一种还原剂/稀释水循环供应系统及方法
【专利摘要】本发明公开了一种还原剂/稀释水循环供应系统及方法，所述的还原剂/稀释水循环供应系统包括过滤装置、加压装置和回流装置；过滤装置和加压装置依次连接，回流装置的输入端以及为锅炉供应还原剂/稀释水的还原剂/稀释水出口端均与加压装置的输出管道相连；还原剂/稀释水依次经过滤装置和加压装置后由还原剂/稀释水出口端输出至锅炉；剩余的还原剂/稀释水经回流装置回流；所述的加压装置中具有加压泵；所述的回流装置中具有压力可调的压力调节阀。该还原剂/稀释水循环供应系统及方法在保障还原剂供应量的同时能稳定还原剂的供应压力，能在占用场地较小的前提下，有效保障锅炉脱硝反应的稳定进行。
【专利说明】
一种还原剂/稀释水循环供应系统及方法
技术领域
[0001 ]本发明特别涉及一种还原剂/稀释水循环供应系统及方法。
【背景技术】
[0002]近几年京津唐地区雾霾天气越来越频繁发生，而且全国其他很多地区均出现不同程度的雾霾天气，严重影响到人们的生产与生活。国务院于2013年9月10日发布了《大气污染防治行动计划》(2013.9.10)。其中提到加快重点行业脱硫、脱硝、除尘改造工程建设。严格实施污染物排放总量控制，将二氧化硫、氮氧化物、烟粉尘和挥发性有机物排放是否符合总量控制要求作为建设项目环境影响评价审批的前置条件。这就为锅炉的烟气脱硝市场，提供了政策支持，并提出了行业的技术指导性规范意见。
[0003]目前的技术，都是一台炉对应一套脱硝还原剂(稀释水)供应系统，并采用变频栗的方式控制系统流量和压力。这种一对一的布置方式的优点是简单、灵活，貌似叫人放心，供应流量有保证。但是存在较多问题。若要同时为多台锅炉进行还原剂加压，有2种解决方法:
(I)一种解决方法是并联多台设备，当锅炉台数较多时，需配置很多的供料栗，增加成本和占地;从而设备投资巨大，系统复杂、运行和维护要求高。
[0004](2)另一种方法，就是增加加压栗的功率和并联的台数，这种方法虽然能满足脱硝要求，但是脱硝系统的流量无法进行调节，保障多个锅炉的流量要求，但是最大的缺陷在于无法保证加压系统输出的还原剂的压力恒定，脱硝系统运行费用高，锅炉尾部烟道腐蚀严重，从而沿着影响锅炉脱硝效果从而严重影响锅炉的正常运行。
[0005]另外，对于稀释水加压系统而言，由于流量较大，不能采用计量栗，而只能采用离心栗，而离心栗一旦变频来改变流量，则栗出口的压力也会随之改变，不利于喷枪雾化效果，影响脱硝效率。
[0006]考虑到降低脱硝改造的投资成本、运行费用及占地面积，如何将脱硝系统中的单套还原剂/稀释水加压装置应用到多台锅炉脱硝系统，既能保证还原剂的加压能力，又能解决上述不足，是目前急需解决的问题。
[0007]因此，有必要设计一种新的还原剂/稀释水循环供应系统及方法。
【发明内容】
[0008]本发明所要解决的技术问题是提供一种还原剂/稀释水循环供应系统及方法，该还原剂/稀释水循环供应系统及方法在保障还原剂供应量的同时能稳定还原剂的供应压力，能在占用场地较小的前提下，有效保障锅炉脱硝反应的稳定进行。
[0009]发明的技术解决方案如下:
一种还原剂/稀释水循环供应系统，包括过滤装置、加压装置和回流装置；
过滤装置和加压装置依次连接，回流装置的输入端以及为锅炉供应还原剂/稀释水的还原剂/稀释水出口端均与加压装置的输出管道相连； 还原剂/稀释水依次经过滤装置和加压装置后由还原剂/稀释水出口端输出至锅炉;剩余的还原剂/稀释水经回流装置回流；
所述的加压装置中具有加压栗;所述的回流装置中具有压力可调的压力调节阀。
[0010]加压装置的出口总管上设置有用于监控加压栗工作的压力传感器(如压力变送器和压力表等)。
