基于氨逃逸动态目标值的脱硝控制研究-第2页-北极星大气网

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4基于氨逃逸动态目标值的脱硝系统控制试验与实践

4.1根据监测断面选择主次控制因子

基于NOx浓度在线监测与氨逃逸在线监测滞后时间的差异，分别采用两种监测因子作为主要条件对氨水流量进行PID控制试验。试验发现，当采用NOx在线测量值对氨水流量进行PID控制时，因在线监测滞后时间较长，无法根据NOx浓度对氨水流量进行有效调节，多次调整PID参数均不能实现NOx和氨逃逸同时达标排放。

当采用氨逃逸浓度来对氨水流量进行PID控制时，因滞后时间较短，氨逃逸曲线与氨水流量曲线具有更好的跟随性，可将氨逃逸控制在一个较小的变化范围内，同时NOx半数时间可实现达标排放。因此选用氨逃逸浓度作为主要控制因子，NOx排放浓度作为辅助控制因子，进行更进一步试验。

4.2根据锅炉负荷统计达标需要的氨逃逸浓度规律

从影响NOx浓度的各因子中，可看出锅炉负荷是最主要的影响因子，因此本组试验即在烟气含氧量基本相同的情况下，根据锅炉负荷调整氨水用量，使烟气NOx排放值保持在30mg/Nm3左右，统计对应负荷下氨逃逸的浓度，得到锅炉负荷一氨逃逸浓度对应关系(见表4,图3)。

表4不同负荷下的氨逃逸浓度

图3锅炉负荷一氨逃逸浓度曲线

4.3根据烟气含氧量统计达标需要的氨逃逸浓度规律

烟气含氧量对NOx的生成浓度影响很大，影响烟气含氧量的主要原因是进煤量与风量的比例关系。更重要的是这个比例的变化往往很突然，例如当锅炉负荷调整时，一两次风量的调整与进煤量不同步或不匹配以及断煤情况的发生，都会造成烟气含氧量的突然变化，如果根据氨逃逸在线监测或NOx在线监测数据检测到变化时再进行调整，必定会造成NOx排放浓度和氨逃逸剧烈波动，使排放数据不合格，而且会使PID调节稳定状态被打破，如果不进行人工十预，就需要很长时间才能恢复稳定，甚至不能恢复稳定失去自动调节功能。

除了引风机后的O2在线监测外，锅炉在省煤器位置也配置了O2在线监测，相比于前者，省煤器位置能更早检测到O2的变化，作为前馈条件调节氨水喷射量，提前削弱NOx和NH3逃逸的波动。

该组试验保持锅炉负荷90t/h不变，根据省煤器处烟气含氧量调节氨水喷射量，使NOx排放值保持在30mg/Nm3左右，统计对应含氧量下氨逃逸的浓度，得到含氧量一氨逃逸浓度对应关系(见表5)。

表5烟气含氧量对氨逃逸的影响

通过观察，正常稳定燃烧时，省煤器处含氧量出现频率最高的数值在4%左右，因此将4%作为基准氧，将表格中的氨逃逸浓度全部减去1.45，得到含氧量对氨逃逸浓度的贡献值(见表6)。

表6烟气含氧量对氨逃逸浓度的贡献

图4烟气含氧量对氨逃逸浓度影响曲线

从图4的曲线来看，似乎烟气含氧量比锅炉负荷对氨逃逸浓度的影响更大，这是因为锅炉负荷升高时，不仅NOx的生成浓度提高了，SNCR的脱硝效率、氨的利用率也随之提高了，综合后的影响就减弱了。

4.4根据NOX排放浓度的影响统计NOx对氨逃逸目标值的影响

锅炉负荷和烟气含氧量都是作为调节的前馈条件参与控制，但最终的达标排放仍要以脱硝系统出口的NOx浓度为准。因此再引人NOx浓度作反馈条件参与控制，当NOx浓度高于理想控制值时，增加氨逃逸量，当NOx浓度低于理想控制值时，减少氨逃逸量。

4.5氨逃逸动态目标值的公式拟定与实践

在进行了上述试验后，可以设想在某一工况，可能存在一个平衡点，其氨逃逸浓度是达标的，NOx排放浓度也在理想值附近。而如果能通过某经验公式，计算出该工况时最合适的氨逃逸浓度，然后通过调节氨水流量使实际氨逃逸趋近该浓度，就能间接使NOx浓度趋近于需要的理想值。该工况下最合适的氨逃逸浓度可称作氨逃逸动态目标值，将其作为PID控制目标因子，再将氨逃逸实测值作为PID控制反馈因子，通过调节氨水流量，使氨逃逸实测值趋近氨逃逸目标值，从而实现氨逃逸与NOx的同时达标。

锅炉负荷一氨逃逸浓度试验数据拟合成经验公式，可得到: