淺談600MW超臨界機(jī)組脫硝系統(tǒng)噴氨量的自動控制

摘 要：伴隨著工業(yè)的發(fā)展，近年來環(huán)境污染問題越來越嚴(yán)重，世界上人們對環(huán)境污染越來越來越關(guān)注，特別是大氣環(huán)境污染更是重中這重。我國的環(huán)境污染問題也越來越嚴(yán)重，國家對環(huán)境污染的治理更加重視。對于燃煤電廠對大氣造成的污染主要二氧化硫及氮氧化物，對于脫硫技術(shù)我國已有很多成熟的經(jīng)驗(yàn)，但對于脫硝技術(shù)（氮氧化物）卻是才剛剛開始。從2011年起，國家規(guī)定脫硝項(xiàng)目必須和主體工程同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)施工、同時(shí)投入運(yùn)行。在這種情況下，我廠的600MW機(jī)組在工程建設(shè)的同時(shí)也投入脫硝項(xiàng)目的建設(shè)并隨機(jī)組同時(shí)投入了運(yùn)行，但是在最初投入的階段卻未能投入自動運(yùn)行，而是運(yùn)行人員手動進(jìn)行噴氨量的控制，這就要求我們必須有一套自動控制噴量的邏輯策略。此控制策略避免了需要增加專門的PID調(diào)節(jié)器即可實(shí)現(xiàn)較好的自動控制噴氨量。

關(guān)鍵詞：超臨界；脫硝自動；控制策略；人可控；控制

Abstract：With the development of industry， environmental pollution is becoming more and more serious in recent years. People pay more and more attention to environmental pollution in the world， especially air pollution. The problem of environmental pollution is becoming more and more serious in our country， and the state pays more attention to the treatment of environmental pollution. For coal-fired power plants， air pollution is mainly sulfur dioxide and nitrogen oxides. For desulfurization technology， China has many mature experience， but for denitration technology （nitrogen oxides） is just beginning. Since 2011， the state stipulates that the denitrification project must be designed， constructed and put into operation at the same time with the main project. In this case， I plant 600MW unit in engineering construction and investment in the construction of denitration project and random group at the same time put into operation， but in the initial stage of the input failed to input automatically， but manually operation control spray amount of ammonia， which requires us to have a set of automatic control spray the amount of logic strategy. This control strategy avoids the need to add a special PID regulator to achieve a better automatic ammonia injection.

Key words：Supercritical；Out-of-stoch automation；Control strategy；Human control；contorl

一、緒論

本廠鍋爐為方鍋爐集團(tuán)股份有限公司型號DG1900/25.4-II1，型式為：超臨界參數(shù)變壓運(yùn)行直流爐，單爐膛、一次再熱、平衡通風(fēng)、露天布置、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)Π型爐。汽輪機(jī)是東方汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司生產(chǎn)的型號為N600-24.2/566/566的超臨界、單軸、三缸四排汽、一次中間再熱、雙背壓凝汽式汽輪機(jī)。高壓給水系統(tǒng)配置2臺50%容量汽動給水泵和1臺30%容量電動調(diào)速給水泵，2臺汽動泵正常運(yùn)行，電動泵作為啟動備用泵。制粉系統(tǒng)采用雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)正壓直吹式系統(tǒng)，本臺鍋爐配置6臺磨煤機(jī)，不設(shè)備用。磨煤機(jī)密封系統(tǒng)配2臺100%容量的離心式密封風(fēng)機(jī)，1臺運(yùn)行，1臺備用，配12臺電子稱重式給煤機(jī)。

二、技術(shù)原理及性能指標(biāo)

自動控制系統(tǒng)（automatic control systems）是在無人直接參與下可使生產(chǎn)過程或其他過程按期望規(guī)律或預(yù)定程序進(jìn)行的控制系統(tǒng)。自動控制系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)自動化的主要手段。自動控制系統(tǒng)主要由：控制器，被控對象，執(zhí)行機(jī)構(gòu)和變送器四個(gè)環(huán)節(jié)組成。

而我們需要做的主要工作是在DCS系統(tǒng)中，做一個(gè)控制器，確定控制策略，確定PID參數(shù)，如何才能使自動控制符合最基本的要求，并且達(dá)到最理想的狀態(tài)。

（一）首先確定給定值氨需量

根據(jù)給煤量計(jì)算煙氣量：（1）理論干空氣量V0（空氣過剩系數(shù)a-1）的計(jì)算：

V0=（1÷0.21）*（1.866*Car÷100+5.55*Har÷100+0.7*Sar÷100-0.7*Oar÷100）

=0.0889*（Car+0.375*Sar）+0.2643*Har-0.0333*Oar

=0.0889*Kar+0.2643*Har-0.0333*Oar

其中Kar =Car+0.375*Sar，Car，Har，Sar，Oar均與燃煤煤質(zhì)有關(guān)，當(dāng)鍋爐燃煤一定時(shí)，理論干空氣量V0為一常量，DCS廠家可根據(jù)以上公式通過DCS模塊實(shí)現(xiàn)理論干空氣量V0的計(jì)算，其單位為m3（標(biāo)準(zhǔn)）/kg。

（2）干煙氣容積Vgy的計(jì)算：

Vgy=（1.866*Car÷100+0.7*Sar÷100）+（0.79* V0+0.8*Nar÷100）+（a-1）* V0

=1.866*（Car+0.375*Sar）÷100+（0.79*V0+0.8*Nar÷100）+（a-1）* V0

=1.866*Kar÷100+（0.79*V0+0.8*Nar÷100） +（a-1）* V0

上式中Kar=Car+0.375*Sar，Car，Har，Sar，Oar，Nar均與燃煤煤質(zhì)有關(guān)，空氣過剩系數(shù)a取1.4（根據(jù)實(shí)際情況也可設(shè)定為其他值），當(dāng)鍋爐燃煤煤質(zhì)一定時(shí)，干煙氣容積Vgy可通過上式計(jì)算，DCS廠家可根據(jù)以上公式通過DCS模塊實(shí)現(xiàn)理論干煙氣容積Vgy的計(jì)算，其單位為m3（標(biāo)準(zhǔn)）/kg。

（3）根據(jù)給煤量（由機(jī)組DCS發(fā)出）可計(jì)算出一臺機(jī)組燃煤產(chǎn)生的干煙氣量：干煙氣量（m3（標(biāo)準(zhǔn)）/h）=干煙氣容積（m3（標(biāo)準(zhǔn)）/kg）*給煤量（kg/h）。

（4）一臺反應(yīng)器的干煙氣量為一臺機(jī)組的干煙氣量除以2，調(diào)試時(shí)根據(jù)調(diào)試測得的兩臺反應(yīng)器的煙氣流量比進(jìn)行修正。（說明：DCS實(shí)現(xiàn)的功能為在DCS操作屏上輸入燃煤煤質(zhì)相關(guān)參數(shù)即可求得上述公式中的相關(guān)量，并在DCS上顯示脫硫效率。）

（5）根據(jù)公式Fnh3=V*（CNO入口-CNOX出口）*（0.95*17/1.53*30+0.05*2*17/46）*10-6

CNOX=CNO*1.53/0.95*15/（21-O2）（其中：CNO、O2為現(xiàn)場來的測量值）計(jì)算出所需要的噴氨量。

（二）控制策略（見下圖）

后來由于現(xiàn)場氮氧化物含量及氧氣含量、調(diào)整門等種測量因素導(dǎo)致的氨需量計(jì)算存在偏差，在運(yùn)行人員的建議下，又增加在投自動的情況下，允許運(yùn)行人員自行修改氨需量的偏差，以更好的滿足現(xiàn)場生產(chǎn)的需要。

三、小結(jié)

由于脫硝項(xiàng)目屬于國家新型的剛剛起步的項(xiàng)目，而噴氨量自動控制系統(tǒng)尚未有完全成熟的控制策略，很多廠是增加了專門的裝置來控制的，此套控制策略在我廠完美的實(shí)現(xiàn)的噴氨量的自動控制，實(shí)際運(yùn)行效果相當(dāng)好，屬于有創(chuàng)造性的控制策略，在當(dāng)前電廠行業(yè)中有一定的先進(jìn)性和可借鑒性。本技術(shù)在我廠的應(yīng)用情況反應(yīng)很好，但由于受現(xiàn)場測量技術(shù)的影響，有時(shí)運(yùn)行人員需要設(shè)置的偏差比較大，希望同仁們能找到更加理想的控制策略。

參考文獻(xiàn)：

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[4]陳庚.單元機(jī)組集控運(yùn)行.北京：中國電力出版社，2001.

作者簡介：趙紅霞（1980-），女，漢族，河南濮陽人，工程師，從事發(fā)電廠熱控檢修工作。