[0011]加压装置的出口总管后的单台锅炉脱硝系统中设有用于监控流量的流量计。
[0012]所述的还原剂/稀释水循环供应系统还包括控制器，流量计与压力传感器均与控制器相连;压力调节阀受控于控制器;所述的压力传感器、控制器和压力调节阀形成基于压力控制的闭环控制系统。控制器可以是PID控制器、模糊控制器，神经网络控制器，控制器可是数字控制器，也可以是模拟控制器，控制器可以进一步连接上位机，控制器优选采用DSP、单片机、ARM嵌入式处理器等实现。
[0013]加压栗为非变频加压栗。优选立式多级离心栗。
[0014]加压装置中具有2套并联配置的加压栗。
[0015]过滤装置为并联的2套，每一套过滤装置包括按还原剂流向依次连接的第一手动球阀、管道过滤器、止回阀和第二手动球阀。
[0016]回流装置中设有一条回流旁路，回流旁路中设有手动截止阀。
[0017]—种用于锅炉烟气脱硝反应的还原剂/稀释水循环方法，还原剂先经过滤装置进入加压装置中，加压装置中的加压栗对还原剂/稀释水进行加压后一路供应给一台或多台锅炉，一路经回流装置回流；
回流装置中设有具有流量可调的压力调节阀保持供应给锅炉的还原剂/稀释水供应压力稳定在预设的范围内。
[0018]采用前述的还原剂/稀释水循环供应系统实现还原剂/稀释水供应。
[0019]加压栗的选型用于保障锅炉对还原剂/稀释水的流量供应，及加压栗的输出流量应该大于锅炉的要求的流量。
[0020]确定压力参数为现有技术;在循环栗及压力调节阀选型前，根据整个脱硝系统的阻力损失进行有关阻力计算，计算后得出还原剂循环系统的供应出口的压力参数，实际使用过程中还原剂循环系统的供应出口的压力值稳定为此参数即可。
[0021]脱硝还原剂通过栗加压送至锅炉脱硝系统，栗加压装置前设置有管道过滤装置，栗加压装置后设有还原剂稳压装置。还原剂进口与管道过滤装置相接;还原剂管道过滤装置的出口则通过管道与还原剂/稀释水加压装置相接;还原剂/稀释水加压装置的出口与稳压装置相连接;还原剂/稀释水加压装置与稳压装置之间设置一个或多个还原剂加压出口 ；稳压装置之后设置一个还原剂回流口。
[0022]管道过滤装置内设置两个管道过滤器(一用一备)，每个过滤器前连接一个手动球阀，每个过滤器之后连接一个止回阀，每个止回阀之后连接一个手动球阀。
[0023]管道过滤器滤芯为80目不锈钢滤网。
[0024]在管道过滤装置前后的总管上分别取一个点位，用于连接差压变送器。
[0025]还原剂/稀释水加压装置内设置两台还原剂加压栗(一用一备)，每台还原剂加压栗前连接一个手动球阀，每台还原剂加压栗后连接一个止回阀，每个止回阀之后连接一个手动球阀，在止回阀与手动球阀之间设置一个手动排污阀门。
[0026]管道过滤器可以是篮式管道过滤器和Y型管道过滤器，滤芯为30-100目不锈钢滤网，过滤器本体材质为SS304不锈钢。
[0027]在管道过滤装置前后的总管上分别取一个点位，用于连接差压变送器。
[0028]还原剂(稀释水)加压装置内设置两台还原剂(稀释水)加压栗(一用一备)，每台还原剂(稀释水)加压栗前连接一个手动球阀，每台还原剂(稀释水)加压栗后连接一个止回阀，每个止回阀之后连接一个手动球阀，在止回阀与手动球阀之间设置一个手动排污阀门；在还原剂(稀释水)加压栗与止回阀之间设置一个压力表。在还原剂(稀释水)加压装置与稳压装置之间的管路上设置一个压力变送器。
[0029]还原剂(稀释水)加压装置内的还原剂(稀释水)加压栗为非变频立式多级离心栗，扬程范围:0.6-1.510^，材质为33304不锈钢或33316不锈钢。
