SNCR cele przy projektowaniu

Transkrypt

1

2 SNCR cele przy projektowaniu efektywne usuwanie tlenków azotu zmniejszenie do minimum ryzyka pojawienia się amoniaku na wylocie z instalacji (NH 3 slip) łatwa obsługa i utrzymanie instalacji minimalizacja kosztów reagentów (w rozumieniu ich optymalnego wykorzystania)

3

4 System kontroli lisncr Powitec 1. wykorzystanie istniejących danych urządzeń pomiarowych 2. instalacja dodatkowych urządzeń pomiarowych (jeśli konieczne) w celu zwiększenia dokładności pomiarów 3. wykonanie mapy przestrzennejrozkładu rozkładu temperatury i prędkości przepływu (Online CFD) oraz sformułowanie sieci neuronowej opisującej zachowanie się instalacji (sieć tzw. samoucząca się ) 4. Pomiary prowadzone w trakcie pracy instalacji co 15 sekund (ciągła Kalibracja Online) 5. Ustalenie temperatur i wartości objętości przepływu dla każdej z lanc SNCR 6. Wybór / aktywacja pracy właściwych lanc SNCR, znajdujących się we właściwym oknie temperaturowym = optymalna kontrola nad procesem

5 1. Wykorzystanie istniejących danych iurządzeń pomiarowych

6 2. Instalacja dodatkowych urządzeń pomiarowych Sensor wielofunkcyjny PiT (termografia) powietrze osłonowe endoskop z soczewkąą φ16, 25mm rura z powietrzem chłodzącym endoskop kamera rapidowa z matrycą CMOS

7 2. Instalacja dodatkowych urządzeń pomiarowych Wynik opisu procesu zgodny z parametrami procesu rzeczywistego Układ podajnik młyn klasyfikator palnik = kontrola nad procesem Wykrywanie y nieregularności (jakość węgla, stan młynu, rozkład pyłu węglowego, g stan palnika, trendy procesu spalania) do oceny i optymalizacji procesu spalania obliczanie spektrum energi (FTT szybka transformacja Fouriera) czas Rapidowa częstotliwość zmian poziomów szarościś palnik 1 z x energia NO x CO

8 2. Instalacja dodatkowych urządzeń pomiarowych 1 2 sensory na młyn, 1 na klasyfikator, 1 na kanał piezo ceramiczne sensory dla zastosowań w przemyśle pochodzące ą z zastosowań wojskowych pozycjonowanie po próbach, przy pomocy magnesów, w temperaturze poniżej 160 o C Próbkowanie10kHz 10kHz, 16bit Przetwarzanie danych poprzez analizę charaketrystyki spektralnej (gęstość), weryfikacja statystyczna i analiza korelacji (optymalizacja informacji wzajemnych) osobny serwer do analizy akustycznej umiejscowienie sensoru

9 2. Instalacja dodatkowych urządzeń pomiarowych automatyczna ekstrakcja i selekcja danych obliczanie zależności dwukierunkowych obliczanie trendów zależności pomiędzy wartościami maksymalizacja wybranych parametrów działanie oparte wyłącznie na danych, niewymagana specjalistyczna wiedza

10 3. Online CFD analiza temperatury 3D w czasie rzeczywistym palnik poziom 40 Podział pierwszych pomiarów na elementy sześcienne dla każdego elementu modelowanie parametrów gazu: temperatura masa gęstość prędkość w kierunkach x,y i z palnik Burner poziom Level palnik poziom 30 palnik poziom 10

11 3. Online CFD analiza temperatury 3D w czasie rzeczywistym Widok analizy Online CFD zastosowanej dla kotła opalanego węglem kamiennym Trójwymiarowa postać wyników analizy odświeżana jest co 15 sekund Wielokolorowe przedstawienie wyników ułatwia kontrolę nad procesem, każdemu kolorowi elementu przypisana jest właściwa temperatura wg skali

