SCR烟气脱硝喷氨流量及其自动控制优化
SCR烟气脱硝喷氨流量及其自动控制优化
摘要：介绍了脱硝喷氨流量计的改进，并对喷氨自动逻辑进行了论述，提出了优化喷氨自动的方法。
关键词：脱硝；喷氨流量；自动控制
Abstract: the article introduces the denitration spray ammonia flowmeter of
improvement, and spray ammonia automatic logic is discussed, and puts forward
optimum method of automatic spray ammonia.
Keywords: denitration; Spray ammonia flow; Automatic control
0引言
太仓港协鑫发电有限公司4×300MW机组脱硫脱硝改造工程由2010年11月开工，2011年12月全部完工。其中脱硝改造工程采用SCR（选择性催化还原法）方法，SCR催化剂布置采用2+1方式，2层运行，1层备用。二层催化剂设计脱硝效率65%。脱硝工程投运后，先后出现了喷氨流量计测量不准和喷氨自动无法投入的问题，经过热工人员的仔细研究，对喷氨流量计进行换型改造；对喷氨自动逻辑进行优化，在生产中取得了良好的效果。
1 喷氨流量测量改进
1.1 存在问题
原设计喷氨流量计采用涡街流量计，测量一直不准确，主要现象是测量值忽大忽小，经常为0，喷氨流量几乎失去监视。
流量计现场安装示意图如下:
图1 喷氨流量计安装示意图
涡街流量计参数如下：
型号：ABB FV4000 VT41
通径：DN40
流量范围：30-390
1.2问题分析
涡街流量计基于卡门涡街原理，涡街流量计测量出来的是体积流量，仅与介质的流速有关，与介质的压力、粘度等参数无关。加装温度、压力传感器后，可以将体积流量换算为质量流量。
现场检查以下几点进行：
⑴ 检查涡街流量计安装是否满足要求。流量计前有同心收缩闸阀时，前直管段应至少为15D(D为公称直径)，流量计有调节阀的，流量计后直管段应至少为10D，现场测量涡街流量计前直管段95mm,后直管段240mm，前、后直管段不满足要求。
⑵ 检查常用流量计是否大于涡街流量计的下限流量。该涡街流量计的下限流量为(工况体积,下同),而在氨区总表上查看两台锅炉供氨最大瞬时流量为 ，单侧SCR喷氨流量计不到 。SCR喷氨流量低于涡街流量计的测量下限。
⑶ 检查现场管道有无振动情况。现场管道支撑固定支架完整、牢固，管道振动较小，符合要求。
综上所述，造成喷氨流量计测量不准的主要原因是直管段不够和实际流量低于流量计最小流量。
1.3解决办法
1.3.1流量计换型
减小涡街流量计的通径可以降低测量下限值，但是如果通径太小，管道就会变得很细，容易发生振动，对测量造成不利影响。另外，在氨气系统使用的测量元件防护等级必须达到防爆的要求。综合考虑，决定把涡街流量计更换为标准孔板流量计，同时对流量计前后管道进行改造，尽量满足测量要求。
孔板流量计设计选型如下：
管道尺寸：￠42×5
刻度流量：89 kg/h ,常用流量：20 kg/h
工作表压：0.2MPa,温度：20℃
其中刻度流量依据SCR设计说明书，常用流量依据氨区总表测量值。
1.3.2 孔板流量计安装
孔板流量计测量的准确性与现场安装密切相关，当孔板选型确定以后，测量能否达到预期效果在很大程度上取决于现场安装的好坏。在现场安装时重点注意以下几点：
⑴ 流量计前后管道内壁不能毛刺或锐角突出物，所有焊口都必须用磨光机打磨光滑。
⑵ 垫片不能太厚，不能突出到内壁中。
⑶ 为防止有水进入到取压管中，必须在管道水平中心线向上45°~135°取压。
⑷ 为防止氨气泄漏，一、二次门均采用焊接式针型阀，取消平衡阀门。
孔板流量计安装完成后，取得了很好的效果，测量非常稳定，在喷氨调门开度很小的情况下，仍然能够实现准确测量。与氨区供氨总表比较，测量偏差在10%范围以内。喷氨流量计改造达到了预期效果。