[0030]稳压装置(即回流装置)内包括一台压力调节阀，并设置一个旁路系统。压力调节阀前、后各连接一个手动球阀，在压力调节阀前与手动球阀之间设置一个手动排污阀。旁路系统内的阀门为手动截止阀，在压力调节阀出现故障是能起到手动调节作用在压力调节阀出现故障时能起到通过手动调节作用应急处理，确保脱硝系统正常运行。稳压装置前总管上设置一个压力表。
[0031]压力调节阀采用电动/气动调节阀或自力型压力调节阀，电动/气动调节阀可以是单座小口径调节阀或V形调节球阀。电动/气动调节阀通过与阀前安装的压力变送器配合可自动实现还原剂(稀释水)加压的稳定连续。自力型压力调节阀则可通过自身作用自动实现还原剂(稀释水)加压的稳定连续。
[0032]还原剂的加压出口设置在加压系统与稳压装置之间，保证还原剂的稳定连续输出。
[0033]首先，循环栗的额定运行曲线显示，循环栗的流量与压力存在一一对应关系;栗出口压力增高，流量减少，压力减少则流量增加；当栗出口流量和压力一定时，送往锅炉脱硝系统的还原剂(稀释水)和通过压力调节阀回流的还原剂(稀释水)是为互补关系。锅炉脱硝系统用量增加，则回量就必须减少，否则系统压力必将降低。反之亦然，否则系统压力会升高。其次，单台锅炉脱硝系统中存在调节阀门与流量计，可实时调节每台锅炉的还原剂消耗量;故仅需调节循环供应系统中电动V型球阀压力调节阀的开度，调节回流口的还原剂还原剂(稀释水)流量，即可做到循环供应系统中供应出口压力值稳定在系统所需参数。
[0034]在循环栗及压力调节阀选型前，先根据整个脱硝系统的阻力损失进行有关阻力计算，计算后得出还原剂还原剂(稀释水)循环系统的供应出口的压力参数，实际使用过程中还原剂还原剂(稀释水)循环系统的供应出口的压力值稳定为此参数即可。具体计算过程为现有技术，根据锅炉大小和距离远近一般在0.8-1.1MPa之间。
[0035]有益效果:
本发明的还原剂/稀释水循环供应系统包括管道过滤装置、还原剂/稀释水加压装置及稳压装置(即稳压装置)等三个部分，各部分之间和内部进行科学设计和布局，组成一套简单实用的一种用于多台锅炉烟气脱硝系统的还原剂/稀释水循环加压系统。该还原剂/稀释水循环加压系统能实现多台锅炉同时运行脱硝系统时，在每台锅炉脱硝系统的单独投运及退出的条件下，只需一套还原剂/稀释水循环加压系统就能保证还原剂/稀释水的稳定加压，满足脱硝系统的要求，同时使得整个脱硝系统结构简单实用，占地面积小，易于操作及实施。
[0036]本发明的核心在于采用一套还原剂/稀释水加压装置在同时为多台锅炉供应还原剂时，能维持还原剂/稀释水供应压力的恒定。即将单套还原剂/稀释水加压装置应用到多台锅炉脱硝系统，且结构紧凑，易于实施。
[0037]本系统的特点是:结构紧凑、占地小、基础简单、模块化设备供货、投资小、运行成本低、运行维护简单。能适合多台锅炉脱硝系统还原剂/稀释水的加压。
【附图说明】
[0038]图1为还原剂/稀释水循环供应系统的总体结构框图。
[0039]标号说明:1:第一手动球阀2:管道过滤器3:第一止回阀4:第二手动球阀5:第三手动球阀6:加压栗7:第二止回阀8:第一排污阀9:第四手动球阀10:压力表11:第五手动球阀12:手动截止阀13:电动V型球阀14:第六手动球阀15:第二排污阀16:差压变送器17:压力变送器18:模块支架。
【具体实施方式】
[0040]为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本文发明做更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于一下具体实施例。
[0041]除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。
