燃煤機(jī)組煙氣脫硝系統(tǒng)NOx自動(dòng)調(diào)節(jié)控制分析

許紅彬

(河北衡豐發(fā)電有限責(zé)任公司，河北 衡水 053000)

2016-12-20

許紅彬(1970-)，男，工程師，主要從事發(fā)電廠熱控檢修技術(shù)管理工作。

燃煤機(jī)組煙氣脫硝系統(tǒng)NOx自動(dòng)調(diào)節(jié)控制分析

許紅彬

(河北衡豐發(fā)電有限責(zé)任公司，河北 衡水 053000)

針對(duì)燃煤機(jī)組脫硝煙氣脫硝系統(tǒng)控制過程噴氨自動(dòng)常規(guī)PID控制超調(diào)量大、系統(tǒng)震蕩等運(yùn)行中存在的問題，分析脫硝系統(tǒng)噴氨自動(dòng)調(diào)節(jié)效果差原因，提出脫硝系統(tǒng)噴氨自動(dòng)調(diào)節(jié)改進(jìn)措施，通過實(shí)際運(yùn)行參數(shù)說明，改進(jìn)措施在系統(tǒng)儀表校驗(yàn)標(biāo)定、快速變負(fù)荷、啟停制粉系統(tǒng)等工況下，出口NOx濃度均可得到很好的控制。

燃煤機(jī)組；脫硝效率；氨逃逸

河北衡豐發(fā)電有限責(zé)任公司1-4號(hào)機(jī)組于2013年進(jìn)行了低氮燃燒器+脫硝技術(shù)脫硝項(xiàng)目改造， 2015年對(duì)鍋爐原配套脫硝裝置除保留原有2層催化劑的基礎(chǔ)上，又增加了第3層催化劑。脫硝工藝采用選擇性催化還原法，從鍋爐省煤器來的煙氣，在脫硝反應(yīng)器入口前的煙道中通過噴氨格柵，與稀釋后的氨氣充分混合后，進(jìn)入脫硝反應(yīng)器，鍋爐脫硝入口煙溫在330～420 ℃。經(jīng)脫硝中的多層催化劑將煙氣中的部分NOx催化還原為N2和H2O后，煙氣進(jìn)入鍋爐空氣預(yù)熱器。之后進(jìn)入雙吸收塔脫除SO2，然后煙氣進(jìn)入濕式電除塵器，最后經(jīng)過煙囪排入大氣。煙氣排放維持煙囪出口NOx含量≤50 mg/m3(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下)和氨氣含量(小時(shí)均值)≤0.2 P/min。

1 脫硝系統(tǒng)概述

1.1 氨氣制備區(qū)

脫硝裝置采用的還原劑為氨氣，設(shè)計(jì)有4個(gè)儲(chǔ)罐、卸載、蒸發(fā)氨系統(tǒng)(一備一用)，其包括卸氨壓縮機(jī)、液氨儲(chǔ)罐、液氨供應(yīng)泵、液氨蒸發(fā)器、氨氣緩沖罐、氨氣導(dǎo)灌泵、廢水泵、廢水池等設(shè)備。

蒸發(fā)器采用溫度為325 ℃，壓力為0.6 MPa的蒸汽加熱；氨氣(壓力為0.4～0.5 MPa)進(jìn)入蒸發(fā)器受熱蒸發(fā)到40 ℃，蒸汽進(jìn)口閥調(diào)節(jié)蒸汽量，控制氨氣出口壓力為0.4 MPa左右。氨氣緊急排放系統(tǒng)將氨氣排入稀釋槽中，經(jīng)水吸收排入廢水池內(nèi)，通過啟、停廢水泵來控制廢水池液位。

1.2 脫硝反應(yīng)器

煙氣脫硝裝置的煙道及反應(yīng)器位于鍋爐省煤器后空氣預(yù)熱器前，氨噴射格柵安裝在脫硝反應(yīng)器煙氣進(jìn)口(前端)。煙氣在鍋爐出口處被分為2路，每路煙氣并行進(jìn)入一個(gè)垂直布置的脫硝反應(yīng)器中，并向下流過均流板、催化劑層，進(jìn)入回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器、靜電除塵器、脫硫系統(tǒng)和濕式除塵系統(tǒng)。

