火力發(fā)電廠自動(dòng)控制創(chuàng)新優(yōu)化研究

鄒陽林

（中電建湖北電力建設(shè)有限公司，湖北 武漢 430000）

氣態(tài)氮氧化物是火力發(fā)電廠在生產(chǎn)的過程中所產(chǎn)生的一種污染物，其在排放的過程中遇到高溫的情況會(huì)發(fā)生，產(chǎn)生光化學(xué)煙霧和酸雨，會(huì)給空氣造成非常嚴(yán)重的污染情況，同時(shí)，給相關(guān)企業(yè)帶來的嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。運(yùn)用脫硝技術(shù)對(duì)氮氧化物進(jìn)行處理，能有效降低氮氧化物的排放量，且改善空氣污染的情況，有效提升火力發(fā)電廠的運(yùn)行效率。

1 脫硝的工藝流程及特點(diǎn)

目前，燃煤電廠有兩種脫硝技術(shù)，一種是非催化作用還原技術(shù)，另一種是技術(shù)的核心技術(shù)。反硝化和后處理技術(shù)是控制和大大減少污染物的有效途徑。連續(xù)燃燒過程可分為幾種：連續(xù)燃燒前的反硝化，火焰燃燒中的反硝化和火焰燃燒后的直接處理。純化的重點(diǎn)是將氮轉(zhuǎn)化為相互反應(yīng)以外的相關(guān)元素，以及無法實(shí)現(xiàn)反應(yīng)的情況。它使用科學(xué)研究技術(shù)減少氮排放并實(shí)現(xiàn)凈排放，直接處理硫氧化物的方法在再燃中的使用分類、耗氧量和有毒煙氣的重復(fù)利用，減少此類污染物的產(chǎn)生，對(duì)污染物排放前的燃燒廢氣進(jìn)行處理。此外，他們還以我國(guó)自己生產(chǎn)的復(fù)合肥為例，以脫硝生產(chǎn)工藝為例，具體內(nèi)容綜合分析了其工藝生產(chǎn)流程和突出特點(diǎn)。SCR脫硝過程一般有兩種方法，一種是高溫?zé)峤夥?，另一種是水解法。熱解是加熱和霧化液態(tài)氮金屬化合物以獲得固態(tài)或液態(tài)磷酸一銨的方法。在內(nèi)部加熱過程中，純尿素會(huì)形成更多的氨，這可以為SCR尿素的反硝化技術(shù)提供強(qiáng)大的驅(qū)動(dòng)力。乙酸法是通過水溶性法分離液態(tài)尿素，而火力發(fā)電廠通常采用熱解法。該常規(guī)方法與水解方法之間存在差異的原因是，它還會(huì)引起高聚物，因此，可以減少工藝和操作步驟，并且可以增加總體操作成本。

1.1 脫硝的工藝流程分析

以火電廠常用的磷銨熱解法為例，對(duì)其生產(chǎn)過程進(jìn)行了分析。實(shí)際的熱解方法是將不同程度的磷酸銨連續(xù)加熱，分解、吸收和反應(yīng)，以減少氮金屬離子的廢氣排放。例如，用脫鹽的液體硫酸銨快速溶解，得到最終質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%的液體硫酸鉀，通過各種方式混合泵輸送到終端運(yùn)行。在生產(chǎn)線和反應(yīng)階段，稀釋空氣被加熱，裝置的整體質(zhì)量由進(jìn)料泵和分配方法控制。該裝置整體質(zhì)量可檢測(cè)并霧化吸入治療。各種設(shè)備將事故產(chǎn)生的硫酸銨熔化，分解硫酸鉀，產(chǎn)生氨和二氧化碳，該方法以氨的萃取，分離和注入方式，并以氣態(tài)形式存在氮金屬化合物，最終減少了氮金屬化合物的排放，降低了氣態(tài)物質(zhì)中的氮含量。

1.2 脫硝工藝的特點(diǎn)

SCR硫酸鉀熱解反硝化生產(chǎn)工藝的首要目的是使氮氧化物與氨發(fā)生反應(yīng)并減少總氮含量。制造過程分為業(yè)務(wù)過程和業(yè)務(wù)過程流程，但將要生產(chǎn)的聚合物，且操作方便，可突顯系統(tǒng)的自動(dòng)，全面控制。該過程很耗時(shí)并且高質(zhì)量的資源不高。另外，每臺(tái)設(shè)備的氣密性都很好，降低了整體工藝技術(shù)。另外，在尿素的熱解和反硝化過程中，機(jī)組高負(fù)荷響應(yīng)能力和敏感性強(qiáng)，可促進(jìn)整個(gè)過程的運(yùn)行?；谏鲜鲋圃旃に嚨耐怀鎏攸c(diǎn)，可知硫酸銨熱解脫硝制造工藝具有很強(qiáng)的安全性和可用性。