2 喷氨自动逻辑优化
2.1 SCR法基本原理
在SCR中，氨气将烟气中的NO还原为 和水，其化学反应方程式为：
由于燃烧的烟气中约95%的NOx是以 的形态存在，因而上面第一个反应占主导地位，该反应表明，脱除1mol的NOx需要消耗1mol的 。
喷氨流量计改造以后，实现了喷氨流量的准确测量，因此可以按摩尔比例进行喷氨流量控制。控制逻辑见下图：
图2 喷氨调门自动逻辑图
2.2喷氨自动控制方案设计思路
⑴ 采用主回路和副回路两个调节回路，主回路调节脱硝效率，副回路调节喷氨流量。主回路调节器宜设置最小限幅，副回路调节器比例和积分作用要尽量弱一些，使调节作用尽量平稳。
⑵ 引入负荷前馈信号，提前响应锅炉变化。
⑶ 锅炉烟气量采用锅炉负荷对应的理论值，不宜采用实测烟气量，防止流量计堵塞造成测量值大幅波动，进而引起自动指令跳变。
⑷ 脱硝CEMS分析仪表进行自动反吹时，自动保持当前指令不变。
2.3 喷氨自动调试
喷氨自动投入试运以后，4台机组效果各不相同，有的调节效果好，有的却无法投入自动。经检查发现造成自动调节效果不好的原因主要有：
部分喷氨调门线性不好，阀门通流量过大，调节余量小。
运行值班员手动干预过于频繁，看到脱硝效率低于60%就进行干预，过于注重瞬时效率，实际上脱硝考核效率是小时平均效率，瞬时效率低于考核值是很正常现象。
NH3/NOx摩尔比设定范围不合适，造成实际喷氨量过大。查设计说明书，65%脱硝效率时，NH3/NOx摩尔比为0.67；80%脱硝效率时，NH3/NOx摩尔比为0.82。
针对喷氨调门的问题，根据生产实际调整阀门设计参数，订购新阀门。调整NH3/NOx摩尔比设定范围，从0.8～１.1调整到0.67～0.82，使喷氨量尽量符合设计值。经过努力，喷氨自动取得良好的效果，在SCR进口NOx浓度较大的情况下，仍然能保证脱硝效率相对稳定。
3号炉脱硝A侧SCR数据曲线见下图， 时间段为：2012年5月14日8时至2012年5月15日8时
图3 3号炉A侧SCR数据曲线
3 结束语
改进SCR喷氨自动的调节效果，解决氨气流量的检测与控制是关键的第一步， 其次是熟悉生产工艺，了解NH3/NOx摩尔比例关系。通过不断改进，4台机组SCR脱硝喷氨自动都达到了良好的效果。
参考文献
[1] 蒋文举主编. 烟气脱硫脱硝技术手册[M]. 北京: 化学工业出版社, 2006
[2] 罗子湛，孟立新. 燃煤电站SCR烟气脱硝喷氨自动控制方式优化[J]. 电站系统工程, 2010,(2):59～63
[3] 太仓港协鑫电厂脱硝改造物料平衡计算书，中环工程有限公司
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
火电厂SCR法脱硝及控制系统
火电厂SCR法脱硝及控制系统
摘要：随着人类对环境问题的重视，以及国家对火电厂脱硫技术的推广、脱硝技术的试点运行、对未来CO2的减排控制技术的研究等，人们对大气环境污染的治理也不断加强。本文以我省首批脱硝试点电厂—乌沙山电厂＃4炉脱硝系统为例，对脱硝技术及SCR法脱硝的控制系统进行阐述。
0引言
我国是以煤炭为主要能源的发展中国家，每年直接用于燃烧的煤炭达12亿吨以上，煤炭燃烧后排放出大量的污染物，如SO2、SO3(通称SOX，硫化物)；NO、NO2(通称NOX，氮氧化物)；CO2；粉尘等。大量的污染物已在局部地区造成了酸雨等现象，严重危害着生态环境，在国际上也造成很大影响。而目前在我国的电力电源结构中，燃煤发电仍占电力总量的75%以上，因此火电厂已经成为我国主要的大气污染源之一。
NOX(氮氧化物)对大气环境的污染除了与其他化合物一起造成酸雨，对土壤和水生态系统带来不可逆的后果外，还由于它们参与光化学烟雾的生成而受到人们的重视。日本、欧洲等发达国家早在八十年代已开始在火电厂应用脱硝控制技术，并在某些核心技术的研究取得了垄断地位。而我国近几年也开始加大对烟气脱硝控制技术的研究及应用，如2006年年底前我省投运的宁海国华电厂＃4机组、大唐乌沙山电厂＃4机组，成为首批采用烟气脱硝技术的600MW机组。
