脱硝喷氨自动控制在大型火电厂中应用案例分析

北极星环保网讯:摘要：本文叙述了华润首阳山发电厂2台630MW机组脱硝喷氨控制系统，该控制系统采用常规PID控制策略和模糊控制共同完成，能够准确的测量、控制相关设备，达到脱硝控制系统的安全、稳定、经济的运行.

关键词：脱硝；常规PID控制；模糊自控制；优化

根据中国环保政策要求，目前烟气脱硫项目已基本覆盖所有燃煤火电机组，但烟气脱硝还未大规模的开展应用。

有相关研究资料表明，如果还继续不加强对烟气中氮氧化物的控制，氮氧化物的总量和在大气污染物中的比重都将上升，并有可能取代SO2成为大气中的主要污染物。

随着中国对工业环保标准逐渐严格，仅靠低氮燃烧已明显不能满足更加严格的排放标准。SCR烟气脱硝技术是目前减少氮氧化物排放的有效方法，河南华润电力首阳山有限公司利用原设计基础上在2013年更改设计，投产脱硝

装置，引进丹麦SCR烟气脱硝技术，采用SCR（Selective Catalytic Reduction，选择性催化还原法）方法，SCR脱硝工艺中，氮氧化物在催化剂作用下被氨还原为无害的NH3和H2O，不产生任何二次污染，反应通常可在温度

250°C～450°C下进行，其化学反应如下：

4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O

6NO2+8NH3→7N2+12H2O

SCR法一般是将氨类等还原剂喷入烟气中，利用催化剂将烟气中的NOX通过催化反应生成NH3和H2O，不影响环境，而除氮氧化物效果明显，能够达到90%以上。

1 脱硝自动控制常规控制策略分析

1.1设备概况

华润首阳山电厂分别在2013年5月和10月对2台超超临界的630MW机组进行了脱硝改造，其SCR烟气脱硝装置主要由液氨卸载/储存系统、注统、SCR反应系统、吹灰系统、干除灰系统组成。其工艺流程见图1。

图1工艺流程图

锅炉分A\B二侧，每侧有一个供氨调门，该调门进行对喷氨量的控制，从而参与控制出口烟囱NOx含量，并且2个调门保持平衡，防止催化剂的老死或者堵塞等现象，

1.2设备运行原理

SCR脱硝系统的工艺流程示意图如图2所示。

图2 SCR法的基本原理流程图

脱硝系统的工艺装置主要组成部分包括2个装有催化剂的反应器、2个液氨存储罐及1套氨气注入系统。来自存储罐的液氨靠自身的压力进入蒸发器中，被热水加热蒸发成NH3。从NH3积压器出来的NH3经由稀释风机来的空气在氨气/空气混合器混合稀释，通过注入系统被注入到烟气中，被稀释的NH3和烟气在SCR前被充分混合均匀后进入2层催化剂，进而产生化学反应，氮氧化物就被脱除。其工艺流程见图2。

1.3自动控制的测量原理

SCR烟气脱硝控制系统依据确定的NH3/NOx摩尔比来提供所需要的气氨流量，进口NOx浓度和烟气流量的乘积产生NOx流量信号，此信号乘上所需NH3/NOx摩尔比就是基本氨气流量信号（前馈信号），根据烟气脱硝反应的化学反应式，1molNH3和1molNOx进行反应。摩尔比对应关系的决定是在现场调试期间来决定并记录在气氨流量控制系统的程序上。

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