CN108786401A - 一种pncr脱硝剂喷枪控制系统和pncr脱硝剂喷枪控制方法 - Google Patents
一种pncr脱硝剂喷枪控制系统和pncr脱硝剂喷枪控制方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种PNCR脱硝剂喷枪控制系统和PNCR脱硝剂喷枪控制方法，包括PNCR脱硝剂喷枪；烟气检测装置，用以检测经过脱硝处理后的烟气中的NOx含量，获得NOx测量值；PID串级控制器，所述PID串级控制器用以根据所述NOx测量值对输入所述PNCR脱硝剂喷枪的脱硝剂量进行控制，从而对所述烟气中的NOx含量进行调节。根据本发明的PNCR脱硝剂喷枪控制系统和PNCR脱硝剂喷枪控制方法，采用PID串级控制器，通过对PNCR脱硝剂喷枪中脱硝剂量进行控制，实现对烟气中的NOx含量的精确调节，减少了脱硝剂不必要的物料消耗和堆积，降低了氨逃逸量和烟气中氮氧化物排放量，一方面减少了环境污染，另一方面节省了垃圾焚烧发电运行成本，同时，有效的增加了设备的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及垃圾焚烧处理领域，具体而言涉及一种PNCR脱硝剂喷枪控制系统和PNCR脱硝剂喷枪控制方法。
背景技术
随着城市数量和规模的不断扩大，对城市垃圾处理的要求越来越高。垃圾焚烧处理是目前国外应用最普遍的垃圾处理方法，此方法的最大优点是垃圾资源化和减量化处理程度高。垃圾焚烧厂建立在城市周围，运送垃圾方便，并且可以向城市提供电能或热能，产生很好的经济效益。
垃圾焚烧后，需要对焚烧产生的烟气中的NOx进行脱硝处理。传统脱硝主要有SNCR、旋转喷雾半干法、干法等，随着国内对环保要求越来越高，传统脱硝已越来越难满足生产要求。PNCR系统工艺简单、成本低、脱硝效率高可以很好满足现场要求。
由于垃圾焚烧过程中烟气温度变化快，烟气浓度变化多，导致PNCR脱硝后烟气中的氮氧化物指标波动大、氨逃逸高，使得处理后的烟气达不到排放烟气氮氧化物、氨逃逸排放指标。
为此，有必要提出一种PNCR脱硝剂喷枪控制系统和PNCR脱硝剂喷枪控制方法，用以解决现有技术中的问题。
发明内容
在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
本发明提供了一种PNCR脱硝剂喷枪控制系统，包括：
PNCR脱硝剂喷枪；
烟气检测装置，用以检测经过脱硝处理后的烟气中的NOx含量，获得NOx测量值；
PID串级控制器，所述PID串级控制器用以根据所述NOx测量值对输入所述PNCR脱硝剂喷枪的脱硝剂量进行控制，从而对所述烟气中的NOx含量进行调节。
示例性地，包括多个所述PNCR脱硝剂喷枪。
示例性地，还包括烟气温度控制器，用以根据烟道的温度控制对所述PNCR脱硝剂喷枪的开启数量进行控制。
示例性地，所述PNCR脱硝剂喷枪包括在烟道上从上到下分布的第一层喷枪和第二层喷枪，所述第一层喷枪和所述第二层喷枪分别包括多个所述PNCR喷枪，所述烟气温度控制器根据所述烟道的温度对所述第一层喷枪和所述第二层喷枪开启的数量进行控制。
示例性地，所述PID串级控制器包括NOx控制器和脱硝剂称重给料控制器，其中，所述NOx控制器为主控制器，所述脱硝剂称重给料控制器为副控制器。
示例性地，所述NOx控制器包括第一比较模块和第一控制模块；
所述第一比较模块将所述NOx测量值与设定NOx值进行比较以获得NOx误差值；
所述第一控制模块根据所述NOx误差值计算输出计算设定脱硝剂量；
其中，所述设定NOx值为预定烟气经过所述PNCR脱硝剂喷枪脱硝后所包含的NOx最大值。
示例性地，脱硝剂称重给料控制器包括第二比较模块和第二控制模块；
