[发明专利]一种燃煤工业锅炉多污染物协同控制系统及方法

说明书

本发明公开了一种燃煤工业锅炉多污染物协同控制系统及方法，该系统包括：燃煤工业锅炉，所述锅炉内部设置有低氮燃烧器用于燃烧煤粉；所述锅炉分别连接用于在炉外脱除烟气中SO₂的脱硫除尘装置，用于在炉内烟气脱硝的脱硝装置，以及用于在炉外将NOx氧化为酸性氧化物的氮氧化物氧化装置。本发明设置锅炉尾部烟道污染物测量装置及脱硫除尘装置尾部烟道污染物测量装置，实时监测烟气中的NOx和SO₂浓度，通过多个控制回路实现各污染物控制装置间的联动。本发明采用低氮燃烧、炉内SNCR及炉外氧化脱硝、半干法脱硫等方式综合保证各类污染物实现超低排放，同时采用多回路的自动控制方式，系统解决了煤粉工业锅炉污染物协同控制水平差、系统运行不稳定等问题。

技术领域

本发明涉及燃煤工业锅炉控制技术领域，尤其涉及一种燃煤工业锅炉多污染物协同控制系统及方法。

背景技术

工业锅炉目前包括链条炉、循环流化床锅炉和煤粉炉三大类。链条炉通常采用炉内喷钙的方式控制SO₂排放浓度，但是炉内喷钙技术脱硫效率低同时对烟气温度的范围要求高，当负荷较低时无法满足SO₂排放要求。循环流化床锅炉通常采用炉内喷钙和炉外湿法或半干法脱硫等方式控制SO₂浓度，同时通过控制炉内燃烧温度及SNCR方法实现对NOx的控制。

然而以上三种工业锅炉形式污染物控制方式绝大多数采用人工控制的方式，运行系统的自动化水平较低，导致整套系统运行的稳定性不可控，其污染物经常出现超标的现象，当更高污染物排放标准的执行更容易出现污染物超标的情况。例如CN201921372237.7一种循环流化床锅炉的多污染物一体化脱除系统，通过在省煤器引出烟道上设置有脱硫剂喷射系统与氨水储存及计量系统，可实现高浓度粉尘环境下的粉尘、SO₂、NOx的超低排放。以及CN201810032019.2循环流化床锅炉超低排放协同控制方法及系统集成装置，锅炉排烟口通过脱硝SCR反应器与布袋除尘器密闭联通，布袋除尘器与高效脱硫除雾除尘一体化装置密闭联通，在高效脱硫除雾除尘一体化装置出口增加湿式静电除尘器，烟道经过湿式静电除尘器、烟气换热器密闭联通烟囱。但是以上专利涉及到的均是对单一设备进行局部技术改造，利用多种设备对多种污染物“协同脱除”的方式，自动化水平较低。

随着燃煤污染物排放准入条件的提高，工业锅炉污染物排放标准逐渐趋近于燃煤电厂超低排放标准，即氮氧化物排放浓度≤50mg/Nm³、二氧化硫排放浓度≤35mg/Nm³、尘排放浓度≤5mg/Nm³。与电站锅炉不同，工业锅炉容量小，负荷变动大，烟气温度波动大，造成工业锅炉燃烧过程中生成污染物变化波动没有规律性，使得多污染物协同控制难度增加。

发明内容

为弥补现有技术中存在的不足，本发明提供一种燃煤工业锅炉多污染物协同控制系统及方法。

为了实现上述的一个发明目的，本发明采用了如下的技术方案：

本发明第一方面提供了一种燃煤工业锅炉多污染物协同控制系统，包括：燃煤工业锅炉，所述锅炉内部设置有低氮燃烧器用于燃烧煤粉，形成含有浓度≤300mg/Nm³的NOx的原烟气；所述锅炉分别连接用于在炉外脱除烟气中SO₂的脱硫除尘装置，用于在炉内烟气脱硝的脱硝装置，以及用于在炉外将NOx氧化为容易被脱硫剂脱除的酸性氧化物的氮氧化物氧化装置；

其中，所述锅炉的尾部烟道处连接第一烟气污染物测量装置，所述脱硫除尘装置的尾部烟道处连接第二烟气污染物测量装置，所述第一烟气污染物测量装置或第二烟气污染物测量装置用于实时监测烟气中的NOx和SO₂浓度，并分别与低氮燃烧器、脱硫除尘装置、脱硝装置以及氮氧化物氧化装置形成控制回路，以将所述第一烟气污染物测量装置或第二烟气污染物测量装置产生的反馈信号分别传输给所述低氮燃烧器、脱硫除尘装置、脱硝装置以及氮氧化物氧化装置，以调控所述低氮燃烧器生成的NOx量，以及脱硫除尘装置、脱硝装置以及氮氧化物氧化装置中处理烟气药剂的投入量。