一种SCR系统的制作方法

本申请涉及环保技术领域，更具体地说，涉及一种SCR系统。

背景技术：

根据国家《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014—2020年)》要求，为了保证烟气中氮氧化物(NOx)达标排放，燃煤电厂需要进行氮氧化物排放控制，即需对烟气进行脱硝处理才能进行排放。目前在燃煤电厂中，普遍利用基于选择性催化还原烟气脱硝技术(SCR)的SCR系统进行脱硝处理，SCR技术被认为是目前乃至今后相当长时期内最主要的烟气脱硝技术。

在SCR系统中，为了保证较高的氮氧化物脱除率，同时减少氨的消耗量，降低氨逃逸率，作为还原剂的氨的喷入量的调节控制是其中的关键。若氨供应量偏低，将会导致系统中氨与氮氧化物的反应不足，造成氮氧化物排放超标；若氨供应量偏高，则会出现氨耗量增大，同时氨逃逸增多，造成硫酸氢铵增多，引起电厂锅炉的空预器堵塞，导致烟气流动阻力增大，降低了锅炉系统安全性；与此同时，过多的氨进入环境也会造成二次污染。因此，必须对氨的喷入量进行精确调节，以保证稳定的脱硝效率，延长催化剂更替周期，提高锅炉系统安全性与可靠性。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请提供一种SCR系统，用于电厂锅炉中对作为还原剂的氨的喷入量进行精确控制，以保证燃煤电厂能够实现稳定的脱硝效率。

为了实现上述目的，现提出的方案如下：

一种SCR系统，还原剂的供给调节方法、应用于电厂锅炉，至少包括反应器、还原剂供给装置、还原剂稀释调节装置和供给调节装置，所述供给调节装置包括：

参数检测模块，用于检测所述电厂锅炉与氮氧化物相关的多个运行参数；

计算控制模块，用于根据预设的计算模型对所述多个运行参数进行计算，并根据得到的计算结果向所述还原剂供给装置输出开度控制指令，所述开度控制指令用于控制所述还原剂供给装置向所述还原剂稀释混合装置输送作为还原剂的氨气。

可选的，所述多个运行参数包括所述反应器的入口氮氧化物浓度、所述反应器的出口氮氧化物浓度、所述电厂锅炉的总风量、所述还原剂供给装置的实际氨气流量、所述还原剂稀释混合装置的稀释风流量和所述反应器的出口氮氧化物浓度设定值。

可选的，所述还原剂供给装置包括第一调节阀，所述开度控制指令包括第一开度指令，所述计算控制模块包括：

参数计算单元，用于对所述入口氮氧化物浓度、所述出口氮氧化物浓度设定值和所述总风量按第一预设公式进行计算，得到喷氨需求量设定值；

指令输出单元，用于根据所述喷氨需求量设定值向所述第一调节阀输出所述第一开度指令，所述第一开度指令用于控制所述第一调节阀按所述喷氨需求量设定值向所述还原剂稀释混合装置输送氨气。

可选的，所述还原剂供给装置还包括第二调节阀，所述开度控制指令还包括第二开度指令，所述计算控制模块还包括：

第一控制器，用于对所述出口氮氧化物浓度、所述出口氮氧化物浓度设定值按第二预设公式进行计算，根据计算结果对所述喷氨需求量设定值进行修正，得到最终氨流量设定值；

第二控制器，用于根据所述最终按流量设定值向所述第二调节阀输出所述第二开度指令，所述第二开度指令用于对所述第二调节阀进行微动调节，使所述第一调节阀和所述第二调节阀输出的氨气的总量符合所述最终氨流量设定值。

从上述的技术方案可以看出，本申请公开了一种SCR系统，该SCR系统至少包括反应器、还原剂供给装置和还原剂稀释调节装置，具体用于检测反应器的与氮氧化物的含量相关的多个运行参数；根据预设的计算模型对多个运行参数进行计算，并根据得到的计算结果向还原剂供给装置输出开度控制指令，开度控制指令用于控制还原剂供给装置向还原剂稀释混合装置输送作为还原剂的氨气。由于上述方案根据电厂锅炉的多个运行参数对氨气进行控制，因此可以实现对还原剂氨气的精确控制，从而保证了燃煤电厂能够实现稳定的脱硝效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例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，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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为本申请实施例提供的一种实施例的结构图；

图2为本申请实施例的一种SCR系统的结构图；

图3为本申请实施例的一种SCR系统的控制框图；

图4为本申请实施例提供的一种还原剂的供给调节方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例一

图1为本申请实施例提供的一种还原剂的供给调节方法的流程图。

如图1所示，本实施例提供的供给调节方法应用于电厂锅炉的SCR系统，该SCR系统用于对电厂锅炉所排出的烟气进行脱硝处理，即去除其中的氮氧化物。该SCR系统包括多个部分，其中至少包括括反应器、还原剂供给装置和还原剂稀释调节装置。

还原剂供给装置包括两个并联连接的调节阀，分别为第一调节阀和第二调节阀，其两端分别与氨气供给设备如氨气罐或氨气管路相连接，另一端则连接至还原剂稀释调节装置，用于将氨气输送给该还原剂稀释调节装置。

还原剂稀释调节装置用于对还原剂供给装置输送的氨气进行稀释，并将稀释后的氨气输送到反应器，氨气和电厂锅炉送出的氮氧化物会在反应器中进行反应，从而将其中的氮氧化物去除掉。该还原剂稀释调节装置包括稀释风机5、氨气/空气混合器7和氨气喷射装置11，如图2所示。

本实施例中的还原剂的供给调节方法具体包括如下步骤：

S101：检测电厂锅炉与氮氧化物相关的多个运行参数。

具体来说是检测与电厂锅炉相关的、以及与电厂锅炉的反应器相关的氮氧化物的含量相关的多个运行参数。这些运行参数具体包括反应器的入口氮氧化物浓度、反应器的出口氮氧化物浓度、电厂锅炉的总风量、还原剂供给装置的实际氨气流量、还原剂稀释混合装置的稀释风流量和反应器的出口氮氧化物浓度设定值。最后的出口氮氧化物浓度设定值是系统运行中用户根据实际情况进行预置的。

如图2所示，设置在SCR系统的反应器入口的氮氧化物浓度测量仪10用来测量反应器的入口氮氧化物浓度，设置在反应器的出口的氮氧化物浓度测量仪13用来测量反应器的出口氮氧化物浓度，设置在锅炉9外侧的总风量测量仪8用来测量锅炉侧的总风量，设置在供氨流量母管41上的氨气流量测量仪1用来测量实际氨气流量。

实际上，在本申请的技术方案中，烟气流量的确定是关键。烟气流量不宜采用实测值，因测量值波动较大，将导致测量值误差大、精度低，测量过程中还会引起喷氨控制自动指令跳变，因此若采用直接测量将不能满足控制要求；烟气流量有时采用蒸发量对应的计算值，但因蒸发量测量有滞后不能实时反应烟气流量，影响实时跟踪控制的效果；另外有时也采用燃煤量对应的烟气流量计算值，但由于煤质变化较大，不能实时准确地反应烟气流量值，因此也难以满足相应的控制要求。因此，在本申请中，我们引入了锅炉侧的总风量来计算烟气流量，以便达到实时跟踪控制的目的。

S102：对多个运行参数进行计算得到并输出开度控制指令。

具体来说，是根据预设的计算模型对上述的多个运行参数进行计算，从而得到开度控制指令，并将该开度控制指令输出到SCR系统的还原剂稀释混合装置，该开度控制指令用于控制还原剂供给装置向还原剂稀释混合装置输送的氨气的输送量，以使进入反应器的氨气能够精确匹配反应器中氮氧化物的量。

从上述技术方案可以看出，本申请提供了一种还原剂的供给调节方法，该方法应用于电厂锅炉的SCR系统，该SCR系统至少包括反应器、还原剂供给装置和还原剂稀释调节装置，该供给调节方法具体为检测反应器的与氮氧化物的含量相关的多个运行参数；根据预设的计算模型对多个运行参数进行计算，并根据得到的计算结果向还原剂供给装置输出开度控制指令，开度控制指令用于控制还原剂供给装置向还原剂稀释混合装置输送作为还原剂的氨气。由于上述方案根据电厂锅炉的多个运行参数对氨气进行控制，因此可以实现对还原剂氨气的精确控制，从而保证了燃煤电厂能够实现稳定的脱硝效率。

本申请的还原剂供给装置的第一调节阀的最大通氨量为系统所需最大氨量的130％，而第二调节阀的最大通氨量为第一调节阀的最大通氨量的20％，通过两个调节阀的并联，可以实现对通氨总量的精确控制。相应的，上述的开度控制指令包括第一开度指令和第二开度指令。