1.3 脫硝控制系統(tǒng)

1.3.1 氨區(qū)氨氣出口壓力控制

氨系統(tǒng)投入運(yùn)行后，通過蒸發(fā)器氨液入口調(diào)節(jié)閥控制氨氣出口壓力，為單回路控制?？紤]實(shí)際變負(fù)荷時(shí)氨氣流量變化較大，為了維持壓力穩(wěn)定，在控制回路中加入了主蒸汽流量指令信號(hào)的前饋?zhàn)饔茫詫?shí)現(xiàn)優(yōu)先調(diào)節(jié)壓力，完善其后的氨流量控制。

1.3.2 氨氣流量和出口NOx濃度控制

脫硝煙氣脫硝控制系統(tǒng)利用NH3/NOx摩爾比提供所需要的氨氣流量，使用煙氣進(jìn)口NOx濃度和煙氣流量(用主蒸汽流量信號(hào)計(jì)算)的乘積得到?；镜腘Ox含量，再乘以NH3/NOx摩爾比便可得到氨氣理論量，出口NOx濃度控制對(duì)NH3/NOx摩爾比加以修正(對(duì)氨氣需求量的修正)并參與控制，最終得到氨氣流量的目標(biāo)設(shè)定值。脫硝控制系統(tǒng)根據(jù)計(jì)算得出的氨氣需求量信號(hào)通過控制氨氣閥開度，實(shí)現(xiàn)脫硝自動(dòng)控制。

2 脫硝系統(tǒng)運(yùn)行中存在的問題

脫硝噴氨自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)自投產(chǎn)以來時(shí)常出現(xiàn)跟蹤慢、過調(diào)的現(xiàn)象，造成NOx超標(biāo)、氨逃逸升高、脫硝出口與煙囪排煙NOx偏差大等問題，影響了脫硝系統(tǒng)的可靠性、連續(xù)性以及經(jīng)濟(jì)性。

2.1 脫硝入口NOx與鍋爐效率之間的矛盾

鍋爐低氮燃燒器改造后增加一層OFA。省煤器出口NOx排放量小于1 000 mg/m3(O2=6%)、飛灰含碳量小于2.0%。在運(yùn)行中鍋爐機(jī)械不完全燃燒熱損失與脫硝效率存在矛盾。如果燃燒器區(qū)域二次風(fēng)量小，省煤器出口NOx排放量可以控制，但是飛灰含碳量較高，最高時(shí)達(dá)到3.6%。反之，省煤器出口NOx排放量將升高。另外，上層的燃燒器每增投運(yùn)一只，省煤器入口NOx排放量大約增加40 mg/m3。

2.2 噴氨自動(dòng)調(diào)節(jié)效果差

DCS自動(dòng)控制在入爐煤摻配不均勻時(shí)自動(dòng)控制反應(yīng)較差。從自動(dòng)趨勢(shì)來看，噴氨調(diào)門自動(dòng)略滯后于NOx值變化，這就造成脫硝出口NOx值短時(shí)過高。噴氨調(diào)門自動(dòng)變化更大，有時(shí)甚至關(guān)至0%，其后果就是脫硝出口NOx值嚴(yán)重超出設(shè)計(jì)值。而脫硝出口NOx值過高時(shí)，噴氨調(diào)門自動(dòng)又會(huì)大幅開因噴氨自動(dòng)調(diào)節(jié)的噴氨理論值計(jì)算根據(jù)反應(yīng)器入口的工況，存在一定的不及時(shí)性、調(diào)門特性存在一定的死區(qū)、脫硝脫硝反應(yīng)過程所需一定的時(shí)間等原因造成的延時(shí)滯后。采用常規(guī)PID的控制策略多應(yīng)用在較小延遲的慣性系統(tǒng)上具有較好的控制效果，但脫硝系統(tǒng)氨氣與氮氧化物的化學(xué)反應(yīng)屬于典型的純延遲大慣性系統(tǒng)且外擾因素太多，因此，在實(shí)際應(yīng)用中采用這種控制策略容易造成超調(diào)過調(diào)、系統(tǒng)震蕩，造成環(huán)保數(shù)據(jù)超標(biāo)或氨逃逸過量。