12 3. Online CFD analiza temperatury 3D w czasie rzeczywistym istnieje możliwość wyświetlania tylko wybranych zakresów temperatur, jak np. zakresu o C (okno temperaturowe dla procesówodazotowania) odazotowania) lance SNCR palnik Multisensor PiT wtrysk w przezroczystych strefach powoduje: NH3 slip na wyjściu z instalacji (temperatura poniżej 900 o C) zwiększenie stężenia NO x (temperatura powyżej 1000 o C)

13 komora spalania widzialne temperatury o C komora spalania widzialne temperatury o C

14 komora spalania widzialne temperatury o C komora spalania widzialne temperatury o C komora spalania widzialne obłożenie lanc SNCR

15 3. Online CFD analiza temperatury 3D w czasie rzeczywistym Porównanie metody Powitec Online CFD z konwencjonalną metodą ATM (Acoustic Temeprature Measurement) przy obciążeniu 160kg/s spalin Główne różnice: ATM niewyraźny spowodowany uśrednianiem wartości ATM daje niewłaściwe temperatury przyścienne (zbyt wysokie) ATM zniekształcony obraz przejść temperatur (istnienie tylko jednego maksimum) Powitec Online CFD ATM

16 4. Kontrola nad procesem samouczący adaptatywny nielinearny przewidujący selektwyny w odniesieniu do danych 24/7 zorientowany na cel

17 5. Instalacje Evonik, MKV Fenne, Völklingen Rozruch: 1982 Turbina parowa: 195 MW Ntt Netto: 175 MW Wydajność cieplna: 150 MW Paliwa: węgiel balastowy, gaz kopalniany, cięzkiolej opałowy, gaz koksowniczy Turbina gazowa: 35 MW Wydajność cieplna: 60 MW turbina gazowa: wlot wysokie ciśnienie 190 bar / 532 o C wlot średnie ciśnienie 43 bar / 532 o C wlot niskie iki ciśnienie i i 22b 2,2 bar / 172 o C

18 5. Instalacje Limit No 3 x : 290 mg/nm Lambda dla palników: 0.80 Lambda sumaryczna: 1.18 (dla pełnego obciążenia) 8 niskoemisyjnych ik i palników w układzie boxer, przesuniętych względem siebie, na 4 poziomach pomiar temperatury 52m pomiar temperatury 46m poziom 5 DeNOx poziom 4 DeNOx poziom 3 DeNOx poziom 2 DeNOx 8 x multisensor PiT 8 x powietrze wtórne 4 x młyn węgla Komora spalania 62 lance na 5 poziomach Wtrysk 25% wody amoniakalnej do komory spalania pomiędzy 950 o C a 1050 o C pomiar AGAM 36m palnik poziom 40 palnik poziom 20 poziom 1 DeNOx palnik poziom 30 palnik poziom 10 Instalacja DeNOx

19 5. Instalacje Sterownia zintegrowanie układu sterowania z istniejącym programem

20 Cele: NOx poniżej 290 mg/nm 3 (bazowy wymóg) minimalizacja ilości rozpylanej wody amoniakalnej minimalizacja NH 3 slip Działania: znalezienie optymalnego okna temperaturowego wtrysk: właściwej ilości we właściwym miejscu we właściwym czasie we właściwej temperaturze Analizai i optymalizacja: Różne właściwości i jakość paliw dają w wyniku różne wartości NOx Analiza i kontrola układu młyn separatorpyłoprzewody palnik umożliwia optymalizację stosunku powietrze/paliwo tak, aby zmniejszyć ć stężenie pierwotnego NOx (dobranie właściwych parametrów dla wysokości i paliwa, właściwa Lambda) Zoptymalizowane spalanie = redukcja pierwotnych NOx Oczyszczanie gazu ze względu na optymalną temperaturę i ilość wtrysku Opcjonalnie przeciwprądowy SCR (jako dodatkowe zabezpieczenie) 5. Instalacje Optymalizacja spalania od 2005 z Powitec: o PiT Navigator: kombinacja analizy płomienia ł i przepływu węgla z innowacyjną techniką samonauczania i adaptowania się do it istniejących ij warunków o Główne wyniki: amortyzacja < 2 lata zmniejszenie produkcji pierwotnego NOx ( 50 na 180 mg/nm 3 ) polepszenie warunków przy ścianie kotła zwiększenie dyspozycyjności (obniżenie O 2 )

