随着国家对环境保护管控力度的加大,环保部门对电厂污染物的排放要求日趋严格。超低排放标准规定,燃煤发电厂NOx(氮氧化物)排放浓度不得高于50mg/Nm3,这对燃煤机组的设备、生产工艺和运行水平提出了更高的要求。SCR(Selective Catalytic Reduction,选择性催化还原法)烟气脱硝技术,具备结构简单、成本低、脱硝效率高等优势,在国内新建燃煤机组中得到广泛应用。在SCR脱硝系统实际运行的过程中,由于脱硝控制系统喷氨调整不当、脱硝反应器中NOx分布不均匀导致部分氨气未能反应而随着烟气进入到SCR脱硝反应器后的设备,与烟气中的三氧化硫反应生成硫酸氢铵。随着锅炉尾部烟道温度的逐渐降低,硫酸氢铵气体逐渐液化,黏附烟气中的飞灰导致空预器堵塞,从而造成烟道阻力增大、换热效率的降低、风机的能耗增加、锅炉效率降低,严重影响机组的安全、经济运行。氨逃逸的合理控制对发电企业的安全、经济、环保运行起着重要的作用,对现场设备的控制系统以及运行人员操作水平提出了更高的要求。基于该背景,本课题依靠某发电有限公司“基于锅炉燃烧调整、网格法多点测量氨逃逸率的自动优化喷氨系统研究及应用”科技项目,对已投产燃煤机组进行氨逃逸量测量装置改进、喷氨控制阀门改造及基于DCS(Distributed Control System,分散控制系统)的控制系统优化设计,实现了燃煤机组喷氨控制的优化。为此主要开展了以下三个方面的工作,一是通过将喷氨子阀门由传统手动控制改为电动阀门调节,为闭环自动控制奠定硬件基础;二是对氨逃逸测量设施进行格栅式改造,实现整个烟道中分区域氨逃逸测量,解决了传统SCR反应器出口氨逃逸单点测量导致数据随烟道流场变化波动和代表性差的问题,实时掌握氨逃逸的分布情况,同时也为建立基于氨逃逸量的优化模型提供自学习能力奠定基础;三是通过基于理论分析的传统控制模型和基于大数据分析的优化模型相结合,建立了相对独立的优化控制系统,形成了从参数输入、优化目标输出、自动控制的全过程智能化闭环控制。本课题的研究成果实现了与DCS系统的友好对接,能够直接输出指令到DCS系统,保证了 DCS控制和喷氨优化系统控制之间的无缝切换,提升了系统运行的可靠性和智能化水平。实际投产运行后,本次研究成果达到了预期目标,在工况稳定情况下,能够保证NOx浓度时均值控制在43-46mg/Nm3,升降负荷期间能够控制在38-48mg/Nm3。在满足超低排指标的前提下,实现了环保和节能的耦合控制,具有较高的推广价值。