SCR催化剂表面积灰的智能清理系统及其清理方法与流程

本发明涉及脱硝系统中的积灰清理技术领域，特别是涉及一种scr催化剂表面积灰的智能清理系统及其清理方法。

背景技术：

选择性催化还原（scr）脱硝系统内部为灰尘含量高、so2含量高的烟气环境。常因燃煤烟气在scr反应器中流速分布不均，在烟气流速较小的空间里，scr脱硝催化剂进气端表面经常存在积灰情况。而脱硝催化剂上表面积灰，一方面降低了催化剂活性，致使烟气脱硝效率降低，另一方面增加了scr脱硝反应器的压降，威胁到了发电系统的稳定性。

目前常用的较为传统的解决方式是在催化剂上方设置喷吹装置，但是喷吹范围特定且有限，无法及时进行调整，因此积灰清理存在死角。随着技术的进步和发展，个别会在脱硝系统中设置监测装置，来监测催化剂表面的积灰情况，如超声波、激光等测量装置，但是测量灵敏度低，无法实现实时监测，监测系统与喷吹装置的协调性差，喷吹调整的准确度差。

技术实现要素：

本发明提供一种实时监测、准确定位，监测与喷吹一体化设置的scr催化剂表面积灰的智能清理系统及其清理方法。

解决的技术问题是：传统喷吹装置无法及时调整喷吹角度，喷吹存在死角；监测系统实时性差，测量灵敏度低，监测系统与喷吹装置的协调性差，喷吹调整的准确度差。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明scr催化剂表面积灰的智能清理系统，scr催化剂表面积灰的智能清理系统，其特征在于：包括监测喷吹系统、高压控气系统和控制系统；

监测喷吹系统包括导波雷达物位计和射频微波器，导波雷达物位计设置在脱硝反应器外，导波雷达物位计的导波发射器与至少一个空心探测杆连接，导波发射器通过射频微波器与控制系统连接，导波雷达物位计的空心探测杆穿过脱硝反应器壁板、水平伸入反应器内至scr催化剂上方后，向下垂直弯折，空心探测杆的探测端端口的口径向外扩张形成喇叭口；所有喇叭口端面的探测点设置在同一水平面上，且呈矩阵分布；

高压控气系统包括设置在脱硝反应器外的压缩空气供应装置，连接压缩空气供应装置与空心探测杆的压缩空气管，以及设置在每根压缩空气管上的脉冲电磁阀；

控制系统与脉冲电磁阀连接。

本发明scr催化剂表面积灰的智能清理系统，进一步的，所述空心探测杆为金属管，喇叭口的内径不小于空心探测杆内径的3倍，且不大于100mm。

本发明scr催化剂表面积灰的智能清理系统，进一步的，所述喇叭口的端头与scr催化剂的上表面之间的距离为10-30cm。

本发明scr催化剂表面积灰的智能清理系统，进一步的，相邻所述探测点之间的距离为120-200mm。

本发明scr催化剂表面积灰的智能清理系统，进一步的，所述scr催化剂的上表面与喇叭口上下对应的位置还设置有垫片。

本发明scr催化剂表面积灰的智能清理系统，进一步的，所述空心探测杆通过固定件与位于scr催化剂上方的钢丝网片固定。

本发明scr催化剂表面积灰的智能清理系统，进一步的，所述钢丝网片与scr催化剂的上表面之间的距离不小于300mm，钢丝网片的孔径不小于16目。

本发明scr催化剂表面积灰的智能清理系统，进一步的，所述高压控气系统控制空气的喷射流量为不大于1.5nm³/min。

本发明scr催化剂表面积灰的智能清理系统，进一步的，所述控制系统包括信号切换系统和信息采集系统，射频微波器的信号输出端与信号切换系统的信号输入端电连接，信号切换系统的信号输出端与信息采集系统的信号输入端电连接或信号连接，信息采集系统的信号输出端与高压控气系统中的脉冲电磁阀的信号输入端电连接或信号连接。

本发明scr催化剂表面积灰的智能清理系统的清理方法，包括以下步骤：

步骤一、根据scr催化剂的大小、监测精度的要求和喷吹装置的规格，确定空心探测杆的数量和设置位置；

步骤二、安装导波雷达物位计，固定每个空心探测杆，并调整探测点的位置；

步骤三、将导波雷达物位计与射频微波器、控制系统和脉冲电磁阀连通；

步骤四、开启控制系统和脱硝反应器，当scr催化剂上表面产生积灰时，积灰接触到空心探测杆端头的探测点，导波传播接触到阻碍物，反射距离发生改变，并将变化信号反馈到射频微波器上；

步骤五、反馈信号经射频微波器接入信号切换系统，信号切换系统根据反馈信号确定信号的变化强度和产生变化的监测点的具体位置等信息，并将信息传递给信息采集系统，信息采集系统将确定信息转化为数字信号，并与设定程序进行对比分析；

步骤六、信息采集系统将喷吹指令传递至探测点对应的脉冲电磁阀，开始定点喷吹，清理催化剂表面的积灰；

步骤七、当该喷吹点的空心探测杆再检测不到积灰时，保持喷吹空气流量，延时喷吹5min后，信息采集系统控制关闭脉冲电磁阀，停止对该点的定点喷吹。

本发明scr催化剂表面积灰的智能清理系统及其清理方法与现有技术相比，具有如下有益效果：

本发明scr催化剂表面积灰的智能清理系统将实时监测装置与喷吹装置整合为一体结构，空心探测杆既是导波雷达的检测探头，也是喷吹装置的喷射头，并且可以针对每一个监测点进行准确的喷吹，不存在喷吹定位误差的情况，准确度高；无需经过scr脱硝系统的控制端，整个智能清理系统自成一个相对独立的小系统，运行速度快，信息反馈快，实时性强，实现了全自动的监测、喷吹过程。

本发明scr催化剂表面积灰的智能清理系统首次提出了利用导波雷达实时、在线监测脱硝催化剂上表面上积灰情况的技术；探测点成矩阵分布，实现了脱硝催化剂积灰的精确定位，通过积灰导致的反射距离改变，将变化信号传递至控制系统，转变为积灰程度和精准的积灰位置，在由控制系统直接控制高压控气系统，对监测点进行定点喷吹，提高了脱硝系统吹灰的准确性，大幅度提高了脱硝催化剂有效利用率，保障了脱硝系统运行的稳定性。

本发明通过合理设置相邻探测点之间的距离，探测点与催化剂上表面的距离，以及喷吹的流量控制，既确保了探测点对催化剂表面积灰的准确测量，避免了催化剂表面积灰过厚的情况，同时确保相邻探测点的喷吹范围可以重叠，避免了喷吹死角的存在，又最大限度的减少了探测点的设置，降低了装置的排布设置难度和装置成本。

下面结合附图对本发明的scr催化剂表面积灰的智能清理系统及其清理方法作进一步说明。

附图说明

图1为本发明scr催化剂表面积灰的智能清理系统的结构示意图；

图2为探测点的分布结构示意图；

图3为空心探测杆端部的结构示意图；

图4为智能清理系统的电路连接示意图。

附图标记：

1-导波发射器；2-空心探测杆；21-喇叭口；3-射频微波器；41-钢丝网片；42-固定件；5-压缩空气供应装置；51-压缩空气管；52-脉冲电磁阀；6-信号切换系统；7-信息采集系统；8-垫片；91-脱硝反应器；92-scr催化剂。

具体实施方式

如图1至图4所示，本发明scr催化剂表面积灰的智能清理系统包括监测喷吹系统、高压控气系统和控制系统。

监测喷吹系统包括导波雷达物位计和射频微波器3，导波雷达物位计设置在脱硝反应器91外，通过连接法兰与脱硝反应器91外侧壁固定，导波雷达物位计的导波发射器1与至少一个空心探测杆2连接，导波雷达物位计的信号输出端通过信号线与射频微波器3的信号输入端电连接，将空心探测杆2监测到的信号变化实时反馈到射频微波器3上，射频微波器3的信号输出端与控制系统电连接，每一个空心探测杆2对应连接一个射频微波器3。

空心探测杆2为管壁厚度不小于3mm的金属管，本实施例中选用316不锈钢管（dn25），探测端穿过脱硝反应器91壁板、水平伸入反应器内至scr催化剂92上方后，向下垂直弯折，探测端的端口口径向外扩张形成喇叭口21，喇叭口21的内径不小于空心探测杆2内径的3倍，且不大于100mm，喇叭口21的端头与scr催化剂92的上表面之间的距离为10-30cm，所有的探测点设置在同一水平面上，探测点呈矩阵分布，相邻探测点之间的距离为120-200mm。

为了确保每一个喇叭口21的喷吹范围尽可能的大，以减少探测点的设置，同时避免scr催化剂92上表面的积灰过厚，可以在探测点对应的scr催化剂92上表面设置垫片8，垫片8为厚度0.7-1.5cm的圆形非金属绝缘片，垫片8的直径不小于喇叭口21的外径；探测点下方scr催化剂92上表面的积灰情况与其周围的积灰情况一致的情况下，垫片8上方的积灰会高于周围的积灰，通过调整垫片8的高度，可以确保scr催化剂92上表面的积灰在不会太厚的情况下就可以触碰到探测点，产生喷吹指令，避免积灰过厚堵塞scr催化剂92的情况发生，同时可以抬高探测点的设置高度，增大其喷吹范围，减少空心探测杆2的设置数量，控制生产成本。

空心探测杆2通过固定件42与位于scr催化剂92上方的钢丝网片41固定，固定件42为氧化铝、氧化镁、氧化锆或聚四氟中的一种或几种材料制成的卡固件；钢丝网片41与scr催化剂92的上表面之间的距离不小于300mm，钢丝网片41的孔径不小于16目，既便于固定空心探测杆2，又可避免在钢丝网片41上形成积灰，增大脱硝装置的内压力；空心探测杆2的工作温度不低于250℃，导波发射器1的功率不小于1.0ghz，工作环境温度不低于35℃。

高压控气系统包括设置在脱硝反应器91外的压缩空气供应装置5，连接压缩空气供应装置5与空心探测杆2的压缩空气管51，以及设置在每根压缩空气管51上的脉冲电磁阀52，脉冲电磁阀52与空心探测杆2一一对应设置，脉冲电磁阀52的信号输入端与控制系统的信号输出端电连接或信号连接，压缩空气供应装置5的供气压力控制在0.5-1.0mpa，空气的喷射流量为不大于1.5nm³/min。

控制系统包括信号切换系统6和信息采集系统7，射频微波器3的信号输出端与信号切换系统6的信号输入端电连接，将监测信号实时传至信号切换系统6，由信号切换系统6确定信号的变化强度和产生变化的监测点的具体位置；信号切换系统6的信号输出端与信息采集系统7的信号输入端电连接或信号连接，信号切换系统6将确定的信息传至信息采集系统7，由信息采集系统7将其转化为数字信号，并进行分析；信息采集系统7的信号输出端与高压控气系统中的脉冲电磁阀52的信号输入端电连接或信号连接，根据设定程序，信息采集系统7将喷吹指令传递至探测点对应的脉冲电磁阀52，开始定点喷吹，清理催化剂表面的积灰。

本发明scr催化剂表面积灰的智能清理系统的清理方法，包括以下步骤：

步骤一、根据scr催化剂92的大小、监测精度的要求和喷吹装置的规格，确定空心探测杆2的数量和设置位置；相邻探测点之间的距离为120-200mm；

步骤二、安装导波雷达物位计，将每个空心探测杆2与钢丝网片41固定，并调整探测点的位置；喇叭口21的端头与scr催化剂92的上表面之间的距离为10-30cm；

根据需要，在scr催化剂92上、与探测点上下对应的位置处设置垫片8；

步骤三、将导波雷达物位计与射频微波器3、控制系统、脉冲电磁阀52连通；

步骤四、开启控制系统和脱硝反应器91，当scr催化剂92上表面产生积灰时，积灰接触到空心探测杆2端头的探测点，导波传播接触到阻碍物，反射距离发生改变，并将变化信号反馈到射频微波器3上；

步骤五、反馈信号经射频微波器3接入信号切换系统6，信号切换系统6根据反馈信号确定信号的变化强度和产生变化的监测点的具体位置等信息，并将信息传递给信息采集系统7，信息采集系统7将确定信息转化为数字信号，并与设定程序进行对比分析；

步骤六、信息采集系统7将喷吹指令传递至探测点对应的脉冲电磁阀52，开始定点喷吹，清理催化剂表面的积灰；压缩空气供应装置5的供气压力控制在0.5-1.0mpa，空气的喷射流量为不大于1.5nm³/min；

步骤七、当该喷吹点的空心探测杆2再检测不到积灰时，保持喷吹空气流量，延时喷吹5min后，信息采集系统7控制关闭脉冲电磁阀52，停止对该点的定点喷吹。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。