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火电机组脱硝喷氨控制系统的深度调试

北极星环保网来源:清洁高效燃煤发电 王永涛 史永军2017/9/29 11:26:59我要投稿
所属行业: 大气治理  关键词:脱硝喷氨 SCR 脱硝技术

3.脱硝喷氨控制系统在实际应用中遇到的问题及深度调试

3.1脱硝喷氨控制系统在实际应用中遇到的问题

总结火电机组脱硝喷氨控制系统在应用中遇到的共性问题并结合我司的实际情况,利用三现主义分析总结我司存在的问题(如表一所示)。

SCR脱硝技术

3.1.1脱硝系统反馈滞后严重分析

从脱硝系统流程可知,NH3同NOX发生还原反应生成N2和H2O的过程需要经历管道流动、烟气接触、催化作用、烟气流动、烟气抽取分析等环节,同时还需要“温度窗”和催化剂的作用过程,烟气最终流动到脱硫出口经过抽取分析后接受环保监督。这些客观因素导致了控制量与被调量之间存在时间差,形成了脱硝系统反馈滞后的现象,并对调节的快速性、准确性、稳定性形成了极大的制约。

3.1.2脱硝入口NOX变化大

脱硝入口NOX变化大与燃烧的调整,煤质的变化,送风量控制等均有很大的关系。脱硝反应区入口到出口的距离很短,如果入口NOX上升很快,而喷氨反应是有一定时间滞后的,那么反应就不会很完全,出口NOX也会相应很快上升,导致超调。

3.1.3脱硝出口NOx测量值不准确,表现为烟道两侧偏差大、与烟囱入口NOx测量值偏差大,引起的控制效果差。

经过反复试验查找原因发现,并不是烟气测量仪表造成的测量不准确,而是因为出口烟道断面NOx浓度分布不均匀造成的,脱硝出口每个烟道烟气测量取样点只有一个点,这个点抽取的烟气不具有代表性,也就是与烟道内烟气NOx浓度平均值偏差大,试验证明,采样探头的位置不同测量值不同,采样探头插入深度不同测量值也不同。

3.1.4流量计的测量问题

从控制策略来看,质量流量是脱硝自动投入的关键量。液氨中的杂质会导致质量流量的测量波动,影响流量测量的准确性。

3.1.5负荷变化时脱硝调节速度慢

脱硝入口烟气量由于没有相应测点,逻辑中采用负荷的函数计算得来。在机组负荷变动大、工况调整频繁时,相应的前馈量缺乏导致喷氨控制系统不能充分发挥作用。

3.1.6单回路控制投入困难

基于常规思路的喷氨自动设计的单回路控制系统,工况适应性差,需要提高响应速度并考虑消除设定偏差。

3.2脱硝喷氨控制系统的深度调试

分析烟气系统流程的特点,首先是锅炉运行工况变化引起SCR入口NOX变化,其次是SCR入口NOX变化经过系统延时(为烟气在烟道中流动)引起SCR出口NOX变化,最后经过系统延时引起脱硫出口NOX变化。结合上面分析的自动投入的难点和我们对原来的自动控制策略在相关方面进行了优化。

3.2.1脱硝系统反馈滞后深度调试

根据系统特点,直接以烟囱入口处的NOx浓度测量值作为调节目标,对控制效果的评估可以直接以环保考核指标为依据,同时也为正常运行中的运行调整带来极大的方便。由于SCR出口NOx浓度变化和烟囱入口处的NOx浓度变化存在明显的延迟(约为2min),脱硝被控对象(从NH3流量到烟囱入口NOx浓度)的响应纯延迟时间约3min,整个响应过程约15min。

增加控制逻辑适应系统延时,将设定值和脱硫出口NOX进行比较得到初始的修正系数,然后根据脱硫出口NOX或SCR出口NOX变化方向确定修正系统的大小和快慢,并对结果进行二阶惯性环节处理,调试时根据实际情况合理设置死区和动作幅度,调整回路中的相关参数。

3.2.2考虑到入口NOX变化比较大的问题,为此增加了入口NOX前馈补偿。由于入口NOX在控制策略中已经使用,但是为了在入口NOX变化的时候能够快速提前进行反应,设计增加了入口NOX的微分前馈(如图三所示)。

经过深度调试,给粉机转速超前于SCR入口NOX值变化,通过排粉机出口压力的变化找到引起燃烧扰动的给粉机,从而准确控制汽包压力微分波动范围。针对启停磨时NOX扰动大的问题,考虑到制粉系统从冷风门漏入炉膛的风量,在制粉系统启停时对炉膛氧量影响很大,针对启停磨时NOX扰动大的问题,提前进行干预控制。

SCR脱硝技术

3.2.3脱硝出口NOx测量值不准确,表现为烟道两侧偏差大和与烟囱入口NOx测量值偏差大,引起控制效果差的深度调试。

3.2.3.1遵循下图(如图四所示)的调整手段,使测量孔的分布最大值和最小值偏差在31mg以内,使脱硝两侧出口NOx偏差、与烟囱入口NOx偏差控制到10mg以内。

SCR脱硝技术

延伸阅读:

660MW塔式直流炉SCR烟气脱硝喷氨调整探讨与研究

脱硝喷氨自动控制在大型火电厂中应用案例分析

基于流场诊断的燃煤电站SCR系统喷氨优化及试验验证

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