1050MW超超临界机组SCR自动喷氨优化运行

3.2喷氨优化改造方案

对SCR各小区喷氨量进行控制，能有效降低氨逃逸平均值及局部氨逃逸峰值。将原有脱硝系统入口喷氨系统的2×2×12个喷嘴进行分区，分为2×8个小的喷氨区域，即将原有的相邻3个喷氨喷嘴分为一组，如图2所示。

图2 SCR出口NOx测点分布图

原有喷氨系统管道拆除，根据分区重新进行组合，安装16套气动阀组，并保留原有手动阀。同时把增加的调门控制信号引入到DCS系统，作为脱硝运行系统的一部分，由集控室统一操作控制，确保氨的正常喷射。

图2为改造后喷氨格栅布置图。网格测量点根据AIG喷氨分区布局取样点，在SCR每侧出口各安装一套烟气网格多点测量系统，对SCR出口的NOx和O2进行在线快速断面扫描测量。按照SCR的喷氨格栅布置情况，将A、B侧SCR出口测点同样布置为2×8个测点，与喷氨分区相对应。

网格多点测量系统检测的SCR烟道污染物的分布状况实时的传送到DCS，同时把机组相关的运行数据，如负荷、风量、氧量、磨机、给煤机等相关的数据采集到优化控制系统内，通过控制算法进行分析处理并参与算法逻辑计算。

根据烟气网格多点测量数据及机组相关的运行数据，首先进行分区域的优化逻辑控制，采用控制算法、状态控制等进行NH3/NOx的等摩尔比的喷射运算，使得各区域均实现按需喷氨。

然后根据DCS的实时测得数据和网格多点测量数据进行NOx的数据进行修正，通过模糊的智能前馈、模型的预测控制等控制技术对喷氨总量的进行运算。AIG喷氨实时优化系统能够根据机组运行工况的变化以及NOx分布情况调整每个区域喷氨量。

3.3喷氨优化后SCR运行状况

喷氨优化改造后SCR出口NOx进行了网格法考核试验。A/B两侧出口NOx浓度相差不大，与DCS中数据相近。与喷氨优化改造前摸底试验结果相比，喷氨优化调整后SCR出口截面NOx浓度分布均匀性显著提高，满负荷时A、B反应器出口NOx浓度分布相对标准偏差分别下降至8%和7%。在低负荷（500MW）时偏差最高，但也仅为11%（A侧）和10%（B侧），远低于改造前的出口NOx浓度相对标准偏差（57%和38%），有利于延长催化剂寿命（图3）。

图3喷氨优化后SCR出口NOx浓度分布

与优化调整前相比，局部区域氨逃逸浓度峰值明显降低，最大氨逃逸浓度由改造前的10.7μL/L降低至1.25μL/L（高负荷，1050MW）。整体氨逃逸体积分数也明显下降。说明喷氨优化改造调整可有效降低SCR反应器的出口氨逃逸，减少硫酸氢铵的生成，有效防止空气预热器及下游设备的堵塞与腐蚀，增大空气预热器的清洗周期。

AIG喷氨实时优化系统投运后，机组1050MW、750MW及500MW负荷下，表盘显示总喷氨流量分别为213kg/h、113kg/h和70kg/h，相比改造前的263kg/h、144kg/h和81kg/h分别减小了约19.0%、21.5%和13.6%。极大的降低了所需喷氨量，提高了电厂运行的经济性。

表1 AIG喷氨实时优化系统改造改造前后氨耗量统计结果

喷氨优化改造调整得到了良好的效果，通过自动调整不同区域的喷氨量，使得SCR反应器出口截面NOx浓度分布均匀性显著提高，局部较高的逃逸氨浓度明显降低，减小了下游空气预热器硫酸氢铵堵塞风险，同时随喷氨量下降系统运行的经济性也得到提高。本文通过现场考核试验，验证了分区喷氨优化的作用，喷氨优化调整具有一定的合理性与实用性。

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