2.3 鍋爐脫硝出口NOx與脫硫進(jìn)口NOx存在偏差

脫硝裝置在設(shè)計(jì)階段雖然安裝了導(dǎo)流板，進(jìn)行煙氣流場(chǎng)優(yōu)化，但由于調(diào)試階段對(duì)噴氨格柵調(diào)整不均勻。在鍋爐實(shí)際運(yùn)行中脫硫進(jìn)口NOx值、氧量值與脫硝出口NOx值、氧量值存在偏差。發(fā)現(xiàn)脫硝出口NOx值與煙囪排煙NOx偏差較大±20 mg/m3。原設(shè)計(jì)脫硝進(jìn)、出口脫硝采樣探頭取樣代表性較差，為了掌握脫硝反應(yīng)器進(jìn)、出口NOx濃度分布情況，通過網(wǎng)格法進(jìn)行試驗(yàn)，脫硝反應(yīng)器入口NOx濃度分布比較均勻，偏差較小。脫硝反應(yīng)器出口NOx濃度分布均勻性較差，出口NOx濃度延寬度和深度方向有較大變化，且局部存在NOx濃度較低的點(diǎn)。出口濃度分布均勻性差，除了煙氣流場(chǎng)不穩(wěn)定外，噴氨的不均勻性是主要原因。 為了解決這一問題，通過采用插入式的旁路取樣管方式實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)取樣，以求在一定程度上保證煙氣的混合均勻，提高代表性，保證了脫硝出口NOx與煙囪排煙NOx趨勢(shì)的一致性。

2.4 脫硝出口氨逃逸率大幅跳變、準(zhǔn)確性差

煙氣中含有大量的灰塵，灰塵對(duì)近紅外激光產(chǎn)生發(fā)射、漫射和吸收效應(yīng)，在如此高濃度煙塵中，發(fā)射單元發(fā)出的激光達(dá)到接受單元時(shí)光強(qiáng)較大，氨逃逸測(cè)量值忽大忽小。

脫硝出口安裝氨逃逸裝置以來，氨逃逸分析儀透光率在30%～70%，測(cè)量正常(正常透光率在10%～85%)，測(cè)量波動(dòng)比較大，經(jīng)過幾次調(diào)試測(cè)量正常后，不久又會(huì)出現(xiàn)透光率低、測(cè)值波動(dòng)現(xiàn)象。經(jīng)分析原因有：日常維護(hù)只調(diào)整發(fā)射端方向，若接收端探頭松動(dòng)，通過調(diào)整發(fā)射端當(dāng)時(shí)能調(diào)試正常，時(shí)間久后依然會(huì)再次波動(dòng)偏差；爐膛內(nèi)氣流分布不均或者噴氨不均勻和日常爐膛內(nèi)吹灰導(dǎo)致測(cè)量值波動(dòng)。

3 脫硝系統(tǒng)噴氨自動(dòng)調(diào)節(jié)效果差原因

脫硝入口NOx影響因素很多，整個(gè)控制過程擾動(dòng)量較多，控制的關(guān)鍵點(diǎn)在于將影響入口NOx的各個(gè)因素量化，提前準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)入口NOx濃度，進(jìn)而解決測(cè)量信號(hào)大遲延的問題。

3.1 脫硝噴氨量控制系統(tǒng)

在保證探頭、氣纜、分析儀表等測(cè)量環(huán)節(jié)均運(yùn)行正常情況下，對(duì)于A、B側(cè)出入口NOx，在就地探頭處將至CEMS小間的取樣氣纜管拔掉，反映至DCS數(shù)值變化情況表明測(cè)量出入口NOx濃度存在較大的遲延：對(duì)于A、B側(cè)的出口NOx，純遲延時(shí)間約150 s，慣性時(shí)間約180 s；對(duì)于A、B側(cè)的入口NOx，純遲延時(shí)間約160 s，慣性時(shí)間約190 s。

3.2 脫硝噴氨量控制系統(tǒng)

由于受脫硝反應(yīng)器催化劑特性的復(fù)雜影響，即使在鍋爐負(fù)荷已確定的條件下，出口NOx濃度也會(huì)有較大波動(dòng)。噴氨量控制系統(tǒng)屬于非線性的控制系統(tǒng)。因此，簡(jiǎn)單的單回路PID控制策略已難于滿足現(xiàn)場(chǎng)需求，從系統(tǒng)中找出可以提前反映入口NOx變化的前饋量來提前控制噴氨調(diào)門的開度，使整個(gè)控制過程及時(shí)、穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)，顯得至關(guān)重要。

