分析火电机组脱硝自动控制系统优化

分析火电机组脱硝自动控制系统优化

周然

华能淮阴第二发电有限公司     江苏    淮安   223000

摘要：就当前火电机脱销自动控制来看，在进行设备的正常工作时，往往需要进行一定的脱硝工作，而且对于整个工作过程中所产生的参数设置和相关设备，要进行详细的处理，保证能够运用好该环节的自动投入率。确保在进行工作的过程中，所产生的脱销系统产生的相应指标符合国家的相关标准。笔者就根据当前火电机组脱销自动化控制系统中一系列进程进行分析，希望对当前火电的控制起到一定的帮助。

关键词：火电；控制；优化

对于当前的燃煤来说，在进行该工作进程的时候，对于整体排放的污染物主要分为两种，氧化硫和氮氧化物。污染物的大量排放不但污染到了人们的身心健康，还在一定情况下破坏了生态环境。燃煤在火电厂的大量燃烧所产生的污染物会在一定情况下生成酸雨以及危害居民日常生活的光化学烟雾，所以对相关的污染物的排放必须进行合理的管控。

1脱硝自动控制系统不能正常投入原因分析

在早先的2015年，对于企业在进行燃烧过程中的污染物含量就有规定，而且相关的条例《大气污染防治法》也做出了相应的指示，要求企业在进行相应燃烧过程中，对于相应的污染物含量采取严格的控制，保证城市的整体优良环境，公司在原有100m3/h的排放标准上进一步提高机组运行要求,做到排放量≤50m3/h的低排放。在2016年期间，就有相应的公司投入了基本的机组脱硝自动控制系统，但是这样的系统在很长时间内却成了摆设，虽然相关的硬件设备都被进行了规划，但是总体的运行效果却不是很理想，这种现象造成了现阶段的工作人员的工作量在增加的同时还降低了污染物的排放效果。

在进行工作安排时，对于脱硝系统的测量值属于正常工作安排的一个环节，如果在进行测量的时候，对于整个工程中的测量者略多，那么对于入口的关注度要进行加强，而且要根据自己的经验判断整个过程中所含喷氨量的多少，仔细的操控在整个系统的环节，把控好测量值的准确性。收集2#机组脱硝系统在2016年5～10月期间的数据，利用现有控制策略进行计算。发现利用现有策略计算出的喷氨流量与实际需求量平均偏差77.9%，不满足《烟气净化分册》规定的“所得喷氨流量与实际需求喷氨量偏差≤5%”。因此，在这样的一种情况下，对于整体的施工操作难度也会相对偏大。在进行操作的过程中，根据相应的数据可以判断脱硝系统的出口状况，以及相应的氨逃率，确保在进行相应操作时发生污染物大量超标的现象。所以就目前国家对于环保的重视来看，在公司生产过程中，对于机组脱硝的自动投入率整体的工作状况已经迫在眉睫。

2当前脱硝自动控制系统中出现的问题

之所以脱硝自动控制系统在运行的过程中受到了多种多样的问题，其最主要的原因就是在进行相应的操作时，不能很好的对控制策略进行计算，对于整个过程中所产生的喷氮量实际要求会有一定的偏差。在进行操作的过程中不满足于相应的烟气净化规定。对于最后产生的喷氮流量的大小和实际的差值不满足于规定标准。针对于现阶段脱硝过程中所出现的问题，对于如何才能提升脱硝自动投入率，可以归分为以下几种情况。

2.1对于喷氮量的详细计算

喷氮量在一定情况下影响着整个操作过程中的对于副调节器的使用情况，对于喷氮量的计算，整体要求在计算的过程中要和实际的需求量进行正比，从而保证整个副调节器在使用中能够做到对喷氮量的合理应用，从而确保烟气流量的正确参数，对于那些在脱硝系统过程中产生的烟气总量要进行合理的参数比较，因为烟气流量的数值在一定情况下影响着脱硝控制系统的总风量、总煤量和总负荷量。通过相应的数据可以得到分析，系统所需的喷氮量多少在一定情况下影响烟气总流量的多少。根据这样的一种现状，可以对现有的策略进行转换。确保烟气流量的参数可以得到有效的换算，从而把进行换算的烟气流量进行有效的分析，规定好整个过程系统所需要的喷氮量多少。

2.2前馈环节的把控

在整个脱硝控制过程中，对于自动化控制系统的典型要素要做到合理的串级控制。在火电厂进行类似系统处理时，要确保该脱硝控制系统能够得到合理的分配，对于整个系统操作的主蒸汽系统和相应的再热汽系统的操作要做到合理的分配。确保在给系统操纵过程中能够进行相应的把控，保证整体的机组自动脱硝系统的前馈环节得到合理的应用。在进行喷氮量调节阀操作的过程中，要保证整体相应环节能够满足相应的实际情况，确保能够贴近实际。

2.3合理的控制出口分析仪探头数量

对于整个系统中的出口分析仪探头来说，在传统的脱硝过程中，对于该部件的操作主要时通过取样的方法来进行相应的处理，确保在进行脱硝过程中的探头数量和取样的探头数量达到契合，采样探头对于整个脱硝系统来说，算得上和核心部件，整体的样气走向和取样探头的数量要进行合理的把控，确保探头的数量能够和整体系统的可靠性形成相应的正相关比例，保证整体的关系可以达到平衡。对于探头在整体运行过程中出现的失灵问题，也要规划相应的对策进行解决。

