SCR煙氣脫硝自動化控制系統及應用
1 SCR脫硝裝置
1.1 氨液制備區
SCR脫硝裝置采用的還原劑為液(ye)氨(an)(純度是99.5%),設(she)計有(you)2套(tao)儲(chu)存、卸載、蒸(zheng)發氨(an)系統(一備一用),其包括卸氨(an)壓(ya)縮機、液(ye)氨(an)儲(chu)罐、液(ye)氨(an)供應泵、液(ye)氨(an)蒸(zheng)發器、氨(an)氣緩沖罐、氨(an)氣吸收槽、廢(fei)水泵、廢(fei)水池等設(she)備。
蒸發器采用(yong)溫度為325℃、壓力為0.72MPa的蒸汽加熱;液態(tai)氨(an)(an)(壓力為0.15-0.2MPa)進(jin)(jin)入(ru)(ru)蒸發器的管程受熱蒸發到30℃,蒸汽進(jin)(jin)口閥調節蒸汽進(jin)(jin)量,控(kong)(kong)制(zhi)氨(an)(an)氣(qi)出口溫度為30℃左(zuo)右。氨(an)(an)氣(qi)緊急排(pai)放系統將氨(an)(an)氣(qi)排(pai)入(ru)(ru)稀釋(shi)槽中,經水吸收排(pai)入(ru)(ru)廢(fei)水池(chi)內,由廢(fei)水泵送至廢(fei)水處理廠。通過起、停廢(fei)水泵來控(kong)(kong)制(zhi)廢(fei)水池(chi)液位(wei)。
1.2 SCR反應器
煙(yan)(yan)氣(qi)(qi)脫硝裝置的煙(yan)(yan)道(dao)及SCR反應器(qi)位于鍋爐省煤器(qi)后空(kong)氣(qi)(qi)預熱(re)器(qi)前(qian),氨噴(pen)射格(ge)柵(zha)安裝在SCR反應器(qi)煙(yan)(yan)氣(qi)(qi)進(jin)口(kou)(前(qian)端)。煙(yan)(yan)氣(qi)(qi)在鍋爐出口(kou)處被分(fen)為2路,每路煙(yan)(yan)氣(qi)(qi)并行進(jin)入(ru)一(yi)個垂直(zhi)布(bu)置的SCR反應器(qi)中,并向下流(liu)過均流(liu)板、催化劑層(ceng),進(jin)入(ru)回轉式空(kong)氣(qi)(qi)預熱(re)器(qi)、靜電除塵器(qi)、引風機和脫硫系統(tong),通過煙(yan)(yan)囪排入(ru)大氣(qi)(qi)。
2 脫硝控制系統
2.1 氨液壓力和加熱蒸汽溫度控制
氨(an)(an)(an)系統投(tou)入(ru)運行后,通過調節蒸汽進(jin)口(kou)閥(fa)開度(du)(du)將氨(an)(an)(an)氣出口(kou)溫度(du)(du)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)在(zai)30℃左(zuo)右,為單回路控(kong)(kong)(kong)制(zhi)。通過蒸發器氨(an)(an)(an)液入(ru)口(kou)調節閥(fa)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)氨(an)(an)(an)氣出口(kou)壓力(li),為單回路控(kong)(kong)(kong)制(zhi)。考慮實際(ji)變負荷時氨(an)(an)(an)氣流(liu)量變化(hua)較大,為了維(wei)持(chi)壓力(li)穩定,在(zai)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)回路中(zhong)加(jia)入(ru)了流(liu)量指(zhi)令(ling)信號的前(qian)饋作用,以實現優先(xian)調節壓力(li),完(wan)善其后的氨(an)(an)(an)流(liu)量控(kong)(kong)(kong)制(zhi)。
2.2 氨氣流量和出口NOx濃度控制
SCR煙(yan)(yan)氣脫硝控(kong)制(zhi)系統利用(yong)NH3/NOx摩爾比(bi)提(ti)供所需要(yao)的(de)(de)氨氣流量(liang)(liang)(liang)(liang),使用(yong)煙(yan)(yan)氣進口NOx濃度(du)和煙(yan)(yan)氣流量(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)乘積得(de)至(zhi)。基本的(de)(de)NOx含(han)量(liang)(liang)(liang)(liang),再乘以(yi)NH3/NOx摩爾比(bi)便可得(de)到(dao)氨氣需求(qiu)量(liang)(liang)(liang)(liang),出口NOx濃度(du)控(kong)制(zhi)對(dui)NH3/NOx摩爾比(bi)加以(yi)修正(zheng)(對(dui)氨氣需求(qiu)量(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)修正(zheng))并(bing)參與控(kong)制(zhi),最終得(de)到(dao)氨氣流量(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)目標設(she)定(ding)值。SCR控(kong)制(zhi)系統根據計算得(de)出的(de)(de)氨氣需求(qiu)量(liang)(liang)(liang)(liang)信號(hao)通(tong)過控(kong)制(zhi)氨氣閥開度(du),實現(xian)脫硝自動控(kong)制(zhi)。
3 SCR脫硝控制系統試運行
進行控(kong)制(zhi)對(dui)象特性試(shi)驗(yan),調節(jie)閥階躍擾動(dong),可以(yi)得到(dao)氨(an)(an)氣流量響應曲線(xian)(xian)和出口NOx濃(nong)度對(dui)氨(an)(an)氣流量的(de)響應曲線(xian)(xian)。將實(shi)際曲線(xian)(xian)擬合成傳遞函(han)數為:
氨氣流量(liang)響應函(han)數Fcnl=4.11/(16s2+2s+l)出口NOx濃度響應函(han)數Fcn2=-1.73e-13s/(10230s2+196s+l)
4 結語
國華三(san)河電廠(chang)SCR脫硝控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)系統的(de)(de)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)策略不僅算法(fa)過程簡單、參數整定(ding)方式清晰、對(dui)象(xiang)識(shi)別速度快,而且充分利用隨動關(guan)系對(dui)應NH3/NOx摩(mo)爾比,并用比例(li)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)方式的(de)(de)優勢(shi),解決了出口NOx濃度因大慣性而難于(yu)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)問題。經過實(shi)際運(yun)行(xing)(xing)參數的(de)(de)檢驗,系統魯(lu)棒性強,達到(dao)各項控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)指標,較好地滿足了SCR脫硝自動化控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)要(yao)求,為脫硝系統的(de)(de)安全、穩定(ding)和經濟運(yun)行(xing)(xing)提(ti)供了保障,對(dui)于(yu)SCR脫硝系統,具(ju)有較強的(de)(de)通用性和實(shi)用性。

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