1 SCR法脱硝原理
火电厂的脱硝控制技术方式一般有燃烧控制脱硝和烟气脱硝等。烟气脱硝技术按其作用原理不同，可分为吸收、吸附和催化还原等三类。 吸收法：向烟道内直接喷入吸收剂(如水、碱溶液、稀硝酸等)，吸收烟气中的NOx物，由于NOx物难溶于水和碱液，因此常采用氧化、还原或配合吸收的办法以提高NOx物的净化效率。
吸附法：用浸渍了碳酸钠等吸附剂的圆球等作为触媒，用来吸附去除烟气中的NOx物，虽然净化效率高，但吸附容量小，吸附剂用量大。
催化还原法：利用催化剂或高温等条件来提高、加速烟气中NOx物与还原剂的还原反应，还原成无污染的氮气和水，从而达到净化NOx物。其中催化还原法由于脱硝效率高、投资运行成本相对较低，因此催化还原法目前占主流地位。
水泥窑尾系统烟气SCR脱硝工艺优化研究
水泥窑尾系统烟气 SCR脱硝工艺优化研究
摘要：SCR脱硝工艺产生于20世纪80年代，在燃煤锅炉、每焦化等工业炉窑烟气治理方面具有广泛应用。本文在简要概述水泥窑尾系统烟气SCR脱硝工艺方法基础上，依据系统组成分析工艺优化的具体方式，以此为相关研究和实践工作提供参考。
关键词：水泥；窑尾系统；烟气；SCR脱硝工艺
水泥是城市建设和工业建筑的基本材料，2020年我国水泥年产量就已经达到23.7亿吨，占世界总产量的60%左右。但是在水泥窑生产系统中，由于生产工艺限制，会产生大量的二氧化硫、硝酸等酸性气体，对人体健康和生态环境产生影响，对SCR脱硝工艺进行优化，尽量减少有害气体排放，是推进水泥窑协同处置成效的基本要求。
1、水泥窑尾系统烟气SCR脱硝工艺方法
1.1 SCR脱硝工艺反应原理
SCR脱硝工艺也被称为是选择性催化还原法，是在特定温度环境下，选择合适的催化剂，在氧气存在条件下，实现NH3与NOx的还原脱除反应，生成N2和水，而不是和烟气中的氧进行氧化反应，达到较好的还原剂脱硝效果。在水泥窑协同处置系统中，氧化剂主要成分为V2O5-TiO2成分，基于催化剂的多孔介质作用，在反应过程中产生n个组分，实现反应作用。在水泥窑尾系统中，烟气经过孔道时会扩散迁移，在催化剂作用下发生反应，所生成的成分会被降解吸附，进而达到良好的脱硝效果。
1.2 SCR脱硝工艺中脱硝效率的影响因素 在SCR脱硝工艺运行中，脱硝效率主要受如下因素影响：（1）烟气温度，通常条件下，温度介于325~350°C之间，且确保氨氮摩尔比保持在最优值状态下，才能够达到良好的脱硝效果。在温度过低时，催化剂反应不够充分，温度过高时，催化剂会直接与氧气发生反应生成氮氧化物，都会对脱硝效率产生影响[1]。（2）烟气流速，烟气流速过小，会造成喷氨量不均匀，流速过大，则会造成氮与烟气中的NOx副反应发生不充分，都会对脱硝效率产生影响。（3）供氨量，在SCR脱硝工艺中，供氨量过大是较为常见的问题，在出现这种情况时，会导致窑尾出现过量氨气，造成脱硝效率下降，系统运行经济性不足。（4）催化剂性能，在工艺应用中，所选择的催化剂活性、组成和寿命等，都会对脱硝效率产生负面影响。
脱硝氨逃逸危害、影响因素及控制调整
脱硝氨逃逸危害、影响因素及控制调整
摘要：烟气脱硝装置(SCR)是目前各大火电厂重要的环保设施。为控制脱硝过程中氨的使用量及保护设备，必须监测SCR出口的氨逃逸量，并且要通过运行方式的优化来控制氨逃逸率。现对氨逃逸的危害及控制措施进行总结。
关键词：脱硝；环保；氨逃逸；危害
引言
在SCR脱硝工艺中，氨气作为脱硝剂被喷入高温烟气脱硝装置中，在催化剂的作用下将烟气中NOX分解成为N2和H20[1]。随着锅炉装置运行时间的增加，催化剂的效率降低，且环保要求日益严格，为控制脱硝出口NOX不超标，增大氨气量，造成氨逃逸高于设计指标，严重影响锅炉健康运行。停炉期间检查锅炉空预器有不同程度腐蚀和堵塞。
