SCR脱硝系统氨气流量控制技术

北极星环保网讯:根据脱硝系统工艺流程及特点，SCR脱硝装置主要模拟量调节包括：SCR反应器氨气流量控制、液氨蒸发槽温度控制、氨气缓冲槽压力控制等，其中脱硝模拟量调节系统中最为重要和核心的控制为SCR反应器氨气流量控制。

脱硝系统氨气流量控制策略在实施过程中需要对如下几个问题进行特殊考虑：

a．NOX测量信号存在较长时间的滞后问题

b．NOX在催化剂作用下的时间复杂性

c．氨气逃逸率的控制问题

SCR反应器氨气流量控制方式通常有两种：固定摩尔比控制方式（标准控制方式）、出口NOx定值控制方式。

1固定摩尔比控制

(1)控制过程

氨气流量：反应器入口烟气流量×入口氮氧化物浓度×摩尔比

SCR烟气脱硝系统利用固定的NH3/NOx摩尔比来控制所需要喷入的氨气量。SCR反应器进口的NOx浓度乘以烟气流量得到NOx信号，该信号乘以所需NH3/NOx摩尔比就是基本氨气流量信号，此信号作为给定值送入PID控制器与实测的氨气的流量信号比较，由PID控制器经运算后发出调节信号控制SCR入口氨气流量调节阀的开度以调节氨气流量。

(2)控制原理

a．由于烟气流量不易于直接准确测量，因此烟气流量通常是通过锅炉空气流量和锅炉燃烧等数据计算得到的（数据由机组DCS提供）。由于测量信号存在的滞后性问题，锅炉空气流量被用来快速检测负荷变化。

b．计算出的NOx流量乘以摩尔比是所需的氨气流量。摩尔比是根据系统设计的脱硝效率计算得出的，在固定摩尔比控制方法中为预设常数。

c．净氨气的质量流量由在氨气喷射母管测得的体积流量通过温度和压力修正后取得。

d．大负荷变化预喷氨控制

由于脱硝系统存在明显的NOx反应器催化剂反馈滞后和NOx分析仪响应滞后的问题，控制回路中加入大负荷变化预喷氨气措施，原理是将烟气流量信号被用作预示负荷变化的超前信号（对于负荷变化信号有必要采用一个尽可能迅速的预测NOx变化的信号。在某些情况下，发电量需求信号、主蒸汽流量信号等能比烟气流量信号更迅速的预测NOx变化）。

如果脱硝催化剂反应缓慢等原因导致控制效果不能很好满足调节要求时，除根据系统特点调整调节系统从而改变调节品质外，还应从以下几个方面进行处理：

a．缩短NOx分析仪采样管以保证即时的检测响应

b．采用能够灵敏地预测NOx变化的信号

c．催化剂在NOx变化之前提前吸收足量的氨气来弥补反应滞后

2出口NOx定值控制

这种控制方法是保持出口NOx恒定。根据环境空气质量标准，控制反应器NOx为定值比控制固定的脱氮效率更容易监视，同时氨气消耗量更少。

出口NOx定值控制方式与固定摩尔比的控制方式在主控制回路上基本相同，与固定摩尔比控制主要的不同之处在于摩尔比是个变值，摩尔比与反应器SCR出口NOX值以及锅炉负荷相相应。

控制原理：

主控制回路同固定摩尔比控制方法，仅是将摩尔比作为变量。

a．根据入口NO乘以实际测量值以及出口NOX设定值计算出预脱硝效率和预置摩尔比。

b．预置摩尔比作为摩尔比控制器的基准来输出，出口NOX实际测量值同出口NOX设定值进行比较通过PID调节器的输出作为修正，最终确定控制系统当前需要的摩尔比值。

c．摩尔比控制器输出的摩尔比信号作为固定摩尔比控制回路（见固定摩尔比控制方式的说明）中摩尔比设定值，控制氨的喷射，从而有效的控制脱硝系统，保证出口NOX稳定在设定值上。

另外，由于受脱硝反应器催化剂的特性决定，即便在锅炉负荷已确定的条件下，出口NOx浓度也将会波动较长时间，因此当采用固定脱硝装置出口NOX最为控制方式时，应该考虑对这种波动现象进行补偿。

简而言之，应该调整控制策略和控制参数确保出口NOx变化可以在一个很短的时间内被抑制。

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