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摘要：分析了某新建1 000 MW机组烟气脱硝系统试运期间，出现脱硝效率波动大的原因，通过重新调整减压阀、优化氨气流量调节阀控制参数和修改氨气流量控制逻辑等措施，使脱硝效率稳定，减少氨气逃逸量，确保系统安全稳定运行。
关键词：烟气脱硝；效率；减压阀；逻辑优化
Abstract : an analysis of a new1000 MW flue gas denitration system during commissioning, emergence of denitration efficiency fluctuation causes, through the readjustment of pressure reducing valve, optimization of ammonia flow regulating valve to control and modify the parameters of ammonia flow control logic and other measures, the denitration efficiency and stability, to reduce the ammonia escape, ensure safe and stable operation of the system.
Key words: flue gas denitration; efficiency; relief valve; logic optimization
中途分类号：F626.111 文献标识码：A 文章编码：
惠州平海发电厂一期2×1 000 MW工程的烟气脱硝系统由上海电气石川岛电站环保工程有限公司提供。该系统采用选择性催化还原法脱硝方案，设计脱硝效率保证大于50%。SCR脱硝技术是一个燃烧后NOx控制工艺，整个过程包括将还原剂氨（NH3）喷入烟气中，再通过一个含有专用催化剂的反应器，在催化剂的作用下，氨气同NOx发生化学反应，转化成无害的氮（N2）和水蒸气（H2O）。
2011年3月22日1号机组脱硝系统投入使用，自动控制方式，发现虽然脱硝效率平均值能达到设计要求，但波动非常大，特别是效率过高时氨逃逸量急剧增加，不利于系统的安全稳定运行，特别是会对空气预热器产生诸多不良影响[1]。
1脱硝效率波动大原因分析
该脱硝系统的工艺装置主要组成部分包括两个液氨储罐、一套注氨系统及每台机组两个装有催化剂的反应器。来自存储罐的液氨靠自身的压力进入蒸发器中的热水加热蒸发成氨气[2]。从气液分离器出来的氨气经自力式减压阀减压后，进入供氨母管，由气动调节阀控制流量的氨气与稀释风机来的空气在氨气/空气混合器混合稀释，最后通过注入系统被注入到烟气中。氨气和烟气在烟道中充分混合均匀后进入两层催化剂，进而因化学反应，氮氧化物被脱除。氨气流量设定值与总煤量、总风量和脱硝效率等参数有关。SCR脱硝系统流程如图1所示[3]。
图1 SCR脱硝系统流程图
1.1自力式减压阀调节特性差
从气液分离器出来的氨气经过自力式减压阀进入供氨母管。阀后氨气压力在0.18～0.30MPa范围内波动，并且10分钟左右，压力由最高值降至最低值，2分钟左右，压力又由最低值迅速升至最高值，不能稳定。阀后氨气压力波动幅度大且变化速度快，使氨气流量随之大幅波动。翻看历史曲线分析，当机组负荷稳定时，脱硝效率变化与阀后氨气压力波动的相关性非常大。脱硝效率变化范围45%～70%（效率设定值60%）。脱硝效率与氨气压力关系如图2所示。
图2 脱硝效率与氨气压力变化曲线
1.2氨气流量调节阀自动跟踪慢
进入氨气/空气混合气的氨气流量由气动调节阀控制。但调节阀开度的响应速度明显比氨气流量变化速度慢，氨气流量实际值与控制值偏差较大。
1.3氨气流量自动控制逻辑不合理
注入氨气流量是根据设置的期望的NOx去除率、总燃料量的函数值来控制的。其基本的控制思想是根据总燃料量的函数得出一个预设氨气流量，根据实际和目标脱硝效率的差值与目标脱硝效率的函数值相加得出一个修正系数，预设氨气流量乘上修正系数得出修正后实际控制的氨气流量。
翻看历史曲线发现，脱硝效率波动的峰值都出现在机组负荷变动的时候，如果此时氨气压力在迅速上升阶段则更明显，同时效率过高，氨逃逸量急剧增加。
在原自动控制逻辑中（厂家提供），当机组负荷变化时（负荷率变化大于每分钟6MW），屏蔽实际与目标脱硝效率差值的修正作用，当机组负荷不变化时延时10分钟，实际与目标脱硝效率差值的修正重新作用；即负荷变化至负荷稳定后10分钟期间，实际脱硝效率不参与氨气流量控制的修正。所以当机组开始变负荷时，修正作用屏蔽，氨气流量设定值突变；当机组负荷稳定后10分钟，修正重新作用，氨气流量设定值也会突变，造成实际脱硝效率大幅波动。脱硝效率变化范围40%～75%（效率设定值60%）。脱硝效率与煤量（负荷）关系如图3所示。
图3 脱硝效率与煤量变化曲线
1.4烟气分析仪吹扫时间设定不合理