3.3 脫硝入口NOx波動(dòng)大

3.3.1 負(fù)荷對(duì)入口NOx濃度影響

對(duì)于投入ADS機(jī)組而言，當(dāng)鍋爐負(fù)荷增加時(shí)，由于燃料量與風(fēng)量變化不協(xié)調(diào)，由過量空氣系數(shù)減小抑制了燃料型NOx生成。但是，隨著鍋爐燃煤量的增加，爐膛溫度升高增加了熱力型入口NOx的生成。因此，入口NOx濃度變化與機(jī)組負(fù)荷變化密切相關(guān)，且負(fù)荷變化越快，入口NOx濃度變化也越劇烈。

3.3.2 二次風(fēng)配風(fēng)對(duì)入口NOx濃度影響

將上、中、下三層二次風(fēng)門開度減小，會(huì)降低主燃區(qū)過量空氣系數(shù)，增加燃盡風(fēng)，實(shí)現(xiàn)了爐內(nèi)軸向空氣分級(jí)燃燒，此時(shí)，入口NOx濃度呈下降趨勢(shì)。

3.3.3 OFA燃盡風(fēng)對(duì)入口NOx濃度影響

實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，在二次風(fēng)總風(fēng)量不變情況下，當(dāng)OFA燃盡風(fēng)風(fēng)門開度增大時(shí)，主燃區(qū)氧氣濃度會(huì)降低，此時(shí)，入口NOx濃度呈下降趨勢(shì)。

3.3.4 啟停制粉系統(tǒng)對(duì)入口NOx影響

在快速升負(fù)荷或高負(fù)荷啟動(dòng)制粉系統(tǒng)時(shí)會(huì)造成反應(yīng)區(qū)入口煙氣溫度偏高，雖然脫硝催化劑的活性增強(qiáng)。但是，溫度升高使得NH3和O2的反應(yīng)加劇，會(huì)導(dǎo)致煙氣中NOx增加；低負(fù)荷或停運(yùn)一套風(fēng)機(jī)時(shí)會(huì)造成入口煙氣溫度偏低，所以啟停制粉系統(tǒng)會(huì)對(duì)入口NOx濃度造成一定波動(dòng)。

3.3.5 爐膛氧量對(duì)入口NOx影響

機(jī)組負(fù)荷不變情況下，隨著氧量增加，燃燒效果增強(qiáng)，火焰溫度升高，此時(shí)，熱力型NOx生成量增多，脫硝入口NOx濃度呈上升趨勢(shì)；但是當(dāng)氧量增加到一定程度時(shí)，鍋爐的送風(fēng)量過大，又造成火焰溫度降低，減少了熱力型NOx生成量。所以，爐膛氧量波動(dòng)較大時(shí)，入口NOx濃度波動(dòng)也較大。從DCS歷史曲線觀察得出，插入式爐膛氧量的變化先于入口NOx變化將近2分鐘時(shí)間。所以采用插入式氧量信號(hào)來預(yù)測(cè)入口NOx濃度是合適的。

3.4 噴氨流量計(jì)采用質(zhì)量流量計(jì)不準(zhǔn)確

冬季溫度低測(cè)量一直不準(zhǔn)確，主要現(xiàn)象是測(cè)量值忽大忽小，經(jīng)常堵塞0，噴氨流量幾乎失去監(jiān)視。打開旁路清理后不能準(zhǔn)確指示24 h。

3.5 CEMS儀表標(biāo)定的問題

CEMS儀表標(biāo)定時(shí)間長(zhǎng)達(dá)10 min，標(biāo)定期間脫硝入口NOx參數(shù)每分鐘波動(dòng)200～300 mg/m3。

3.6 煙道直管道短

由于煙道直管道短，煙氣流量波動(dòng)大不能參與自調(diào)，用負(fù)荷替代煙氣流量無法準(zhǔn)確代表左、右兩側(cè)煙氣流量，主要影響因素有兩側(cè)空預(yù)器堵塞情況、引風(fēng)機(jī)喘振或出力不均(包含兩側(cè)調(diào)節(jié)擋板變化速率不同)。