本申请在实现根据预设的计算模型对多个运行参数进行计算、并根据计算结果向还原供给装置输出开度控制指令的过程中，具体利用下面的步骤进行操作，如具体控制框图如图3所示：

首先，对入口氮氧化物浓度、出口氮氧化物浓度设定值和总风量按第一预设公式进行计算，得到喷氨需求量设定值。该喷氨需求量设定值＝总风量×(入口氮氧化物浓度-出口氮氧化物浓度设定值)×17÷46×22.4÷17。

然后，根据喷氨需求量设定值向第一调节阀输出第一开度指令，第一开度指令用于控制第一调节阀按喷氨需求量设定值向还原剂稀释混合装置输送氨气。

另外，继续对出口氮氧化物浓度、出口氮氧化物浓度设定值按第二预设公式进行计算，根据计算结果对喷氨需求量设定值进行修正，得到最终氨流量设定值；

最后，根据最终按流量设定值向第二调节阀输出第二开度指令，第二开度指令用于对第二调节阀进行微动调节，使第一调节阀和第二调节阀输出的氨气的总量符合最终氨流量设定值。

通过上述技术方案的实际控制，能够产生如下有益效果：

本申请的还原剂供给调节控制装置中将流通能力不同的两个调节阀并联设置，根据喷氨需要量的大小，结合多个运行参数进行逻辑运算后发出开度控制指令，采用流通能力大的调节阀达到喷氨需要量粗调的效果，采用流通能力小的调节阀达到喷氨需要量细调的效果，从而实现SCR系统的氨喷入量宽范围、高精度控制的目的，进而保证排出的氮氧化物浓度不超标、喷氨不过量。

另外，本申请引入了测量参数，如SCR系统的反应器的入口氮氧化物浓度、反应器的出口的氮氧化物浓度、锅炉侧的总风量、实际氨气流量、反应器的出口的氮氧化物浓度设定值，其中测量参数锅炉侧总风量的引入能够达到对烟气流量实时跟踪控制的目的，进而实现SCR系统的氨喷入量实时控制的目的，最终保证排出的氮氧化物浓度不超标、喷氨不过量。

实施例二

本实施例提供了一种SCR系统，该SCR系统用于对电厂锅炉所排出的烟气进行脱硝处理，即去除其中的氮氧化物。该SCR系统包括多个部分，其中至少包括括反应器、还原剂供给装置、还原剂稀释调节装置和供给调节装置。

还原剂供给装置包括两个并联连接的调节阀，分别为第一调节阀和第二调节阀，其两端分别与氨气供给设备如氨气罐或氨气管路相连接，另一端则连接至还原剂稀释调节装置，用于将氨气输送给该还原剂稀释调节装置。

还原剂稀释调节装置用于对还原剂供给装置输送的氨气进行稀释，并将稀释后的氨气输送到反应器，氨气和电厂锅炉送出的氮氧化物会在反应器中进行反应，从而将其中的氮氧化物去除掉。该还原剂稀释调节装置包括稀释风机5、氨气/空气混合器7和氨气喷射装置11，如图2所示。

本实施例中的供给调节装置具体包括参数检测模块100和计算控制模块200,如图4所示。

参数检测模块用于检测电厂锅炉与氮氧化物相关的多个运行参数。

具体来说是检测与电厂锅炉相关的、以及与电厂锅炉的反应器相关的氮氧化物的含量相关的多个运行参数。这些运行参数具体包括反应器的入口氮氧化物浓度、反应器的出口氮氧化物浓度、电厂锅炉的总风量、还原剂供给装置的实际氨气流量、还原剂稀释混合装置的稀释风流量和反应器的出口氮氧化物浓度设定值。最后的出口氮氧化物浓度设定值是系统运行中用户根据实际情况进行预置的。

如图2所示，设置在SCR系统的反应器入口的氮氧化物浓度测量仪10用来测量反应器的入口氮氧化物浓度，设置在反应器的出口的氮氧化物浓度测量仪13用来测量反应器的出口氮氧化物浓度，设置在锅炉9外侧的总风量测量仪8用来测量锅炉侧的总风量，设置在供氨流量母管41上的氨气流量测量仪1用来测量实际氨气流量。

