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xxx发电公司脱硝培训资料（二） SCR运行方式及控制策略,第一部分、运行方式,一、运行方式概述,在SCR烟气脱硝系统中，SCR反应器与还原制备区(即氨制备区)的联系，在工艺上只有喷氨格栅的人口，在控制上只有脱硝控制系统的氨量需求信号。脱硝控制系统根据烟气NO浓度、设计脱硝率和烟气量的计算得出氨量需求信号对喷氨管道上的阀门进行调节，调整合适的喷氨量。通常，SCR烟气脱硝的运行操作包括正常的起动、停止和自动保护停止。,二、SCR烟气脱硝系统的启动,不设置旁路的SCR烟气脱硝系统与锅炉同时启动，启动前在锅炉预通风阶段使用空气先加热催化剂。SCR烟气脱硝系统冷态启动时，锅炉处于冷态状况，烟气的最大升温速率控制在34/min。同时，监测SCR反应器入口及出口的温度，正常运行时温度差在1O以下。当催化剂温度升到310后，维持10min，氨气供给系统即开始，通过喷氨格栅向SCR反应器喷氨，SCR烟气脱硝系统进入正常运行阶段。反应区温度应保持在400 以下。,三、SCR烟气脱硝系统的停止,SCR烟气脱硝系统的停止存在3种情况： （1）SCR烟气脱硝系统正常停止运行。 （2）锅炉跳闸后SCR烟气脱硝系统的停止。 （3）SCR烟气脱硝系统的自动安全停止。,1.SCR烟气脱硝系统正常停止运行,在锅炉停运前，应先对催化剂进行吹灰操作。SCR烟气脱硝系统在停炉前10 min开始退出运行(即停止喷氨)，即手动将氨量需求信号值调整至“0”。在制氨系统接收到氨量需求信号为“0”时，自动关闭氨气喷入管线上的阀门，维持10 min，即可进行停炉操作。停炉后，在维持锅炉负压的情况下，采用引风机吹扫SCR烟气脱硝系统。如果催化剂层没有预先进行吹灰操作，就不能对其采用空气吹扫。,2.锅炉跳闸后SCR烟气脱硝系统的停止,如果SCR烟气脱硝系统正常运行中锅炉跳闸，则氨量需求信号值自动变为“0”。制氨系统接到此信号后，自动关闭氨管线上的阀门，直到下次系统起动时，手动将出口NO含量操作端设定在要求值后，此阀门再次自动打开。在锅炉跳闸时，SCR脱硝系统的手动关闭系统必须在锅炉停止运行后才能够操作，这样会有一些氨气残留在催化剂模块中。此时，一般不采用吹灰程序来吹扫SCR烟气脱硝系统，也不能采用空气吹扫。在这个阶段，禁止打开SCR反应器上的人孔或观测孔，以防止空气进入SCR反应器，导致催化剂模块中的未完全燃尽颗粒燃烧，造成火灾。在催化剂温度降到150 以前或降到6070以前，应尽快恢复锅炉运行。,3.SCR烟气脱硝系统的自动安全停止,当烟气温度超过420时，对催化剂模块的损坏非常大，应立即停止锅炉运行。在到达420前，停止氨气喷入(超过390时)，执行自动停止SCR烟气脱硝系统来避免损害催化剂模块；当温度降到310以下，延时10min，自动停止SCR烟气脱硝系统来避免损害催化剂模块。,第二部分、控制策略,一、SCR脱硝系统控制策略,SCR法烟气脱硝系统主要分为两大部分，一是还原剂制备系统，即NH3区；另一个为反应塔系统，即SCR区。SCR法烟气脱硝自动控制系统主要有三个控制任务： 保持液氨蒸发器水温的恒定； 保持氨气缓冲罐氨气压力恒定； 对喷氨氨气流量进行自动控制。,二、液氨蒸发器水温控制,该控制系统的主要任务就是完成使液氨蒸发器内水温恒定的调节任务，其控制原理如图1。该控制系统为单回路控制系统，液氨蒸发器内水温为被调量，进口蒸汽调节阀开度为调节量。自动时，液氨蒸发器内水温测量值与给定值比较后，其偏差送入PI调节器，PI调节器的输出经自动/手动切换器后送到执行器，改变进口蒸汽调节阀开度，控制过热蒸汽流量，消除PI调节器入口偏差，使液氨蒸发器内水温保持恒定；手动时，运行人员通过操作执行器，手动控制进口蒸汽调节阀开度，改变过热蒸汽流量，使液氨蒸发器内水温保持恒定，此时，PI调节器处于跟踪状态，PI调节器的输出跟踪自动/手动切换器的输出。