脱硝系统喷氨优化调节技术

三、脱硝喷氨热态调整优化
三、脱硝喷氨热态调整优化
目的：
1、解决喷氨不当造成的局部氨逃逸过 高从而导致空预器过快堵塞的问题； 2、解决SCR出口与烟囱入口Nox浓度偏 差大的问题； 3、解决CEMS代表性不强导致的喷氨控 制系统被调量不一致的问题。
三、脱硝喷氨热态调整优化
三、脱硝喷氨热态调整优化
脱硝系统喷氨优化调节技术
汪永威
大唐华中电力试验研究所 2015年8月28日 北京
主要内容
一、脱硝现状与问题分析
二、脱硝喷氨冷态调整技术
三、脱硝喷氨热态调整优化
四、脱硝喷氨控制系统优化
五、总结与建议
一、脱硝现状与问题分析
一、脱硝现状与问题分析
现状
1、通过降低出口NOx设定值来确保达 标排放，瞬时超标现象依然存在，空 预器堵塞现象多发； 2、将NOx严格控制在80%排放标准线以 下运行；
A2、B1两个测孔调整效果不佳原 因分析： 喷氨支管堵塞； 催化剂磨损、失活； 改进措施： 按要求进行催化剂检测，做 好催化剂寿命管理； 加强冷态调整
四、脱硝喷氨控制系统优化
四、脱硝喷氨控制系统优化
1、脱硝系统反馈滞后问题优化
i 、合理设置死 区，充分利用 前馈；
ii、改进CEMS 系统，减少 NOx 测 试 延 迟 。
手段：
三、脱硝喷氨热态调整优化
A脱硝系统出口NOx分布
300 250
200
150 mg/Nm3 100
50
0 A1 A2 A3 A4 A5 3 A6 A7 A8 A9 1 A11
A10
A12
三、脱硝喷氨热态调整优化
三、脱硝喷氨热态调整优化
NOx浓度“倒挂”现象消 除
三、脱硝喷氨热态调整优化
的问题；
二、脱硝喷氨冷态调整技术
手段
1、设备消缺； 2、优化吹灰工艺与程控；
3、增设流场、温度、流量调节设施； 4、热解炉CFD数值模拟
2.1 喷氨格栅及催化剂检查
2.2 催化剂积灰磨损治理
B侧脱硝入口烟道流速分布 0.45米 25 20
m/s
B侧烟道飞灰取样重量曲线
3.15米
1.35米
2.25米
控制算法
四、脱硝喷氨控制系统优化
举例：
四、脱硝喷氨控制系统优化
优化前
优化 后
四、脱硝喷氨控制系统优化
优化前
负荷适应性
优化后
四、脱硝喷氨控制系统优化
优化前
优化后
五、结论与建议
1、将脱硝设施作为主设备，认真开展点检定修 工作，加强日常维护，加强运行管理，确保其处 于较好的健康水平； 2、加强催化剂寿命管理、保证催化剂运行正常； 3、每年应进行一次AIG优化调整试验 4、合理设置控制逻辑，加强自动控制优化调整
0.8米 14 12 10 8 g 6 4 2 0
1.8米
2.8米
15 10 5 0 1 2 中部 3 4 5 6 7 8 9 B侧 10
1 中部
4
7 B侧
10
2.2 催化剂积灰磨损治理
1.改造后水平烟道速度场上扬
改造前
2.如省煤器出口弯头加装导流 板，将减轻喷氨格栅磨损
改造后
2.2 催化剂积灰磨损治理
改造前
改造后
1.惯性富集、上升段高速携带，不易扩散 2.进行大量的模拟工况，最终基于两点采取措施： （1）阻止颗粒贴壁富集，（2）水平段颗粒浓度上移。
2.2 催化剂积灰磨损治理
脱硝导流板优化后水平烟道内流速分布 0.45m 25 20 1.35m 2.25m 3.15m
m/s
15 10 5 0 1 2 A侧烟道 3 4 5 6 B侧烟道 7 8
