SCR脫硝系統(tǒng)變工況運(yùn)行特性及優(yōu)化控制策略研究項(xiàng)目工作報(bào)告

1、.SCR脫硝系統(tǒng)變工況運(yùn)行特性及優(yōu)化控制策略研究項(xiàng)目工作報(bào)告華北電力大學(xué)內(nèi)蒙古京隆發(fā)電有限責(zé)任公司2015年10月目 錄摘 要11項(xiàng)目概況31.1 項(xiàng)目背景31.2 機(jī)組概況31.3 預(yù)期目標(biāo)52項(xiàng)目研究?jī)?nèi)容及技術(shù)分析62.1 研究?jī)?nèi)容62.2技術(shù)路線72.3關(guān)鍵問(wèn)題及解決措施82.3.1 SCR反應(yīng)器入口NOx的動(dòng)態(tài)預(yù)估82.3.2 SCR反應(yīng)器出口NOx的模型驅(qū)動(dòng)控制82.3.3 煙氣流量的軟測(cè)量方法92.3.4 氨逃逸的在線評(píng)估方法92.4工程技術(shù)問(wèn)題及解決措施92.4.1 NOx測(cè)點(diǎn)吹掃工況下的控制措施92.4.2 噴氨量快速跟蹤控制措施103項(xiàng)目研究過(guò)程及工作進(jìn)度113.1 現(xiàn)場(chǎng)摸底

2、113.2 噴氨量擾動(dòng)試驗(yàn)及數(shù)據(jù)建模113.3 優(yōu)化控制策略的設(shè)計(jì)及仿真113.4 控制策略的DCS邏輯實(shí)現(xiàn)123.5 控制系統(tǒng)調(diào)試與投運(yùn)124項(xiàng)目投運(yùn)效果及科技成果134.1投運(yùn)效果評(píng)價(jià)指標(biāo)134.2 穩(wěn)態(tài)工況運(yùn)行效果134.2.1 改造前運(yùn)行效果134.2.2 改造后運(yùn)行效果164.3 動(dòng)態(tài)工況運(yùn)行效果244.3.1 改造前運(yùn)行效果244.3.2 改造后運(yùn)行效果274.4 機(jī)組BLR模式運(yùn)行效果354.4.1 “R”模式下低負(fù)荷升至高負(fù)荷系統(tǒng)運(yùn)行效果364.4.2 “R”模式下高負(fù)荷降至低負(fù)荷系統(tǒng)運(yùn)行效果384.5 優(yōu)化前后運(yùn)行效果比較394.6 項(xiàng)目取得的科技成果405經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益

3、分析435.1經(jīng)濟(jì)效益分析435.2 社會(huì)效益分析436創(chuàng)新性、推廣應(yīng)用前景分析456.1 課題創(chuàng)新性456.2 推廣應(yīng)用前景45*;摘 要隨著我國(guó)對(duì)環(huán)境保護(hù)政策要求的逐年提高，火電機(jī)組排放煙氣中的 NOx 已納入嚴(yán)格監(jiān)管，選擇性催化還原法(SCR)的煙氣脫硝技術(shù)因其具有很高的脫硝率、技術(shù)可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且氨氣逃逸率小等優(yōu)點(diǎn)已成為燃煤電站鍋爐控制 NOx排放的主要選擇。SCR煙氣脫硝控制系統(tǒng)是保障脫硝系統(tǒng)安全連續(xù)運(yùn)行,滿足脫銷(xiāo)系統(tǒng)性能指標(biāo)的重要組成部分,因此，研究和開(kāi)發(fā)高效的、可靠的脫硝控制系統(tǒng)已迫在眉睫。本項(xiàng)目針對(duì)京隆發(fā)電有限公司#1機(jī)組SCR脫硝控制系統(tǒng)的運(yùn)行現(xiàn)狀，通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘及先進(jìn)控制策略

4、設(shè)計(jì)等手段，全面分析了SCR脫硝系統(tǒng)的變工況運(yùn)行特性，在此基礎(chǔ)上將SCR脫硝入口NOx動(dòng)態(tài)預(yù)估技術(shù)、模型預(yù)估控制及自適應(yīng)控制等先進(jìn)控制方法應(yīng)用到噴氨量控制系統(tǒng)上，提高了噴氨量的精確度，有效降低了出口NOx的波動(dòng)幅度，減少了噴氨量和氨氣逃逸量。主要研究?jī)?nèi)容如下：【1】SCR脫硝系統(tǒng)變工況運(yùn)行特性的分析。依據(jù)SCR脫硝系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)理和實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)，研究了反應(yīng)器入口煙氣流量、煙氣溫度、NOx濃度、煙氣含氧量、噴氨量等參數(shù)變化對(duì)脫硝效率和氨逃逸量等參數(shù)的影響，分析了SCR脫硝系統(tǒng)優(yōu)化控制所要解決的關(guān)鍵問(wèn)題，為優(yōu)化控制策略的制訂打下基礎(chǔ)?！?】SCR脫硝反應(yīng)器入口NOx的的動(dòng)態(tài)預(yù)估。由于NOx測(cè)量存在滯后

5、性，SCR脫銷(xiāo)系統(tǒng)入口NOx的動(dòng)態(tài)預(yù)估成為脫銷(xiāo)控制的一個(gè)關(guān)鍵因素。針對(duì)京隆#1機(jī)組燃燒系統(tǒng)不同工況下的運(yùn)行數(shù)據(jù)，采用主元分析及多變量過(guò)程監(jiān)測(cè)選出影響SCR脫硝反應(yīng)器入口NOx含量的主導(dǎo)因素，進(jìn)而利用最小二乘支持向量機(jī)建立反應(yīng)器入口NOx含量的預(yù)測(cè)模型?！?】煙氣流量的在線軟測(cè)量技術(shù)研究。噴氨量控制系統(tǒng)根據(jù)煙氣流量控制噴氨量，因此噴氨量控制效果取決于煙氣流量測(cè)量的準(zhǔn)確性。目前很難有滿足控制要求的、較為精確的大型煙氣測(cè)量裝置。根據(jù)脫硝系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)理及氮氧化物還原方程式，在機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定并忽略氨逃逸的情況下，可通過(guò)噴氨量、SCR反應(yīng)器入出口的氮氧化物含量及煙氣含氧量反推出此運(yùn)行工況下的煙氣流量。將反推

6、出的煙氣流量作為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，再應(yīng)用總風(fēng)量與反應(yīng)器入口煙溫去擬合反推出的煙氣流量，得出具體軟測(cè)量關(guān)系式?！?】SCR脫硝系統(tǒng)優(yōu)化控制技術(shù)研究。包括：（1）針對(duì)SCR脫硝被控對(duì)象存在的大遲延特性，設(shè)計(jì)了具有預(yù)估控制功能的二自由度模型驅(qū)動(dòng)PID控制；（2）針對(duì)SCR脫硝系統(tǒng)在不同負(fù)荷工況呈現(xiàn)不同的動(dòng)態(tài)特性，將多模型自適應(yīng)控制思想應(yīng)用到了脫硝控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中；（3）針對(duì)目前脫硝系統(tǒng)NOx測(cè)點(diǎn)單一的現(xiàn)象，研究了測(cè)點(diǎn)吹掃工況下NOx測(cè)量值的在線估計(jì)及控制技術(shù)。 【5】氨逃逸的在線評(píng)估技術(shù)。鑒于目前氨逃逸測(cè)量?jī)x表與實(shí)際值存在著較大偏差，不能作為監(jiān)視的依據(jù)，所以氨逃逸的在線評(píng)估具有一定的意義。根據(jù)實(shí)測(cè)的反應(yīng)器入

7、口、出口氮氧化物含量與煙氣量求出理論上所需噴氨量，將實(shí)際噴氨量與理論所需噴氨量進(jìn)行比較，其差值經(jīng)過(guò)相應(yīng)的折算即可得出瞬時(shí)氨逃逸，采用滑動(dòng)平均濾波技術(shù)計(jì)算一時(shí)間段內(nèi)的氨逃逸均值，可將此均值作為最終氨逃逸的數(shù)值。SCR脫硝優(yōu)化控制系統(tǒng)經(jīng)過(guò)近6個(gè)月的設(shè)計(jì)、調(diào)試以及完善，系統(tǒng)已經(jīng)于2015年6月至今一直投入運(yùn)行，在機(jī)組各種運(yùn)行工況下（BLO模式、BLR模式等），SCR脫硝系統(tǒng)一直能夠可靠運(yùn)行，在節(jié)能和環(huán)保方面達(dá)到了預(yù)期的目的。1項(xiàng)目概況1.1 項(xiàng)目背景隨著我國(guó)對(duì)環(huán)境保護(hù)政策要求的逐年提高，火電機(jī)組排放煙氣中的 NOx已納入嚴(yán)格監(jiān)管，選擇性催化還原法(SCR)的煙氣脫硝技術(shù)因其具有很高的脫硝率、技術(shù)可靠

8、、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且氨氣逃逸率小等優(yōu)點(diǎn)已成為燃煤電站鍋爐控制 NOx排放的主要選擇。SCR煙氣脫硝控制系統(tǒng)是保障脫硝系統(tǒng)安全連續(xù)運(yùn)行,滿足脫銷(xiāo)系統(tǒng)性能指標(biāo)的重要組成部分,因此，研究和開(kāi)發(fā)高效的、可靠的脫硝控制系統(tǒng)已迫在眉睫。脫硝控制系統(tǒng)的關(guān)鍵參數(shù)是噴氨量。噴氨量及其控制方式直接關(guān)系到電廠 NOx 排放濃度、裝置的脫硝效率及氨逃逸率等指標(biāo)。噴氨量不足會(huì)導(dǎo)致脫硝效率低，出口 NOx 排放濃度不能滿足國(guó)家規(guī)定允許的要求；噴氨量過(guò)高，容易造成過(guò)度脫氮，難以控制氨氣的逃逸量，增加了運(yùn)行成本和二次環(huán)境污染。因此，噴氨量的精確控制對(duì)于控制污染物排放、降低脫硝系統(tǒng)運(yùn)行成本起著至關(guān)重要的作用。然而，目前脫硝控制系統(tǒng)的設(shè)

9、計(jì)基本以額定工況為出發(fā)點(diǎn)，機(jī)組在額定工況下穩(wěn)定運(yùn)行，脫硝控制系統(tǒng)一般能得到較好的控制效果，但在變工況下運(yùn)行下，由于脫硝系統(tǒng)呈現(xiàn)出非線性、大滯后性，難以確保最佳噴氨比例。噴氨量過(guò)少時(shí)，難以保證 NOx 排放標(biāo)準(zhǔn)，噴氨量過(guò)多，不僅造成氨的浪費(fèi)，而且又造成新的污染。因此，研究脫硝系統(tǒng)的變工況運(yùn)行特性，并在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出全程負(fù)荷工況下的脫硝控制系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)脫硝系統(tǒng)最佳運(yùn)行的重要保證?！癝CR脫硝系統(tǒng)變工況運(yùn)行特性及優(yōu)化控制策略研究”為京能集團(tuán)2015年度技術(shù)攻關(guān)項(xiàng)目，項(xiàng)目以京隆發(fā)電有限責(zé)任公司#1機(jī)組SCR脫銷(xiāo)系統(tǒng)為研究和工程實(shí)施對(duì)象，通過(guò)對(duì)SCR脫硝系統(tǒng)優(yōu)化控制技術(shù)的深入研究,實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)指標(biāo)如脫銷(xiāo)率

10、、氨逃逸率的最佳控制,并形成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的脫硝優(yōu)化控制系統(tǒng)，從而為火電廠機(jī)組SCR煙氣脫硝優(yōu)化控制的普及提供參考和指導(dǎo)。1.2 機(jī)組概況內(nèi)蒙古京隆發(fā)電有限責(zé)任公司#1爐型號(hào)SG-2059/17.5-M9XX為上海鍋爐廠生產(chǎn)的亞臨界中間一次再熱控制循環(huán)鍋爐。鍋爐采用四角切圓燃燒方式，正壓直吹式制粉系統(tǒng)，配6臺(tái)HP983中速磨，滿負(fù)荷工況下5臺(tái)磨煤機(jī)運(yùn)行。爐膛寬19558mm，深16940.5mm，爐頂標(biāo)高為73000mm，水冷壁下集箱標(biāo)高為7760mm，爐底冷灰斗角度為55°。爐膛總?cè)莘e為17692 m3。爐膛上部布置了分隔屏、后屏及屏式再熱器，上爐膛前墻及兩側(cè)墻前部均設(shè)有墻式輻射

11、再熱器。水平煙道深度為8548mm，內(nèi)部布置有末級(jí)再熱器和末級(jí)過(guò)熱器，后煙井內(nèi)設(shè)有低溫過(guò)熱器和省煤器。爐前布置三臺(tái)低壓頭爐水循環(huán)泵，爐后布置兩臺(tái)三分倉(cāng)容克式空氣預(yù)熱器。鍋爐燃燒器采用四角布置，共24只切向燃燒擺動(dòng)式，每只燃燒器最大出力為11.5t/h，分六層布置，每層設(shè)置4只燃燒器。在頂部燃燒器上方各設(shè)一層燃盡風(fēng)和輔助風(fēng)噴口。煤粉噴口、二次風(fēng)噴口、燃盡風(fēng)噴口均可上下擺動(dòng)，用以調(diào)節(jié)再熱汽溫。該鍋爐采用正壓直吹式制粉系統(tǒng)，配有6臺(tái)HP-983中速磨煤機(jī)，每臺(tái)磨煤機(jī)制出的煤粉由磨頂部四根一次風(fēng)管送至四角同層燃燒器噴嘴。鍋爐在MCR工況下，投入五臺(tái)磨煤機(jī)運(yùn)行，一臺(tái)備用，一組燃燒器共有14個(gè)噴嘴，其中6

12、 個(gè)煤粉噴嘴和7個(gè)二次風(fēng)噴嘴間隔布置，最上面有一個(gè)燃盡風(fēng)噴嘴作為控制NOx生成的主要措施，為了更好地組織燃燒和保護(hù)煤粉噴嘴，二次風(fēng)中的一部分作為煤粉噴嘴的周界風(fēng)，其余由各二次風(fēng)噴口送入爐膛。燃燒器自上而下布置依次為：OFA、FF、F、EF、E、DE、D、CD、C、BC、B、AB、A、AA。鍋爐采用對(duì)沖同心正反切圓燃燒系統(tǒng)，它用起轉(zhuǎn)二次風(fēng)偏置角的概念代替了傳統(tǒng)假想切圓的概念，亦即一次風(fēng)（包括周界風(fēng)）的假想風(fēng)切圓直徑接近于0，下部風(fēng)箱的輔助風(fēng)形成正切的假想切圓做為起旋的作用，而上部風(fēng)箱的輔助風(fēng)和OFA形成反切的假想切圓，做為消旋的作用。鍋爐所用燃燒器為寬調(diào)節(jié)比（WR）燃燒器。最上排（A 層）一次風(fēng)

13、/煤粉噴嘴標(biāo)高為34870mm。最上排（A 層）一次風(fēng)/煤粉噴嘴到屏底的距離為20130mm。SCR脫硝裝置采用高塵布置方式，反應(yīng)器布置在鍋爐省煤器和空預(yù)器之間，每臺(tái)鍋爐配備兩臺(tái)SCR反應(yīng)器，反應(yīng)器內(nèi)設(shè)“2+1”層催化劑（2層初裝層+1層備用層），如圖1所示。圖1 SCR脫硝系統(tǒng)噴氨工藝流程圖由圖1所示，SCR采用低溫反應(yīng)方式，來(lái)自氨站的氨氣和來(lái)自送風(fēng)系統(tǒng)的稀釋空氣混合，由噴氨格柵的噴嘴噴出，并與省煤器出口的煙氣充分混合后，流經(jīng)催化劑，在催化劑的作用下，利用還原劑氨氣的選擇性優(yōu)先與NOx發(fā)生反應(yīng)，將其還原成氮?dú)夂退?，從而達(dá)到脫硝的目的。1.3 預(yù)期目標(biāo)通過(guò)對(duì)京隆發(fā)電有限責(zé)任公司#1機(jī)組SCR脫

14、硝系統(tǒng)變工況特性及其優(yōu)化控制策略的研究，并通過(guò)工程實(shí)施，能夠保證機(jī)組在BLO模式和BLR模式運(yùn)行工況下脫硝出口NOx濃度滿足環(huán)保要求；與優(yōu)化前控制系統(tǒng)相比SCR出口NOx濃度動(dòng)態(tài)變化范圍降低10%以上，節(jié)約噴氨量15%以上。2項(xiàng)目研究?jī)?nèi)容及技術(shù)分析2.1 研究?jī)?nèi)容結(jié)合#1機(jī)組SCR脫硝系統(tǒng)的運(yùn)行現(xiàn)狀，本項(xiàng)目主要研究?jī)?nèi)容如下：【1】SCR脫硝系統(tǒng)變工況運(yùn)行特性分析。依據(jù)SCR脫硝系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)理和實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)，研究了反應(yīng)器入口煙氣流量、煙氣溫度、NOx濃度、煙氣含氧量、噴氨量等參數(shù)變化對(duì)脫硝效率和氨逃逸量等參數(shù)的影響，分析SCR脫硝系統(tǒng)優(yōu)化控制所要解決的關(guān)鍵問(wèn)題，為優(yōu)化控制策略的制訂打下基礎(chǔ)?！?】

15、SCR脫硝反應(yīng)器入口NOx的的動(dòng)態(tài)預(yù)估。由于NOx測(cè)量存在滯后性，SCR脫銷(xiāo)系統(tǒng)入口NOx的動(dòng)態(tài)預(yù)估成為脫銷(xiāo)控制的一個(gè)關(guān)鍵因素。針對(duì)京隆#1機(jī)組燃燒系統(tǒng)不同工況下的運(yùn)行數(shù)據(jù)，采用主元分析及多變量過(guò)程監(jiān)測(cè)選出影響SCR脫硝反應(yīng)器入口NOx含量的主導(dǎo)因素，進(jìn)而利用最小二乘支持向量機(jī)建立反應(yīng)器入口NOx含量的預(yù)測(cè)模型?！?】煙氣流量的在線軟測(cè)量技術(shù)研究。噴氨量控制系統(tǒng)根據(jù)煙氣流量控制噴氨量，因此噴氨量控制效果取決于煙氣流量測(cè)量的準(zhǔn)確性。目前很難有滿足控制要求的、較為精確的大型煙氣測(cè)量裝置。根據(jù)脫硝系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)理及氮氧化物還原方程式，以及鍋爐側(cè)燃燒系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，在線擬合出煙氣流量的計(jì)算值，進(jìn)一步得出

16、具體的軟測(cè)量關(guān)系式。【4】SCR脫硝系統(tǒng)優(yōu)化控制技術(shù)研究。包括：（1）針對(duì)SCR脫硝被控對(duì)象存在的大遲延特性，設(shè)計(jì)了具有預(yù)估控制功能的二自由度模型驅(qū)動(dòng)PID控制；（2）針對(duì)SCR脫硝系統(tǒng)在不同負(fù)荷工況呈現(xiàn)不同的動(dòng)態(tài)特性，將多模型自適應(yīng)控制思想應(yīng)用到了脫硝控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中；（3）針對(duì)目前脫硝系統(tǒng)NOx測(cè)點(diǎn)單一的現(xiàn)象，研究了測(cè)點(diǎn)吹掃工況下NOx測(cè)量值的在線估計(jì)及控制技術(shù)；(4)研究了噴氨量快速跟蹤調(diào)節(jié)方法。 【5】氨逃逸的在線評(píng)估技術(shù)。鑒于目前氨逃逸測(cè)量?jī)x表與實(shí)際值存在著較大偏差，不能作為監(jiān)視的依據(jù)，所以氨逃逸的在線評(píng)估具有一定的意義。根據(jù)脫硝過(guò)程反應(yīng)機(jī)理，以及實(shí)測(cè)的反應(yīng)器入口、出口氮氧化物含量、

17、計(jì)算的煙氣量求出理論上所需噴氨量。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)實(shí)際噴氨量與計(jì)算噴氨量的偏差進(jìn)一步擬合出氨逃逸值。2.2技術(shù)路線本項(xiàng)目采用的總體技術(shù)路線如圖2所示：圖2 總體技術(shù)路線圖技術(shù)路線簡(jiǎn)要說(shuō)明：根據(jù)脫硝過(guò)程的反應(yīng)機(jī)理和脫硝系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，研究SCR入口煙氣參數(shù)對(duì)脫硝效率的影響，并根據(jù)SCR出口NOx的控制要求，確定出最佳的氨/氮摩爾比；煙氣流量的準(zhǔn)確測(cè)量是計(jì)算噴氨量的關(guān)鍵參數(shù)之一，鑒于運(yùn)行機(jī)組采用的煙氣流量測(cè)量設(shè)備的不準(zhǔn)確性，本項(xiàng)目基于機(jī)組運(yùn)行數(shù)據(jù)研究了煙氣流量的在線軟測(cè)量方法，以提高煙氣流量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；另外，由于NOx參數(shù)的測(cè)量普遍存在大滯后特性，為保證SCR入口煙氣動(dòng)態(tài)過(guò)程滿足最佳氨/氮摩爾比

18、要求，通過(guò)對(duì)NOx參數(shù)的動(dòng)態(tài)預(yù)估來(lái)獲取煙氣中實(shí)時(shí)的NOx濃度；在上述基礎(chǔ)上，計(jì)算出理論上所需的噴氨量數(shù)值，作為噴氨量控制系統(tǒng)的前饋控制信號(hào)。為克服各種不確定因素對(duì)SCR出口NOx的影響，保證其運(yùn)行在給定值附近，本項(xiàng)目采用了基于模型驅(qū)動(dòng)的多模型自適應(yīng)閉環(huán)控制策略。首先，在不同負(fù)荷工況下分別進(jìn)行噴氨量擾動(dòng)試驗(yàn)，通過(guò)遺傳算法辨識(shí)出不同負(fù)荷工況下噴氨量和SCR出口NOx之間的傳遞函數(shù)模型；然后設(shè)計(jì)出每個(gè)負(fù)荷工況下的模型驅(qū)動(dòng)PID控制器；最后，通過(guò)多模型加權(quán)的控制方式實(shí)現(xiàn)SCR反應(yīng)器出口NOx的閉環(huán)自適應(yīng)控制策略，控制器的輸出作為噴氨量控制系統(tǒng)的反饋控制信號(hào)。前饋控制信號(hào)和反饋控制信號(hào)共同構(gòu)成了噴氨量的

19、實(shí)時(shí)設(shè)定值，噴氨量實(shí)際值要求快速跟蹤設(shè)定值，以保證最佳的氨/氮摩爾比。為此，本項(xiàng)目結(jié)合噴氨量調(diào)節(jié)閥門(mén)的開(kāi)度-流量特性，設(shè)計(jì)了噴氨量快速跟蹤回路。在上述研究基礎(chǔ)上，形成了SCR脫硝過(guò)程的優(yōu)化控制策略，并在Matlab平臺(tái)上對(duì)控制策略的有效性進(jìn)行了驗(yàn)證，最后將優(yōu)化控制策略轉(zhuǎn)化為DCS控制邏輯，應(yīng)用到SCR脫銷(xiāo)系統(tǒng)，保證其安全穩(wěn)定運(yùn)行。2.3關(guān)鍵問(wèn)題及解決措施2.3.1 SCR反應(yīng)器入口NOx的動(dòng)態(tài)預(yù)估針對(duì)火電廠NOx含量檢測(cè)分析儀存在嚴(yán)重延時(shí)的特性，采用主元分析及多變量過(guò)程監(jiān)測(cè)選出影響脫硝反應(yīng)器（下面簡(jiǎn)稱反應(yīng)器）入口NOx含量的主導(dǎo)因素，進(jìn)而利用最小二乘支持向量機(jī)(least square sup

20、port vector machine , LSSVM)建立反應(yīng)器入口NOx含量的預(yù)測(cè)模型。模型訓(xùn)練過(guò)程中，根據(jù)分析儀的延時(shí)時(shí)間，選取比主導(dǎo)因素延時(shí)一定時(shí)間的反應(yīng)器入口NOx含量數(shù)據(jù)為教師訓(xùn)練信號(hào)。模型的訓(xùn)練及測(cè)試均采用電廠歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)，結(jié)果表明：利用主元分析及多變量過(guò)程監(jiān)測(cè)方法從多個(gè)輔助變量中選出主導(dǎo)因素，簡(jiǎn)化模型結(jié)構(gòu)的同時(shí)使預(yù)測(cè)模型具有較好的學(xué)習(xí)及泛化能力。這為現(xiàn)場(chǎng)反應(yīng)器入口NOx含量的準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)提供了一種可行的方法。2.3.2 SCR反應(yīng)器出口NOx的模型驅(qū)動(dòng)控制電站SCR脫硝系統(tǒng)被控對(duì)象具有大慣性、大遲延特性，且對(duì)象參數(shù)隨負(fù)荷變化很大，傳統(tǒng)PID不僅控制效果差，更難以在變工況狀態(tài)下

21、進(jìn)行有效的控制。為此，本文提出了自適應(yīng)模型驅(qū)動(dòng)二自由度PID（Model-Driven Two-Degree-Of-Freedom PID，MD-TDOF-PID）控制策略。針對(duì)京隆電廠#1機(jī)組的脫硝系統(tǒng)，在3個(gè)典型負(fù)荷工況下（高負(fù)荷、中負(fù)荷、低負(fù)荷）進(jìn)行了噴氨量擾動(dòng)試驗(yàn)，對(duì)每個(gè)典型工況分別設(shè)計(jì)MD-TDOF-PID控制器，并通過(guò)多模型自適應(yīng)控制策略，實(shí)現(xiàn)大范圍負(fù)荷工況下氮氧化物（NOx）含量的控制。從仿真結(jié)果和現(xiàn)場(chǎng)投運(yùn)結(jié)果來(lái)看：無(wú)論是穩(wěn)態(tài)還是變負(fù)荷工況，所提出的控制方案對(duì)SCR出口NOx都可進(jìn)行有效控制。2.3.3 煙氣流量的軟測(cè)量方法煙氣的測(cè)量是一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，目前很難有滿足控制要求的、較為

22、精確的大型煙氣測(cè)量裝置，尤其是在進(jìn)行SCR脫硝改造后，鍋爐煙道布置短，且不規(guī)則，因而無(wú)法滿足一般流量測(cè)量裝置對(duì)管道的要求；而且一般測(cè)量裝置很難使用在這樣高煙溫、粉塵多、腐蝕性大的煙道中。根據(jù)脫硝系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)理及氮氧化物還原方程式，在機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定并忽略氨逃逸的情況下，可通過(guò)噴氨量、SCR反應(yīng)器入出口的氮氧化物含量及煙氣含氧量反推出此運(yùn)行工況下的煙氣流量。將反推出的煙氣流量作為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，再應(yīng)用總風(fēng)量與反應(yīng)器入口煙溫去擬合反推出的煙氣流量，得出具體軟測(cè)量關(guān)系式。2.3.4 氨逃逸的在線評(píng)估方法基于在脫銷(xiāo)反應(yīng)器內(nèi)存在著氨氣、煙氣成分以及化學(xué)反應(yīng)生成物的內(nèi)擴(kuò)散和外擴(kuò)散過(guò)程，所以反應(yīng)器出口氨含量不僅取決與

23、煙氣量、煙氣成分、脫銷(xiāo)效率，還具有較大的慣性。故氨逃逸的求取采用滑動(dòng)平均濾波技術(shù)，根據(jù)實(shí)測(cè)的反應(yīng)器入口、出口氮氧化物含量與煙氣量求出理論上所需噴氨量，將實(shí)際噴氨量與理論所需噴氨量進(jìn)行比較，其差值經(jīng)過(guò)相應(yīng)的折算即可得出瞬時(shí)氨逃逸，計(jì)算一時(shí)間段內(nèi)的氨逃逸均值，可將此均值作為最終氨逃逸的數(shù)值。2.4工程技術(shù)問(wèn)題及解決措施2.4.1 NOx測(cè)點(diǎn)吹掃工況下的控制措施由于CEMS分析儀表每隔1h進(jìn)行5min的吹掃校準(zhǔn)，在5min內(nèi)，只能保持吹掃前的濃度不變，如果發(fā)生變負(fù)荷影響NOx質(zhì)量濃度的擾動(dòng)，出口NOx 此時(shí)與設(shè)定值若存在偏差，在積分作用下閥門(mén)會(huì)朝一個(gè)方向持續(xù)變化，造成當(dāng)校驗(yàn)結(jié)束時(shí)NOx溶度出現(xiàn)較大偏

24、差。為此，當(dāng)NOx 定期吹掃和校準(zhǔn)時(shí)，放大積分時(shí)間減弱積分強(qiáng)度，避免閥門(mén)因校準(zhǔn)前的偏差在積分作用下閥門(mén)持續(xù)朝一個(gè)方向動(dòng)作。同時(shí)，利用A，B側(cè)CEMS 吹掃校準(zhǔn)不同步，則當(dāng) 側(cè)吹掃時(shí)通過(guò) 側(cè)替代，考慮到A，B側(cè)測(cè)量不一致，需要進(jìn)行差值疊加。這樣就能很好地處理吹掃校準(zhǔn)而導(dǎo)致的波動(dòng)。2.4.2 噴氨量快速跟蹤控制措施噴氨量快速跟蹤設(shè)定值是保證最佳氨/氮摩爾比的關(guān)鍵。由于調(diào)閥特性呈現(xiàn)出非線性，造成在某些開(kāi)度范圍流量變化大，某些開(kāi)度范圍流量變化小。為此，在PID 出口增加折線函數(shù)，修正開(kāi)度-流量特性曲線。3項(xiàng)目研究過(guò)程及工作進(jìn)度3.1 現(xiàn)場(chǎng)摸底從SIS系統(tǒng)中提取脫硝系統(tǒng)相關(guān)的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分

