一种喷氨控制系统的制作方法

1.本实用新型属于脱硝技术领域，具体地说，涉及一种喷氨控制系统。


背景技术：

2.随着环保形势的逐渐严峻，环保压力日益增大，火电厂需要执行更为严格的no
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排放标准，scr技术以高脱硝率、几乎无二次污染等优点，成为控制no
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排放的主流技术。scr技术的基本工作原理是利用氨气对no
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进行还原。为了有效控制no
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的排放数据，在no
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的排放量接近超标线或已经瞬时超标时，操作人员一般采取过量喷出氨气的方式来压制no
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的排放数据。
3.然而长时间采用这种方式控制no
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的排放，会增加氨气逃逸量，过量的氨气进入空预器后，可能与空预器烟气环境中的so3发生反应。在so3的浓度较高的情况下，nh3与so3反应会导致副产物硫酸氢铵(nh4hso4)的大量生成。由于空预器的烟气环境复杂，过量的氨气还可能生成其他副产物。这些副产物在温度为146
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207℃范围内，呈熔融状，会牢固粘附在空预器换热元件表面，使换热元件发生腐蚀和积灰，由于积灰在低温段中上部，常规蒸汽难以有效清除，最终易引发空预器的严重堵塞，给机组的安全运行造成极大隐患。
4.有鉴于此特提出本实用新型。