2 火力發(fā)電廠脫硝自動(dòng)控制系統(tǒng)中存在的問題

在SCR脫硝整個(gè)運(yùn)行過程中能夠自動(dòng)控制的軟件系統(tǒng)，總會(huì)出現(xiàn)問題。其中，影響脫硫智能控制系統(tǒng)建設(shè)和運(yùn)行的外部因素涉及多個(gè)管理層次，在內(nèi)外因素中得到了充分體現(xiàn)。

2.1 外在因素

外部因素包括直接測(cè)量?jī)x表故障、設(shè)備操作人員各項(xiàng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)水平較低、鍋爐設(shè)備運(yùn)行異常及系統(tǒng)、設(shè)備等問題。精密測(cè)量?jī)x器主要包括三部分：1.入口氮氧化物質(zhì)量濃度的測(cè)量方法；2.入口和出口處氫氧化氮質(zhì)量濃度的測(cè)量結(jié)果，實(shí)現(xiàn)了氨氣置換等相關(guān)的精確測(cè)量系統(tǒng)；3.氮氧化反應(yīng)質(zhì)量濃度差檢測(cè)儀如果有任何一種測(cè)量方法儀器有明顯的故障原因，則會(huì)極大地影響火力發(fā)電工廠的脫硝自動(dòng)完成控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)良好的基本運(yùn)行。

2.2 內(nèi)在因素

內(nèi)部因素主要包括火力發(fā)電廠脫硝控制的方法，該方法意味著可以控制火電廠的反硝化作用。例如，在SCR尿素脫氮處理的操作中，進(jìn)出口的氮氧化物質(zhì)量濃度與通道入口處的氮金屬氧化物濃度之比，以及相對(duì)分子量之間的一致性和差異在固定位置，將氨氮反應(yīng)產(chǎn)物設(shè)定在固定位置。通過將入口處顆粒物排放溶解度和煙道氣質(zhì)量濃度的準(zhǔn)確測(cè)量值與實(shí)際數(shù)據(jù)中的氮金屬離子質(zhì)量濃度進(jìn)行比較，并相應(yīng)地進(jìn)行各種控制和調(diào)整來計(jì)算反應(yīng)所需的氨氣量，可以實(shí)現(xiàn)定量氨循環(huán)。而SCR脫硝智能控制方法也有一些這樣的解決方案在連續(xù)運(yùn)行過程中的實(shí)際數(shù)據(jù)。在操作過程中可能出現(xiàn)過緊急現(xiàn)象，存在無法控制的危險(xiǎn)外部因素，會(huì)影響各種操作的方法，控制相應(yīng)的對(duì)象的理想效果不會(huì)明顯。SCR像素?zé)峤夥聪趸椒▋H檢測(cè)通道入口處氮金屬氧化物的濃度范圍。該數(shù)據(jù)可計(jì)算氨的供需情況，并可通過各種方式調(diào)節(jié)和控制氨的實(shí)際流量值，以減少污染物的氣態(tài)水氮含量。在這過程中，忽略了對(duì)高煙囪入口附近的高濃度氮金屬化合物的控制和調(diào)節(jié)，這增加了可以控制這種方法的各種操作的難度。

3 火力發(fā)電廠脫硝自動(dòng)控制系統(tǒng)優(yōu)化措施

3.1 機(jī)組停機(jī)重置參數(shù)值

脫硝手冊(cè)可以控制軟件系統(tǒng)中特定對(duì)象的原始時(shí)間設(shè)置的相對(duì)參數(shù)與實(shí)際操作中所有參數(shù)的比值。應(yīng)該從控制關(guān)鍵對(duì)象開始并進(jìn)行更改。原始脫硝比率超出范圍。效率被納入高NOx含量，各種方法和技術(shù)停止生產(chǎn)并重置相關(guān)參數(shù)。根據(jù)火電廠的脫硝效率要求，實(shí)際評(píng)估脫硝過程的運(yùn)行時(shí)間，過程的所有參數(shù)均與原始參數(shù)有關(guān)。它還可以充分優(yōu)化脫硝系統(tǒng)的自動(dòng)控制系統(tǒng)，以改善組態(tài)和控制對(duì)象并提高控制效率。