一、氨逃逸率高的危害
氨逃逸率是影响SCR系统运行的一项重要参数，合理控制氨逃逸率至关重要。因为如果控制不好，不仅使脱硝成本增加，而且机组安全运行也受到威胁。其危害性主要表现在以下几个方面：
1、造成环境污染，影响环保指标
按照《火电厂烟气脱硝技术导则》(DL/296-2011)“采用SCR工艺的脱硝装置氨逃逸浓度不宜大于2.3mg/m3”。
2、空气预热器换热面腐蚀、积灰堵塞
SCR系统正常运行时，反应器内残余的NH3与烟气中的SO3和H2O形成硫酸氢铵（NH4HSO4)，硫酸氢铵是强腐蚀物，它在烟气温度为230℃时，开始从气态凝结为液态，对空气预热器中温段和低温段形成强腐蚀。硫酸氢铵具有很强的黏结性，通常迅速黏在传热元件表面进而吸附大量灰分，造成空气预热器堵灰。同时，烟气中约有1％的SO2被SCR催化剂转化为SO3，加剧了空气预热器冷端腐蚀和堵塞的可能。
3、引风机电耗增加
由于尾部烟道以及空预器积灰堵塞，使引风机出力的增加带来了厂用电率的增加，高负荷时出力的不足造成加负荷受限，影响炉机效益。低负荷、低烟气量时引风机发生抢风现象，造成炉膛负压大幅波动，危机机组安全运行。同时由于空预器堵塞不均匀，引起一、二次风圧和炉膛负压周期性波动，堵塞严重时造成机组被迫停炉检修。
带有中心值的百分数的公差表示方式
第４期李峰，等：３００ＭＷ燃煤机组ＳＣＲ烟气脱硝喷氨自动控制策略优化·６９· 短对自动调节越有利。５．２ 喷氨流量波动流量仪表的特点是参数值波动相对比较大（对比温度和压力测量），因选用串级摩尔比的自动调节策略是副调控制喷氨流量，流量数值波动大对自动调节不利，因此在ＤＣＳ系统中加装惯性功能块对流量参数进行滤波处理［３］，减少流量波动对自动调节的影响。５．３ 喷氨不均匀针对脱硝烟道内喷氨不均的情况，采取了在脱硝烟道Ａ，Ｂ两侧的各８个试验取样口处，使用便携式ＣＥＭＳ分析仪进行不同插入深度逐点测量，根据ＮＯｘ的多点测量值，再分别调整３２个喷氨格栅的开度，经过多次测量和反复调整，最终使ＮＯｘ浓度场分布比较均匀，测量的ＮＯｘ数值基本能正确反应实际变化。５．４ 控制策略的调试（１）将脱硝喷氨自动调节系统修改为串级摩尔比控制方式后，主调控制脱硝出口ＮＯｘ值，副调控制喷氨流量，主调的输出为０．７～１．３的系数用来校正副调的喷氨流量。在投入自动运行初期，ＮＯｘ含量虽然能保持在一定范围内（±１０ｍｇ／ｍ３内），但是ＮＯｘ参数值是处于周期性的波动，尽管将主调的比例增益设定的很小（０．０２左右）但还是不能消除周期性的参数波动。对此将主调的输出系数的控制策略进行修改，将主调输出０～１００的值乘以０．６后除以１００再加上０．７，进行“标幺”技术处理后，适当的修改自动调节参数后，才将自动调节的ＮＯｘ参数值周期性波动的难题消除。（２）自动调节回路中的整体系统修正。因在实际运行工况下，理论设计的烟气流量值和实际运行时的参数相差较大，控制回路中加入相应的系数修正烟气流量，来消除理论计算和实际应用中的偏差。５．５ 自动调节参数的修改虽然脱硝喷氨自动调节Ａ，Ｂ两侧的控制策略相同，但在实际烟道内两侧的ＮＯｘ调节对象的动态特性是不一样的。经过多次观察控制曲线、分析动态调节参数超差和静态不稳定的原因，将Ａ，Ｂ两侧的自动调节参数分别进行了精细化调试设置。因调节对象的动态特性不一致的原因，Ａ，Ｂ两侧的比例增益参数竟然相差了１０倍（Ａ侧１０，Ｂ侧１）。６ 脱硝自动优化后投运效果优化后的脱硝喷氨自动调节品质有了明显改善，基本满足机组各种参数运行工况的变化，自动调节可长期投入。出口ＮＯｘ质量浓度稳态时基本能稳定在设定值的±５ｍｇ／ｍ３范围以内，动态调节时最大瞬时值不超过±２５ｍｇ／ｍ３［４］，氨逃逸率控制在３ｍｇ／ｍ３以内，喷氨自动控制满足运行要求。既减轻了运行值班员的操作强度，又使ＮＯｘ排放浓度满足环保要求。实际扰动情况验证：当启动Ｅ磨煤机（６０ｍｉｎ以上）后再停止Ｅ磨煤机，脱硝入口ＮＯｘ含量发生突升、突降１００ｍｇ／ｍ３左右时，脱硝出口ＮＯｘ参数能保持稳定。