一种适于全负荷过程脱硝的烟气旁路控制系统及控制方法

1.一种适于全负荷过程脱硝的烟气旁路控制系统，其特征在于，应用于锅炉，包括第Ⅰ烟气通道烟气挡板（8）、第Ⅱ烟气通道烟气挡板（9）、烟气旁路（15）、烟气旁路阀（16）、烟气输出管内烟气温度测量装置（18）、烟气输出管（19）、脱硝装置入口烟气温度测量装置（20）、脱硝装置入口烟气管（21）、烟气切向阀（22）、烟气切向管（23）、烟气直通管（24）、烟气直通阀（25）、脱硝装置隔离阀（26）、脱硝装置排烟气管（27）、空气预热器（28）、脱硝剂调节阀（29）、脱硝剂引入管（30）、脱硝装置（31）、数据采集与控制模块（32）；锅炉的炉膛（1）内设置有两条并行的第Ⅰ烟气通道（5）、第Ⅱ烟气通道（14）；所述第Ⅰ烟气通道（5）的出口处设置有用于控制第Ⅰ烟气通道（5）内烟气流量的第Ⅰ烟气通道烟气挡板（8），所述第Ⅱ烟气通道（14）内从入口至出口依次设置有低温过热器（13）、第Ⅱ烟气通道省煤器（6）和用于控制第Ⅱ烟气通道（14）内烟气流量的第Ⅱ烟气通道烟气挡板（9），第Ⅰ烟气通道（5）、第Ⅱ烟气通道（14）的出口汇入烟气输出管（19），所述烟气输出管（19）上设置有烟气输出管内烟气温度测量装置（18）；所述烟气输出管（19）的出口分别与烟气直通管（24）的入口、烟气切向管（23）的入口连通；所述烟气旁路（15）的入口与第Ⅱ烟气通道（14）连通并且设置在第Ⅱ烟气通道省煤器（6）之前，所述烟气旁路阀（16）设置在烟气旁路（15）上，用于控制流经烟气旁路（15）的烟气流量；所述烟气旁路（15）的出口、烟气切向管（23）的出口分别与脱硝装置入口烟气管（21）的入口连通，所述烟气切向阀（22）设置在烟气切向管（23）上，用于实现烟气是否流经脱硝装置（31）的切换控制；所述脱硝装置入口烟气管（21）的出口与脱硝装置（31）的入口连通，所述脱硝装置（31）的入口处设置有脱硝装置入口烟气温度测量装置（20）；所述脱硝剂引入管（30）的出口与脱硝装置（31）的入口连通，并且脱硝剂调节阀（29）设置在脱硝剂引入管（30）上；所述脱硝装置（31）的出口与脱硝装置排烟气管（27）的入口连通，所述脱硝装置排烟气管（27）的出口与烟气直通管（24）的出口汇入空气预热器（28），所述脱硝装置隔离阀（26）设置在脱硝装置排烟气管（27）上，所述烟气直通阀（25）设置在烟气直通管（24）上；所述数据采集与控制模块（32）分别与脱硝装置入口烟气温度测量装置（20）、烟气输出管内烟气温度测量装置（18）、烟气旁路阀（16）、烟气切向阀（22）、烟气直通阀（25）、脱硝装置隔离阀（26）、脱硝剂调节阀（29）、第Ⅰ烟气通道烟气挡板（8）、第Ⅱ烟气通道烟气挡板（9）连接，用于根据烟气输出管内烟气温度测量装置（18）测量的烟气输出管（19）入口的烟气温度和脱硝装置入口烟气温度测量装置（20）测量的脱硝装置（31）入口的烟气温度并与对应的设定值比较，根据比较结果控制烟气旁路阀（16）、烟气切向阀（22）、烟气直通阀（25）、脱硝装置隔离阀（26）、脱硝剂调节阀（29）、第Ⅰ烟气通道烟气挡板（8）、第Ⅱ烟气通道烟气挡板（9）的开度，以调整脱硝装置（31）入口的烟气温度或切出脱硝装置（31）；还包括灰斗（17）、灰斗积灰高度测量装置（10）、灰斗排灰阀（11）、灰斗排灰管（12）；所述第Ⅰ烟气通道（5）、第Ⅱ烟气通道（14）的出口汇合并与灰斗（17）的入口连通，所述