3、负荷波动大、工况调整频繁的机组 喷氨控制系统不能充分发挥作用；
4、催化剂寿命管理欠缺。
一、脱硝现状与问题分析
设备问题：
• 1、喷氨流量调节阀死区大，线性差； • 2、CEMS测试的准确度和响应时间不 能完全满足控制要求。 • 3、监测、调节设施配置有限，自动 化程度低； • 4、催化剂失活、损坏，缺乏寿命管 理
g/Nm3
2.3 催化剂寿命管理
1、发电企业每年应至少进行一次催化剂活性检测，并应 建立催化剂检测分析台帐，对催化剂失活等异常情况应进 行分析并及时处理。 2、催化剂添加或更换的原则是有效和经济 3、允许添加或更换不同型式的催化剂，添加或更换的体积 量应委托专业机构进行核算。 4、物理结构完整的应优先考虑采用再生处理技术恢复催化 剂活性。
7、SCR出口与烟囱入口NOx偏差大引起的控制效果差 问题优化措施：
• i、喷氨格栅冷热态优化调整保证NOx均匀性； • ii、CEMS测点评估试验，保证CEMS测点代表 性。
四、脱硝喷氨控制系统优化
基于预测控制理论的脱硝控制系统
关联模型 预测模型
数值模拟 解决PID调节延迟和大惯性环节问题 集成于独立平台（计算能力优于DCS，安全性好）
1、经过导流板优化后，脱硝入口烟道水平段烟气流速分布均匀性 较好 2、其均匀性与模拟结果相符。
2.2 催化剂积灰磨损治理
B侧脱硝水平烟道飞灰浓度分布 0.8m深度 70 60 50 40 30 20 10 0 1 中部 4 7 B侧 10 1.8m深度 2.8m深度
脱硝系统导流板改造使飞灰颗粒浓度在烟道断面上的分布规律发生了明显 变化，烟道下部飞灰浓度降低，烟道中部和上部飞灰浓度升高，飞灰颗粒 向烟道上部移动。该试验结果与导流板改造的设想及模拟结果相吻合，实 现了导流板改造的目的。
一、脱硝现状与问题分析
控制逻辑问题：
• 1、单回路，工况适应性差； • 2、参数设置不合适，控制效果 不佳; • 3、前馈缺乏，负荷适应性差； • 4、被调量单一/不合理，易带来 偏差；
脱硝系统喷氨优化调节技术
检修期间 喷氨格栅、 催化剂检 查
催化剂积 灰、磨损 治理
催化剂加 装更换及 寿命管理 技术
四、脱硝喷氨控制系统优化
2、脱硝入口NOx变化大问题优化
i、增加微分前馈补偿； ii、匹配、限制参数设置。
四、脱硝喷氨控制系统优化
i、在反应器入口分别安装流量氨气调节阀；
3、脱硝两 侧出口NOx 偏差大问 题优化：
ii、调节两侧喷氨管道阻力，使流量分配满 足需求。
四、脱硝喷氨控制系统优化
4、负荷波 动大，调 节速度慢 问题优化：
AIG 热态 优化调整
控制系统 优化
冷态调整技术、是优化调节的基础
二、脱硝喷氨冷态调整技术
二、脱硝喷氨冷态调整技术
目的：
• 1、解决因催化剂寿命管理不当带来的问题
• 2、解决喷嘴、催化剂的积灰磨损问题； • 3、尿素热解系统及格栅管路结晶堵塞； • 4、解决流量孔板可靠性差带来的问题； • 5、解决因喷氨支管手动门调节特性差引发
i、多变量Байду номын сангаас馈；
ii、优化预测模 型。
四、脱硝喷氨控制系统优化
5、单回路控制问题优化：
i、内外回路串级控制策略；
ii、内回路提高响应速度；
iii、外回路增加修正函数消除设定偏差。
四、脱硝喷氨控制系统优化
6、启停磨煤机工况优化：
i、增加磨机启停的脉冲前馈；
ii、根据实际运行情况调节参数。
四、脱硝喷氨控制系统优化