所述第二比较模块将所述计算设定脱硝剂量与测定脱硝剂量进行比较，获得脱硝剂量误差值；
所述第二控制模块根据所述脱硝剂量误差值对输入所述PNCR脱硝剂喷枪的脱硝剂量进行调节；
其中，测定脱硝剂量为当前输入所述PNCR脱硝剂喷枪的脱硝剂量。
本发明还提供了一种PNCR脱硝剂喷枪控制方法，采用如上任意一项所述的PNCR脱硝剂喷枪控制系统，所述方法包括：
S1：对经过脱硝处理后的烟气中的NOx含量进行检测，获取NOx测量值；
S2：根据所述NOx测量值对输入PNCR脱硝剂喷枪的脱硝剂量进行控制，从而对所述烟气中的NOx含量进行调节。
示例性地，采用烟气检测装置检测经过脱硝处理后的烟气中的NOx含量，获得NOx测量值；
将所述NOx测量值与设定NOx值进行比较以获得NOx误差值；
根据所述NOx误差值计算输出计算设定脱硝剂量；
将计算设定脱硝剂量与测定脱硝剂量进行比较，获得脱硝剂量误差值，其中，测定脱硝剂量为当前输入所述PNCR脱硝剂喷枪的脱硝剂量；
根据所述脱硝剂量误差值对输入所述PNCR脱硝剂喷枪的脱硝剂量进行调节。
示例性地，所述PNCR脱硝剂喷枪控制系统包括多个所述PNCR脱硝剂喷枪，所述方法还包括根据烟道的温度控制对所述PNCR脱硝剂喷枪的开启数量进行调节的步骤。
示例性地，所述PNCR脱硝剂喷枪包括在烟道上从上到下分布的第一层喷枪和第二层喷枪，所述第一层喷枪和所述第二层喷枪分别包括多个所述PNCR喷枪，所述方法还包括根据烟道的温度控制对所述第一层喷枪和所述第二层喷枪的开启数量进行调节。
根据本发明的PNCR脱硝剂喷枪控制系统和PNCR脱硝剂喷枪控制方法，采用PID串级控制器，通过对PNCR脱硝剂喷枪中脱硝剂量进行控制，实现对烟气中的NOx含量的精确调节，减少了脱硝剂不必要的物料消耗和堆积，降低了氨逃逸量和烟气中氮氧化物排放量，一方面减少了环境污染，另一方面节省了垃圾焚烧发电运行成本，同时，有效的增加了设备的使用寿命。
附图说明
本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的原理。
附图中：
图1为根据本发明的一个实施例的一种PNCR脱硝剂喷枪控制系统的控制原理示意图；
图2为根据本发明的一致实施例的一种PNCR脱硝剂喷枪控制方法的步骤流程图。
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的描述，以说明本发明一种PNCR脱硝剂喷枪控制系统和PNCR脱硝剂喷枪控制方法。显然，本发明的施行并不限于垃圾焚烧处理领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
应予以注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施例，而非意图限制根据本发明的示例性实施例。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式。此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。
现在，将参照附图更详细地描述根据本发明的示例性实施例。然而，这些示例性实施例可以多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施例。应当理解的是，提供这些实施例是为了使得本发明的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施例的构思充分传达给本领域普通技术人员。在附图中，为了清楚起见，夸大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的元件，因而将省略对它们的描述。