实际上，在本申请的技术方案中，烟气流量的确定是关键。烟气流量不宜采用实测值，因测量值波动较大，将导致测量值误差大、精度低，测量过程中还会引起喷氨控制自动指令跳变，因此若采用直接测量将不能满足控制要求；烟气流量有时采用蒸发量对应的计算值，但因蒸发量测量有滞后不能实时反应烟气流量，影响实时跟踪控制的效果；另外有时也采用燃煤量对应的烟气流量计算值，但由于煤质变化较大，不能实时准确地反应烟气流量值，因此也难以满足相应的控制要求。因此，在本申请中，我们引入了锅炉侧的总风量来计算烟气流量，以便达到实时跟踪控制的目的。

计算控制模块用于对多个运行参数进行计算得到并输出开度控制指令。

具体来说，是根据预设的计算模型对上述的多个运行参数进行计算，从而得到开度控制指令，并将该开度控制指令输出到SCR系统的还原剂稀释混合装置，该开度控制指令用于控制还原剂供给装置向还原剂稀释混合装置输送的氨气的输送量，以使进入反应器的氨气能够精确匹配反应器中氮氧化物的量。

从上述技术方案可以看出，本申请提供了一种还原剂的供给调节方法，该方法应用于电厂锅炉的SCR系统，该SCR系统至少包括反应器、还原剂供给装置和还原剂稀释调节装置，该供给调节方法具体为检测反应器的与氮氧化物的含量相关的多个运行参数；根据预设的计算模型对多个运行参数进行计算，并根据得到的计算结果向还原剂供给装置输出开度控制指令，开度控制指令用于控制还原剂供给装置向还原剂稀释混合装置输送作为还原剂的氨气。由于上述方案根据电厂锅炉的多个运行参数对氨气进行控制，因此可以实现对还原剂氨气的精确控制，从而保证了燃煤电厂能够实现稳定的脱硝效率。

本申请的还原剂供给装置的第一调节阀的最大通氨量为系统所需最大氨量的130％，而第二调节阀的最大通氨量为第一调节阀的最大通氨量的20％，通过两个调节阀的并联，可以实现对通氨总量的精确控制。相应的，上述的开度控制指令包括第一开度指令和第二开度指令。

本申请计算控制模块具体包括参数计算单元、指令输出单元、第一控制器和第二控制器。

参数计算单元用于对入口氮氧化物浓度、出口氮氧化物浓度设定值和总风量按第一预设公式进行计算，得到喷氨需求量设定值。该喷氨需求量设定值＝总风量×(入口氮氧化物浓度-出口氮氧化物浓度设定值)×17÷46×22.4÷17。

质量输出单元用于根据喷氨需求量设定值向第一调节阀输出第一开度指令，第一开度指令用于控制第一调节阀按喷氨需求量设定值向还原剂稀释混合装置输送氨气。

第一控制器用于对出口氮氧化物浓度、出口氮氧化物浓度设定值按第二预设公式进行计算，根据计算结果对喷氨需求量设定值进行修正，得到最终氨流量设定值，如图3所示；

第二控制器用于根据最终按流量设定值向第二调节阀输出第二开度指令，第二开度指令用于对第二调节阀进行微动调节，使第一调节阀和第二调节阀输出的氨气的总量符合最终氨流量设定值，如图3所示。

通过上述技术方案的实际控制，能够产生如下有益效果：

本申请的还原剂供给调节控制装置中将流通能力不同的两个调节阀并联设置，根据喷氨需要量的大小，结合多个运行参数进行逻辑运算后发出开度控制指令，采用流通能力大的调节阀达到喷氨需要量粗调的效果，采用流通能力小的调节阀达到喷氨需要量细调的效果，从而实现SCR系统的氨喷入量宽范围、高精度控制的目的，进而保证排出的氮氧化物浓度不超标、喷氨不过量。

另外，本申请引入了测量参数，如SCR系统的反应器的入口氮氧化物浓度、反应器的出口的氮氧化物浓度、锅炉侧的总风量、实际氨气流量、反应器的出口的氮氧化物浓度设定值，其中测量参数锅炉侧总风量的引入能够达到对烟气流量实时跟踪控制的目的，进而实现SCR系统的氨喷入量实时控制的目的，最终保证排出的氮氧化物浓度不超标、喷氨不过量。

本说明书中的各个实施例均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的部分互相参见即可。

本领域内的技术人员应明白，本申请实施例的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本申请实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请实施例是参照根据本申请实施例的方法、终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本申请实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请实施例范围的所有变更和修改。

最后，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、物品或者终端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、物品或者终端设备所固有的要素。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、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上对本申请所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。