山东费县电厂#1机组SCR喷氨优化控制改造工程案例

北极星环保网来源:龙源技术2017/1/4 15:27:24我要投稿

关键词：SCR 脱硝脱硝系统

北极星环保网讯:山东费县电厂#1机组原SCR 脱硝喷氨控制系统长期采用PID方式自动运行，在负荷工况较稳定、SCR入口NOx浓度波动不大情况下，能有效控制烟囱入口净烟气NOx波动幅度在±5mg/Nm3以内。

但在机组升降负荷、启停制粉系统、煤质变化等扰动工况下，SCR入口NOx会出现较大幅度波动，由于原控制系统抗干扰能力差，导致净烟气NOx曲线大幅震荡，动态过程NOx与设定值控制偏差达到±20~30mg/Nm3，频繁超过环保考核线，控制品质无法满足环保考核要求，需要运行人员频繁进行手动干预。

为降低环保考核频率，必然人为降低NOx设定目标值，这在一定程度上导致了喷氨量的增加，使氨逃逸率升高，增加了尾部受热面低温腐蚀的机率。电厂未来将面对超净排放50mg/Nm3的环保压力，这种控制矛盾将更加突出。

由于烟囱入口NOx浓度的响应纯延迟时间接近3分钟，整个响应过程超过10分钟，为典型的大滞后被控对象，同时还是一个复杂的多变量约束控制系统，变量之间存在着耦合性，常规的控制方案很难处理。

烟台龙源公司根据火电机组解决控制难度问题的经验，通过对费县电厂SCR脱硝控制系统的运行环境、考核要求、被控特性数学模型等方面的精准把握，提出了基于预测控制技术的SCR脱硝喷氨优化控制解决方案。

该方案将烟囱入口处的净烟气NOx浓度纳入控制目标，使得控制目标与环保考核目标保持一致，并采用全新的预测控制器替代原有DCS中的PID控制器，调节控制还原剂喷氨量，有效克服系统大延迟大滞后问题。

通过费县电厂#1锅炉机组SCR脱硝系统开环/闭环干扰模型辨识动态特性试验、各项定值扰动试验，增加负荷、煤质等智能前馈，减少净烟气NOx浓度波动幅度，有效降低喷氨成本，缓解氨逃逸空预器堵塞现象，提高了设备运行的安全性。

优化控制系统投运后，在电厂典型的430MW至470MW的升负荷下，净烟气NOx控制曲线始终能够在偏离设定值不远的范围内正常波动，与设定值偏差平均在±7mg/Nm3范围内。同时，在机组连续升降负荷过程中，当负荷从555MW下降到465MW时，虽然脱硝入口NOx存在较大幅度的波动，其最大波动幅度超过100mg/Nm3。

但净烟气NOx曲线仍能较好的跟踪设定值，最大波动幅度在±12mg/Nm3以内，控制指标优秀。同工况下与之前优化相比，改善幅度达50%。