[发明专利]小型SCR烟气脱硝喷氨控制系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种脱硝喷氨控制系统及方法，尤其适用于小型燃煤炉上使用的小型SCR烟气脱硝喷氨控制系统及方法。

背景技术

随着国家对NO_X(氮氧化物)排放的管理越来越严格，精确可控的脱硝技术在实际应用中越来越重要。SCR(选择性催化还原)脱硝技术是目前多种脱硝技术中，应用最广、成效较高的脱硝技术。在我国，目前发电厂的脱硝技术改造中，多采用SCR脱硝技术方法，其脱硝效率可以达到80%以上。SCR技术主要是利用还原剂NH₃与NO_X反应生成无害的N₂和H₂O。目前，国内SCR脱硝主要采用的是固定摩尔比控制方式，这种方法是根据脱硝效率和催化剂脱硝能力来控制的方法，按照固定的氨氮摩尔比脱除烟气中NO_X。这种控制方法主要采用设定值可调的单回路控制系统，拥有控制回路简单易于调试和整定的优点，但存在着过度脱氮，氨量过大、运行成本过高的缺点。另外一种控制方法为固定出口NO_X含量控制方式。这种方法过控制烟气出口的NO_X浓度在排放要求以内，同时可以控制NH₃用量，减少或者不产生逃逸NH₃排放，从而进一步提高脱硝效果并且可以有效控制脱硝运行成本。但是这种方需要检测多个变量，控制逻辑较复杂，系统调试困难较大，目前应用得很少。

现有的SCR脱硝技术主要不足包括以下几个方面：

1、目前的SCR脱硝实际应用中的控制方法还是主要以经典的PID(比例积分微分)控制为主。而PID控制方法虽然在线性控制系统中有着很好的控制效果，但是对烟气与NH₃在催化剂作用下随时间变化较大这种具有强非线性的脱硝系统，却难以获得很好的喷氨控制效果。需要采用更加先进与自适应能力更强的控制方法。

2、现有的烟气出口的烟气量的测量方法具有较大的误差和延时，难以满足实时与精确控制的要求。如对多个烟气出口一般只采用一个传感器，忽略区域NO_X的分布不均匀性，很容易出现测量误差，而影响最终的SCR的控制效果。需要对某个区域内多个测量点进行检测，并进行相应的数据处理，去掉传感器误差较大的数据，并进行平均化处理。

3、SCR脱硝系统一般都针对于大型燃煤电厂，在DCS基础上进行数据的采集和控制。而对于小型燃煤锅炉，一般的DCS(分布式计算机控制)系统在复杂程度上、成本上都超过了预期。目前，还没有十分成熟可靠的小型SCR脱硝控制系统。

发明内容

针对上述技术的不足之处，提供一种结构简单，使用方便，脱硝效果好，成本低的小型SCR烟气脱硝喷氨控制系统及方法。

为实现上述技术目的，本发明的小型SCR烟气脱硝喷氨控制系统，它包括与上位机相连接的主控单片机，主控单片机通过通信级联模块分别连接有多个功能单片机控制模块；

所述多功能单片机控制模块包括单片机，单片机的输入端通过电压电流调理电路连接有多路烟气检测传感器，单片机的输入端还连接有触摸屏显示输入模块和通信级联模块，单片机的输出端分别通过驱动电路连接有设置在燃煤锅炉的蒸汽输入管道上的蒸汽调节阀和设置在液氨储气罐上的液氮调节阀，单片机上还连接有多组用于输出燃煤锅炉各阀门的状态信号继电器输入模块和继电器输出模块。

所述的主控单片机和单片机的型号均为STC15F2K60S2；所述的多功能单片机控制模块种烟气检测传感器共有3种，包括型号为NB1500的NO_X传感器，型号为RB110-NH₃的NH₃传感器，型号为YY-Q6212的插入式热式气体质量流量计作为负荷信号传感器，所述的电压电流调理电路为继电器开关输出器ADAM-40698，可扩展连接8路信号输入，电压电流调理电路上连接有多个NO_X传感器；所述的触摸屏显示输入模块型号为TK6070IP，通信级联模块型号为MAX485。

一种小型SCR烟气脱硝喷氨控制方法，其步骤如下：