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【摘要】：可编程调节器（又称数字调节器）是以微处理器为核心部件的一种新型调节器，它的各种功能可以通过改变程序（编程）的方法来实现，编程的方法和步骤可根据制造厂的使用说明书进行。本文主要对大型火电厂可编程调节器的调试与实践进行分析探讨，以期对相关人员有一定的参考意义。
【关键词】：大型火电厂；可编程调节器；调试；实践
1、前言
我国目前新建的大型火力发电机组烟气脱硝项目大多采用选择性催化还原法（SCR），其原理是在催化剂作用下，还原剂NH3在290～400℃下将NO和NO2还原成N2，而几乎不发生NH3的氧化反应，从而提高了N2的选择性，减少了NH3的消耗。随着GB13223—2011《火力发电厂大气污染物排放标准》的颁布实施以及脱硝电价的落实，对脱硝系统的自动投运提出了更高的要求，不仅要求及时投运SCR，还要求精确、经济地控制脱硝系统的喷氨量。
2、优化喷氨运行温度
以某电厂 2 ×600 MW 机组的烟气脱硝喷氨自动控制回路进行分析，由于机组负荷低（一般为400MW）会导致锅炉排烟温度低于原设计喷氨温度（314℃），在继续投运脱硝时，催化剂活性呈现出非最佳运行状态，特别是在低温时，SO3与NH3反应生成的硫酸氢铵容易在锅炉空气预热器冷端局部换热面形成硫酸氢铵黏性物质，该物质会堵塞空气预热器换热元件，造成空气预热器烟气侧和空气侧进、出口差压升高且伴随波动，影响锅炉风烟系统运行安全。因而脱硝入口温度（三取二）低于314℃时，喷氨关断阀应强制关闭并停止喷氨。
3、喷氨自动调节的实现
3.1液氨蒸发自动控制回路介绍
液氨通过蒸发槽加热生成氨气，液氨蒸发槽一用一备。通过蒸发槽液氨入口调节阀控制出口气氨压力为0.3MPa，为单回路控制；辅助蒸汽供蒸发槽入口调节阀控制蒸发槽水温在70℃左右，为单回路控制。在机组运行期间，保持2个回路一直为自动状态，停止供氨时蒸发槽液氨入口调节阀自动全关。
3.2喷氨自动控制回路介绍
脱硝装置的烟道及反应器位于锅炉省煤器后空气预器热前，氨喷射格栅放置在SCR反应器上游的位置。烟气在锅炉出口处被平均分成2路，每路烟气并行进入垂直布置的SCR反应器，在反应器里，烟气向下流过催化剂层，随后进入空气预热器。该电厂的喷氨控制采用固定出口NOx质量浓度控制方式，整个控制回路为NOx控制回路和喷氨流量控制回路组成带前馈的串级控制。这种控制方式的优点是可以做到按需脱除NOx，克服整个系统的测量延时，改善了过程的动态特性，提高了系统控制质量。
从科学仪器制造商协会（SAMA）工程组态图中可以看出，使用A侧威力巴流量计测得的烟气质量流量（若该测点故障则切换至锅炉风量折算值）、出口NOx质量浓度设定值与NOx入口质量浓度通过公式计算出预期供氨质量流量作为前馈量送入主控制器PID2，该PID对出口NOx质量浓度设定值与出口NOx质量浓度测量值进行偏差调节。PID1作为副控制器对PID2送出的需求喷氨量与喷氨质量流量进行偏差調节。由于从喷氨到烟气自动监控系统（CEMS）分析仪表测量存在3min左右的延时，因而在回路设计过程中为减少扰动、保持调节的稳定对回路进行了一些优化。
（1）由于CEMS分析仪表每隔4h进行10min的吹扫校准，在10min内，CEMS分析仪表端可进行保持处理，在10min内，如果发生变负荷影响NOx质量浓度的扰动，在CEMS测量恢复后，会导致比例-微分-积分（PID）调节的波动。因而调节不能简单地通过测量保持来解决，若利用A，B侧CEMS吹扫校准不同步，则A侧吹扫时通过B侧替代，考虑到A，B侧测量不一致，需要进行差值叠加。这样就能很好地处理吹扫校准而导致的波动。
（2）由于整个回路存在3min的延时，为避免手动且自动后的超调，主控制器PID2跟踪切换前的喷氨量3min后再进行自动调节。