当液氨蒸发器水温测量值失效或液氨蒸发器水温测量值与给定值的偏差超过允许值时，系统自动切为手动；当液氨蒸发器水温高过55时，系统自动切为手动，同时通过设置自动手动切换器的输出限幅值，自动关闭进口蒸汽调节阀，切断蒸汽来源，并在控制室DCS上报警显示。,图1 液氨蒸发器水温控制系统,三、氨气缓冲罐氨气压力控制,该控制系统的主要任务就是完成使氨气缓冲罐氨气压力保持恒定(0.2MPa)的调节任务，其控制原理如图2。该控制系统也是单回路控制系统，氨气缓冲罐氨气压力为被调量，液氨蒸发器进口液氨调节阀开度为调节量。自动时，氨气缓冲罐氨气压力测量值与给定值进行比较，其偏差送入PI调节器，PI调节器的输出经自动/手动切换器后送到执行器，改变液氨蒸发器进口液氨调节阀开度，控制液氨蒸发流量，消除PI调节器入口偏差，使氨气缓冲罐氨气压力等于给定值(0.2MPa)。手动时，运行人员通过操作器直接控制液氨蒸发器进口液氨调节阀开度，改变液氨蒸发流量，此时PI调节器处于跟踪状态，其输出跟踪自动/手动切换器的输出。当氨气缓冲罐氨气压力测量故障或氨气缓冲罐氨气压力测量值与给定值偏差超过允许值时，系统自动切为手动。,图2 氨气缓冲罐压力控制系统,四、喷氨流量控制,该控制系统主要完成使NH3/NOx摩尔比恒定、保证脱硝效率的调节任务，通常采用两种方式：出口NOx定值控制方式和固定摩尔比控制方式。,1.出口NOx定值控制,出口NOx定值控制是保持SCR出口NOx恒定。根据环境空气质量标准，控制反应器NOx为定值比控制固定的脱氮效率更容易监视，同时氨气消耗量更少。 烟气中的NOx流量为主动流量，NH3为从动流量，反应器出口NOx浓度为被调量，氨气流量调节阀开度为调节量。,根据入口NOx实际测量值以及出口NOx设定值计算出预置摩尔比，预置摩尔比作为摩尔比控制器的基准来输出，出口NOx实际测量值与出口NOx设定值进行比较后通过PID调节器的输出作为修正，最终确定控制系统当前需要的摩尔比值。 自动时，经过反应器进口氧气浓度计算后的反应器进口NOx浓度和烟气流量的乘积产生NOx流量信号，此信号乘上所需NH3/NOx摩尔比就是基本氨气流量信号，该信号作为主动流量送到氨气流量调节器(副调)，与喷氨流量测量值进行比值调节(粗调)，调节过程结束后，若反应器出口NOx浓度与其设定值不相等，则反应器出口NOx浓度调节器(主调)根据其入口偏差进一步修正NH3/NOx摩尔比(细调)，改变喷氨流量，使反应器出口NOx浓度等于给定值，保证脱硝效率。,手动时，运行人员通过操作器直接控制氨气流量调节阀开度，改变喷氨流量，使反应器出口NOx浓度等于给定值，保证脱硝效率，此时自动系统处于跟踪状态，氨气流量调节器(副调)的输出跟踪自动/手动切换器的输出，反应器出口NOx浓度调节器(主调)的输出跟踪氨气流量测量值与基本氨气流量信号的差。,2.固定摩尔比控制（典型控制）方式,SCR烟气脱硝系统利用固定的NH3/NOx摩尔比来提供所需要的氨气流量。SCR反应器进口的NOx浓度乘以烟气流量得到NOx信号，该信号乘以所需NH3/NOx摩尔比就是基本氨气流量信号，此信号作为给定值送入PID控制器与实测氨气流量信号比较，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。,（1）由于烟气流量不易于直接准确测量，因此烟气流量通常是通过锅炉空气流量和锅炉燃烧等数据计算得到的（数据由机组DCS提供）。由于测量信号存在滞后性的问题，锅炉空气流量被用来快速检测负荷变化。 （2）计算出的NOx流量乘以摩尔比是所需的氨气流量。摩尔比是根据系统设计的脱硝效率计算得出的，在固定摩尔比控制方法中为预设常数。 （3）净氨气的质量流量由在氨气喷射母管测得的体积流量通过温度和压力修正后取得。,（4）由于脱硝系统存在明显的NOx反应器催化剂反馈滞后和NOx分析仪响应滞后的问题，因此，在控制回路中加入大负荷变化预喷氨措施。其原理是将烟气流量信号用作预示负荷变化的超前信号（对于负荷变化信号有必要的采用一个尽可能迅速的预测NOx变化的信号，在某些情况下，发电量需求信号、主蒸汽流量信号等能比烟气流量信号更迅速地预测NOx的变化）。,