4 脫硝系統(tǒng)噴氨自動(dòng)調(diào)節(jié)改進(jìn)措施

針對(duì)脫硝出口NOx控制的重要性及機(jī)組脫硝噴氨控制現(xiàn)場(chǎng)存在的問題，分析了脫硝噴氨控制系統(tǒng)控制對(duì)象的特性及入口NOx的主要影響因素。選取合適的前饋信號(hào)對(duì)入口NOx進(jìn)行預(yù)測(cè)并進(jìn)行提前控制，解決了出入口NOx等測(cè)量信號(hào)存在大遲延難于控制的問題。通過帶前饋的PID串級(jí)控制策略。

將參與控制的控制量如出口氮氧化物設(shè)定值、噴氨量、調(diào)門開度反饋、脫硝進(jìn)出口氮氧化物濃度、給煤機(jī)煤量、機(jī)組負(fù)荷、總風(fēng)量等實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)通過DCS系統(tǒng)對(duì)噴氨調(diào)閥進(jìn)行控制，以此實(shí)現(xiàn)脫硝噴氨的自動(dòng)控制。單從供氨調(diào)閥的自動(dòng)回路優(yōu)化效果不佳?？紤]從協(xié)調(diào)控制入手，降低脫硝反應(yīng)器入口NOx含量的突變。為減少AGC方式下，小負(fù)荷段工況下燃料量頻繁加減造成入口NOx的波動(dòng)，負(fù)荷變動(dòng)在20 MW以內(nèi)協(xié)調(diào)控制回路中取消負(fù)荷變化前饋參數(shù)。汽機(jī)主控側(cè)：將汽機(jī)控制負(fù)荷回路減弱；將控制汽壓的回路加強(qiáng)；并延長(zhǎng)汽機(jī)慣性時(shí)間。適當(dāng)加強(qiáng)鍋爐主控，消除負(fù)荷變動(dòng)時(shí)的汽壓偏差，以適當(dāng)提高負(fù)荷響應(yīng)速度，減少汽機(jī)主控負(fù)荷變動(dòng)的影響。

結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)分析得出的入口NOx濃度的主要影響因素，主回路以出口NOx為被調(diào)量，給定值為噴氨調(diào)整門操作器的設(shè)定值。副回路控制的為氨氣流量，給定值為主調(diào)輸出+前饋信號(hào)。

4.1 煙氣流量修正

由于煙道直管道短不滿足安裝煙氣流量計(jì)。目前用單側(cè)引風(fēng)機(jī)電流與左、右兩側(cè)引風(fēng)機(jī)電流和之比與主蒸汽流量生成的函數(shù)得出，此函數(shù)由不同負(fù)荷時(shí)氨氣流量、出口和入口NOx計(jì)算得出。

4.2 出口、入口NOx標(biāo)定情況處理

現(xiàn)場(chǎng)最初設(shè)計(jì)出口、入口NOx自動(dòng)標(biāo)定間隔為2 h，運(yùn)行一段時(shí)間后，造成CEMS分析儀表分析出的出口、入口NOx數(shù)值波動(dòng)頻繁，使得出口NOx濃度多次出現(xiàn)超標(biāo)現(xiàn)象且波動(dòng)較大。為解決測(cè)量回路各環(huán)節(jié)擾動(dòng)的問題，將出口、入口NOx吹掃間隔修改為4 h。由于每次吹掃時(shí)數(shù)據(jù)保持10 min不變,須采取合適的策略來保證吹掃時(shí)出口NOx控制的及時(shí)性，在出口NOx標(biāo)定吹掃時(shí)主調(diào)輸出跟蹤脫硫側(cè)NOx調(diào)節(jié)。在入口NOx標(biāo)定吹掃時(shí)采用對(duì)側(cè)數(shù)值調(diào)節(jié)。之前我們已將脫硝出口NOx與脫硫靜煙NOx標(biāo)定和脫硝入口左、右兩側(cè)NOx標(biāo)定時(shí)間錯(cuò)開。對(duì)反應(yīng)器出口NOx控制PID進(jìn)行變參數(shù)控制：在收到反吹、標(biāo)定等需要自保持的信號(hào)時(shí)，將PID控制器的參數(shù)切換到較弱的一路。