（3）为避免过量喷氨，导致空气预热器堵塞，应对不同负荷段的最大喷氨量进行限值。
（4）全自动模式下投入喷氨后，主控制器PID2跟踪前馈量，3min后再进行自动调节，以避免过度超调。
4、实现A，B侧喷氨全自动启、停
受深度调峰的影响，脱硝喷氨需要频繁启、停，不仅增加了运行人员的操作负担，同时也因不及时投运而减少脱硝投运时间进而影响脱硝电价。因此，在喷氨自动调节的基础上对回路进行了优化，可实现脱硫喷氨全自动启、停。
4.1脱硝喷氨停运自动
当脱硝入口温度（三取二）低于最低连续喷氨温度或其他跳闸条件满足时，应强制关闭供氨关断阀并将供氨调节阀限位在0%。机组停止喷氨，液氨蒸发自动控制回路保持在自动状态，脱硝喷氨处于热备用状态。
4.2脱硝喷氨启动自动
当脱硝喷氨处于热备用状态（即A液氨蒸发槽出口阀已开或者B液氨蒸发槽出口阀已开）时，喷氨全自动按钮投入。当脱硝入口温度（三取二）高于最低连续喷氨温度或其他跳闸条件消失时，延时180s，发出3s自动投运脉冲。该脉冲用于开启供氨关断阀并将喷氨自动控制回路投入自动运行。投入喷氨控制初期，为保证调节的稳定，先通过公式计算出预期供氨质量流量作为粗调量，进行3min的喷氨，待出口NOx质量浓度在此喷氨量作用下保持稳定后，投入NOx质量浓度主控调节用于修正NOx质量浓度的设定值与测量值的偏差。在全自动模式下，NOx质量浓度的设定值由系统给定，485MW以上按80%脱硝率自动计算NOx质量浓度的设定值，485MW以下按系统默认值70mg/m3（名义工况下）进行调节，全程无需运行干预。
结语
总之，在企业经费不足的情况下，利用可编程调节器对原有的仪表控制系统的进行部分改造，是逐步提高企业自动化水平，改善操作环境的有效方法之一。这套利用可编程调节器对电厂脱硫脱硝系统的控制方案的改造应用已在很多电厂成功应用和实施，自投运以来，不仅减轻了操作人员的劳动强度，而且整个系统维修率降低，提高整个机组的安全性、可靠性和稳定性，获得一定的经济效率。
【参考文献】：
[1]梁杰申.可编程调节器及其应用[J].广州：华南理工大学出版社，2004.
[2]李兆兴.可编程调节器技术手册[J].西安：西北工业大学出版社，2001.
【关键词】：大型火电厂；可编程调节器；调试；实践
1、前言
我国目前新建的大型火力发电机组烟气脱硝项目大多采用选择性催化还原法（SCR），其原理是在催化剂作用下，还原剂NH3在290～400℃下将NO和NO2还原成N2，而几乎不发生NH3的氧化反应，从而提高了N2的选择性，减少了NH3的消耗。随着GB13223—2011《火力发电厂大气污染物排放标准》的颁布实施以及脱硝电价的落实，对脱硝系统的自动投运提出了更高的要求，不仅要求及时投运SCR，还要求精确、经济地控制脱硝系统的喷氨量。
2、优化喷氨运行温度
以某电厂 2 ×600 MW 机组的烟气脱硝喷氨自动控制回路进行分析，由于机组负荷低（一般为400MW）会导致锅炉排烟温度低于原设计喷氨温度（314℃），在继续投运脱硝时，催化剂活性呈现出非最佳运行状态，特别是在低温时，SO3与NH3反应生成的硫酸氢铵容易在锅炉空气预热器冷端局部换热面形成硫酸氢铵黏性物质，该物质会堵塞空气预热器换热元件，造成空气预热器烟气侧和空气侧进、出口差压升高且伴随波动，影响锅炉风烟系统运行安全。因而脱硝入口温度（三取二）低于314℃时，喷氨关断阀应强制关闭并停止喷氨。
3、喷氨自动调节的实现
3.1液氨蒸发自动控制回路介绍
液氨通过蒸发槽加热生成氨气，液氨蒸发槽一用一备。通过蒸发槽液氨入口调节阀控制出口气氨压力为0.3MPa，为单回路控制；辅助蒸汽供蒸发槽入口调节阀控制蒸发槽水温在70℃左右，为单回路控制。在机组运行期间，保持2个回路一直为自动状态，停止供氨时蒸发槽液氨入口调节阀自动全关。
3.2喷氨自动控制回路介绍