为了保证烟气分析仪的正常工作，需要每个小时对仪器吹扫5分钟。吹扫时，所有参数维持不变，此时氨气流量的实际值可能与反应的需求值不相符。原设置为每小时：00分自动吹扫5分钟，经常与机组变负荷时间点重合，不利于脱硝效率自动控制。
2脱硝效率波动大处理措施及对策
2.1重新调整自力式减压阀
自力式减压阀是不需要任何外加能源,利用被调介质自身调节的减压阀，最大的特点是能在无电、无气的场所工作 ,压力设定值在运行中可随意调整。现场调整减压阀弹簧压紧力后，大大减缓氨气压力变化速度及幅度；氨气压力变化范围在0.22～0.28MPa之间，变化周期在2个小时以上，基本不影响氨气流量调节阀的自动控制。
2.2修改氨气流量自动控制逻辑
修改氨气流量自动控制逻辑，取消机组负荷变化时对实际与目标脱硝效率差值的修正作用的屏蔽；即无论机组负荷是否变化，实际与目标脱硝效率差值的修正始终作用于氨气流量控制。在后续试运过程中，又发现修正指令输出经常达到限值（-0.1或+0.1）。修改修正指令输出范围-0.15～+0.15，相当于扩大±5%的调节范围，对应的氨气流量约为5～10m3/h，能更好的达到脱硝效率目标值。
2.3优化氨气流量调节阀控制参数
有了氨气压力稳定为基础，摩尔比控制切为手动，氨气流量设定值固定不变。发现调节阀自动调节过程曲线有点振荡，适当减小比例作用；由于存在静态偏差，适当加强积分作用。重新投入摩尔比自动控制，观察调节阀自动跟踪良好。
2.4重设烟气分析仪吹扫时间
把原为每小时：00分重设为每小时：20分开始对仪器吹扫5分钟，尽量避开机组负荷变动的时间点。
2.5修改后结果
采用以上处理措施后，脱硝效率明显较修改前大幅稳定，如图4所示。
图4 脱硝效率与氨气压力、煤量变化曲线
3结束语
通过对脱硝注氨系统和效率控制逻辑的分析研究，找出了脱硝效率波动大的原因，并逐一提出了解决办法。在1号机组脱硝系统168小时试运过程中观察，脱硝效率明显较修改前大幅稳定。2号机组参考1号机组也做出相应的修改，2011年4月2号机组脱硝系统顺利通过168小时试运。两台机组的脱硝效率均能稳定在目标值的±5%范围内，效率波动大的问题得到彻底解决。
参考文献:
[1]王治国，李文盛.潮州电厂3号、4号机组增加脱硝装置后锅炉系统的改造方案[J].广东电力，2011（增1）：52-53.
[2]孙锦余. 某电厂125 MW机组选择性非催化还原脱硝试验探讨[J].广东电力，2009(2)：61-64.
[3] HJ 562-2010，火電厂烟气脱硝工程技术规范 选择性催化还原法[S].
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：烟气脱硝；效率；减压阀；逻辑优化
Abstract : an analysis of a new1000 MW flue gas denitration system during commissioning, emergence of denitration efficiency fluctuation causes, through the readjustment of pressure reducing valve, optimization of ammonia flow regulating valve to control and modify the parameters of ammonia flow control logic and other measures, the denitration efficiency and stability, to reduce the ammonia escape, ensure safe and stable operation of the system.
Key words: flue gas denitration; efficiency; relief valve; logic optimization
中途分类号：F626.111 文献标识码：A 文章编码：
惠州平海发电厂一期2×1 000 MW工程的烟气脱硝系统由上海电气石川岛电站环保工程有限公司提供。该系统采用选择性催化还原法脱硝方案，设计脱硝效率保证大于50%。SCR脱硝技术是一个燃烧后NOx控制工艺，整个过程包括将还原剂氨（NH3）喷入烟气中，再通过一个含有专用催化剂的反应器，在催化剂的作用下，氨气同NOx发生化学反应，转化成无害的氮（N2）和水蒸气（H2O）。
2011年3月22日1号机组脱硝系统投入使用，自动控制方式，发现虽然脱硝效率平均值能达到设计要求，但波动非常大，特别是效率过高时氨逃逸量急剧增加，不利于系统的安全稳定运行，特别是会对空气预热器产生诸多不良影响[1]。
1脱硝效率波动大原因分析