由于控制回路為帶有前饋的串級(jí)調(diào)節(jié)，即使在吹掃時(shí)入口NOx變化較大，各前饋信號(hào)的作用也可以實(shí)現(xiàn)噴氨調(diào)門的正確動(dòng)作，從而克服出口NOx吹掃對(duì)系統(tǒng)的擾動(dòng)。

4.3 噴氨流量的準(zhǔn)確性

氨母管在經(jīng)過流量計(jì)時(shí)，由于管徑的變化，造成流量計(jì)易堵塞，造成測(cè)量偏差大，甚至無法測(cè)量的情況，做如下工作：在實(shí)際氨流量頻繁堵塞無法測(cè)量時(shí)，使用氨調(diào)門開度和氨母管壓力建立模擬噴氨流量控制邏輯。為盡量減少流量計(jì)的堵塞可能性，在流量計(jì)前加濾網(wǎng)，并定期清理；增加調(diào)門及流量計(jì)旁路，定期校驗(yàn)流量計(jì)；冬季時(shí)氨氣管路增加一段至鍋爐外部煙道加熱，其中氨氣管道安裝旁路閥門，保證氨氣出口溫度可調(diào)，對(duì)后部閥門、流量計(jì)運(yùn)行無影響。

4.4 主回路被調(diào)量的修正

判斷出口NOx實(shí)測(cè)值與出口NOx設(shè)定值的偏差的變化方向及變化速度，當(dāng)偏差較大超過某一值且偏差變化速度較快時(shí)，主調(diào)變積分時(shí)間運(yùn)行，加快調(diào)整速度。

由于從氨的噴入到出口NOx下降CEMS系統(tǒng)儀表反應(yīng)需要2 min左右的時(shí)間，為了加快對(duì)出口NOx的控制，在主回路被調(diào)量處，加入出口NOx的微分作用(即出口NOx變化率信號(hào))，提前對(duì)出口NOx進(jìn)行控制。即主調(diào)的被調(diào)量實(shí)際為：出口NOx+出口NOx的微分，起到了部分超前調(diào)節(jié)的作用。

4.5 影響入口NOx前饋信號(hào)

為了達(dá)到更好的控制效果，需要選取前饋量提前反應(yīng)入口NOx濃度的變化。所以，入口NOx濃度的預(yù)測(cè)值整定至關(guān)重要。

4.5.1 啟停制粉系統(tǒng)時(shí)對(duì)入口NOx影響值的預(yù)測(cè)

在啟停制粉系統(tǒng)時(shí)，入口NOx波動(dòng)較大。選取四臺(tái)排粉機(jī)的運(yùn)行信號(hào)，把排粉機(jī)電流變化轉(zhuǎn)化為氨流量理論值提前增加或減少一定的數(shù)值來預(yù)測(cè)入口NOx的變化。

4.5.2 煙氣流量變化對(duì)入口NOx值的預(yù)測(cè)

爐膛燃燒區(qū)風(fēng)量的增大會(huì)增加入口NOx的生成；燃盡區(qū)風(fēng)量的增大會(huì)減小入口NOx的生成。

4.5.3 氧量前饋對(duì)入口NOx值的預(yù)測(cè)

當(dāng)判斷氧量變化率較大時(shí)，提前噴氨或者減氨。由于氧量的超前(近2 min時(shí)間)，可以提前克服入口NOx大副度變化時(shí)引起的出口NOx超標(biāo)。

4.5.4 出口NOx前饋對(duì)入口NOx值的預(yù)測(cè)

當(dāng)判斷出口NOx低于50,但是出口NOx的變化率很快，提前噴氨，直接加大噴氨調(diào)整門的開度，防止出口NOx的超標(biāo)。

4.5.5 增大AGC指令頻繁變化死區(qū)

AGC指令變化頻繁將導(dǎo)致脫硝出口NOx濃度反復(fù)波動(dòng)，若控制系統(tǒng)采用常規(guī)PID控制策略，因反饋調(diào)節(jié)作用與AGC指令變化同相位而造成疊加振蕩，使控制品質(zhì)明顯變差。

模糊控制系統(tǒng)根據(jù)機(jī)組AGC指令變化，實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)NOx濃度波動(dòng)規(guī)律，調(diào)整控制算法始終保持與AGC指令變化反相位，減少不必要的控制調(diào)節(jié)，氨氣消耗明顯減少。

