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4脱硝控制方案
在整个SNCR脱硝工艺流程中,主要有4个主要的自动控制回路,分别为储罐温度控制、高流量模块尿素溶液母管压力控制、稀释计量模块稀释尿素溶液压力控制以及尾部烟道NOx含量控制。其中储罐温度控制、母管压力控制和尿素溶液压力控制均为简单的PID回路控制,这里就不再进行说明了;而尾部烟道NOx含量控制是比较复杂的控制,采用了变设定的PID控制,其PID设定值SP为根据负荷变化而给定的折线输出值(根据实际情况拟合的曲线),其负荷-尿素流量折线如图2所示,并将折线分为“折线1”、“折线2”、“折线3”3个区域(该折线为调试过程中数据采集后拟合得出),将对应折线的尿素溶液量送至PID模块的SP端,对尿素溶液调节阀进行控制,以调节控制实际尿素溶液的流量,即改变尿素溶液喷入量,以达到氮氧化物的控制效果,其控制逻辑如图3所示,可以看出该逻辑既可以在线指定锅炉负荷(即主蒸汽流量调节方式),也可以在线指定尿素溶液流量。
但该方案存在以下问题:①由于该控制回路的控制对象为尾部烟道的NOx含量,而该控制只与锅炉负荷有关,没有直接控制NOx含量,相当于开环控制,无法避免除锅炉负荷影响因素外的其他干扰
因素的扰动,因此无法实现NOx含量控制;②由于我厂为焦煤掺烧的CFB锅炉,由于燃料的配比不同无法由单个负荷-尿素流量折线对应出控制NOx含量的规律;③反应区的温度场调整变化,对SNCR的反应效率也有很大的影响;④锅炉的配风和氧量变化,对SNCR的反应也有一定的影响;⑤CFB锅炉炉内投入的石灰石量,对NOx的生成也有一定的影响;⑥依据图2折线中80%的负荷为跳变点,因此锅炉在370t/h~375t/h范围内变化时(正常情况时,锅炉的负荷也在5t/h的范围内摆动),导致锅炉喷按量跳变,无法实现NOx含量的平稳过渡,影响脱硝效果。
5改进控制方案
针对上述问题,结合该热电厂的实际情况,对NOx含量自动控制方案进行了修改,在主蒸汽调整方式下,增加了NOx含量的反馈控制,将该回路设为主回路,尿素溶液量控制设为辅回路,并将主蒸汽负荷折线输出设置为尿素溶液流量的前馈,同时,为了避免NOx含量的反馈控制频繁震荡调节的问题,进行了阈值限定,这样既可对锅炉负荷的干扰进行及时调整,又可以对影响NOx含量的其它干扰进行调整,保证了控制回路对NOx含量的控制效果,其改进NOx含量控制逻辑图如图4所示。而对于80%临界负荷调整门跳变的问题,修改了前馈折线,即将图2折线修改为图5折线,修改后调整阀门在临界过渡区域平稳过渡。
在调试过程中,对控制逻辑的PID参数和修正值进行了整定,整定后NOx含量控制PID的参数为Kp=45,Ki=240,Kd=0.05,PID_OUTPUT=(-15%,15%);尿素流量控制PID参数为Kp=35,Ki=780,Kd=0;求和限制30%。
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