技术实现要素：

5.本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种喷氨控制系统，可以划分区域测定no
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浓度并调节喷氨量，避免过量喷氨堵塞空预器的情况。
6.为解决上述技术问题，本实用新型采用技术方案的基本构思是：
7.一种喷氨控制系统，包括dcs系统和分别与所述dcs系统通讯连接的总量控制系统和分区控制系统；
8.所述分区控制系统包括：
9.喷氨格栅，用于将脱硝装置中的第一位置划分为多个喷氨区域；
10.分区控制服务器，与dcs系统通讯连接；
11.分区测量plc，与分区控制服务器连接，用于分区控制系统中数据的分析与传输；
12.分区环境分析装置，与分区测量plc连接，用于采集分析各个所述喷氨区域的no
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浓度，并将分析结果反馈至分区测量plc；
13.分区喷氨控制装置，与分区测量plc连接，用于调节各个喷氨区域的喷氨量。
14.进一步地，所述分区环境分析装置包括抽取气体的取样设备和与取样设备连接的分析设备；
15.所述取样设备包括多个分别设置在各个喷氨区域内的探头，所述探头通过取样管路与分析设备连接，将抽取的气体输送至分析设备进行分析；
16.所述分析设备与分区测量plc连接。
17.进一步地，所述分析设备为cems分析仪。
18.进一步地，所述探头上安装有过滤器。
19.进一步地，多个所述取样管路连接至同一个分析设备，所述分区环境分析装置还包括切换装置，所述切换装置可接通/断开各个取样管路与分析设备的连接，使分析设备同时与最多一个取样管路接通。
20.进一步地，所述喷氨控制系统同时对第一脱硝装置和第二脱硝装置的喷氨量进行控制，所述第一脱硝装置和第二脱硝装置内均设置多个探头，所述第一脱硝装置和第二脱硝装置内的探头分别通过取样管路连接至同一个分析设备。
21.进一步地，所述切换装置包括第一切换装置和第二切换装置，所述第一脱硝装置对应的取样管路与第一切换装置连接，所述第二脱硝装置对应的取样管路与第二切换装置连接。
22.进一步地，所述分区喷氨控制装置包括多个分别对应各个喷氨区域设置的第一喷氨调节阀门，所述分区测量plc与多个第一喷氨调节阀门分别连接，调节各个第一喷氨调节阀门的开度。
23.进一步地，所述总量控制系统用于调节所述脱硝装置中的第二位置的喷氨量，所述总量控制系统包括：
24.总量控制服务器，与dcs系统连接；
25.第二喷氨调节阀门，与dcs系统连接，用于调节所述第二位置的喷氨量；所述dcs系统根据第二位置所需的喷氨量调节第二喷氨调节阀门的开度。
26.进一步地，所述总量控制系统还包括操作员站，所述操作员站分别与dcs系统和第二喷氨调节阀门连接，用于获取操作人员的操作信息向dcs系统和/或第二喷氨调节阀门发送指令。
27.采用上述技术方案后，本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果。
28.本实用新型通过设置分区控制系统，将脱硝装置中的第一位置划分为多个喷氨区域，并根据各个喷氨区域的no
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浓度调节喷氨量，对喷氨量的控制更加准确，避免了过量喷氨时过量的氨气进入空预器后生成副产物堵塞空预器的情况。
29.本实用新型的探头上安装过滤器，防止脱硝装置中的大量粉尘进入探头，造成探头或取样管路的堵塞，进而影响气体的取样过程。
30.本实用新型的总量控制系统通过第二喷氨调节阀门调节第二位置的喷氨量，与分区控制系统配合，在脱硝装置中不同的位置分别进行喷氨脱硝操作，对喷氨量的控制更加精准。
31.下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的描述。
附图说明
32.附图作为本实用新型的一部分，用来提供对本实用新型的进一步的理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，但不构成对本实用新型的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，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附图。在附图中：
33.图1是本实用新型喷氨控制系统的示意图；
34.图2是本实用新型喷氨控制系统中分区控制系统的示意图；
35.图3是本实用新型喷氨控制系统中总量控制系统的示意图。
36.图中：1、dcs系统；2、分区控制服务器；3、分区测量plc；4、cems分析仪；5、分区喷氨控制装置；50、第一喷氨调节阀门；51、第一喷氨调节阀门a；52、第一喷氨调节阀门b；6、取样设备；60、探头；61、第一探头；62、第二探头；7、总量控制服务器；8、操作员站；9、第二喷氨调节阀门；91、第二喷氨调节阀门a；92、第二喷氨调节阀门b；101、第一切换装置；102、第二切换装置。
37.需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本实用新型的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本实用新型的概念。
具体实施方式
38.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
39.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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实用新型中的具体含义。
40.如图1所示，本实施例提供一种喷氨控制系统，包括dcs系统1和分别与dcs系统1通讯连接的总量控制系统和分区控制系统。其中，分区控制系统用于调节脱硝装置中第一位置的喷氨量，总量控制系统用于调节脱硝装置中第二位置的喷氨量。
41.分区控制系统包括喷氨格栅、分区控制服务器2、分区测量plc 3、分区环境分析装置和分区喷氨控制装置5。总量控制系统包括总量控制服务器7和第二喷氨调节阀门9。
42.如图1和图2所示，本实施例中，分区控制服务器2与dcs系统1通讯连接，实现两者之间的数据交换。分区测量plc 3与分区控制服务器2连接，采用modbus485通讯协议，用于分区控制系统中数据的分析与传输。喷氨格栅设置在脱硝装置中的第一位置，将第一位置划分为多个喷氨区域。分区环境分析装置与分区测量plc 3连接，用于采集各个喷氨区域的气体样本，分析各个喷氨区域的no
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浓度，并将分析结果反馈至分区测量plc 3。分区喷氨控制装置5与分区测量plc 3连接，用于调节各个喷氨区域的喷氨量。
