SCR裝置噴氨分區(qū)實時優(yōu)化控制系統(tǒng)概述

柴油機(jī)的噴油特性主要指噴油規(guī)律和噴霧特性，對混合氣形成和燃燒過程以及各種排放污染物的生成有重要影響。噴油器在單位時間內(nèi)噴入燃燒室內(nèi)的燃油量稱為噴油速率。噴油規(guī)律是指噴油速率隨時間的變化關(guān)系。供

油規(guī)律則是指噴油泵供油速率隨時間的變化關(guān)系，由柱塞直徑和凸輪幾何尺寸決定。由于燃油高壓系統(tǒng)的壓力波動及彈性變形等原因，供油規(guī)律與噴油規(guī)律有一定差別，而對混合氣形成和燃燒過程有直接影響的是噴油規(guī)律。

為了降低柴油機(jī)排放，與傳統(tǒng)的先急后緩、停噴時間長的噴油規(guī)律不同，即初期緩慢、中期急速、后期快斷。這種理想噴油規(guī)律可以通過控制初期噴油的速率和時間、中期噴油速率的變化率和最高速率以及后期的斷油速率來實現(xiàn)，同時還應(yīng)考慮噴油持續(xù)期和噴油開始時間。初期噴油速率不要過高，以抑制在著火滯燃期內(nèi)形成的可燃混合氣，降低初期燃燒速率，達(dá)到降低最高燃燒溫度和壓力升高率、抑制二氧化氮生成及降低燃燒噪聲的目的。在噴油中期應(yīng)急速噴油，盡快達(dá)到較大的最高噴油速率，加速擴(kuò)散燃燒，防止顆粒生成和熱效率的惡化。在噴油后期要迅速結(jié)束噴射，快速斷油，避免低的噴油壓力和噴油速率使燃油霧化變差，導(dǎo)致燃燒不完全，使二氧化氮和顆粒排放增加。在極端的情況下，初期低速噴射與后期高速噴射分開，構(gòu)成由預(yù)噴射和主噴射組成的二次噴射模式，使噴油規(guī)律的控制更為方便靈活。

煙氣脫硝系統(tǒng)的噴氨與渦流混合裝置及方法專利目的

《煙氣脫硝系統(tǒng)的噴氨與渦流混合裝置及方法》提供一種煙氣脫硝系統(tǒng)的噴氨與渦流混合裝置，要解決SCR脫硝系統(tǒng)煙道入口傾斜引起的還原劑與反應(yīng)物混合不均勻的問題 。

煙氣脫硝系統(tǒng)的噴氨與渦流混合裝置及方法技術(shù)方案

《煙氣脫硝系統(tǒng)的噴氨與渦流混合裝置及方法》解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

這種煙氣脫硝系統(tǒng)的噴氨與渦流混合裝置，包括固定于垂直煙道內(nèi)的渦流混合元件、插入垂直煙道內(nèi)部的噴氨管，以及固定于彎道內(nèi)的導(dǎo)流葉片，所述垂直煙道上端經(jīng)彎道II與漸縮段煙道連接，垂直煙道下端經(jīng)彎道I與入口段矩形傾斜煙道連接，入口段矩形傾斜煙道相對于垂直煙道側(cè)向傾斜，傾斜角為α；

所述渦流混合元件為兩個以上大小相等、在垂直煙道內(nèi)間隔分布的圓形繞流板，各圓形繞流板均向反應(yīng)器側(cè)傾斜固定于垂直煙道下部，圓形繞流板的向流面與進(jìn)入垂直煙道的煙氣相對，圓形繞流板的背流面傾斜與噴氨管的噴頭相對；

所各圓形繞流板上方分別對應(yīng)安裝有一個噴氨管，噴氨管水平插入圓形繞流板上方的垂直煙道內(nèi)部，噴頭豎直向下設(shè)置，各噴氨管上連接有獨(dú)立的流量控制系統(tǒng)；

所述噴氨管上方的垂直煙道內(nèi)安裝有橫向間隔分布的均流管，均流管兩端與垂直煙道內(nèi)壁固定；

所述導(dǎo)流葉片為一組沿彎道弧度半徑等間距排列的彎弧形導(dǎo)流板，相鄰彎弧形導(dǎo)流板之間留有煙氣通道間隙，煙氣進(jìn)入煙氣通道的一端為進(jìn)氣口，煙氣流出煙氣通道的一端為出氣口，導(dǎo)流葉片在彎道I及彎道II內(nèi)分別固定有一組。

