第二喷射管线串联；其中，所述第二喷射管线包括并联的多条第二喷射支线，每条第二喷射支线对应连接一支喷枪。

作为本发明进一步的方案：所述第二喷射支线包括依次串联的第二针型阀、开关球阀、电磁流量计和压力表组件。

作为本发明进一步的方案：所述氨水输送单元还包括自动喷淋模块，所述自动喷淋模块包括喷淋组件、泄露监测仪、压力监测仪；其中，所述喷淋组件进口连接消防水，喷淋组件位于氨水储备罐上方，所述泄露监测仪和压力监测仪均与氨水储备罐通讯连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明可根据锅炉体中烟气的NO

本发明中的自动喷淋模块，可与智能控制单元联锁，实时监测并控制氨水储存罐中的液体温度、压力和氨气泄露情况，确保氨水输送单元安全运行。

本发明中的智能控制单元具有全自动控制、管理、协调和监控所有工艺功能，与总厂DCS通信，接受来自总厂的信号，精确计算注入量，定点给出还原剂量。氨水和除盐水配比、溶液流量、气水比等均可在控制界面中改变，简洁方便，快捷明了，易于操作。与DCS进行联锁，在线配比调节喷入到炉膛内氨水溶液的浓度。

本系统中的各单元均是模块化设计，现场仅需要连接对应管道，施工量较低，施工时间短、效率高。

应对不同的运行工况，本系统可及时做出智能的妥善处理，大大降低运行成本，避免还原剂浪费及污染物处理不达标情况，保证锅炉系统的稳定运行。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明中氨水混合分配单元的示意图；

图3为本发明中压缩空气分配模块的示意图；

图中：1-氨水输送单元、11-氨水储存罐、111-液位变送器、112-温度变送器、12-卸氨泵模块、13-氨水输送泵模块、131-氨水回流管线、14-自动喷淋模块、141-喷淋组件、142-泄露监测仪、143-压力监测仪、144-喷淋控制阀组、2-除盐水输送单元、21-除盐水储存罐、22-除盐水输送泵模块、221-除盐水回流管线、3-氨水混合分配单元、31-除盐水管线、32-氨水管线、33-第二喷射管线、331-第二针型阀、332-开关球阀、333-电磁流量计、334-压力表组件、335-混合器、4-锅炉系统、41-压缩空气分配模块、411-压空管线、412-第一喷射管线、4121-第一针型阀、4122-调压阀、4123-止回阀、42-喷枪、43-锅炉体、44-旋风分离器、45-保护风减压模块、5-智能控制单元。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或一体地连接；可以是机械连接，也可以是通讯连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1-3，本发明实施例中，一种用于循环流化床锅炉的SNCR脱硝系统，包括并联的氨水输送单元1、除盐水输送单元2，氨水输送单元1和除盐水输送单元2的输出端连接有氨水混合分配单元3；氨水混合分配单元3的输出端连接有锅炉系统4；还包括智能控制单元5，通过智能控制单元5在线监测锅炉系统4中的温度数据，从而实时调节氨水输送单元1和除盐水输送单元2的输送量。氨水输送单元1包括氨水储备罐11、连接在氨水储备罐11输入口的卸氨泵模块12、连接在氨水储备罐11输出口的氨水输送泵模块13；氨水输送泵模块13的输出端连接至氨水混合分配单元3的氨水入口。根据工艺计算出锅炉系统4每天的氨水溶液耗量，为满足系统的连续运行，氨水储备罐11中氨水的储备量少要满足7天用量。在充装过程中通过液位变送器111实时监测氨水储备罐11的液位，当液位高于上限值时，自动关闭卸氨泵模块12。

进一步的，为保证氨水输送单元1的安全，设置一套氨区的自动喷淋模块14，该自动喷淋模块14包括喷淋组件141、泄露监测仪142、压力监测仪143；其中，喷淋组件141进口连接消防水，喷淋组件141位于氨水储备罐11上方，泄露监测仪142和压力监测仪143均与氨水储备罐11通讯连接。除盐水输送单元2包括除盐水储存罐21、除盐水输送泵模块22，除盐水输送泵模块22的输出端连接至氨水混合分配单元3的除盐水入口。锅炉系统4包括压缩空气分配模块41、多支喷枪42、锅炉体43、旋风分离器44、保护风减压模块45。保护风减压模块45可保护压缩空气管线内气压恒定。通过自动喷淋模块14内的泄露监测仪142、压力监测仪143、喷淋控制阀组144等监控装置，实时监测氨水储备单元1，以确保其能安全稳定运行。该喷枪42布置在锅炉体43中的各个位置，在旋风分离器44烟道入口位置烟气湍动剧烈，在该位置布设的喷枪42喷射的氨水溶液能够与沿其进行更加充分地反应，进一步提升反应效率。