21 5. Instalacje PiT Navigator SNCR PiT Navigator SNCR działa na aktualną ą wartość (niebieski) )prowadząc ą ją do wartości zadanej (różowy) kontrolując ilość rozpylanego NH 4 OH (zielony). NH 3 slip (błekitny) pozostaje na bardzo niskim poziomie (<2mg/Nm 3 ). Proces ten jest kontrolowany pomimo zmian obciążenia pieca (czerwony). PiT Navigator SNCR działa również w warunkach silnych zmian temperatury w komorze spalania. PiT Navigator SNCR utrzymuje stężenie ę NOx na wybranym y poziomie

22 5. Instalacje PiT Navigator SNCR Wyniki: PiT Navigator utrzymuje wartość NOx na właściwym poziomie szybkość powstawania NOx ok. 50% 60% mniejszy NH 3 slip 15% mniejsze zużycie wody amoniakalnej NH3 Slip [mg/nm3] zużycie NH 4 OH [l/h] ok. 60% mniejszy NH 3 slip Powitec Standardowa regulacja ok. 14% mniejsze zużycie wody amoniakalnej Powitec Standardowa regulacja

23

24 1. Układy rozpylania układ przed z lancami SNCR przed i układem pomp optymalizacją i zaworów po optymalizacji

25 Lafarge Le Teil kiln C (LTC) Informacje dotyczące instalacji: Dane procesowe: wydajność pieca: tpd spaliny/gaz V gas : Nm 3 /h (suche) zakres temperatury w podgrzewaczu: o C Zakres NO x : średnia roczna: mg/nm 3 10% O 2 suche maks. średnia dzienna: mg/nm 3 10% O 2 suche Cel: średnia d i di dzienna: 500 mg/nm 3 10% O 2 suche maksymalny NH 3 slip: 30 mg/nm 3 10% O 2 suche Woda amoniakalna wtrysk: V NH4OH : l/h Projekt Lechler: AVU Wynik kalkulacji lance & dysze LECHLER 2 x 3 lance, każda wyposażona w jedną dyszę N z maksymalny punkt pracy: V NH4ON : 6 x 5,5 bar V 3 AIR : 6 x 53 Nm 5,0 50bar minimalny punkt pracy: V NH4ON : 6 x 0,7 bar V AIR : 6 x20 Nm 3 1,0 bar zakres regulacji: 15:1

26 2. Urządzenia rozpyłowe Dysze rozpyłowe opyo dwuczynnikowe, naddzwiękowe dostosowane do warunków (przepływ dyszy 0,01 200l/min) wysoki stopień regulacji (maksimum 40:1) możliwość konfiguracji po zamontowaniu wielkość kropli regulowana stosunkiem gaz/ciecz kąt rozpyłu 15 o do 60 o duże przekroje poprzeczne szeroki wybór materiałów (wszystkie metale, węgliki, ceramika)

27 2. Urządzenia rozpyłowe Lance rozpyłowe dwuczynnikowe możliwość konfiguracji po zamontowaniu wielkość kropli regulowana stosunkiem gaz/ciecz kąt rozpyłu w zależności od dyszy jak i ich ilości szeroki wybór materiałów (wszystkie metale, węgliki, ceramika)

28 2. Urządzenia rozpyłowe Układy pomp i zaworów dwuczynnikowe możliwość konfiguracji po zamontowaniu wielkość kropli regulowana stosunkiem gaz/ciecz kąt rozpyłu w zależności od dyszy jak i ich ilości szeroki wybór materiałów (wszystkie metale, węgliki, ceramika)

29 Dziękujemy! Powitec Intelligent Technologies GmbH Alexander C. Hanf Executive Director Sales tel.: fax: gsm: Lechler GmbH Valtchan Nedialkov Sales Manager Europe tel.: fax: gsm: Flextek Przedstawicielstwo Lechler i Powitec Marcin Szembek marcin@szembek.pl tel.: fax: gsm: