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【摘 要】随着科学技术的不断进步，市场对于电力的需求量也在不断增加，这就导致了燃煤火电机组装机容量不断增加，在这种情况下，氮氧化物的排放量也在逐年增加持续增长，从而对局部地区的环境污染问题造成严重的影响。面对这种情况，国家也加大了对燃煤电厂脱硝产业的重视和监督力度，并针对性出台了相关的法律和政策。实践表明，燃煤电厂采用尿素制氨的选择性催化还原脱硝技术是燃煤电厂应用最广且脱硝效率高的一项技术，具有较高的实用价值、运行安全性比较高、工艺设备比较现代化，能够有效地减少成本投入，提升电厂的生产效益。
【关键词】火电厂;脱硝;优化
1 火电厂烟气脱硝技术经济的效益所遵守的原则
1.1 经济分析与评价的原则
在火电厂烟气脱硝技术运用的过程中，应该注重技术研究和分析，根据实际情况充分考虑技术和经济之间的关系。所以在火电厂生产过程中，应该注重环保排放的要求，从经济的角度上对烟气脱硝技术进行相应的设计和优化，对技术设计方案进行详细数据分析和研究，从而有效地降低工程造价。如此，才能有效地实现火电厂的经济效益的最大化。
1.2 经济效益最大化原则
经济效益最大化与费用最小化之间有着直接的联系，主要指火电厂在使用烟气脱硝技术的时候，相关设备能够在服务期内有效、正常地运行，从而保证火电厂生产效益最大化，生产效益的最大会导致生产产量的择增加，当生产产品的价格不变的时候，能够有效地实现经济效益的最大化。为了保证经济效益的最大化，火电厂不仅要保持烟气脱硝技术运用的费用最少化，还要注重排污处理费用的最少化，人力资源投入费用的合理化，如此才能有效地保证火电厂的生产效益和质量。
经济效益最大化与费用最小化之间有着直接的联系，主要指火电厂在使用烟气脱硝技术的时候，相关设备能够在服务期内有效、正常地运行，从而保证火电厂生产效益最大化，生产效益的最大会导致生产产量的增加，当生产产品的价格不变的时候，能够有效地实现经济效益的最大化。为了保证经济效益的最大化，火电厂不仅要保持烟气脱硝技术运用的费用最少化，还要注重排污处理费用的最少化，人力资源投入费用的合理化，如此才能有效地保证火电厂的生产效益和质量。.3 费用最小化原则
火电厂相关负责人应该根据实际情况，对火电厂烟气脱硝技术的各项费用进行相应的分析，例如对设备购置、安装、维修、使用等方面的费用进行相应的分析和研究，避免运用火电厂烟气脱硝技术的时候造成不必要的费用损失。火电厂烟气脱硝技术作为一项新型技术，要保证其高效、快速地运行，必须要遵循费用最小化原则，如此才能有效地保证火电厂的生产效益和经济效益，便于满足市场的实际需求。
2 火电厂实际使用的脱硝技术发展现状
2.1 脱硝喷氨控制系统的设备现状
目前很多脱硝喷氨机组投入使用以后，NOX变换范围比较大，并且来回振荡非常不稳定，但是为了应付国家考核，很多机组在使用时单方面的将NOX设定值减小，以降低NOX使用时出现偏差过大的问题，为氨气外泄埋藏了危机。目前很多脱硝喷氨机组投入使用以后，NOX变换范围比较大，并且来回振荡非常不稳定，但是为了应对国家考核，很多机组在使用时单方面的将NOX设定值减小，以降低NOX出现偏差过大的问题，为氨气外泄埋藏了危机。
（1）喷氨调节阀门不具备线性调节能力，无法有效满足氨气的适量供应，热解尿素的调节阀，不能自动调节，间接制约氨气催化作用的发挥。
（2）脱硝使用的催化通道横截面积过大，无法达到NOX、氧均匀分布，无法将催化还原反应达到最大的结果。
（3）尿素热解时产生的氨气通过氨气控制阀门控制，目前大部分设计都不能实现自动化，无法实现程序的全部运行，造成氨氣的浪费。
2.2 脱硝喷氨控制系统响应迟钝的研究
脱硝喷氨控制系统工作状态下，被控制的对象响应迟钝，响应时间短的有3分钟，长可以达到20分钟以上，造成控制周期冗长，非常不利于脱硝的进行。主要的原因是：
（1）整个脱硝机组运行复杂，但是脱硝控制部分逻辑设计相对简便无法与复杂系统实现有效对接，不能适应随时出现的运行状况。
（2）脱硝系统运行时SCR出口的NOX浓度和进口浓度处于时刻变化状态，浓度的变化势必会造成两边浓度差，造成被控对象的响应判断出现误差，从而影响判断结果。
（3）脱硝控制系统运行中，不能及时进行前馈作用，导致无法及时对机组出现的变化做出合理的修改以应对变化。
（4）脱硝喷氨控制系统的计算只考虑到气体浓度的摩尔质量之比，考虑方式比较单一，造成达不到理想的控制效果。
3 脱硝系统优化与调整
3.1选择性催化还原（SCR）脱硝
SCR（Selective Catalytic Reduction）是由美国Eegelhard公司发明并于1959年申请了专利，而日本率先在20世纪70年代对该方法实现了工业化。SCR脱硝原理是利用NH3和催化剂（铁、钒、铬、钴或钼等碱金属）在温度为200～450℃时将NOX还原为N2。NH3具有选择性，只与NOX发生反应，基本上不与O2反应，所以称为选择性催化还原脱硝。
SCR法中催化剂的选取是关键。对催化剂的要求是活性高、寿命长、经济性好和不产生二次污染。在以氨为还原剂来还原NOX时，虽然过程容易进行，铜、铁、铬、锰等非贵金属都可起有效的催化作用，但因烟气中含有SO2、尘粒和水雾，对催化反应和催化剂均不利，故采用SCR法必须首先进行烟气除尘和脱硫，或者是选用不易受肮脏烟气污染影响的催化剂;同时要使催化剂具有一定的活性，还必须有较高的烟气温度。通常是采用二氧化钛为基体的碱金属催化剂，最佳反应温度为300～400℃。
该法的优点是：由于使用了催化剂，故反应温度较低;净化率高，选择性催化还原（SCR）技术脱销效率可高达90%。;工艺设备紧凑，运行可靠;还原后的氮气放空，无二次污染。 但也存在一些明显的缺点：烟气成分复杂，某些污染物可使催化剂中毒;高分散的粉尘微粒可覆盖催化剂的表面，使其活性下降;系统中存在一些未反应的NH3和烟气中的SO2作用，生成易腐蚀和堵塞设备的（NH4）2SO4和NH4HSO4，同时还会降低氨的利用率;投资与运行费用（投资费用80美元/千瓦）较高。
3.2修改CEMS系统维护时间，避免AB两侧脱硝出口CEMS系统同时维护，实现分时校验，确保仪表自检定不同期。在DCS系统进行逻辑修改，当脱硝系统入口氮氧化物一侧CEMS系统维护时，采用另外一侧测量值进行修正后参与自调计算。当脱硝系统出口氮氧化物CEMS系统维护时，DCS控制器跟踪脱硫侧氮氧化物数据进行调整。
3.3在脫硝系统AB两侧各增加一路旁路喷氨管路，运行时当喷氨系统发生故障时，切除故障管路，投入备用旁路。喷氨管路冗余设置，增加系统的可靠性，避免喷氨系统故障导致的氮氧化物超标。
3.4将脱硝CEMS系统电子间从原来的稀释风机层，移至喷氨调门层，缩短CEMS系统氮氧化物测量管路的距离，较少系统测量延迟，提高控制系统反应时间。
3.5通过分析历史数据，发现启动机组磨煤机时，脱硝入口的氮氧化物数值会大幅增加，在脱硝控制系统中将磨煤机状态作为前馈信号，当磨煤机启动后一段时间，通过前馈信号，适当增大脱硝系统喷氨量。
3.6根据历史数据分析，确定了在不同负荷区间采用不同的PID调节参数调节，增加了PID变参数逻辑，同时调整负荷以及引风机电流等信号在自调逻辑中前馈比例。
3.7冬季氨流量计、氨调整门堵塞较多，把流量计前部分氨气管路通过尾部烟道预热，提高氨气温度。同时在氨流量计前加滤网，并定期清理滤网。
3.8为避免脱硝控制系统调节器积分饱和现象发生，根据调节系数高限值增加调门开度来满足喷氨需求量。
4 结束语
火电厂烟气脱硝技术作为一项新型技术，不仅能够提升火电厂的经济效益，还能有效地提升火电厂的环保效益和社会效益，具有较高的实用价值。从国民经济评价的角度上来看，火电厂烟气脱硝技术有助于改善以往火电厂的周边环境状况，减少环境污染，提升周围人群的生活质量，为区域电力建设和经济发展奠定坚实的基础，非常值得在电力生产中运用和推广。
参考文献：
[1]张欢，陈新顺.燃煤锅炉烟气治理方法及脱硫脱硝技术研究[J].山东工业技术，2019，（3）：61.
[2]高惠雅，郑航麟.锅炉烟气脱硫脱硝综合治理技术分析[J].资源节约与环保，2019，（4）：40.
（作者单位：山西大唐国际临汾热电有限责任公司）
【关键词】火电厂;脱硝;优化
1 火电厂烟气脱硝技术经济的效益所遵守的原则
1.1 经济分析与评价的原则
在火电厂烟气脱硝技术运用的过程中，应该注重技术研究和分析，根据实际情况充分考虑技术和经济之间的关系。所以在火电厂生产过程中，应该注重环保排放的要求，从经济的角度上对烟气脱硝技术进行相应的设计和优化，对技术设计方案进行详细数据分析和研究，从而有效地降低工程造价。如此，才能有效地实现火电厂的经济效益的最大化。
1.2 经济效益最大化原则
经济效益最大化与费用最小化之间有着直接的联系，主要指火电厂在使用烟气脱硝技术的时候，相关设备能够在服务期内有效、正常地运行，从而保证火电厂生产效益最大化，生产效益的最大会导致生产产量的择增加，当生产产品的价格不变的时候，能够有效地实现经济效益的最大化。为了保证经济效益的最大化，火电厂不仅要保持烟气脱硝技术运用的费用最少化，还要注重排污处理费用的最少化，人力资源投入费用的合理化，如此才能有效地保证火电厂的生产效益和质量。
经济效益最大化与费用最小化之间有着直接的联系，主要指火电厂在使用烟气脱硝技术的时候，相关设备能够在服务期内有效、正常地运行，从而保证火电厂生产效益最大化，生产效益的最大会导致生产产量的增加，当生产产品的价格不变的时候，能够有效地实现经济效益的最大化。为了保证经济效益的最大化，火电厂不仅要保持烟气脱硝技术运用的费用最少化，还要注重排污处理费用的最少化，人力资源投入费用的合理化，如此才能有效地保证火电厂的生产效益和质量。.3 费用最小化原则
火电厂相关负责人应该根据实际情况，对火电厂烟气脱硝技术的各项费用进行相应的分析，例如对设备购置、安装、维修、使用等方面的费用进行相应的分析和研究，避免运用火电厂烟气脱硝技术的时候造成不必要的费用损失。火电厂烟气脱硝技术作为一项新型技术，要保证其高效、快速地运行，必须要遵循费用最小化原则，如此才能有效地保证火电厂的生产效益和经济效益，便于满足市场的实际需求。
2 火电厂实际使用的脱硝技术发展现状
2.1 脱硝喷氨控制系统的设备现状
目前很多脱硝喷氨机组投入使用以后，NOX变换范围比较大，并且来回振荡非常不稳定，但是为了应付国家考核，很多机组在使用时单方面的将NOX设定值减小，以降低NOX使用时出现偏差过大的问题，为氨气外泄埋藏了危机。目前很多脱硝喷氨机组投入使用以后，NOX变换范围比较大，并且来回振荡非常不稳定，但是为了应对国家考核，很多机组在使用时单方面的将NOX设定值减小，以降低NOX出现偏差过大的问题，为氨气外泄埋藏了危机。
（1）喷氨调节阀门不具备线性调节能力，无法有效满足氨气的适量供应，热解尿素的调节阀，不能自动调节，间接制约氨气催化作用的发挥。
（2）脱硝使用的催化通道横截面积过大，无法达到NOX、氧均匀分布，无法将催化还原反应达到最大的结果。
（3）尿素热解时产生的氨气通过氨气控制阀门控制，目前大部分设计都不能实现自动化，无法实现程序的全部运行，造成氨氣的浪费。
2.2 脱硝喷氨控制系统响应迟钝的研究
脱硝喷氨控制系统工作状态下，被控制的对象响应迟钝，响应时间短的有3分钟，长可以达到20分钟以上，造成控制周期冗长，非常不利于脱硝的进行。主要的原因是：
（1）整个脱硝机组运行复杂，但是脱硝控制部分逻辑设计相对简便无法与复杂系统实现有效对接，不能适应随时出现的运行状况。
（2）脱硝系统运行时SCR出口的NOX浓度和进口浓度处于时刻变化状态，浓度的变化势必会造成两边浓度差，造成被控对象的响应判断出现误差，从而影响判断结果。
（3）脱硝控制系统运行中，不能及时进行前馈作用，导致无法及时对机组出现的变化做出合理的修改以应对变化。
（4）脱硝喷氨控制系统的计算只考虑到气体浓度的摩尔质量之比，考虑方式比较单一，造成达不到理想的控制效果。
3 脱硝系统优化与调整
3.1选择性催化还原（SCR）脱硝
SCR（Selective Catalytic Reduction）是由美国Eegelhard公司发明并于1959年申请了专利，而日本率先在20世纪70年代对该方法实现了工业化。SCR脱硝原理是利用NH3和催化剂（铁、钒、铬、钴或钼等碱金属）在温度为200～450℃时将NOX还原为N2。NH3具有选择性，只与NOX发生反应，基本上不与O2反应，所以称为选择性催化还原脱硝。
SCR法中催化剂的选取是关键。对催化剂的要求是活性高、寿命长、经济性好和不产生二次污染。在以氨为还原剂来还原NOX时，虽然过程容易进行，铜、铁、铬、锰等非贵金属都可起有效的催化作用，但因烟气中含有SO2、尘粒和水雾，对催化反应和催化剂均不利，故采用SCR法必须首先进行烟气除尘和脱硫，或者是选用不易受肮脏烟气污染影响的催化剂;同时要使催化剂具有一定的活性，还必须有较高的烟气温度。通常是采用二氧化钛为基体的碱金属催化剂，最佳反应温度为300～400℃。
该法的优点是：由于使用了催化剂，故反应温度较低;净化率高，选择性催化还原（SCR）技术脱销效率可高达90%。;工艺设备紧凑，运行可靠;还原后的氮气放空，无二次污染。 但也存在一些明显的缺点：烟气成分复杂，某些污染物可使催化剂中毒;高分散的粉尘微粒可覆盖催化剂的表面，使其活性下降;系统中存在一些未反应的NH3和烟气中的SO2作用，生成易腐蚀和堵塞设备的（NH4）2SO4和NH4HSO4，同时还会降低氨的利用率;投资与运行费用（投资费用80美元/千瓦）较高。
3.2修改CEMS系统维护时间，避免AB两侧脱硝出口CEMS系统同时维护，实现分时校验，确保仪表自检定不同期。在DCS系统进行逻辑修改，当脱硝系统入口氮氧化物一侧CEMS系统维护时，采用另外一侧测量值进行修正后参与自调计算。当脱硝系统出口氮氧化物CEMS系统维护时，DCS控制器跟踪脱硫侧氮氧化物数据进行调整。
3.3在脫硝系统AB两侧各增加一路旁路喷氨管路，运行时当喷氨系统发生故障时，切除故障管路，投入备用旁路。喷氨管路冗余设置，增加系统的可靠性，避免喷氨系统故障导致的氮氧化物超标。
3.4将脱硝CEMS系统电子间从原来的稀释风机层，移至喷氨调门层，缩短CEMS系统氮氧化物测量管路的距离，较少系统测量延迟，提高控制系统反应时间。
3.5通过分析历史数据，发现启动机组磨煤机时，脱硝入口的氮氧化物数值会大幅增加，在脱硝控制系统中将磨煤机状态作为前馈信号，当磨煤机启动后一段时间，通过前馈信号，适当增大脱硝系统喷氨量。
3.6根据历史数据分析，确定了在不同负荷区间采用不同的PID调节参数调节，增加了PID变参数逻辑，同时调整负荷以及引风机电流等信号在自调逻辑中前馈比例。
3.7冬季氨流量计、氨调整门堵塞较多，把流量计前部分氨气管路通过尾部烟道预热，提高氨气温度。同时在氨流量计前加滤网，并定期清理滤网。
3.8为避免脱硝控制系统调节器积分饱和现象发生，根据调节系数高限值增加调门开度来满足喷氨需求量。
4 结束语
火电厂烟气脱硝技术作为一项新型技术，不仅能够提升火电厂的经济效益，还能有效地提升火电厂的环保效益和社会效益，具有较高的实用价值。从国民经济评价的角度上来看，火电厂烟气脱硝技术有助于改善以往火电厂的周边环境状况，减少环境污染，提升周围人群的生活质量，为区域电力建设和经济发展奠定坚实的基础，非常值得在电力生产中运用和推广。
参考文献：
[1]张欢，陈新顺.燃煤锅炉烟气治理方法及脱硫脱硝技术研究[J].山东工业技术，2019，（3）：61.
[2]高惠雅，郑航麟.锅炉烟气脱硫脱硝综合治理技术分析[J].资源节约与环保，2019，（4）：40.
（作者单位：山西大唐国际临汾热电有限责任公司）