垃圾焚烧后，需要对焚烧产生的烟气中的NOx进行脱硝处理。传统脱硝主要有SNCR、旋转喷雾半干法、干法等，随着国内对环保要求越来越高，传统脱硝已越来越难满足生产要求。PNCR系统工艺简单、成本低、脱硝效率高可以很好满足现场要求。
由于垃圾焚烧过程中烟气温度变化快，烟气浓度变化多，导致PNCR脱硝后烟气中的氮氧化物指标波动大、氨逃逸高，使得处理后的烟气达不到排放烟气氮氧化物、氨逃逸排放指标。
实施例一
为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种PNCR脱硝剂喷枪控制系统，包括：
PNCR脱硝剂喷枪；
烟气检测装置，用以检测经过脱硝处理后的烟气中的NOx含量，获得NOx测量值；
PID串级控制器，所述PID串级控制器用以根据所述NOx测量值对输入所述PNCR脱硝剂喷枪的脱硝剂量进行控制，从而对所述烟气中的NOx含量进行调节。
下面参考图1对本发明的PNCR脱硝剂喷枪控制系统进行示意性说明，其中图1为根据本发明的一个实施例的一种PNCR脱硝剂喷枪控制系统的控制原理示意图。
参看图1，根据本发明的一种PNCR脱硝剂喷枪控制系统包括PNCR脱硝剂喷枪；烟气检测装置，用以检测经过脱硝处理后的烟气中的NOx含量，获得NOx测量值；PID串级控制器，所述PID串级控制器用以根据所述NOx测量值对输入所述PNCR脱硝剂喷枪的脱硝剂量进行控制，从而对所述烟气中的NOx含量进行调节。采用PID串级控制器，通过对PNCR脱硝剂喷枪中脱硝剂量进行控制，实现对烟气中的NOx含量的精确调节，减少了脱硝剂不必要的物料消耗和堆积，降低了氨逃逸量和烟气中氮氧化物排放量，一方面减少了环境污染，另一方面节省了垃圾焚烧发电运行成本，同时，通过控制脱硝剂量，避免喷枪堵塞，有效的增加了设备的使用寿命。PID串级控制器可以根据烟气中NOx的含量波动对脱硝剂量进行精确调剂，实现对排放的烟气中的NOx的含量的精确控制。
示例性地，所述烟气检测装置可以是设置在烟气出口(如烟囱)位置处的氮氧化物(NOx)监测仪。由烟气检测装置获得的NOx测量值传输至PID串级控制器进行处理。
示例性地，PID串级控制器采用串级控制，即采用两个控制器串联工作，控制一个执行阀，实现定值控制的控制系统，一般的，包括主、副变量控制回路。如图1所示，示例性地，根据本发明的一个实施例，PID串级控制器包括NOx控制器和脱硝剂称重给料控制器，其中，所述NOx控制器为主控制器，所述脱硝剂称重给料控制器为副控制器。
示例性地，所示NOx主控制器包括第一比较模块和第一控制模块；所述第一比较模块将所述NOx测量值与设定NOx值进行比较以获得NOx误差值；所述第一控制模块根据所述NOx误差值计算输出计算设定脱硝剂量；其中，所述设定NOx值为预定烟气经过所述PNCR脱硝剂喷枪脱硝后所包含的NOx最大值。
示例性地，脱硝剂称重给料控制器包括第二比较模块和第二控制模块；所述第二比较模块将计算设定脱硝剂量与测定脱硝剂量进行比较，获得脱硝剂量误差值；所述第二控制模块根据所述脱硝剂量误差值对脱硝剂量进行调节；其中，测定脱硝剂量为当前脱硝剂喷枪的给料量。
所述PID串级控制器可以采用任何可实现PID串级控制功能的软件和/或硬件设备。本领域技术人员可以根据需要进行选择，在此不再赘述。
示例性地，所述PNCR脱硝剂喷枪控制系统PNCR脱硝剂喷枪。在实际生产中，往往在烟道上设置多个PNCR脱硝剂喷枪，以增加脱硝过程中粉体脱硝剂的覆盖面积，以及增加脱硝剂与烟气接触均匀性，增强反应效率。