自动发电量控制（ＡＧＣ）投入时，实际扰动为机组负荷变化３０～４０ＭＷ，脱硝出口ＮＯｘ参数能保持稳定。７ 结束语脱硝ＳＣＲ控制系统的控制策略优化应用基本的比例、积分控制方式，不仅参数整定方式清晰、对象识别速度快，而且充分利用随动关系对应ＮＨ３／ＮＯｘ摩尔比，解决了出口ＮＯｘ浓度因大惯性而难于控制的问题。经过实际运行参数的检验，达到了各项控制指标，较好地满足了ＳＣＲ脱硝自动化控制要求，为脱硝系统的安全、稳定和经济运行提供了保障，对于ＳＣＲ脱硝系统，具有较强的通用性和实用性。参考文献：［１］火电厂大气污染物排放标准：ＧＢ１３２２３—２０１１［Ｓ］．［２］马孝纯，段跃非，朱亚波．锅炉脱硝ＳＣＲ法的控制策略研究［Ｊ］．电站系统工程，２０１３（１）：６５－６６．［３］火力发电厂模拟量控制系统验收测试规程：ＤＬ／Ｔ６５７—２０１５［Ｓ］．［４］国电南自ＴＣＳ３０００分散控制系统组态手册［Ｚ］．南京：国电南自股份有限公司．（本文责编：齐琳）作者简介：李峰（１９７２—），男，黑龙江牡丹江人，高级技师，从事火电厂热控专业方面的工作（Ｅｍａｉｌ：ｌｆａ０７１８＠１６３．ｃｏｍ欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍）。带有中心值的百分数的公差表示方式对于量值的公差，当上、下公差相同时，无歧义的表示方式，可以使用带有公差的中心值。例如：１００ｋＰａ±５ｋＰａ或（１００±５）ｋＰａ。但对于带有中心值的百分数的公差，唯一正确的表示形式是“（ｎ±ｍ）％”，例如“（８０±５）％”。如将其表示成“８０％±５％”则会产生歧义，有可能误将“±５％”理解成“８０％的５％”，即变为“（８０±４）％”了。实践中也有将其表示成“８０±５％”的，这更是错误的，因为它已不是百分数的公差了。
电厂锅炉SCR烟气脱硝系统设计优化
电厂锅炉 SCR烟气脱硝系统设计优化
摘要：随着环境压力的逐步加大，垃圾焚烧发电厂增加脱硝装置已势在必行。文章对火电厂的SCR烟气脱硝系统结构做了简要的介绍，分析了监控系统的结构特点，然后简单讨论了脱硫与脱硝技术的特点，指出为降低设备投资和运行成本，简化工艺，消除二次污染，增加企业效益，适合提出一种火电厂烟气一体化脱硫脱硝系统及方法。
关键字：电厂锅炉；SCR烟气脱硝系统；设计；优化
1、火电厂的SCR烟气脱硝系统结构介绍
火电厂的SCR烟气脱硝系统，包括锅炉和省煤器，所述锅炉的出口连接有省煤器，所述省煤器的出口连接脱硝器，所述脱硝器连接空预器，所述空预器的出口通过除尘器连接脱硫装置，所述脱硫装置的出口连接烟囱；所述空预器的空冷入口上连接有送风机，所述空预器的空冷出口连接至锅炉；所述省煤器与脱硝器间的管路上连接有液氨存储及卸料系统、以及监控系统[1]。
2 、SCR基本原理
SCR法以氨气为还原物，以氨储罐、盛放催化剂的容器以及还原剂为主要的反应装置。烟气中氮氧化物是重要的大气污染物之一，其主要组成成分是一氧化氮和二氧化氮，其中一氧化氮的比例最大，可达93%，因此脱硝反应通常都是以一氧化氮、氨气还有氧气为反应物，生成氮气和水。除了以上主要反应以外，还会产生一些有害物质，烟气中的二氧化硫、氨和氧气反应生成硫酸铵等有害物质。催化剂在这些反应中可以起到提高活性、加快反应速度的作用，尤其是对于一氧化氮的还原反应有着非常明显的作用；来自烟气的氧气在这些反应中起到很大的作用，整个反应都需要有氧气源源不断地供应才能维持反应持续进行。SCR技术中想要保证反映的顺利进行，就必须要将SCR区域温度控制在290～430 ℃，温度过高过低都不可以，过低会导致反应物硫酸铵产生结晶现象，进而覆盖在催化剂表面，降低催化剂的活性，而温度过高则会造成催化剂高温烧结进而失活，降低脱硝效率[2]。
3、工艺流程
