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2、SCR系统控制逻辑优化
2.1增加变负荷及出口NOx浓度变化时的预控逻辑
在锅炉负荷降低过程中,SCR系统入口NOx浓度会快速上升,因SCR系统内化学反应较慢,喷氨调节阀调整滞后,导致锅炉降负荷过程中NOx排放浓度波动,可能会引起瞬时值超标。
增加1号、2号锅炉低负荷期间降负荷时的脱硝效率自动偏置设定:
1)动作条件。锅炉负荷低于650MW并处于降负荷过程中,自动增加A、B侧SCR效率设定值5%。
2)自动复位条件。降负荷过程结束并且A、B侧SCR系统出口NOx浓度均不大于50mg/m3。
增加1号、2号锅炉SCR氨气调节阀的前馈控制逻辑,防止调节阀动作滞后而引起NOx排放浓度大幅波动。SCR系统入口或出口NOx浓度上升速度较快时〔NOx上升速度不小于5mg/(m3·min)〕,提前开大氨气调节阀的开度,SCR系统入口或出口NOx浓度变化速率与氨气调节阀开度偏置关系如图2所示。
图2NOx变化速率与调节阀开度偏置对应曲线
2.2设置SCR系统进出口及烟囱出口NOx浓度过高的保护逻辑
增加SCR系统出口NOx浓度过高时的氨气调节阀逻辑:脱硝系统CEMS(continuousemissionmonitoringsystem)仪表吹扫后延时5min,A侧或B侧SCR系统出口NOx浓度不小于60mg/m3时,对应侧氨气调节阀开度增加10%,脉冲30s;NOx浓度不小于75mg/m3时,对应侧氨气调节阀开度增加30%,脉冲50s,然后恢复PID(比例-积分-微分控制器)自动调节。
锅炉负荷不大于650MW,锅炉降负荷过程中,增加SCR系统入口NOx浓度过高时的氨气调节阀逻辑:SCR系统入口NOx浓度不小于200mg/m3,对应侧氨气调节阀开度增加10%,脉冲30s;SCR系统入口NOx浓度不小于250mg/m3,对应侧氨气调节阀开度增加20%,脉冲40s;SCR系统入口NOx浓度不小于300mg/m3,对应侧氨气调节阀开度增加30%,脉冲50s。
烟囱出口NOx浓度折算值不小于65mg/m3时,A、B侧氨气调节阀开度增加5%,脉冲15s。
2.3设置调节阀自动状态的最小开度,防止低负荷喷氨过多
目前脱硝系统通过大量的逻辑优化和运行调整工作已基本可以保证NOx排放浓度瞬时值不超标,脱硝平均效率可以达到大于80%的要求,但在低负荷阶段存在脱硝效率偏高的问题。原因是喷氨调节阀设计裕量偏大,锅炉负荷降至500MW以下,保持最小开度5%左右时,喷氨调节阀偏大,低开度时喷氨量特性不佳。以2B喷氨调节阀为例,锅炉负荷降至500MW以下,5%开度时喷氨量为7.1m3/h,流量不足,而6%开度时,喷氨量为24m3/h,流量过大。经过试验,调节阀开度与喷氨量的对应关系如图3所示。从图3可以看出,调节阀开度大于5%时,喷氨量急剧上升,易导致喷氨过量。
图3喷氨调节阀开度与流量对应曲线
为解决上述问题,设置喷氨调节阀自动状态的最小开度,SCR效率偏差控制PID的下限由-0.7调至-0.8,减缓低开度时调节阀的响应速度,实现了低开度时稳定喷氨,避免了脱硝系统的波动。
2.4CEMS仪表吹扫进行时的控制逻辑优化
因CEMS仪表在定期自动吹扫时,测量值会维持当前值,如果此时锅炉运行工况波动,待吹扫结束后,NOx浓度测量值会突变,引起脱硝系统工况剧烈波动。为解决此问题,将喷氨调节阀逻辑进行修改:A侧CEMS仪表吹扫状态时,A喷氨调节阀开度=A喷氨调节阀当前开度+B喷氨调节阀开度的正变化量;B侧CEMS仪表吹扫状态时,B喷氨调节阀开度=B喷氨调节阀当前开度+A喷氨调节阀开度的正变化量。
2.5增加空预器、SCR催化剂差压高动态报警
锅炉尾部烟气脱硝后形成的硫酸氢氨容易粘附在SCR催化剂及空预器换热元件表面,硫酸氢氨沉积后与烟气中的灰形成坚硬的灰块,容易引起SCR催化剂及空预器堵塞。目前锅炉空预器、SCR系统仅有1个锅炉满负荷时的报警值,而锅炉在长期低负荷运行时,无法监测系统的差压是否有上升趋势,无法及时提醒运行人员,随负荷变化的适应性较差。为预防空预器、SCR催化剂堵塞,提醒运行人员提前调整,增加了1号、2号锅炉空预器和SCR催化剂在不同锅炉负荷下的报警值,当差压达到该报警值后延时30s分别发“空预器差压高”、“SCR差压高”三级报警,如图4所示。
图4空预器与SCR催化剂差压高变量报警设定曲线
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