通過對(duì)scr入口nox濃度的流場(chǎng)特性進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)與分析，深入研究脫硝系統(tǒng)噴氨實(shí)時(shí)優(yōu)化方案；將scr脫硝反應(yīng)器進(jìn)行分區(qū)設(shè)計(jì)，提出一種模糊控制與均衡控制相結(jié)合的前饋串級(jí)控制方法來提高nh3/nox混合效率，從而減少氨逃逸率。
目前，氮氧化物對(duì)環(huán)境的影響日益嚴(yán)重，nox的排放控制要求更加嚴(yán)格。我國(guó)已對(duì)大量機(jī)組增建脫硝設(shè)施以及進(jìn)行脫硝技術(shù)改造，而選擇性催化還原法（scr）也是眾多脫硝技術(shù)中達(dá)到經(jīng)濟(jì)滿意效果、得到廣泛應(yīng)用的技術(shù)。國(guó)內(nèi)對(duì)scr改造的同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了一些問題，包括噴氨不均、催化劑壽命縮短及氨逃逸造成的空預(yù)器堵塞等問題。其中一些scr反應(yīng)器由于未在試運(yùn)期間進(jìn)行噴氨優(yōu)化，導(dǎo)致入口氨的分布不均勻，投運(yùn)一段時(shí)間后氨逃逸導(dǎo)致空氣預(yù)熱器嚴(yán)重堵塞，甚至引起爐膛負(fù)壓波動(dòng)，不得不停爐吹掃。因此對(duì)scr入口nox濃度場(chǎng)的檢測(cè)及降低氨逃逸是保證經(jīng)濟(jì)性、安全性的必要技術(shù)。
目前對(duì)scr噴氨控制的主要手段為煙氣管道內(nèi)布置噴氨格柵（aig），在aig控制方式中應(yīng)用較為廣泛的是分區(qū)控制式aig，此方法將煙道截面分為若干區(qū)域，對(duì)每個(gè)區(qū)域的噴氨量單獨(dú)控制。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，煙氣流在煙道內(nèi)的分布特性隨著鍋爐負(fù)荷、磨煤機(jī)組合、各個(gè)風(fēng)門開度等因素的影響而變化。而在變工況條件下傳統(tǒng)的pid調(diào)節(jié)無法連續(xù)有效的控制不同區(qū)域的噴氨量，調(diào)節(jié)系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)延遲性和發(fā)散性，的噴氨控制難以得保證。實(shí)踐表明，通過分區(qū)優(yōu)化噴氨量控制策略可以在變工況下保證良好的nh3/nox混合均勻性，明顯減少scr出口nox濃度，使scr出口氨逃逸大幅減小。
本文采用離散取樣的方法對(duì)scr入口、出口nox流場(chǎng)特性進(jìn)行分析，從降低氨逃逸的角度出發(fā)，設(shè)計(jì)研究了脫硝系統(tǒng)實(shí)時(shí)優(yōu)化調(diào)整的控制方案，將多模式模糊推理算法作為前饋量在變工況下嚴(yán)格控制scr出口nox濃度達(dá)標(biāo)，并利用均衡算法嚴(yán)格控制氨氮比。優(yōu)化結(jié)果表明，該方法在滿足脫硝效率的同時(shí)，可以降低氨逃逸率并提高經(jīng)濟(jì)性。
1.aig工藝流程及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)本文擬為600mw機(jī)組的scr脫硝系統(tǒng)設(shè)計(jì)噴氨實(shí)時(shí)優(yōu)化系統(tǒng)，脫硝系統(tǒng)采用雙側(cè)煙道scr反應(yīng)器。噴氨格柵布置在scr反應(yīng)器上升的垂直煙道內(nèi)，將反應(yīng)器的垂直面分為8個(gè)區(qū)域，利用網(wǎng)格法測(cè)定scr入口nox流場(chǎng)分布情況，根據(jù)煙道及噴氨噴嘴布置等設(shè)計(jì)為不同區(qū)域，每個(gè)區(qū)域設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的調(diào)節(jié)閥及出入口nox濃度和o2量的在線快速斷面掃描測(cè)量裝置，各個(gè)區(qū)域獨(dú)立進(jìn)行數(shù)據(jù)采集及控制，最終實(shí)現(xiàn)scr出口截面nox濃度場(chǎng)分布均勻。
閥門開度值和nox測(cè)量值經(jīng)通訊傳送給優(yōu)化控制系統(tǒng)。同時(shí)優(yōu)化控制系統(tǒng)從現(xiàn)場(chǎng)dcs中取得電廠運(yùn)行的實(shí)時(shí)工況數(shù)據(jù)，通過優(yōu)化算法將得到的閥門開度值傳送回給組閥驅(qū)動(dòng)裝置，從而控制閥門開度的變化。
2.scr脫硝入口nox流場(chǎng)特性分析在進(jìn)行噴氨優(yōu)化設(shè)計(jì)前對(duì)scr入口截面的nox流場(chǎng)的測(cè)量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對(duì)其特性進(jìn)行分析。通過相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差來衡量nox流場(chǎng)的均勻性，其中濃度相對(duì)偏差δ定義為：
式中noxi是測(cè)試區(qū)域的濃度值，n為區(qū)域個(gè)數(shù)，noxave為所有區(qū)域濃度的平均值。在不同負(fù)荷下對(duì)出口nox流場(chǎng)均勻性分析如表1所示。從表中可知，優(yōu)化前在各個(gè)負(fù)荷下，nox相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差的為60.8%，最小的為38.2%，且最小值與平均值差距較大，說明scr脫硝入口nox流場(chǎng)存在較為嚴(yán)重的分布不均現(xiàn)象，而每個(gè)區(qū)域噴氨量一致必將導(dǎo)致氨逃逸增大。
表1 調(diào)整前流場(chǎng)均勻性檢測(cè)數(shù)據(jù)
各負(fù)荷下scr入口流場(chǎng)分布如圖1所示。一般scr出口nox濃度場(chǎng)分布不均勻，出口氨逃逸分布也不均勻。nox濃度越小的區(qū)域，氨逃逸量越大，從而造成空預(yù)器堵塞和腐蝕等問題，增加了維護(hù)難度同時(shí)對(duì)經(jīng)濟(jì)性產(chǎn)生不利影響。
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