需要注意的是，要觀察曲線，整定各前饋信號(hào)的權(quán)重，充分發(fā)揮各超前信號(hào)的作用(各前饋信號(hào)起作用的時(shí)間不一致)，避免信號(hào)整定不好出現(xiàn)相互抵消現(xiàn)象。

5 改進(jìn)效果

5.1 變負(fù)荷時(shí)的噴氨量控制

升負(fù)荷噴氨量控制各參數(shù)曲線見圖1。

圖1 升負(fù)荷噴氨量控制各參數(shù)曲線

從圖1可知，當(dāng)機(jī)組負(fù)荷從210 MW(16∶30)升至251 MW(16∶36)時(shí)，入口NOx從741 mg/m3升至892 mg/m3，出口NOx一直在設(shè)定值(30 mg/m3)附近波動(dòng)，最高至42 mg/m3，可見在機(jī)組升負(fù)荷工況下出口NOx控制穩(wěn)定。

5.2 排粉機(jī)啟動(dòng)時(shí)出口NOx的控制效果

啟動(dòng)制粉系統(tǒng)時(shí)噴氨量控制各參數(shù)曲線見圖2。當(dāng)排粉機(jī)啟動(dòng)時(shí)， 入口NOx從512 mg/m3(10∶14)升至693 mg/m3(10∶15)，氨調(diào)門比入口變化提前3 min動(dòng)作，出口NOx一直在設(shè)定值(30 mg/m3)附近波動(dòng)，最高至46 mg/m3，可見在機(jī)組啟停制粉系統(tǒng)工況下出口NOx控制穩(wěn)定。

圖2 啟動(dòng)制粉系統(tǒng)時(shí)噴氨量控制各參數(shù)曲線

由機(jī)組變負(fù)荷、啟停制粉系統(tǒng)、CEMS儀表標(biāo)定時(shí)噴氨量控制各參數(shù)曲線圖可知，利用各主要影響因素對(duì)入口NOx濃度值進(jìn)行提前預(yù)測(cè)，并將其作為前饋量作用于控制回路的串級(jí)PID控制策略，有效的解決了測(cè)量信號(hào)存在大遲延的問題，更加及時(shí)準(zhǔn)確提供最優(yōu)噴氨量。

6 結(jié)束語

脫硝脫硝噴氨系統(tǒng)控制策略充分考慮機(jī)組負(fù)荷變化、磨啟停、儀表標(biāo)定等外部影響因素，通過爐膛插入式氧量對(duì)入口NOx的預(yù)測(cè)，解決了控制過程非線性、大遲延的問題。實(shí)際運(yùn)行參數(shù)說明，在系統(tǒng)儀表校驗(yàn)標(biāo)定、快速變負(fù)荷、啟停制粉系統(tǒng)等工況下，出口NOx濃度均可得到很好的控制。降低了運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，解決了噴氨自動(dòng)常規(guī)PID控制超調(diào)量大、系統(tǒng)震蕩的難題。也解決了脫硝系統(tǒng)過量噴氨的問題，每天可節(jié)約液氨1 t左右，同時(shí)減輕了空預(yù)器堵塞情況。

[1] 王 飛, 600 MW機(jī)組煙氣脫硝工程方案選擇及設(shè)計(jì)優(yōu)化[D]. 保定：華北電力大學(xué),2013.

[2] 趙 乾.脫硝煙氣脫硝系統(tǒng)模擬優(yōu)化及噴氨量最優(yōu)控制[D].重慶：重慶大學(xué),2012.

Coal-fired Boiler Flue Gas SCR NOxAdjustment Control Analysis

Xu Hongbin

(Hebei Hengfeng Power Co.,Ltd.,Hengshui 053000,China)

Aiming at prolems during the control process of SCR flue gas NOxin coal-fired boiler,this paper analyzes the causes,and introduces the improvement measures, through actual operation parameter,the measures can control the outllet NOxconcentration on the calibration of system meter,load exchange,start-stop of milling system.

coal-fired boiler;denitration efficiency;ammonia

TM76

B

1001-9898(2017)05-0055-04

本文責(zé)任編輯：丁 力