所述圓形繞流板與水平方向的夾角β為30°～45°。

所述圓形繞流板的直徑d大于垂直煙道寬度的50%且不超過垂直煙道寬度的80%。

所述圓形繞流板在垂直煙道內(nèi)的高度低于垂直煙道高度的25%。

所述靠反應(yīng)器側(cè)的均流管與垂直煙道內(nèi)壁的距離a大于靠入口段矩形傾斜煙道側(cè)的均流管與的垂直煙道內(nèi)壁的距離c。

所述均流管與圓形繞流板圓心之間的垂直距離e為圓形繞流板直徑d的2～3倍。

所述均流管的直徑可為80毫米～120毫米。

所述垂直煙道的高度大于其入口當(dāng)量直徑的兩倍。

這種煙氣脫硝系統(tǒng)的噴氨與渦流混合方法，步驟如下：

步驟一，安裝煙氣脫硝系統(tǒng)的噴氨與渦流混合裝置，在垂直煙道內(nèi)對應(yīng)安裝圓形繞流板、噴氨管和均流管，在彎道I及彎道II內(nèi)分別固定一組導(dǎo)流葉片；

步驟二，煙氣的噴氨與渦流混合。

A、煙氣從入口段矩形傾斜煙道進(jìn)入彎道I，經(jīng)導(dǎo)流葉片調(diào)整煙氣流向和流速后進(jìn)入垂直煙道內(nèi)；

B、進(jìn)入垂直煙道的煙氣受到傾斜的圓形繞流板向流面阻擋，在圓形繞流板的邊緣形成渦流；調(diào)節(jié)各噴氨管的流量，使各噴氨管氨的噴射速度與其下方對應(yīng)的煙氣流速相適應(yīng)，氨噴射到圓形繞流板的背流面，并擴(kuò)散至圓形繞流板邊緣與煙氣形成渦流并混合均勻；

C、煙氣與氨的混合氣體流向上在均流管周圍形成繞流，煙氣與氨進(jìn)一步混合均勻，同時流速更加均衡；

D、煙氣與氨的混合氣體流向上通過彎道II內(nèi)的導(dǎo)流葉片調(diào)整煙氣流向和流速后，進(jìn)入漸縮段煙道，再經(jīng)格柵式整流器整流后，最終進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)。

所述步驟一中的圓形繞流板和噴氨管在垂直煙道內(nèi)共安裝有五組，五個噴氨管按照與入口段矩形傾斜煙道內(nèi)傾斜角α距離由近到遠(yuǎn)，其氨噴射速度分別為V1～V5，其中V1、V2為7～8米/秒，V3、V4、V5為10米/秒。

《煙氣脫硝系統(tǒng)的噴氨與渦流混合裝置及方法》的工作原理如下：

《煙氣脫硝系統(tǒng)的噴氨與渦流混合裝置及方法》的渦流混合元件利用了空氣動力學(xué)中的駐渦理論，在煙氣的作用下，在渦流混合元件背面形成渦流區(qū)，即“駐渦區(qū)”。駐渦的特點(diǎn)是其位置恒定不變，無論煙氣流速的大小如何變化，駐渦區(qū)的位置基本不變。由于入口煙道結(jié)構(gòu)上的偏斜，導(dǎo)致渦流混合器入口截面速度分布不均勻，V5側(cè)速度大，V1側(cè)速度低。煙氣在圓形繞流板周圍形成卷吸力，卷吸力大小與速度呈正比關(guān)系，V5對應(yīng)的圓形繞流板周圍煙氣卷吸能力最強(qiáng)，氨氣與煙氣迅速摻混。

煙氣與氨的混合氣體流經(jīng)均流管時，在圓管周圍形成繞流，圓管下游流體會發(fā)生繞流物體后旋渦脫落的現(xiàn)象，即存在“卡門渦街”，交替產(chǎn)生的周期性旋渦增加了煙道內(nèi)部流體的湍流強(qiáng)度，強(qiáng)化了煙氣與還原劑氨進(jìn)一步均勻混合，均流管還起到了一定的整流作用，在垂直煙道內(nèi)實現(xiàn)了煙氣與還原劑氨的混合。同時，垂直煙道越長，催化劑入口截面流場和濃度場越均勻，垂直煙道高度應(yīng)大于其入口當(dāng)量直徑2倍。

