开放式外挂先进控制系统在火电厂脱硝控制上的应用

北极星环保网讯:摘要】环境保护日益引起人们的重视，燃煤锅炉作为氮氧化物的主要排放源之一，在我国大型燃煤锅炉已经全面采用炉中低氮燃烧技术和推广炉后脱硝技术，以降低NOx的排放。本文介绍了炉后脱硝系统及其附属设备节能和自动控制技术，重点阐述利用开放式外挂先进控制系统，实现NOx闭环控制。

【关键词】脱硝 优化北京控软NOx 氨逃逸

1引言

火力发电厂机组安全性、经济性、环保性和自动化水平，是现代火力发电机组的主要性能指标。随着电力事业不断发展，电网和电厂之间采用AGC技术实时控制机组负荷成为趋势。目前AGC负荷指令频繁变动带来锅炉燃烧扰动，风煤配比频繁波动，脱硝喷氨控制回路，要求快速跟随锅炉参数进行调节。所以开发和应用高效节能环保控制技术是实现现代火力发电厂的节能降耗工作有效途径。

脱硝系统采用常规的PID控制方式，运行中无法很好解决脱硝反应大滞后特性，脱硝自动回路无法适应机组参数变化，具有一定的改进空间。脱硝系统运行中，不仅确保NOx合格排放指标，还要兼顾喷氨量的能源消耗问题。

当机组负荷波动时，操作人员首要跟踪调整复杂的锅炉燃烧状况；若脱硝自动无法投入，增加运行人员操作量，不及时的调整将导致NOx参数超标。因此研究和改善脱硝自动化控制，实现节能降耗，减少运行人员工作量，具有重要的实际意义。

2脱硝工艺系统

燃煤经过锅炉燃烧后，生成的高温烟气中含有一定浓度NOx，主要包含95%的NO，5%的NO2；目前普遍采用选择性催化还原法降低NOx的排放。脱硝系统主要包含氨配备和输送系统，反应装置。脱硝反应装置安装在锅炉尾部烟道中，高温烟道中喷入还原剂NH3，它将选择性地与NO和NO2反应生成N2和H2O。脱硝化学反应为

4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O

6NO2+8NH3→7N2+12H2O

3脱硝常规控制原理

脱硝系统作为电厂重要辅助系统，正常运行中通过PID对脱硝系统监督和调整，根据机组参数控制喷氨流量，使其适应烟气中NOx的含量变化，确保出口NOx排放在合格范围内。脱硝系统所需氨的消耗量主要根据化学反应公式中的摩尔比来衡量。所需氨气消耗量=反应器入口烟气流量×入口氮氧化物浓度×化学反应摩尔比。

对于摩尔比确定，根据NOx设定值和实际值进行比较和修正，并最终确定摩尔比值，一般范围为选择为0.8~0.9。经过计算后的氨气流量信号送入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。

脱硝系统经过多年的经验总结，很多电厂在控制回路中考虑脱硝反应滞后复杂的时间特性并通过控制方式给与相应补偿控制，在控制回路中机组负荷变化提前采取喷氨控制，使喷氨量适应锅炉运行参数并进行调节，控制出口NOx在指定的范围。这种经验控制策略理论上能够很好规避滞后的反应特性。

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