3.2 調(diào)整供氨調(diào)節(jié)閥門

就氨流量而言，可以調(diào)節(jié)閥門的基本設(shè)置。首先，必須解決當(dāng)前脫硝系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行中閥死區(qū)太大的問題。純電動(dòng)控制單元還可以將其變化范圍從1%～5%，并且默認(rèn)值設(shè)置為2%。然后，為防止可調(diào)閥過多的死區(qū)，應(yīng)將默認(rèn)值2%作為特定標(biāo)準(zhǔn)值，并應(yīng)將其大大降低至1%，以從根本上提高氨的靈敏度和氨氣的響應(yīng)。另外，由于氨控制閥和空氣濾清器連接在一起，因此，在反硝化計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行期間應(yīng)及時(shí)清洗預(yù)濾器，以確保氨控制閥的工作速度。此外，當(dāng)氨氣和流速可調(diào)節(jié)且可控制時(shí)，應(yīng)注意入口位置的所有參數(shù)以及入口和出口處高濃度的氮氧化反應(yīng)。改善入口和出口處高氮氧化物排放濃度的方法?？烧{(diào)系統(tǒng)功能可以完全控制整個(gè)人工智能算法，并且可以完全重新調(diào)整和匹配。另外，它還滿足了單位順序，大大減小入口處和出口處氮氧化物濃度范圍的差異，以及對(duì)氮氧化物濃度的需求，可以及時(shí)計(jì)算出酸性氣體，可以實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)閥的有序連續(xù)運(yùn)行。

3.3 加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)煙氣監(jiān)測(cè)儀的自動(dòng)維護(hù)功能

當(dāng)火電廠繼續(xù)運(yùn)行脫硝自動(dòng)控制軟件系統(tǒng)時(shí)，很容易出現(xiàn)系統(tǒng)功能協(xié)調(diào)不匹配的情況，從而導(dǎo)致脫硝過程的順利進(jìn)行。針對(duì)這個(gè)核心問題，必須把重點(diǎn)放在燃燒后的跟蹤和監(jiān)測(cè)領(lǐng)域以及該系統(tǒng)的自動(dòng)和綜合控制系統(tǒng)上，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制系統(tǒng)之間的統(tǒng)一協(xié)調(diào)。兩者的集成將不可避免地增加成本，并導(dǎo)致更長(zhǎng)的關(guān)機(jī)時(shí)間。因此，這些方法不是非常實(shí)用和可行，并且還可以考慮DCS配置邏輯的重要功能，有幾種方法可以實(shí)現(xiàn)特定的情況。當(dāng)濃煙動(dòng)態(tài)監(jiān)控器也處于自我維持和穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，DCS系統(tǒng)將能夠及時(shí)檢測(cè)和報(bào)告輸出數(shù)據(jù)，反硝化自動(dòng)智能可以控制軟件系統(tǒng)必須停止并相應(yīng)地調(diào)整重要功能，將煙霧跟蹤監(jiān)控器和氯化氫氣體供應(yīng)短缺調(diào)整閥集成在一起，然后，從新位置設(shè)置閥開啟，當(dāng)實(shí)際情況持續(xù)地運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)整功能軟件系統(tǒng)將能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)視各種儀器顯示的自我維護(hù)的當(dāng)前狀態(tài)，并可以將系統(tǒng)調(diào)整為該狀態(tài)即將開放，極大地減少了跟蹤和監(jiān)視（包括儀器穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)換）對(duì)火電廠手動(dòng)控制軟件系統(tǒng)的影響。

3.4 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的故障處理與改進(jìn)方法

在火電廠脫硝系統(tǒng)自動(dòng)控制系統(tǒng)整體運(yùn)行的過程中，所用設(shè)備發(fā)生故障是不可避免的。通過安裝細(xì)濾和除濕等多種方式改進(jìn)氮氧化物測(cè)量系統(tǒng)。減少了設(shè)備受外界元素組合的影響，實(shí)現(xiàn)了對(duì)氮金屬離子的分析和精確檢測(cè)系統(tǒng)。凈化系統(tǒng)功能整體優(yōu)化。由于原始數(shù)據(jù)在清零過程中都會(huì)發(fā)生變化，因此，需要對(duì)系統(tǒng)程序進(jìn)行修改和重新調(diào)整，以保證整個(gè)測(cè)量結(jié)果參數(shù)值的綜合數(shù)據(jù)。

4 結(jié)語

由上可知，脫硝自動(dòng)控制系統(tǒng)是火力發(fā)電廠能夠正常運(yùn)行的重點(diǎn)，同時(shí)，也是火力發(fā)電廠產(chǎn)生的氮氧化物進(jìn)行處理的主要系統(tǒng)。其能有效滿足到我國(guó)環(huán)境保護(hù)政策的需求，同時(shí)，還能有效降低到火力發(fā)電廠的投入成本，提升脫硝自動(dòng)控制的水平。