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“近零排放”脫硝系統的自動控制技術

日期:2018-01-16 信息來源:本站

由于具有較高的脫硝效率,采用SCR方式的脫硝系統是大型火電機組脫硝系統改造的首選類型,而長期以來對SCR脫硝系統的研究主要針對其物理原理、設備結構和運行方式方面,卻忽略了對脫硝自動控制策略的研究.


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事實上在執行“近零排放”時,脫硝系統的自動控制品質至關重要.目前脫硝噴氨控制普遍采用前饋一反饋串級控制,由于測量及反應至少有2min的延時,該控制策略不能有效地應對因燃燒工況的變化而引起的入口NO質量濃度急劇變化的工況,存在較大的滯后和超調.


針對SCR脫硝噴氨控制系統的大滯后特性,對原有脫硝噴氨控制回路進行了優化改進.在原有的前饋一反饋串級控制基礎上引入智能預測前饋控制,有效地進行偏差調節.控通過對機組負荷、總風量、總給煤量、SCR人口NO質量濃度變化等眾多因素的分析進行趨勢預測,提前加入后續NO質量濃度變化所需的氨氣量.


采用預測控制和帶前饋的PID控制對比,使用帶前饋的PID控制只能根據入口NO質量濃度的變化來噴入所需的氨氣,再通過偏差調節來控制NO的排放,由于測量和反應的滯后,噴氨存在明顯的滯后和超調過程.而采用趨勢預測可以提前響應人口NO質量濃度的變化,及時噴入氨氣有效控制NO的排放.


對煙囪出口NO質量濃度與A、B側出口NO質量濃度進行比較,評估得出A、B側出口NO質量濃度與煙囪出口NO質量濃度的偏差,對控制器的NO質量濃度測量值進行智能修正;對A、B側噴氨量及入口NO質量濃度進行比較,評估得出A、B側出口NO質量濃度之間的偏差,對A、B側噴氨量進行智能配比.


現有機組改脫硝系統受到鍋爐結構的限制,出口N0測點的煙道呈狹長形,存在流場不均的問題,因而煙囪出口NO質量濃度與SCR出口NO質量濃度測量存在一定的偏差.以環保考核點煙囪出口NO質量濃度為基準對SCR


出口NO質量濃度進行實時比較,當累計質量濃度平均值超過一定誤差時對控制器的NO質量濃度測量值進行智能修正,確保控制穩定.A、B側煙氣流量也不能做到完全一致,因而A、B側的噴氨量需要進行智能配比修正,確保兩側噴氨量的相對一致.


根據脫硝系統出口NO質量濃度控制波動情況(任何工況均小于50mg/m3)倒推出設定值上限,按設定上限和85脫硝效率對應的設定值取小值得出控制設定值,在滿足脫硝效率的同時,確保全工況控制過程NO質量濃度不超過50mg/m3.


通過回路優化引入智能預測算法,大幅提高了系統閉環穩定性和抗擾動能力,有效地將煙囪出口NO質量濃度控制在50mg/m以下.

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