智能控制单元5为智能PLC Siemens S7-300，PROFIBUS分布式I/O，其可与现场DCS进行通讯连接，联锁控制及反馈系统的电压、温度变化、氨气泄漏等情况，使本系统不需要人工控制，也可以在手动模式下运行控制，操作人员仅从操作终端人工控制即可。当实时监控到氨水储备罐11内部压力或温度变化超过预设值时，PLC则会联锁控制喷淋组件141及喷淋控制阀组144进行消防水喷淋。当泄露监测仪142检测到氨水储备罐11顶部有氨气泄露时，会自动报警并联锁PLC智能控制单元，控制给喷淋组件141喷水。优选的，本实施例中的喷淋组件141采用节能雾化喷嘴，可降低运行成本。

浓度为20-25％的氨水溶液加压输送至氨水混合分配单元3，与此同时，除盐水通过除盐水输送单元2加压输送除盐水至氨水混合分配单元3，二者按照一定配比进行混合稀释形成浓度更低的氨水溶液。过量氨水溶液可沿氨水回流管线131返流至氨水储备罐11中；过量除盐水通过除盐水回流管线221返流至除盐水储存罐21中。

根据系统在线监测反馈烟气中的NO

在线监测将烟气中的NO

对应公式为：喷入浓度A％＝M

同时锅炉中的温度数据信号和锅炉负荷等数据也需反馈至脱硝PLC智能控制单元5中，从而精准选择开启合适温度区域的喷枪42，能够减少氨水耗量和氨逃逸。

循环硫化床锅炉属于中温燃烧，燃烧温度一般为850-950℃，还原剂反应温度范围800-900℃，只有在满足还原剂的温度区域，才能保证脱硝工艺的高去除率。

请继续参阅图2，氨水混合分配单元3包括除盐水管线31、氨水管线32、第二喷射管线33，除盐水管线31中的除盐水和氨水管线32中的氨水汇集到第二喷射管线33中；第二喷射管线33包括并联的多条第二喷射支线，每条第二喷射支线对应连接一支喷枪42。混合器335将除盐水和氨水混合均匀然后输送到各个第二喷射支线中，该第二喷射支线包括依次串联的第二针型阀331、开关球阀332、电磁流量计333和压力表组件334。该精准混合分配单元3采用模块化设计，集成程度高，产品质量更加可靠，改善现场操作空间，能够大幅度减少现场作业人员的劳动强度，提高安装质量及效率。每条第二喷射支线通过独立的电磁流量计333为氨水定量投放提供了可靠保证，每条第二喷射支线通设置的开关球阀332可对每支喷枪42进行单独控制，减少巡检强度。

请继续参阅图3，压缩空气分配模块41包括串联的压空管线411和第一喷射管线412，第一喷射管线412包括并联的多条第一喷射支线，每条第一喷射支线对应连接一支喷枪42。该第一喷射支线包括依次串联的第一针型阀4121、调压阀4122和止回阀4123。压缩空气分配模块41为氨水溶液的雾化喷射提供动力。每条第一喷射支线均设置了第一针型阀4121，可对每只喷枪进行单独控制，减少巡检强度，为氨水溶液雾化的精准投放提供了可靠保障。

进一步的，喷枪42采用脱硝专用二流体式雾化喷枪；材质为SS310，枪头部分为特殊材质合金，具有极强的耐高温抗腐蚀能力。通过高压柔性软管分别与氨水混合分配单元3和压缩空气分配模块41的管线相连，整个喷枪套管固定在锅炉体43水冷壁鳍板上，喷枪42与套管通过快速插拔接头连接，便于快速巡查喷头的使用情况。

虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

故以上所述仅为本申请的较佳实施例，并非用来限定本申请的实施范围；即凡依本申请的权利要求范围所做的各种等同变换，均为本申请权利要求的保护范围。