SCR工艺系统流程主要由贮氨、混氨、喷氨、反应塔（催化剂）系统、烟道及控制系统等组成。液氨由汽车运至液氨储罐储藏，无水液氨的储存压力取决于储罐的温度（例如20℃时压力为1MPa），液氨经过蒸发器加热为氨气，再通过减压阀进入氨气缓冲罐，稀释风机通过氨气混合器与氨气成一定比例混合，其作用一是稀释氨气，二是增加反应器处氧含量。经稀释的氨气通过喷氨系统中喷嘴进入到烟道格栅中，与原烟气混合，在催化剂作用下，烟气中的氮氧化物与氨气发生化学反应[3]。
电站燃煤锅炉SCR烟气脱硝喷氨优化控制分析
电站燃煤锅炉 SCR烟气脱硝喷氨优化控制分析
摘要: 污染是一个全球问题，它会导致温室效应，破坏臭氧层和形成酸雨。我们国家对 的排放做出了严格的限制。另一方面脱硝所用液氨的价格较贵，给对电厂的经济运行带来了挑战。锅炉脱硝系统的正常运行对于整个发电厂的环保和经济运行都有着非常重要的影响。本文通过对发电厂脱硝系统运行中存在的问题进行总结与分析,提出了一些有效的优化调整措施,希望在满足严苛环保要求下保持脱硝系统的经济运行。
关键词:脱硝系统；超净排放；精准喷氨
引言
为达到国家环保超净排放标准的严格要求(30万千瓦及以上公用燃煤发电机组大气污染物排放浓度基本达到燃气轮机组排放限值的环保指标,即在基准氧含量6%条件下，氮氧化物排放浓度分别不高于50毫克/立方米),华能井冈山电厂一期两台30万千瓦燃煤机组采用选择性催化还原(SCR)工艺烟气脱硝系统,锅炉配置2台SCR反应器,采用纯度为99.6%的液氨做为脱硝系统的反应剂。SCR反应器布置在省煤器与空预器之间的高含尘区域。脱硝系统在机组并网运行期间保持连续运行，运行人员既要确保脱硝系统 出口浓度在标准要求之内，又要满足脱硝系统节约经济运行的要求。所以要对机组脱硝喷氨进行优化控制，实现精准喷氨，既满足于严苛的环保要求，又能节约液氨消耗的成本，助力我厂实现绿色节能型电厂的建设。
一 SCR脱硝系统简介
我厂一期锅炉烟气脱硝装置布置在炉外，呈露天布置，采用高粉尘布置的SCR工艺，即将SCR反应器布置在省煤器之后、空预器和电除尘之前。脱硝系统布置有三台稀释风机，一台运行，两台备用。氨气与空气混合后被喷入反应器中，与反应器中的氮氧化物发生反应。烟气中所含的全部飞灰和 均通过催化剂反应器， 的去除率可达到80%～85%。每台锅炉配置两台SCR反应器,采用蜂窝式催化剂,按“2+1”模式布置三层催化剂。SCR的化学反应机理比较复杂，催化剂选择性主要是指在有 的条件下 被 氧化，而不是被 氧化，SCR反应是选择性反应生成 ，而非其他的含氮氧化物。烟气脱硝系统运行应通过精准喷氨的控制同时达到超净排放和安全经济的目标。
脱硝系统喷氨优化调节技术
脱硝系统喷氨优化调节技术
随着火电厂最新大气污染排放标准的颁布及煤电节能减排升级与改造行动计划的实施，燃煤电厂必须更加严格地控制烟气中NOx的排放量。选择性催化还原（SCR）脱硝技术因脱硝效率高且运行稳定可靠，而被广泛应用于燃煤电厂。脱硝效率和氨气逃逸率是衡量SCR脱硝系统运行是否良好的重要依据。
标签：脱硝系统;喷氨优化
1 前言
SCR脱硝系统是在一定温度范围内，在催化剂的作用下实现还原剂（氨）对烟气NOx的脱除反应，副产物为N2和H2O. SCR脱硝系统中的喷氨格栅可促使氨气和烟气在进入SCR反应器前充分混合。喷氨不均会降低脱硝性能，喷氨过量时氨逃逸量会增大，形成的硫酸氢氨等物质易造成空气预热器堵塞和冷段腐蚀，喷氨不足时会降低脱硝效率。
2 喷氨格栅对脱硝运行的影响
喷氨格栅技术作为目前SCR脱硝喷氨应用最多的技术，其喷氨效果决定了催化剂层氨氮分布情况，直接影响脱硝系统的反应效果。
通常所说的喷氨不均，准确地说，指的是喷氨格栅供氨后烟气中的氨氮摩尔比分配不均，即脱硝系统各反应区域的氨量未按预期的氨氮摩尔比进行分配，而不是喷氨量的分配不均。只有在烟气流场及NOx浓度场绝对均匀的情况下，才要求喷氨量的均匀分配。在实际工况下，由于催化剂层各个位置流速不同、NO2浓度不同、催化剂实际性能不同，导致实际需要脱除的NOx量以及处理能力不同，进而实际氨需用量也不尽一致。脱硝运行中，实际喷氨量与氨需用量的不匹配，是导致局部喷氨过量、氨逃逸高、NOx浓度场不均等问题的主要原因。
喷氨过量造成脱硝效率过高，使得出口NOx浓度出现极低值，同时未能参与反应的氨形成大量氨逃逸，进而引发空预器腐蚀堵塞问题;喷氨不足则导致脱硝效率低，出口NOx浓度偏高，易导致排放浓度超标。
由于脱硝系统对NOx浓度、氨逃逸浓度的监测绝大部分采用单点测量方式，因此在喷氨不均的情况下，极易出现监测数据与实际反应状况不一致的现象，主要体现为脱硝出口与总排口NOx浓度差异大、喷氨量与脱硝效率不匹配、氨逃逸数据低而空预器堵塞严重等情况，严重影响运行人员对脱硝运行状态的判断及调整。
SCR烟气脱硝喷氨自动控制分析及优化
SCR烟气脱硝喷氨自动控制分析及优化
摘要：随着我国环境保护法律、法规和标准的日趋严格及执法力度的加大，电厂先后进行了燃烧器低碳改造和脱硝装置加装。其中，大型电站主要主要烟气脱硝技术为选择性催化还原法(SCR)，通过化学反应降低NOx排放。本文主要分析了SCR烟气脱硝喷氨自动控制分析及优化策略。有不对之处，请批评指正。
关键字：SCR；烟气脱硝；自动控制；优化
NOx被证明是引起酸雨、诱发光化学烟雾、温室效应及光化学反应主要物质之一。根据《火电厂大气污染物排放标准》，降低燃煤电站污染物NOx排放浓度限值，提供清洁能源，建设绿色环保电厂已势在必行。我国目前新建大型火力发电机组大多采用SCR，选择性催化还原法方法，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转化为N2和H2O。为了确保烟气脱硝效率，增强脱硝系统的可靠性、连续性以及经济性，需要配置可靠性较高的自动调节系统。笔者结合实际经验，探讨了SCR烟气脱硝喷氨自动控制及优化方法。
1 SCR工作原理及流程
SCR工艺是在催化剂作用下以液氨为介质，通过化学反应使NOx转化为N2和H2O。SCR系统一般由液氨存储系统、氨/空气喷射系统及催化反应器系统组。首先，将液氨槽车内液氨卸入液氨储槽，然后进入氨气蒸发器将液氨加热蒸发成氨气，再经过气液分离器后氨气调压至所需压力进入氨气缓冲罐，送出气化站供后续使用。氨气进入SCR区后一般分为两路，反应器内烟气浓度等经DCS计算后通过调节阀调节气氨的流量后进入氨/空气混合器使空气和氨气以文丘里管喷射的方式在混合器内进行混合后送至分配总管，由总管通过每个支管的流量调节进入喷氨格栅，继而进入SCR反应器中与NOx进行催化反应。
2 SCR脱硝控制系统特性分析
控制系统对象的动态特性取决于结构特性，SCR脱硝控制系统具有其特殊性，从脱硝系统的工艺流程可看到，氨喷射格栅至SCR反应器上游的位置是氨气与烟气的混合区域，虽然已经喷氨，但由于最终过程是一个化学反应，进入反应器催化剂层前，化学反应没有产生，所以调节不会影响到控制对象。在反应器催化剂层中进行充分反应的过程需要一定时间，化学仪表数据的测量与内部处理换算产生时滞，因此SCＲ脱硝控制系统对象是一个大迟延、大惯性的控制对象。
SCR脱硝自动控制智能喷氨优化
SCR脱硝自动控制智能喷氨优化
随着社会的发展，科学技术的迅猛进步，自动化水平进一步提高，对火电机组的自动化水平也提出了更高的要求，自动控制技术在火电机组中的应用极大的减少了人力资源，降低了劳动者的劳动强度，提高了生产的经济性。近几年，国家对燃煤电厂烟气排放标准日益趋严，超低排放后的深度减排，使燃煤机组的一些设备不堪重负，脱硝喷氨的自动控制技术有待提高。本文主要介绍了脱硝自动喷氨的控制技术以及提高喷氨均匀性的改造措施，详细分析了生产过程中自动喷氨控制存在的问题，产生的原因，提出了有效的解决方案，并应用到实践中，取得了良好的效果。
关键字：自动控制 喷氨均匀性 氨逃逸 空预器堵塞
1 引言