43.本实施例中，分区环境分析装置包括抽取气体样本的取样设备6和与取样设备6连接的分析设备。优选地，所述分析设备为cems分析仪4。
44.取样设备6包括多个分别设置在各个喷氨区域内的探头60，探头60通过取样管路与cems分析仪4连接，将抽取的气体样本输送至cems分析仪4进行分析，测出气体样本中的no
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浓度。cems分析仪4与分区测量plc 3连接，将分析结果反馈至分区测量plc 3。
45.本实施例的优选方案中，探头60上安装过滤器，针对采样环境中粉尘量大的特点，过滤器可以防止粉尘进入探头60，从而避免探头60或取样管路被粉尘堵塞，影响气体样本的采集。探头60内部还连接负压表，通过测量探头60内部的气压可以及时发现产生的堵塞情况。取样设备6还具有反吹系统，可以通过产生与取样过程相反的气流，对可能出现的堵塞故障进行自动排除。
46.取样管路采用耐磨的钨钴合金材质制成，具备防堵、防磨、防腐蚀、防结晶等功能。
气体样本进入cems分析仪4前还经过稀释等预处理操作，取样管路位于稀释操作之前的部分安装保温棉、电伴热、保温铁皮，对气体样本进行保温，进一步防止堵塞情况的发生。
47.本实施例中，多个所述取样管路连接至同一个cems分析仪4。由于cems分析仪4在同一时刻只能对一份气体样本进行分析，所述分区环境分析装置还包括切换装置。所述切换装置可接通/断开各个取样管路与分析设备cems分析仪4的连接，使cems分析仪4同时与最多一个取样管路接通。
48.本实施例的一种优选方案中，所述喷氨控制系统同时对第一脱硝装置和第二脱硝装置的喷氨量进行控制。所述第一脱硝装置和第二脱硝装置内均设置喷氨格栅进行喷氨区域的划分，第一脱硝装置内设置多个第一探头61与第一脱硝装置中的喷氨区域一一对应，第二脱硝装置内设置多个第二探头62与第二脱硝装置中的喷氨区域一一对应。第一探头61与第二探头62分别通过取样管路连接至同一个cems分析仪4。
49.相应地，所述切换装置包括第一切换装置101和第二切换装置102，所述第一脱硝装置对应的取样管路与第一切换装置101连接，所述第二脱硝装置对应的取样管路与第二切换装置102连接。第一切换装置101和第二切换装置102择一与cems分析仪4接通。
50.本实施例中，分区喷氨控制装置5包括多个分别对应各个喷氨区域设置的第一喷氨调节阀门50，第一喷氨调节阀门50为电动阀门。具体地，第一喷氨调节阀门50包括与第一脱硝装置中喷氨区域对应的多个第一喷氨调节阀门a 51，以及与第二脱硝装置中喷氨区域对应的多个第一喷氨调节阀门b 52。分区测量plc 3与多个第一喷氨调节阀门50分别连接，调节各个第一喷氨调节阀门50的开度。
51.具体地，本实施例中，第一脱硝装置和第二脱硝装置内的第一位置均被划分为6个喷氨区域，共12个喷氨区域。每个喷氨区域对应设置3个手动阀门，3个手动阀门连接至同一个第一喷氨调节阀门50。
52.第一脱硝装置中，6个第一探头61分别设置在6个喷氨区域内，通过6个取样管路与第一切换装置101连接。第一切换装置101将6个取样管路依次与cems分析仪4接通，将抽取的气体样本送入cems分析仪4进行测定。
53.类似地，第二脱硝装置中，6个第二探头62分别设置在6个喷氨区域内，通过6个取样管路与第二切换装置102连接。第二切换装置102将6个取样管路依次与cems分析仪4接通，将抽取的气体样本送入cems分析仪4进行测定。
54.cems分析仪4对送入的气体样本进行测定，单个样本的采样与测量时间为17秒，对其中一个脱硝装置中6个气体样本全部测量一遍的时间为102秒。cems分析仪4采用modbus485通讯协议，对气体样本进行测定后，将no
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浓度信息的数据传输到分区测量plc 3中。
55.分区测量plc 3将数据传输至分区控制服务器2，分区控制服务器2对数据进行分析计算，得出所需的第一喷氨调节阀门50的开度数据，并将所述开度数据通过分区测量plc 3下发给各个第一喷氨调节阀门50，实现第一喷氨调节阀门50开度的调节。第一喷氨调节阀门50接收信号调节开度的同时，还将自身的开度信息通过分区测量plc 3反馈回分区控制服务器2。分区控制服务器2实时获取喷氨区域的no
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浓度信息和第一喷氨调节阀门50的开度信息，通过分析计算，对第一喷氨调节阀门50的开度进行实时控制，从而实现对喷氨量更准确的调节。
56.在上述方案中，分区控制系统将脱硝装置中的第二位置划分为多个喷氨区域，并通过设置多个探头60分别测定每个喷氨区域的no
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浓度，对各个喷氨区域对应的第一喷氨调节阀门50分别调节，可以使喷氨量更加准确，避免了过量喷氨造成空预器堵塞的情况。
57.如图1和图3所示，本实施例中，总量控制服务器7与dcs系统1连接，从而实现两者之间的数据交换。第二喷氨调节阀门9与dcs系统1连接，dcs系统1根据第二位置所需的喷氨量调节第二喷氨调节阀门9的开度，从而调节所述第二位置的喷氨量。
58.具体地，总量控制服务器7采用modbus485通讯协议与dcs系统1进行数据交换，从dcs系统1获取火电厂的相关数据信息，通过内置的数据模型进行分析计算，得出第二位置所需的喷氨量。然后将第二位置所需的喷氨量信息换算为第二喷氨调节阀门9的开度信息，通过dcs系统1下发给第二喷氨调节阀门9，实现第二喷氨调节阀门9开度的调节。
59.本实施例中，脱硝装置包括第一脱硝装置和第二脱硝装置。相应地，第二喷氨调节阀门9也包括与调节第一脱硝装置内喷氨量的第二喷氨调节阀门a 91，以及调节第二脱硝装置内喷氨量的第二喷氨调节阀门b 92。
60.在上述方案中，通过设置第二喷氨调节阀门9调节脱硝装置中第二位置的喷氨量，与分区控制系统配合，在脱硝装置中不同的位置分别进行喷氨脱硝操作，可以实现更加准确的喷氨量控制。
61.本实施例的优选方案中，总量控制系统还包括操作员站8，操作员站8分别与dcs系统1和第二喷氨调节阀门9连接。操作人员在操作员站8中进行操作，操作员站8获取操作人员的操作信息向dcs系统1和/或第二喷氨调节阀门9发送指令。
62.进一步优选地，dcs系统1中还存储有常规的脱硝控制逻辑，即实时监测no
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的排放数据，操作人员根据排放数据手动调节第二喷氨调节阀门9以及对应第一位置设置的多个手动阀门，实现喷氨量的调节。操作人员可根据实际情况切换不同的控制逻辑，选用常规的脱硝控制逻辑进行喷氨量调节，或选用本实施例的喷氨控制系统调节喷氨量，避免过量喷氨堵塞空预器的情况。
63.以上所述仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型方案的范围内。