《煙氣脫硝系統(tǒng)的噴氨與渦流混合裝置及方法》的有益效果如下：

《煙氣脫硝系統(tǒng)的噴氨與渦流混合裝置及方法》是在前期SCR脫硝工程和理論研究基礎(chǔ)上，提出的一種煙氣SCR脫硝系統(tǒng)的噴氨及渦流混合裝置，優(yōu)化了NH₃/NOx混合效果，提高了催化劑的利用率和脫硝效率。

《煙氣脫硝系統(tǒng)的噴氨與渦流混合裝置及方法》利用煙氣在渦流混合元件周圍形成的渦流實現(xiàn)煙氣與還原劑氨的充分混合，利用在均流管周圍形成的繞流實現(xiàn)煙氣與還原劑的進(jìn)一步均勻混合，使NH₃/NOx在第一層催化劑入口截面濃度均勻偏差在±5%以內(nèi)。其中渦流混合元件采用多個圓形繞流板，并將其傾斜布置在垂直煙道內(nèi)。渦流混合元件具有雙重作用：一方面實現(xiàn)煙氣與還原劑的混合，另一方面可增加流場的均勻程度。每個繞流板上方對應(yīng)一個噴氨管，噴氨管均具有獨(dú)立的流量控制系統(tǒng)。通過合理分配噴氨管的氨噴射速度V1～V5，使氨噴射速度與煙氣的流速相適應(yīng)，可以使還原劑氨與煙氣混合更加均勻。在垂直煙道內(nèi)橫向加裝有均流管，均流管可起到進(jìn)一步加強(qiáng)煙氣與氨的混合和整流的作用，并使煙氣流速更加均勻?！稛煔饷撓跸到y(tǒng)的噴氨與渦流混合裝置及方法》在彎頭I和彎頭II內(nèi)分別加裝一組弧形導(dǎo)流葉片，改善了流動方向變化引起的流場不均勻，提高了垂直煙道入口截面速度的均勻性 。

煙氣脫硝系統(tǒng)的噴氨與渦流混合裝置及方法改善效果

《煙氣脫硝系統(tǒng)的噴氨與渦流混合裝置及方法》結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)節(jié)時間短、便于安裝、不需要維護(hù)，煙氣適應(yīng)性強(qiáng)，NH₃/NOx混合效果好，提高了催化劑的利用率和脫硝效率?！稛煔饷撓跸到y(tǒng)的噴氨與渦流混合裝置及方法》可廣泛應(yīng)用于燃煤電廠選擇性催化還原SCR煙氣脫硝系統(tǒng)中，有效地解決了SCR脫硝系統(tǒng)煙道入口傾斜引起的流場和反應(yīng)物混合不均勻等問題，方便了SCR煙氣脫硝系統(tǒng)的工程設(shè)計和施工安裝 。

根據(jù)測井的需要測井防噴裝置分為如下三類：

1、低壓測井防噴裝置。用于井口壓力為3-5MPa的生產(chǎn)井測井。在過環(huán)空產(chǎn)出制面測井中，應(yīng)用可放式防噴裝置（測井時防噴管可臥放）、直立式防噴裝置（直立于偏心井口之上，并有不大于30的傾角）和傾斜式防噴裝置（設(shè)有使防噴管傾斜角50°的結(jié)構(gòu)）。三種防噴裝置在測井時不影響抽油機(jī)的工作。

2、高壓測井防噴裝置。適用于井口壓力較高井的測井，它的防噴盒內(nèi)裝有三根流管（可使電纜通過、內(nèi)徑光滑的鋼管），測并電纜從中穿過，其間隙為0.15-0.30mm，注脂泵連續(xù)地向流管中注人高壓密封脂，在高壓下密封和潤滑測井電纜。高壓測井防裝置耐壓分為32MPa、50MPa、70MPa和100MPa。

3、高溫測井防噴裝置。如圖《TPS-9000數(shù)控測井系統(tǒng)防噴裝置》所示，該防噴裝置適用于井溫——壓力——流量合測井儀測井，防噴裝置中置有耐高溫（370-400℃）的密封盒，操作人員在地面上用其緊固齒輪傳動桿調(diào)節(jié)密封盒的松緊，使之遠(yuǎn)離高溫井口 。