脱硝装置的烟道及反应器位于锅炉省煤器后空气预器热前，氨喷射格栅放置在SCR反应器上游的位置。烟气在锅炉出口处被平均分成2路，每路烟气并行进入垂直布置的SCR反应器，在反应器里，烟气向下流过催化剂层，随后进入空气预热器。该电厂的喷氨控制采用固定出口NOx质量浓度控制方式，整个控制回路为NOx控制回路和喷氨流量控制回路组成带前馈的串级控制。这种控制方式的优点是可以做到按需脱除NOx，克服整个系统的测量延时，改善了过程的动态特性，提高了系统控制质量。
从科学仪器制造商协会（SAMA）工程组态图中可以看出，使用A侧威力巴流量计测得的烟气质量流量（若该测点故障则切换至锅炉风量折算值）、出口NOx质量浓度设定值与NOx入口质量浓度通过公式计算出预期供氨质量流量作为前馈量送入主控制器PID2，该PID对出口NOx质量浓度设定值与出口NOx质量浓度测量值进行偏差调节。PID1作为副控制器对PID2送出的需求喷氨量与喷氨质量流量进行偏差調节。由于从喷氨到烟气自动监控系统（CEMS）分析仪表测量存在3min左右的延时，因而在回路设计过程中为减少扰动、保持调节的稳定对回路进行了一些优化。
（1）由于CEMS分析仪表每隔4h进行10min的吹扫校准，在10min内，CEMS分析仪表端可进行保持处理，在10min内，如果发生变负荷影响NOx质量浓度的扰动，在CEMS测量恢复后，会导致比例-微分-积分（PID）调节的波动。因而调节不能简单地通过测量保持来解决，若利用A，B侧CEMS吹扫校准不同步，则A侧吹扫时通过B侧替代，考虑到A，B侧测量不一致，需要进行差值叠加。这样就能很好地处理吹扫校准而导致的波动。
（2）由于整个回路存在3min的延时，为避免手动且自动后的超调，主控制器PID2跟踪切换前的喷氨量3min后再进行自动调节。
（3）为避免过量喷氨，导致空气预热器堵塞，应对不同负荷段的最大喷氨量进行限值。
（4）全自动模式下投入喷氨后，主控制器PID2跟踪前馈量，3min后再进行自动调节，以避免过度超调。
4、实现A，B侧喷氨全自动启、停
受深度调峰的影响，脱硝喷氨需要频繁启、停，不仅增加了运行人员的操作负担，同时也因不及时投运而减少脱硝投运时间进而影响脱硝电价。因此，在喷氨自动调节的基础上对回路进行了优化，可实现脱硫喷氨全自动启、停。
4.1脱硝喷氨停运自动
当脱硝入口温度（三取二）低于最低连续喷氨温度或其他跳闸条件满足时，应强制关闭供氨关断阀并将供氨调节阀限位在0%。机组停止喷氨，液氨蒸发自动控制回路保持在自动状态，脱硝喷氨处于热备用状态。
4.2脱硝喷氨启动自动
当脱硝喷氨处于热备用状态（即A液氨蒸发槽出口阀已开或者B液氨蒸发槽出口阀已开）时，喷氨全自动按钮投入。当脱硝入口温度（三取二）高于最低连续喷氨温度或其他跳闸条件消失时，延时180s，发出3s自动投运脉冲。该脉冲用于开启供氨关断阀并将喷氨自动控制回路投入自动运行。投入喷氨控制初期，为保证调节的稳定，先通过公式计算出预期供氨质量流量作为粗调量，进行3min的喷氨，待出口NOx质量浓度在此喷氨量作用下保持稳定后，投入NOx质量浓度主控调节用于修正NOx质量浓度的设定值与测量值的偏差。在全自动模式下，NOx质量浓度的设定值由系统给定，485MW以上按80%脱硝率自动计算NOx质量浓度的设定值，485MW以下按系统默认值70mg/m3（名义工况下）进行调节，全程无需运行干预。
结语
总之，在企业经费不足的情况下，利用可编程调节器对原有的仪表控制系统的进行部分改造，是逐步提高企业自动化水平，改善操作环境的有效方法之一。这套利用可编程调节器对电厂脱硫脱硝系统的控制方案的改造应用已在很多电厂成功应用和实施，自投运以来，不仅减轻了操作人员的劳动强度，而且整个系统维修率降低，提高整个机组的安全性、可靠性和稳定性，获得一定的经济效率。
【参考文献】：
[1]梁杰申.可编程调节器及其应用[J].广州：华南理工大学出版社，2004.
[2]李兆兴.可编程调节器技术手册[J].西安：西北工业大学出版社，2001.