灰斗（17）的出口与灰斗排灰管（12）的入口连通，所述灰斗积灰高度测量装置（10）设置在灰斗（17）内，所述灰斗排灰阀（11）设置在灰斗排灰管（12）上，所述灰斗积灰高度测量装置（10）、灰斗排灰阀（11）分别与数据采集与控制模块（32）连接，所述灰斗积灰高度测量装置（10）用于测量灰斗（17）内积灰的高度，并将测量的数据传输至数据采集与控制模块（32），所述数据采集与控制模块（32）还用于根据灰斗积灰高度测量装置（10）的测量数据与对应设定的固定值比较，以控制灰斗排灰阀（11）的开闭。 2.根据权利要求1所述的一种适于全负荷过程脱硝的烟气旁路控制系统，其特征在于，所述第Ⅰ烟气通道（5）内还安装有再热器（4）、第Ⅰ烟气通道省煤器（7），流经第Ⅰ烟气通道（5）的烟气先经过再热器（4）吸热降温后再通过第Ⅰ烟气通道省煤器（7）继续降温，所述第Ⅰ烟气通道烟气挡板（8）安装在省煤器（7）之后。 3.根据权利要求1所述的一种适于全负荷过程脱硝的烟气旁路控制系统，其特征在于，烟气输出管内烟气温度测量装置（18）和脱硝装置入口烟气温度测量装置（20）分别采用3支E型热电偶，其探头位于管径中心部位。 4.根据权利要求1所述的一种适于全负荷过程脱硝的烟气旁路控制系统，其特征在于，所述灰斗积灰高度测量装置（10）采用料位变送器，输出4-20 mA或1-5V的标准信号与数据采集与控制模块（32）连接。 5.一种适于全负荷过程脱硝的烟气旁路控制方法，其特征在于，应用于权利要求1-4任一所述的控制系统，包括以下步骤：步骤S1，设置脱硝系统报警保护的温度参数，即脱硝装置（31）入口的烟气温度的低Ⅰ值、低Ⅱ值、高Ⅰ值、高Ⅱ值，其中低Ⅱ值<低Ⅰ值<高Ⅰ值<高Ⅱ值；步骤S2，机组并网前烟气旁路系统未投运，数据采集与控制模块（32）控制脱硝剂调节阀（29）全关，数据采集与控制模块（32）控制第Ⅰ烟气通道烟气挡板（8）和第Ⅱ烟气通道烟气挡板（9）全开，数据采集与控制模块（32）控制烟气旁路阀（16）、烟气切向阀（22）和脱硝装置隔离阀（26）全关，数据采集与控制模块（32）控制烟气直通阀（25）全开，锅炉烟气通过烟气输出管（19）和烟气直通管（24）进入空气预热器（28）；步骤S3，机组并网，数据采集与控制模块（32）控制全开烟气切向阀（22），数据采集与控制模块（32）控制全开脱硝装置隔离阀（26），数据采集与控制模块（32）控制将处于全开状态的烟气直通阀（25）逐渐关小至直全关，同时逐渐开启烟气旁路阀（16），确保脱硝装置入口烟气温度测量装置（20）的测量值高于低Ⅰ值，并且低于高Ⅰ值，此时，数据采集与控制模块（32）控制开启脱硝剂调节阀（29），脱硝装置（31）投入运行；步骤S4，当数据采集与控制模块（32）控制烟气旁路阀（16）全开，脱硝装置入口烟气温度测量装置（20）的测量值仍低于低Ⅰ值时，数据采集与控制模块（32）控制第Ⅰ烟气通道烟气挡板（8）和第Ⅱ烟气通道烟气挡板（9）的开度关小，流往烟气旁路（15）的烟气量将得以提升，确保脱硝装置入口烟气温度测量装置（20）的测量值高于低Ⅰ值，投入烟气旁路阀（16）自动调节功能；步骤S5，机组从低负荷向高负荷运行过程中，随着机组负荷提升，烟气输出管内烟气温度测量装置（18）的测量值逐渐提升，数据采集与控制模块（32）控制烟气旁路阀（16）处于投自动调节状态，烟气旁路阀（16）的开度将逐渐关小，数据采集与控制模块（32）控制将第Ⅰ烟气通道烟气挡板（8）和第Ⅱ烟气通道烟气挡板（9）的开度逐渐开大，当烟气输出管内烟气温度测量装置（18）的测量值高于低Ⅰ值，烟气旁路阀（16）全关时，烟气旁路退出运行；步骤S6，机组从高负荷向低负荷运行过程中，随着机组负荷降低，烟气输出管内烟气温度测量装置（18）测量值逐渐降低，当烟气输出管内烟气温度测量装置（18）的测量值低于低Ⅰ值，数据采集与控制模块（32）控制烟气旁路阀（16）处于投自动状态，烟气旁路阀（16）的开度将逐渐开启，烟气旁路投入运行，根据需要操作员将第Ⅰ烟气通道烟气挡板（8）和第Ⅱ烟气通道烟气挡板（9）的开度逐渐关小，确保脱硝装置入口烟气温度测量装置（20）的测量值高于低Ⅰ值；步骤S7，机组从低负荷运行转为从电网解列停机、脱硝装置入口烟气温度测量装置（20）的测量值低于低Ⅱ值、或脱硝装置入口烟气温度测量装置（20）的测量值高于高Ⅱ值，数据采集与控制模块（32）控制脱硝剂调节阀（29）全关，数据采集与控制模块（32）控制第Ⅰ烟气通道烟气挡板（8）和第Ⅱ烟气通道烟气挡板（9）全开，数据采集与控制模块（32）控制烟气直通阀（25）全开，烟气旁路阀（16）、烟气切向阀（22）和脱硝装置隔离阀（26）全关，锅炉烟气通过烟气输出管（19）和烟气直通管（24）直接进入空气预热器（28），如此切出脱硝装置（31），实现对脱硝装置（31）的保护。 6.根据权利要求5所述的一种适于全负荷过程脱硝的烟气旁路控制方法，其特征在于，还包括步骤S8：数据采集与控制模块（32）控制第Ⅰ烟气通道烟气挡板（8）的开度进而控制第Ⅰ烟气通道（5）内烟气流量导致烟气变慢、或数据采集与控制模块（32）控制第Ⅱ烟气通道烟气挡板（9）的开度进而控制第Ⅱ烟气通道（14）内烟气流量导致烟气变慢时，烟气中的灰尘会沉积于灰斗（17）；灰斗积灰高度测量装置（10）测量到灰斗（17）的积灰高度高于排灰高度定值时数据采集与控制模块（32）控制开启灰斗排灰阀（11）将灰斗（17）所沉积的灰尘通过灰斗排灰管（12）排出；灰斗积灰高度测量装置（10）测量到灰斗（17）的积灰高度低于排灰解除高度定值时数据采集与控制模块（32）控制关闭灰斗排灰阀（11）进而停止排灰。 7.根据权利要求5所述的一种适于全负荷过程脱硝的烟气旁路控制方法，其特征在于，所述投入烟气旁路阀（16）自动调节功能具体是通过数据采集与控制模块（32）控制投切开关来控制，当投切开关置为1时，投入烟气旁路阀（16）自动调节功能，当投切开关置为0时，烟气旁路阀（16）退出自动调节功能；具体包括以下步骤：设定烟气旁路阀（16）自动调节的目标温度值，烟气旁路阀（16）根据自动调节的目标温度值+Ts动作，其中Ts是自动调节偏置量，由操作员根据运行需要给定；将脱硝装置入口烟气温度测量装置（20）的测量值Te与目标温度值+Ts进行比较，其偏差量输入PID环节，PID环节的输出指令信号 经过K比例转换为烟气旁路阀（16）开度的指令信号 ，指令信号 控制烟气旁路阀（16）开度，直至Te与目标温度值+Ts的偏差为零。 8.根据权利要求5所述的一种适于全负荷过程脱硝的烟气旁路控制方法，其特征在于，烟气输出管内烟气温度测量装置（18）和脱硝装置入口烟气温度测量装置（20）分别采用3支E型热电偶，其探头位于管径中心部位；当3支E型热电偶中的两支E型热电偶的测量值低于或高于对应的温度参数，则认为烟气输出管内烟气温度测量装置（18）或脱硝装置入口烟气温度测量装置（20）的测量值低于或高于对应的温度参数。