25、析，對(duì)當(dāng)前脫硝系統(tǒng)的運(yùn)行狀況給予綜合診斷，并找出潛在的問(wèn)題及可行的解決措施。研究時(shí)間：2014年12月-2015年2月。3.2 噴氨量擾動(dòng)試驗(yàn)及數(shù)據(jù)建模了解#1機(jī)組甲、乙兩側(cè)噴氨量擾動(dòng)下，SCR反應(yīng)器出口NOx的動(dòng)態(tài)變化特性，收集建立SCR控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模型的相關(guān)數(shù)據(jù)。整個(gè)動(dòng)態(tài)特性試驗(yàn)在三個(gè)不同的負(fù)荷點(diǎn)（600MW、450MW、300MW）下進(jìn)行，測(cè)試噴氨量擾動(dòng)下NOx參數(shù)的動(dòng)態(tài)特性。根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，建立SCR脫硝系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性模型。研究時(shí)間：2015年3月。3.3 優(yōu)化控制策略的設(shè)計(jì)及仿真【1】SCR入口NOx的動(dòng)態(tài)預(yù)估。根據(jù)鍋爐燃燒側(cè)的運(yùn)行特性，分析影響NOx的各種運(yùn)行因素，并基于主元分析和最小

26、二乘支持向量機(jī)動(dòng)態(tài)預(yù)估SCR入口NOx的變化特性，以解決NOx測(cè)量滯后問(wèn)題。研究時(shí)間2015年3月-4月?！?】煙氣軟測(cè)量方法研究。根據(jù)脫硝系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)理及氮氧化物還原方程式，在機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定并忽略氨逃逸的情況下，可通過(guò)噴氨量、SCR反應(yīng)器入出口的氮氧化物含量及煙氣含氧量反推出此運(yùn)行工況下的煙氣流量。將反推出的煙氣流量作為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，再應(yīng)用總風(fēng)量與反應(yīng)器入口煙溫去擬合反推出的煙氣流量，得出具體軟測(cè)量關(guān)系式。研究時(shí)間2015年4月?！?】噴氨量快速跟蹤控制策略研究。包括：噴氨調(diào)門(mén)開(kāi)度-流量特性的擬合、內(nèi)回路控制參數(shù)的整定等。研究時(shí)間2015年4月?！?】SCR出口NOx的閉環(huán)控制策略研究。包括：局部

27、模型模型驅(qū)動(dòng)控制器的設(shè)計(jì)、多模型自適應(yīng)控制設(shè)計(jì)等。研究時(shí)間2015年4月-2015年5月?！?】控制系統(tǒng)的matlab仿真及調(diào)整。在matlab環(huán)境下測(cè)試控制系統(tǒng)性能并結(jié)合實(shí)際運(yùn)行條件進(jìn)行控制量模擬、控制器參數(shù)修正等。研究時(shí)間2015年4月-2015年5月。3.4 控制策略的DCS邏輯實(shí)現(xiàn)將設(shè)計(jì)的SCR脫硝優(yōu)化控制系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)化處理，并在DCS上進(jìn)行邏輯組態(tài)。研究時(shí)間2015年5月。3.5 控制系統(tǒng)調(diào)試與投運(yùn)針對(duì)機(jī)組的不同運(yùn)行工況，進(jìn)行控制系統(tǒng)調(diào)試、考察控制系統(tǒng)運(yùn)行性能。研究時(shí)間2015年5月-6月。4項(xiàng)目投運(yùn)效果4.1投運(yùn)效果評(píng)價(jià)指標(biāo)為了對(duì)脫硝控制系統(tǒng)改造前后的運(yùn)行特性進(jìn)行對(duì)比分析，引入以下四

28、個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，來(lái)對(duì)負(fù)荷穩(wěn)定及變負(fù)荷工況下脫硝系統(tǒng)的運(yùn)行特性進(jìn)行分析。其中，為反應(yīng)器出口NOx含量的實(shí)際值；為反應(yīng)器出口NOx含量的設(shè)定值，為樣本數(shù)量。最大動(dòng)態(tài)偏差：最小動(dòng)態(tài)偏差：均方根超調(diào)（）相對(duì)均方根超調(diào)（）上述四個(gè)指標(biāo)能夠較好地反映控制系統(tǒng)的綜合性能，最大動(dòng)態(tài)偏差和最小動(dòng)態(tài)偏差反映了系統(tǒng)瞬時(shí)的動(dòng)態(tài)特性；均方根超調(diào)和相對(duì)均方根超調(diào)反映了系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行的整體控制效果。4.2 穩(wěn)態(tài)工況運(yùn)行效果4.2.1 改造前運(yùn)行效果由于脫硝系統(tǒng)改造前噴氨量大小控制基本處于手動(dòng)調(diào)節(jié)狀態(tài)，且為了防止反應(yīng)器出口NOx含量超標(biāo)，噴氨量一直過(guò)量。為了比較脫硝系統(tǒng)改造前后自動(dòng)控制的效果，則對(duì)脫硝系統(tǒng)剛投入自動(dòng)時(shí)的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行