进一步，如图1所示，示例性地，所述PNCR脱硝剂喷枪控制系统还包括烟气温度控制器，用以根据烟道的温度控制对所述PNCR脱硝剂喷枪的开启数量进行控制。示例性地，所述烟气温度控制器包括设置在所述烟道上的温度检测装置，用以检测所述烟道中烟气的温度。由于烟气温度对脱硝剂脱硝反应影响较大，在烟气温度波动较大时，往往影响脱硝后烟气中的NOx的含量的波动。为此在本实施例中，将烟气温度控制器加入PNCR脱硝剂喷枪控制系统中，使之根据温度烟道中的温度对PNCR脱硝剂喷枪的分配数量进行控制，从而，对应不同的烟气温度，设置不同开启数量的PNCR脱硝剂喷枪，使不同反应温度下的喷入烟道的脱硝剂的分布不同，从而进一步对烟气中NOx含量的进行精确调节，以应对烟道中烟气温度和浓度的波动，提升反应效率。
示例性的，所述烟气温度控制器包括设置在烟道上的温度检测装置，如红外测温仪，以及控制PNCR脱硝剂喷枪开启的控制装置，如PLC控制系统。
示例性地，所述PNCR脱硝剂喷枪包括烟道上从上到下分布的第一层喷枪和第二层喷枪，所述第一层喷枪和所述第二层喷枪分别包括多个所述PNCR喷枪。将PNCR脱硝剂喷枪设置为从上到下分布的第一层喷枪和第二层喷枪，可以针对不同的负荷和温度分布，进一步细化由脱硝剂喷枪喷出的脱硝剂的分布，提升反应效率。
示例性地，根据检测的温度的不同，对第一层喷枪和第二层喷枪的开启数量进行不同的设置，从而实现，根据烟气的温度对脱硝剂喷枪的分配数量的控制。
根据烟气温度控制器和PID串级控制器对PNCR脱硝剂喷枪的分配和脱硝剂量进行控制后，本可以实现对排放的烟气中的NOx量的精确控制，减少烟气温度波动对排放的烟气中的NOx含量的影响；同时减少了脱硝剂不必要的物料消耗和堆积，降低了氨逃逸量和烟气中氮氧化物排放量，一方面减少了环境污染，另一方面节省了垃圾焚烧发电运行成本，同时，有效的增加了设备的使用寿命。需要理解的是，本实施例中采用烟气温度控制器对PNCR脱硝剂喷枪的分配进行控制仅仅是示例性地，本领域技术人员根据实际需要，仅采用PID串级控制器也可以实现本发明的目的。
实施例二
本发明还提供了一种PNCR脱硝剂喷枪控制方法，采用如实施例一所述的PNCR脱硝剂喷枪控制系统进行控制。
具体的，参看图2，示出了根据本发明的一致实施例的一种PNCR脱硝剂喷枪控制方法的步骤流程图，所述方法包括：
步骤S1：对经过脱硝处理后的烟气中的NOx含量进行检测，获取NOx测量值；
步骤S2：根据所述NOx测量值对输入PNCR脱硝剂喷枪的脱硝剂量进行控制，从而对所述烟气中的NOx含量进行调节。
所述步骤S1通过烟气检测装置实现，由烟气检测装置获取的NOx测量值输入PID串级控制器，实现步骤S2。
示例性地，所述步骤S2包括：
S21：将所述NOx测量值与设定NOx值进行比较以获得NOx误差值；
S22：根据所述NOx误差值计算输出计算设定脱硝剂量；
S23：将计算设定脱硝剂量与测定脱硝剂量进行比较，获得脱硝剂量误差值，其中，测定脱硝剂量为当前脱硝剂喷枪的给料量；
S24：根据所述脱硝剂量误差值对脱硝剂量进行调节。
示例性地，所述PNCR脱硝剂喷枪控制系统包括多个所述PNCR脱硝剂喷枪。所述PNCR脱硝剂喷枪控制方法还包括根据烟道的温度控制对所述PNCR脱硝剂喷枪的开启数量进行调节的步骤。对应不同的烟气温度，设置不同数量的PNCR脱硝剂喷枪，使不同反应温度下的喷入烟道的脱硝剂的分布不同，从而进一步对烟气中NOx含量的进行精确调节，以应对烟道中烟气温度的波动，提升反应效率。
示例性地，所述PNCR脱硝剂喷枪包括烟道上从上到下分布的第一层喷枪和第二层喷枪，所述第一层喷枪和所述第二层喷枪分别包括多个所述PNCR喷枪，所述方法还包括根据烟道的温度控制对所述第一层喷枪和所述第二层喷枪的开启数量进行调节。从而进一步提升反应效率。
本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。
