[发明专利]一种尾部脱硝与炉内燃烧联合的优化系统及其控制方法

说明书

本发明涉及炉内燃烧与尾部脱硝技术领域，公开一种尾部脱硝与炉内燃烧联合的优化系统及其控制方法，其中，尾部脱硝与炉内燃烧联合的优化系统包括：锅炉，其内设有二次风口；多层燃烧器，间隔设置在锅炉内；省煤器，与锅炉连通；脱硝装置，包括：脱硝入口检测组件，检测不同区域的烟气中的O₂、CO的浓度；喷射组件，能够朝烟气内喷射NH₃；脱硝催化组件；脱硝出口检测组件，检测不同区域的烟气中的NOx和NH₃的浓度；脱硫装置，设置在脱硝装置的下游；净烟气检测件，设置在脱硫装置的出口。本发明公开的尾部脱硝与炉内燃烧联合的优化系统，提高了锅炉燃烧效率低、降低了烟气中的NOx浓度以及减少了下游设备积灰、腐蚀的概率。

技术领域

本发明涉及尾部脱硝与炉内燃烧联合技术领域，尤其涉及一种尾部脱硝与炉内燃烧联合的优化系统及其控制方法。

背景技术

为了保证锅炉NOx达标排放，一般须配备脱硝装置，其利用NH₃对NOx进行还原，将NOx还原为对环境无害的N₂和H₂O。在脱硝装置的实际运行中，喷氨量的多少尤其重要，增加喷氨量有利于降低烟气的NOx浓度，但氨逃逸会随之增加，进而造成下游设备(如空气预热器、除尘器等)积灰和腐蚀。现有的脱硝装置仅仅控制喷氨的总量，无法实现局部氨气量的调节，当脱硝装置入口NOx浓度及流场分布不均匀时，会造成局部喷氨过大或过小的问题，增大了脱硝运行成本，未参加反应的氨气会影响下游设备的正常运行，同时还会增大净烟气中的NOx的浓度。

随着新能源发电逐渐并入电网，燃煤发电机组的发电负荷调整逐渐频繁，对燃煤锅炉的安全经济运行造成较大影响，产生了脱硝装置喷氨量过多、净烟气NOx浓度环保考核指标波动较大的问题。喷氨量增大不但会污染环境，还会增加脱硝成本，喷氨量过多一般由以下两个因素造成：

一方面，随着机组容量的增大，烟道的横截面积增大，沿着烟道宽度方向的烟气浓度分布的不均匀增加，具体地，燃烧区域的配风格局造成NOx生成量并不均匀，若局部燃烧氧量偏低，相应区域产生的不完全燃烧损失就会急剧增大，使得烟气中的CO浓度急剧增大，从而降低锅炉的燃烧效率；若局部燃烧氧量偏高，相应区域生成的NOx浓度又急剧升高，因此单一的NOx浓度测点无法代表实际的NOx生成量，造成脱硝装置喷氨量过多；

另一方面，机组发电负荷的频繁变化使得给煤量、送风量随之频繁变化，炉内低氮燃烧所需要的低氧环境在给煤量和送风量变化时无法持久，造成NOx生成量波动较大，而脱硝装置本身的延迟滞后造成喷氨量无法与NOx的生成量实时响应，造成环保考核超标、喷氨量增多。

发明内容

基于以上所述，本发明的一个目的在于提供一种尾部脱硝与炉内燃烧联合的优化系统，能够降低因燃烧和喷氨量不合适导致的燃烧效率低、烟气中的NOx浓度大以及下游设备的积灰、腐蚀的概率。

本发明的另一个目的在于提供一种尾部脱硝与炉内燃烧联合的优化系统的控制方法，脱硝装置的喷氨量能够根据与锅炉的实际运行工况相匹配，从而降低了脱硝装置出口的NH₃的浓度和净烟气中的NOx的浓度。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：