燃煤机组SCR脱硝系统近零排放下热工控制关键技术研究与工程实践

（2）对烟囱出口NOx浓度与A、B侧出口NOx浓度进行比较、评估得出A、B侧出口NOx浓度与烟囱NOx浓度的偏差，对控制器的NOx测量值进行智能修正；对A、B侧喷氨量及入口NOx浓度进行比较、评估得出A、B侧之间的偏差，对A、B侧喷氨量进行智能配比。现有机组改脱硝系统受锅炉结构的限制，出口NOx测点的烟道成狭长型存在流场不均的问题，因而烟囱NOx浓度与SCR出口NOx浓度测量存在一定的偏差。

 以环保考核点烟囱NOx为基准对SCR出口NOx进行实时比较，当累计平均值超过一定误差时对控制器的NOx测量值进行智能修正，确保控制稳定。A、B侧烟气流量也不能做到完全一致，因而A、B侧的喷氨需要进行智能配比修正，确保两侧喷氨的相对一致。

（3）根据对CEMS仪表状态的判断，通过A、B侧浓度差值替代的方式，消除仪表校准过程中控制的不可判断性。由于CEMS分析仪表每隔4h进行一次10min的吹扫校准，在10min内，CEMS分析仪表端做保持处理，如果燃烧工况变化引起NOx浓度的波动，预测算法将无法通过入口NOx的变化率做出对应的预测，在CEMS测量恢复后，会导致调节的波动。

因而不能简单的通过测量保持来解决，利用A，B侧CEMS吹扫校准不同步，A侧吹扫时通过B侧替代，同时考虑到A，B侧测量不一致，需要进行差值叠加，这样就能很好的解决了吹扫校准而引起的调节波动。

（4）根据脱硝系统出口NOx控制波动情况（任何工况均<50mg/Nm3）倒推出设定值上限，按设定上限和85%脱硝效率对应的设定值取小值得出控制设定值，在满足脱硝效率的同时，确保全工况控制过程NOx不超50mg/Nm3。

通过回路优化引入智能预测算法，大幅提高了系统闭环稳定性和抗扰动能力，有效的将烟囱出口NOx浓度控制在50mg/Nm3以下。通过表8、表9看出，10天时间NOx排放没有超过50mg/Nm3，有效的控制了NOx的超标。

4 脱硝系统控制优化改进效果分析

通过选取改造优化前时间段2014-5-1 00:00至2014-5-11 00:00，部分优化后时间段2015-1-21 00:00至2015-1-31 00:00以及优化实践完成时间段2015-8-1 00:00至2015-8-11 00:00的数据，对优化前后3、4号机组NOx排放进对比，时间间隔为1分钟。

通过表8、表9可以看出，在未进行改造优化前，3、4号机组脱硝系统投运率受最低投运温度的限制只能达到45-50%，平均排放浓度处于较高的水平。通过省煤器分级改造及脱硝系统保护逻辑优化后脱硝系统已能实现100%的投运率，通过锅炉专业对燃烧系统的整改3号SCR入口NOx平均浓度降低了30mg/Nm3，但烟囱NOx超过50mg/Nm3的时间仍高达2928min，SCR入口NOx波动超过250mg/Nm3和300 mg/Nm3的时间并没有大幅减少。

通过经过燃烧调整、引入智能预测算法等优化措施，SCR入口NOx平均浓度进一步降低，SCR入口NOx波动超过250mg/Nm3和300 mg/Nm3的时间也大幅的减少，3号SCR入口NOx平均浓度降低了50mg/Nm3。烟尘NOx超过50mg/Nm3的时间进一步降低至0，整个脱硝NOx排放处于最优状态，真正实现了脱硝系统在任何时刻都达到“近零排放”下环保要求。

5结论

针对某电厂在进行“近零排放”改造后NOx无法长期稳定排放技术问题，从控制逻辑着手对脱硝系统实现“近零排放”存在的问题进行研究分析，进行了一系列优化技术研究，实践表明取得了良好的工程应用效果。主要结论如下：

（1）创新性地提出通过SO2质量浓度及入口NOx浓度来确定SCR最低运行温度方法，见表2，在最优情况下SCR最低运行温度可以降至293℃，确保了锅炉稳燃负荷（220MW）以上全工况脱硝的实现

（2）将容错逻辑设计思想引入脱硝系统保护逻辑，确保脱硝系统长期稳定运行；

（3）通过NOx生成端优化，机组NOx平均值进一步降低，基本控制在200mg/Nm3，同时大幅减少了入口NOx超过250mg/Nm3的时间，极大缓解了NOx脱除端的控制压力；

（4）在原有的前馈-反馈串级控制的基础上引入智能预测前馈控制，有效的进行偏差调节。大幅提高了系统闭环稳定性和抗扰动能力，有效的将烟囱出口NOx浓度控制在50mg/Nm3以下。通过表6、表7看出，10天时间NOx排放没有超过50mg/Nm3，有效的控制了NOx的超标。

（5）通过上述的热工控制优化，烟囱NOx超过50mg/Nm3的时间进一步降低至0，整个脱硝NOx排放处于最优状态，真正实现了脱硝系统在任何时刻都达到“近零排放”下环保要求。

本文针对目前燃煤机组SCR脱硝系统热工控制方面关键技术研究和工程实践效果分析，对我国其它燃煤电站开展“近零排放”后实现NOx稳定环保排放，具有较好的借鉴价值。

致谢

本研究得到了国家自然科学基金（NO：51376161），中国南方电网重点科研项目等资助，研究也得到了广东珠海金湾发电有限公司大力帮助，使得科研项目理论研究成果能够在现场得到应用，在此表示感谢。

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