2.4确保采样探头的位置

探头的位置在一定程度上确保着整体脱硝系统的合理运行，如果在安装过程中探头的位置离得太近，那么样气的走向就会有所偏差，对于整体运行过程中的样管线的主体位置不能得到很好的把控，对于探头的混合区域不能得到良好的操控。在操作的过程中，如果对探头的整体参数要求测量的不准，那么整体的采样环节就会出现开孔过于固定的现象，对于原有位置的测点要求和直管段的条件把控要做到真是有效。保证在安装过程中的位置，采样探头的位置对于分析仪的结果影响巨大，作为分析仪的核心部件，由于样本气体进入位置固定，采样探头的位置界定会影响测量结果，因此，大多数情况下工作人员会通过调节采样探头的位置，或者设立多个探点来增强数据的真实性，目前采样探头的较佳位置是从现有位置标准往后迁移25米左右，等烟气的成分较为稳定后进行采样，此时的样气混合效果好，杂志更少。
    2.5变送器孔板的量程尚可优化
氨流量变送器作为控制氨流量的中间设备，能够有效的监测及调整系统喷氨量，对于样气的测量精度及计算阀门开度具有重要的意义，喷氨流量的准确性极其重要。通过大数据分析，目前的氨流量较于低氮改造的计划流量偏高，因此大型的氨流量变送器可以被量程较小的小容量氨流量变送器替代，变送器的更新将会大大的减少变送器在接触气体过程中的突变概率，能够为最终结果提供更为准确的数据，精度更佳、
3改进措施细则
    3.1烟气流量的折算量由总风量替代负荷量
   根据目前企业当前的实际情况，脱销控制过程中仍是使用负荷量作为折算量进行计算与规划，然而通过分析可得知，此类算法得出的实际烟气流量与实际值的偏差较为明显，最终效果也不能完全达标，但当折算量使用总风量时，调节控制器及各项参数后，相关数据显示，计算出的喷氨量较为准确，与实际量的差额仅有百分之一的误差，不仅如此，试行脱销出口的样气浓度完全符合运行要求。因此，烟气流量的折算量由总风量替代负荷量更为合理，能够很好的减少氨成本，控制杂质输入。
    3.2完善脱销系统，增加前馈环节
   鉴于脱硝系统的外部环境时常发生不可测变化，这就给脱硝系统的自动调节机制提出难题，为了更好的应对此类问题，我们可以在整个系统中增加前馈环节，由于误差的出现大多是在主调节器之后，因此，我们可以在负责氨浓度的负调节器前增加前馈机制，此类机制能够很好的对NO气体浓度进行监测，将信息提前反馈给副调节器将能够更好的实现氨流量控制，加快整个系统的运行速率，此类对于系统的完善将会有效的减少杂质气体的产生，能够使脱销系统的动态机制更为合理，自动控制调节的结果更加准确。
    3.3合理增设采样探头
   在原有单个探头的基础上，可以等距增设采样探头，要求这些探头的型号一致，距离相隔一致，气体敏感度一致。这样可以有效地避免单个探头进行数据统计的误差性，，减少系统误差带来的风险，同时由于多个探头在不同位置测量出来的气体浓度可能不完全一致，我们可以在管道如汇合处等位置安装少量的气体混合器，这样可以在短时间内实现管道内均匀的气体密度，同时缩小多个探头测量数据结果的误差，再利用计算机进行数据分析的结果更切实际，更为有效。因此，合理增设采用探头有助于提升数据精度，提升脱销质量。​
    3.4适当改进采用探头安装位置
   实现探头位置改变最便捷的方式，就是在脱硝系统监测维护时，将原有的探头进行物理封闭，在背离反应器25米处的管道内部新设探头位置，并安装采样探头。此类措施将能够有效的降低测量值波动等问题事件的概率，得到的数据比原有探头的数据更加稳定，更符合实际需要。
    3.5改进氨流量变送器的量程，缩小量程范围
   由于低氮燃烧器的系统改造，对于NO气体的浓度要求大打折扣，新环境下的氨气流量提出了精度更高的要求，因此，我们不得不对氨流量变送器的量程进行改进。目前大多企业使用的仍是（0-150）量程型号的变送器，不能够很好的适应当前的技术改进，经数据勘测，变送器的设计人员认为，低氮环境要求下的新变送器的量程以0-100为佳，废除老机组变送器，这样不仅有利于减少原料消耗，也有助于最终气体的稳定性，减少杂志产生，使管内气体达到充分反应。分体式的结构也更有助于工作人员对于系统的清洁，能够降低维护难度。副调节器增加前馈环节后，机组状态发生变化时，喷氨调节阀能够及时动作，提高了脱硝控制的响应效率。在增加了副调前馈环节后，喷氨流量调节阀的响应速度得到了极大的提高，策略实施效果显著。脱硝自动控制系统在喷氨流量、出口NOx测量环节上均未再出现任何故障，策略实施效果显著。

4结论

2017年1～5月脱硝自动控制系统由于故障退出运行的时间，共计2h。经计算得到脱硝自动化投入率为99.97%，故障得到了有效解决。脱硝自动控制策略经过修正后，无论在稳定负荷还是大范围变负荷期间，反应器出口NOx浓度均得到了有效控制，极大减少了运行操，并满足了环保需求。

参考文献

［1］GB13223-2011火电厂大气污染物排放标准［S］.北京：中国环境

科学出版社，2018.

［2］刘壮王德孟火电厂大气污染物排放标准［S］.北京：中国环境

科学出版社，2018.

［3］刘子纬冯建浩火电厂大气污染物排放标准［S］.北京：中国环境

科学出版社，2018.

[作者简介]周然（1994—），男，江苏淮安，助理工程师，从事工作：电厂检修。