该脱硝系统的工艺装置主要组成部分包括两个液氨储罐、一套注氨系统及每台机组两个装有催化剂的反应器。来自存储罐的液氨靠自身的压力进入蒸发器中的热水加热蒸发成氨气[2]。从气液分离器出来的氨气经自力式减压阀减压后，进入供氨母管，由气动调节阀控制流量的氨气与稀释风机来的空气在氨气/空气混合器混合稀释，最后通过注入系统被注入到烟气中。氨气和烟气在烟道中充分混合均匀后进入两层催化剂，进而因化学反应，氮氧化物被脱除。氨气流量设定值与总煤量、总风量和脱硝效率等参数有关。SCR脱硝系统流程如图1所示[3]。
图1 SCR脱硝系统流程图
1.1自力式减压阀调节特性差
从气液分离器出来的氨气经过自力式减压阀进入供氨母管。阀后氨气压力在0.18～0.30MPa范围内波动，并且10分钟左右，压力由最高值降至最低值，2分钟左右，压力又由最低值迅速升至最高值，不能稳定。阀后氨气压力波动幅度大且变化速度快，使氨气流量随之大幅波动。翻看历史曲线分析，当机组负荷稳定时，脱硝效率变化与阀后氨气压力波动的相关性非常大。脱硝效率变化范围45%～70%（效率设定值60%）。脱硝效率与氨气压力关系如图2所示。
图2 脱硝效率与氨气压力变化曲线
1.2氨气流量调节阀自动跟踪慢
进入氨气/空气混合气的氨气流量由气动调节阀控制。但调节阀开度的响应速度明显比氨气流量变化速度慢，氨气流量实际值与控制值偏差较大。
1.3氨气流量自动控制逻辑不合理
注入氨气流量是根据设置的期望的NOx去除率、总燃料量的函数值来控制的。其基本的控制思想是根据总燃料量的函数得出一个预设氨气流量，根据实际和目标脱硝效率的差值与目标脱硝效率的函数值相加得出一个修正系数，预设氨气流量乘上修正系数得出修正后实际控制的氨气流量。
翻看历史曲线发现，脱硝效率波动的峰值都出现在机组负荷变动的时候，如果此时氨气压力在迅速上升阶段则更明显，同时效率过高，氨逃逸量急剧增加。
在原自动控制逻辑中（厂家提供），当机组负荷变化时（负荷率变化大于每分钟6MW），屏蔽实际与目标脱硝效率差值的修正作用，当机组负荷不变化时延时10分钟，实际与目标脱硝效率差值的修正重新作用；即负荷变化至负荷稳定后10分钟期间，实际脱硝效率不参与氨气流量控制的修正。所以当机组开始变负荷时，修正作用屏蔽，氨气流量设定值突变；当机组负荷稳定后10分钟，修正重新作用，氨气流量设定值也会突变，造成实际脱硝效率大幅波动。脱硝效率变化范围40%～75%（效率设定值60%）。脱硝效率与煤量（负荷）关系如图3所示。
图3 脱硝效率与煤量变化曲线
1.4烟气分析仪吹扫时间设定不合理
为了保证烟气分析仪的正常工作，需要每个小时对仪器吹扫5分钟。吹扫时，所有参数维持不变，此时氨气流量的实际值可能与反应的需求值不相符。原设置为每小时：00分自动吹扫5分钟，经常与机组变负荷时间点重合，不利于脱硝效率自动控制。
2脱硝效率波动大处理措施及对策
2.1重新调整自力式减压阀
自力式减压阀是不需要任何外加能源,利用被调介质自身调节的减压阀，最大的特点是能在无电、无气的场所工作 ,压力设定值在运行中可随意调整。现场调整减压阀弹簧压紧力后，大大减缓氨气压力变化速度及幅度；氨气压力变化范围在0.22～0.28MPa之间，变化周期在2个小时以上，基本不影响氨气流量调节阀的自动控制。
2.2修改氨气流量自动控制逻辑
修改氨气流量自动控制逻辑，取消机组负荷变化时对实际与目标脱硝效率差值的修正作用的屏蔽；即无论机组负荷是否变化，实际与目标脱硝效率差值的修正始终作用于氨气流量控制。在后续试运过程中，又发现修正指令输出经常达到限值（-0.1或+0.1）。修改修正指令输出范围-0.15～+0.15，相当于扩大±5%的调节范围，对应的氨气流量约为5～10m3/h，能更好的达到脱硝效率目标值。
2.3优化氨气流量调节阀控制参数
有了氨气压力稳定为基础，摩尔比控制切为手动，氨气流量设定值固定不变。发现调节阀自动调节过程曲线有点振荡，适当减小比例作用；由于存在静态偏差，适当加强积分作用。重新投入摩尔比自动控制，观察调节阀自动跟踪良好。
2.4重设烟气分析仪吹扫时间
把原为每小时：00分重设为每小时：20分开始对仪器吹扫5分钟，尽量避开机组负荷变动的时间点。
2.5修改后结果
采用以上处理措施后，脱硝效率明显较修改前大幅稳定，如图4所示。
图4 脱硝效率与氨气压力、煤量变化曲线
3结束语
通过对脱硝注氨系统和效率控制逻辑的分析研究，找出了脱硝效率波动大的原因，并逐一提出了解决办法。在1号机组脱硝系统168小时试运过程中观察，脱硝效率明显较修改前大幅稳定。2号机组参考1号机组也做出相应的修改，2011年4月2号机组脱硝系统顺利通过168小时试运。两台机组的脱硝效率均能稳定在目标值的±5%范围内，效率波动大的问题得到彻底解决。
参考文献:
[1]王治国，李文盛.潮州电厂3号、4号机组增加脱硝装置后锅炉系统的改造方案[J].广东电力，2011（增1）：52-53.
[2]孙锦余. 某电厂125 MW机组选择性非催化还原脱硝试验探讨[J].广东电力，2009(2)：61-64.
[3] HJ 562-2010，火電厂烟气脱硝工程技术规范 选择性催化还原法[S].
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。