[0042]实施例1:采用自力型压力调节阀
如图1，一种还原剂/稀释水循环供应系统，包括过滤装置、加压装置和回流装置；
过滤装置和加压装置依次连接，回流装置的输入端以及为锅炉供应还原剂/稀释水的还原剂/稀释水出口端均与加压装置的输出管道相连；
还原剂/稀释水依次经过滤装置和加压装置后由还原剂/稀释水出口端输出至锅炉;剩余的还原剂/稀释水经回流装置回流；
所述的加压装置中具有加压栗;所述的回流装置中具有压力可调的压力调节阀。
[0043]加压装置的出口总管上设置有用于监控加压栗工作的压力传感器(如压力变送器和压力表等)。
[0044]加压装置的出口总管后的单台锅炉脱硝系统中设有用于监控流量的流量计。
[0045]所述的还原剂/稀释水循环供应系统还包括控制器，流量计与压力传感器均与控制器相连;压力调节阀受控于控制器;所述的压力传感器、控制器和压力调节阀形成基于压力控制的闭环控制系统。控制器可以是PID控制器、模糊控制器，神经网络控制器，控制器可是数字控制器，也可以是模拟控制器，控制器可以进一步连接上位机，控制器优选采用DSP、单片机、ARM嵌入式处理器等实现。
[0046]加压栗为非变频加压栗。优选立式多级离心栗。
[0047]加压装置中具有2套并联配置的加压栗。
[0048]过滤装置为并联的2套，每一套过滤装置包括按还原剂流向依次连接的第一手动球阀1、管道过滤器2、止回阀3和第二手动球阀4。
[0049]回流装置中设有一条回流旁路，回流旁路中设有手动截止阀。
[0050]—种用于锅炉烟气脱硝反应的还原剂/稀释水循环方法，还原剂先经过滤装置进入加压装置中，加压装置中的加压栗对还原剂/稀释水进行加压后一路供应给一台或多台锅炉，一路经回流装置回流；
回流装置中设有具有流量可调的压力调节阀保持供应给锅炉的还原剂/稀释水供应压力稳定在预设的范围内。
[0051 ]采用前述的还原剂/稀释水循环供应系统实现还原剂/稀释水供应。
[0052]加压栗的选型用于保障锅炉对还原剂/稀释水的流量供应，及加压栗的输出流量应该大于锅炉的要求的流量。
[0053]加压循环装置进口设有手动隔离阀门，之后与管道过滤器连接，管道过滤器后连接止回阀，止回阀之后连接手动切断球阀，组成一路管道过滤装置，单套还原剂/稀释水加压装置设置两路管道过滤装置，一用一备，在过滤装置的进出口总管上分别取取样点，设置差压变送器，实时连续监控过滤器的堵塞情况。
[0054]管道过滤装置的出口与还原剂/稀释水加压装置的进口相连接，还原剂/稀释水加压装置的进口设置手动切断球阀，手动切断球阀通过管路与还原剂加压栗相连，还原剂加压栗后连接止回阀门，止回阀后通过管路与手动切断球阀连接。还原剂加压栗与止回阀门之间设置压力表，现场指示栗的运行工况;止回阀门与手动球阀之间设置排污阀门，供系统故障排污使用。
[0055]还原剂加压栗设置2台，一用一备，还原剂加压栗采用立式多级离心栗，材质为SS316不锈钢。
[0056]还原剂/稀释水加压装置的出口总管上设置一个压力变送器，可以在控制系统上对栗的运行情况进行监控，确保系统的正常运行。
[0057]还原剂/稀释水加压装置的出口通过管道与稳压装置连接，稳压装置的进口设置一台隔离阀门，进口手动隔离阀门与稳压阀连接，且在其连接管路上设置一个排污阀，稳压阀之后设置一台手动隔离阀门，手动隔离阀门后是回流管口，在隔离阀门的两侧各取一个点，设置一个旁路，在旁路上设置一个手动截止阀，以备系统故障使用。
[0058]在还原剂/稀释水加压装置与稳压装置之间设有一个或多个还原剂出口和一台压力表，确保脱硝系统的还原剂/稀释水的用量与压力满足要求。
[0059]加压循环装置的进口和回流口分别与还原剂储罐通过管道相连，加压循环装置的出口则通过管道与各台锅炉的脱硝稀释计量系统相连，向其提供保证流量、压力的还原剂溶液。