国家环保形式趋于严峻，随着国家大气污染法规标准越来越严格，冀气领办〔2018〕156号《河北省钢铁、焦化、燃煤电厂深度减排攻坚方案》要求：电厂燃煤锅炉（除层燃炉、抛煤机炉外）在基准氧含量6%的条件下，燃煤电厂氮氧化物排放浓度不高于30mg/m3。目前我公司执行标准为国家发改委、环境保护部、国家能源局联合下发 “《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014-2020年）》（发改能源[2014]2093号），明确要求现役30万千瓦及以上公用燃煤发电机组，实施大气污染物排放浓度基本达到燃气轮机组排放限值（即在基准氧含量6%条件下，氮氧化物、二氧化硫、烟尘排放浓度限值分别不高于50mg/m3、35 mg/m3、10
mg/m3）。
随着国家大气环境治理的力度逐步加大，燃煤电厂NOX浓度已降至小时均值不超过30mg/m?，加之国家产业政策的调整各电厂受燃煤成本压力，入厂煤采购形式多样，入炉煤均采用多种煤掺烧入炉，造成锅炉脱硝入口NOX大幅波动，SCR脱硝喷氨自动调节系统普遍存在震荡、延迟大、跟踪慢、过调或欠调等问题，同时由于我公司SCR脱硝喷氨格栅设计不合理，导致SCR脱硝入口NOX与HN3混合不充分，SCR脱硝出口NOX采用直线型三点取样，使SCR脱硝出口NOX浓度值不具备代表性，导致SCR脱硝喷氨自动控制投入率低、氨逃逸增大、空预器堵塞严重等问题。为了应对更加严格的排放指标，满足国家及地方环保排放政策要求，实现深度减排条件下脱硝装置安全、稳定、经济运行，需要提升氨喷射系统的调节性能，提高NH3/NOx分布的均匀性，减少局部过喷引起的氨逃逸浓度高值，减轻空预器堵塞，对原有喷氨系统及整体流场进行喷氨自动控制系统优化改造。
火电厂SCR烟气脱硝控制方式及其优化
第42卷第10期热力发电V01．42No．102013年10月THERMALPOWERGENERATIONOct．2013
火电厂SCR烟气脱硝控制方式及其优化
[摘武宝会，崔利
西安热工研究院有限公司，陕西西安710032
要]基于选择性催化还原法(SCR)脱硝的控制原理，设计了喷氨量的控制策略。对与控
制系统相关的烟气流量、氨流量测量中存在的问题进行了分析，对比分析了以脱硝
效率为设定值的控制方式和以出口烟气NO：浓度为设定值的控制方式，提出了氨
逃逸率控制方案，并通过对SCR脱硝控制系统的优化及其参数的整定，提高了控制
系统的自动投入率。
[关键词]烟气；SCR脱硝；喷氨量；氨逃逸率；控制
[中图分类号]TM621；TK323[文献标识码]A[文章编号]1002—3364(2013)10～0116—04
[DoI编号]10．3969／j．issn．1002—3364．2013．10．116
SCRfluegasdenitrificationcontrolandoptimizationinthermalpowerplants
WUBaohui．CUILi
Xi'anThermalPowerResearchInstituteCo．，Ltd．，ChinaHuanengGroup，Xi'an710032，China
Abstract：Onthebasisofcontroltheoryoftheselectivecatalyticreduction(SCR)denitrification，controlstrategyforammoniainjectionquantitywasdesigned．Problemsoccurredduringflow
measurementofthefluegasandammoniawereanalyzed．Moreover，comparisonbetweenthecon—trolmoderegardingdenitrationefficiencyasthesetvalueandthatusingNO：concentrationatoutletoftheSCRreactorasthesetvaluewasperformed．Finally，thecontrolschemeforammonia