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SCR系统喷氨阀门自动控制易出现问题及解决对策分析
现如今的环保大形势下,许多燃煤电厂基本已完成超低排放改造,并且大部分机组SCR改造都采用了在原备用层增加一层催化剂的改造方式,这种方式具有在不改变现有反应器的基础上提高脱硝效率的优势。但同时SCR改造后也容易出现危害机组安全稳定运行的共性问题。今天享立得公司就根据多年SCR系统自控项目经验,为大家讲解供氨阀门自动控制缺陷及解决对策。
SCR系统喷氨阀门的典型控制过程为:SCR系统采用串级PID加前馈的控制策略,用原烟气中NOx的体积分数乘以NO2和NO的摩尔比计算出NO2含量作为串级PID控制前馈;为了防止氨逃逸对控制造成影响,将SCR烟气脱硝系统出口烟气中NO2的含量(计算方法同前馈部分NO2的含量)作为主调PID的测量值,目标NOx体积分数作为设定值,前馈和主调PID共同叠加后生成NO2的体积分数,NO2体积分数乘以烟气流量得到NO2的流量信号,该信号乘以所需氨氮摩尔比就是基本氨气流量信号,此信号作为给定值送入副调PID控制器与实测的氨气流量信号比较,由PID控制器经运算后发出调节信号控制SCR入口氨气流量调节阀的开度以调节氨气流量。
图1为供氨自动控制流程。
由于SCR系统存在明显的NOx反应器催化剂反馈滞后和NOx分析仪响应滞后的问题,系统采用实际机组负荷来预测烟气流量。
在实际运行过程中,当机组入口NOx波动较大或机组负荷低时,喷氨自动控制会出现调节不及时的情况,容易造成喷氨过量,长期运行会给后续设备带来安全隐患,因此大部分电厂运行人员都以手动调节代替阀门自动调节。
SCR系统喷氨阀门自动控制策略建议
a)因为主汽流量信号变化超前于实际机组负荷信号变化,所以可以采用主汽流量信号代替实际机组负荷信号来预测NOx的变化,减少控制响应时间;
b)根据符合与烟气量对应关系经验值,以及实际出口NOX浓度与设定值的偏差,经过分段函数FX得到摩尔比,对入口氮氧化物修正,经PID运算后生成喷氨调节门指令,实时调整调节门的开度,从而得到更准确的供氨需求量。
c)在控制逻辑引入脱硝入口烟气流量和入口NOX浓度的乘积作为前馈信号,用于快速响应各种工况突变的对NOX扰动现象的发生,同时可弥补反应器和烟气分析仪的滞后,增强调节效果。
d)喷氨调节门NOX调节方式自动切手动设置,在喷氨量调节控制中,设置手动、自动两种控制方式,并实现自动切换。