[0060]该循环供应装置投运时，关闭所有排污阀和常闭阀，其他手动阀全部打开，启动一台还原剂(稀释水)循环栗，再向锅炉脱硝系统供应还原剂(稀释水)前，先人工对自力型压力调节阀进行调节(按阀门使用说明书)，使稳压装置前管路上的压力稳定在根据脱硝管网水力计算确定的还原剂(稀释水)循环供应装置出口所需压力值。
[0061]实施例2:采用电动/气动压力调节阀
前面各步骤均同实施例1，唯压力调节方法如下:系统和装置投用前，根据脱硝管网水力计算确定的还原剂(稀释水)循环供应装置出口所需压力值对电动/气动压力调节阀进行稳压值设定。并对压力调节阀进行调节控制，使压力调节阀能根据阀前的压力变送器返馈的系统压力值进行适时调整，以使阀前系统压力始终稳定在设定值。具体控制过程为现有成熟技术。
[0062]本还原剂(稀释水)循环供应系统达到的技术性能指标:
本还原剂(稀释水)循环供应系统工作电压380V，运行功率2_4kw。
[0063]脱硝还原剂还原剂(稀释水):氨水或尿素溶液。
[0064]可用于多台锅炉脱硝系统还原剂还原剂(稀释水)的加压提供，使用寿命:20年以上。
【主权项】
1.一种还原剂/稀释水循环供应系统，其特征在于，包括过滤装置、加压装置和回流装置； 过滤装置和加压装置依次连接，回流装置的输入端以及为锅炉供应还原剂/稀释水的还原剂/稀释水出口端均与加压装置的输出管道相连； 还原剂/稀释水依次经过滤装置和加压装置后由还原剂/稀释水出口端输出至锅炉；剩余的还原剂/稀释水经回流装置回流； 所述的加压装置中具有加压栗;所述的回流装置中具有压力可调的压力调节阀。2.根据权利要求1所述的还原剂/稀释水循环供应系统，其特征在于，加压装置的出口总管上设置有用于监控加压栗工作的压力传感器。3.根据权利要求2所述的还原剂/稀释水循环供应系统，其特征在于，加压装置的出口总管后的单台锅炉脱硝系统中设有用于监控流量的流量计。4.根据权利要求3所述的还原剂/稀释水循环供应系统，其特征在于，还包括控制器，流量计与压力传感器均与控制器相连;压力调节阀受控于控制器;所述的压力传感器、控制器和压力调节阀形成基于压力控制的闭环控制系统。5.根据权利要求1所述的还原剂/稀释水循环供应系统，其特征在于，加压栗为非变频加压栗。6.根据权利要求1-5任一项所述的还原剂/稀释水循环供应系统，其特征在于，加压装置中具有2套并联配置的加压栗。7.根据权利要求6所述的还原剂/稀释水循环供应系统，其特征在于，过滤装置为并联的2套，每一套过滤装置包括按还原剂流向依次连接的第一手动球阀(1)、管道过滤器(2)、止回阀(3)和第二手动球阀(4)。8.根据权利要求7所述的还原剂/稀释水循环供应系统，其特征在于，回流装置中设有一条回流旁路，回流旁路中设有手动截止阀。9.一种用于锅炉烟气脱硝反应的还原剂/稀释水循环方法，其特征在于，还原剂先经过滤装置进入加压装置中，加压装置中的加压栗对还原剂/稀释水进行加压后一路供应给一台或多台锅炉，一路经回流装置回流； 回流装置中设有具有流量可调的压力调节阀保持供应给锅炉的还原剂/稀释水供应压力稳定在预设的范围内。10.根据权利要求9所述的用于锅炉烟气脱硝反应的还原剂/稀释水循环方法，其特征在于，采用权利要求6所述的还原剂/稀释水循环供应系统实现还原剂/稀释水供应。
【文档编号】F23J15/02GK105920996SQ201610410636
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年6月13日
【发明人】彭峻, 易作宏, 彭伟
【申请人】湖南安普诺环保科技有限公司