智能脫硝系統  

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1 產品簡介

智能脫硝系統是一套協調處理煙氣氮氧化物的氨水噴射系統，主要包含脫硝系統的氨水泵之后的氨水分配系統，噴槍系統與智能控制系統。其中控制軟件部分為系統的核心，包括優化控制系統、預測系統以及氨水分配優化模型；執行硬件部分采用多層布置的高穿透噴槍以及用于噴槍精準氨水控制的分配閥組執行機構等。

2 產品特點

2.1 智能算法

常規非精準脫硝系統采用模糊控制與神經網絡協同控制。精準脫硝系統需要協調每桿槍的參數，在原基礎上需要專家系統與神經網絡協同體現在每個噴槍的精準控制上。

2.2 專用裝備

系統配備專用高穿透氨水霧化噴槍，較常規噴槍有更強的穿透性，使氨水在煙道復雜的流場和高風速下更好的擴散；專用管路設計防止回流，方便檢修與設備更換；根據現場及生產需求定制控制設備與方案。

2.3 充分的工藝考量

常規的脫硝系統只考慮硬件軟件功能，我們以用戶為中心，以效果為導向，充分獲取生產工藝數據，合理布局，為了達到效果，會伴隨著工藝調整建議。

3 系統組成

SNCR氨水噴槍，噴氨管路系統，控制系統，上位軟件與算法

管路系統負責泵送，分配，調節氨水，上位軟件實現數據濾波收集、算法計算、結果輸出并輸出控制指令。控制單元負責現場控制、接收指令等，氨水噴槍則將氨水霧化噴入煙道。

圖1  系統流程圖

3.1專用高穿透氨水霧化噴槍

SNCR 選擇性非催化還原法脫硝 ，其方法是將一定壓力的氨水，在壓縮空氣的共同作用下，通過氣液兩相流（氨水、壓縮空氣）噴槍噴入煙氣中，在沒有還原劑的情況下，氨水中的氨和煙氣中的氮氧化物反應，生成氮氣和水，使煙氣中氮氧化物得以脫除。

成都嘉能恒業科技有限公司的氨水噴槍采用氣泡霧化的方式，氣體和氨水在噴槍前端混合室混合噴出。氣泡霧化得到的霧化粒徑將比其他霧化方式的更小，霧化效果更好,同時噴射距離有2-3m，穿透力強。

圖2  噴槍示意圖

3.2 噴氨管路系統

通用噴氨管路系統工藝圖如下，主要是管路閥門控制氨水基本流向，雙泵一用一備，傳感器檢測管路狀況，比例閥調節管路流量大小與流量分配。

圖3  工藝布置圖

3.3 控制系統與上位軟件與算法

該系統配套軟件具備用戶登錄、數據監視、自動報表、異常報警等功能。

同時可根據用戶需要定制上位機軟件，例如組態王，wincc，同時可以直接將數據顯示到現有中控界面。

常規非精準脫硝系統采用模糊控制與神經網絡協同控制。

精準脫硝系統需要協調每桿槍的參數，需要專家系統與神經網絡協同體現在每個噴槍的精準控制上。

4 系統應用與功能

該系統是協調處理煙氣氮氧化物的氨水噴射系統，除了進行氨水噴射，還需要工藝協同處理；

4.1 工藝與實施方案：

根據cfd仿真流場分析結合現場標定獲得噴霧界面氣體成分及溫度等的各個重要組分的分布，結合工藝經驗確定噴氨點位置及噴槍數量。

圖4  一氧化碳仿真分布圖

同時根據現場狀況及噴槍分布確定每只噴槍的噴霧參數（壓力，流量等等），具體參數根據系統內置算法計算，再結合實驗所得噴槍流量壓力曲線計算每只噴槍的實際應用參數。

若單純的更換噴氨槍及噴氨系統進行改造，不能達到效果需要結合分級燃燒改造協同。

分級燃燒改造， 改進三次風管的位置，修改C4下料管，使一部分生料和煤粉從三次風管下部的縮口進入，建立還原區，以達到還原窯氣中NOx的目的，可滿足NOx排放低于100mg/Nm3要求。

深度分級燃燒改造，可滿足NOx排放低于50mg/Nm3要求。

在分解爐內建立強還原區、 弱還原區、燃盡區。

強還原區：將三次風管進分解爐部分抬高，三次風管以下部分為強還原區。大部分煤粉加入到強還原區， 利用煤粉裂解產物和部分CO對窯氣中的NOx進行還原。

弱還原區：兩個三次風管進口之間為弱還原區。 加入三次風后形成的大量CO， 對NOx進行進一步還原。

燃盡區：剩余三次風加入到分解爐中部，以滿足CO燃燒的要求。
      為滿足煤粉和CO燃盡的要求， 需要對分解爐進行擴容。

圖5  分解爐模型圖