Claims (11)
1.一种PNCR脱硝剂喷枪控制系统，其特征在于，包括：
PNCR脱硝剂喷枪；
烟气检测装置，用以检测经过脱硝处理后的烟气中的NOx含量，获得NOx测量值；
PID串级控制器，所述PID串级控制器用以根据所述NOx测量值对输入所述PNCR脱硝剂喷枪的脱硝剂量进行控制，从而对所述烟气中的NOx含量进行调节。
2.如权利要求1所述的PNCR脱硝剂喷枪控制系统，其特征在于，包括多个所述PNCR脱硝剂喷枪。
3.如权利要求2所述的PNCR脱硝剂喷枪控制系统，其特征在于，还包括烟气温度控制器，用以根据烟道的温度控制对所述PNCR脱硝剂喷枪的开启数量进行控制。
4.如权利要求3所述的PNCR脱硝剂喷枪控制系统，其特征在于，所述PNCR脱硝剂喷枪包括在烟道上从上到下分布的第一层喷枪和第二层喷枪，所述第一层喷枪和所述第二层喷枪分别包括多个所述PNCR喷枪，所述烟气温度控制器根据所述烟道的温度对所述第一层喷枪和所述第二层喷枪开启的数量进行控制。
5.如权利要求1所述的PNCR脱硝剂喷枪控制系统，其特征在于，所述PID串级控制器包括NOx控制器和脱硝剂称重给料控制器，其中，所述NOx控制器为主控制器，所述脱硝剂称重给料控制器为副控制器。
6.如权利要求5所述的PNCR脱硝剂喷枪控制系统，其特征在于，所述NOx控制器包括第一比较模块和第一控制模块；
所述第一比较模块将所述NOx测量值与设定NOx值进行比较以获得NOx误差值；
所述第一控制模块根据所述NOx误差值计算输出计算设定脱硝剂量；
其中，所述设定NOx值为预定烟气经过所述PNCR脱硝剂喷枪脱硝后所包含的NOx最大值。
7.如权利要求6所述的PNCR脱硝剂喷枪控制系统，其特征在于，脱硝剂称重给料控制器包括第二比较模块和第二控制模块；
所述第二比较模块将所述计算设定脱硝剂量与测定脱硝剂量进行比较，获得脱硝剂量误差值；
所述第二控制模块根据所述脱硝剂量误差值对输入所述PNCR脱硝剂喷枪的脱硝剂量进行调节；
其中，测定脱硝剂量为当前输入所述PNCR脱硝剂喷枪的脱硝剂量。
8.一种PNCR脱硝剂喷枪控制方法，其特征在于，采用如权利要求1-7任意一项所述的PNCR脱硝剂喷枪控制系统，所述方法包括：
S1：对经过脱硝处理后的烟气中的NOx含量进行检测，获取NOx测量值；
S2：根据所述NOx测量值对输入PNCR脱硝剂喷枪的脱硝剂量进行控制，从而对所述烟气中的NOx含量进行调节。
9.如权利要求8所述的PNCR脱硝剂喷枪控制方法，其特征在于，采用烟气检测装置检测经过脱硝处理后的烟气中的NOx含量，获得NOx测量值；
将所述NOx测量值与设定NOx值进行比较以获得NOx误差值；
根据所述NOx误差值计算输出计算设定脱硝剂量；
将计算设定脱硝剂量与测定脱硝剂量进行比较，获得脱硝剂量误差值，其中，测定脱硝剂量为当前输入所述PNCR脱硝剂喷枪的脱硝剂量；
根据所述脱硝剂量误差值对输入所述PNCR脱硝剂喷枪的脱硝剂量进行调节。
10.如权利要求8所述的PNCR脱硝剂喷枪控制方法，其特征在于，所述PNCR脱硝剂喷枪控制系统包括多个所述PNCR脱硝剂喷枪，所述方法还包括根据烟道的温度控制对所述PNCR脱硝剂喷枪的开启数量进行调节的步骤。
11.如权利要求10所述的PNCR脱硝剂喷枪控制方法，其特征在于，所述PNCR脱硝剂喷枪包括在烟道上从上到下分布的第一层喷枪和第二层喷枪，所述第一层喷枪和所述第二层喷枪分别包括多个所述PNCR喷枪，所述方法还包括根据烟道的温度控制对所述第一层喷枪和所述第二层喷枪的开启数量进行调节。
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