29、相關(guān)指標(biāo)的計(jì)算，并與脫硝系統(tǒng)改造完成后的自動(dòng)控制運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行對(duì)比分析。下面兩圖為機(jī)組負(fù)荷穩(wěn)定時(shí)的運(yùn)行曲線，由于脫硝系統(tǒng)剛投入自動(dòng)，從曲線上也可以看出，脫硝反應(yīng)器出口NOx含量曲線波動(dòng)較大，且最大值接90mg/Nm3。圖3 甲側(cè)穩(wěn)定負(fù)荷段圖4 乙側(cè)穩(wěn)定負(fù)荷段以上圖3、4為負(fù)荷穩(wěn)定在400MW附近的低負(fù)荷段時(shí)，脫硝系統(tǒng)甲、乙側(cè)反應(yīng)器出口NOx含量實(shí)際運(yùn)行曲線，用以上四個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)甲、乙側(cè)運(yùn)行曲線進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。表1 400MW負(fù)荷段脫硝性能數(shù)據(jù)出口NOx含量設(shè)定值mg/Nm3/%甲5434.90-25.4713.7329.53乙5121.80-22.2213.5032.15由以上圖形曲線及表格數(shù)據(jù)可

30、得，在此400MW穩(wěn)定負(fù)荷段，從、兩個(gè)綜合指標(biāo)來(lái)講，甲、乙側(cè)的平均超調(diào)均較大。甲側(cè)反應(yīng)器NOx含量最高值為89.9mg/Nm3，乙側(cè)反應(yīng)器NOx含量最高值為72.8mg/Nm3，其中甲側(cè)最高值與火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB13223-2011）設(shè)定的100mg/Nm3的排放標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)很接近了。同時(shí)，反應(yīng)器NOx含量的最低值分別為28.53mg/Nm3、28.78 mg/Nm3，其值對(duì)于負(fù)荷處于穩(wěn)定狀態(tài)而言有點(diǎn)偏低。由以上曲線、表格數(shù)據(jù)分析可知，此時(shí)脫硝系統(tǒng)的自動(dòng)控制效果不佳，造成了反應(yīng)器出口NOx含量的動(dòng)態(tài)變化幅度偏大，穩(wěn)態(tài)效果較差。4.2.2 改造后運(yùn)行效果選擇機(jī)組負(fù)荷幾個(gè)典型的穩(wěn)定段，分別

31、為：350MW、400MW、500MW、550MW、600MW。穩(wěn)定段數(shù)據(jù)均為系統(tǒng)改造后，任意取得負(fù)荷段的運(yùn)行數(shù)據(jù)。由于脫硝系統(tǒng)的甲、乙兩側(cè)煙氣流量等參數(shù)存在較大差別，故以下均分甲、乙兩側(cè)進(jìn)行畫(huà)圖及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。圖5 甲側(cè)350MW穩(wěn)定負(fù)荷段圖6 乙側(cè)350MW穩(wěn)定負(fù)荷段 以上圖5、6為負(fù)荷穩(wěn)定在350MW附近的低負(fù)荷段時(shí)，脫硝系統(tǒng)甲、乙側(cè)反應(yīng)器出口NOx含量實(shí)際運(yùn)行曲線，同時(shí)用以上四個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)甲、乙側(cè)運(yùn)行曲線進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。表2 350MW負(fù)荷段脫硝性能數(shù)據(jù)出口NOx含量設(shè)定值mg/Nm3/%甲62.55.12-6.522.674.36乙605.63-6.172.914.95由以上圖形曲線及

32、表格數(shù)據(jù)可得，在此350MW穩(wěn)定負(fù)荷段，甲、乙側(cè)反應(yīng)器NOx含量設(shè)定值都較高，甲、乙側(cè)在指標(biāo)方面相差無(wú)幾。從、兩個(gè)綜合指標(biāo)來(lái)講，甲、乙側(cè)的平均超調(diào)均較小。甲側(cè)反應(yīng)器NOx含量最高值為67.75mg/Nm3，乙側(cè)反應(yīng)器NOx含量最高值為65.63mg/Nm3，均與火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB13223-2011）設(shè)定的100mg/Nm3的排放標(biāo)準(zhǔn)相差很遠(yuǎn)，保證了排放不超標(biāo)。同時(shí)，反應(yīng)器NOx含量的最低值分別為56.09mg/Nm3、53.83 mg/Nm3，未出現(xiàn)很低的值，說(shuō)明自動(dòng)控制調(diào)節(jié)得當(dāng)，未出現(xiàn)噴氨量過(guò)度，反應(yīng)器出口NOx含量動(dòng)態(tài)變化幅度較小。以下為負(fù)荷穩(wěn)定在400MW附近時(shí)，脫硝系統(tǒng)的

33、運(yùn)行曲線。圖7 甲側(cè)400MW穩(wěn)定負(fù)荷段圖8 乙側(cè)400MW穩(wěn)定負(fù)荷段圖7、8分別為機(jī)組負(fù)荷在400MW附近時(shí)，脫硝系統(tǒng)甲、乙側(cè)反應(yīng)器出口NOx含量實(shí)際運(yùn)行曲線，同時(shí)用以上四個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)甲、乙側(cè)運(yùn)行曲線進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。表3 400MW負(fù)荷段脫硝性能數(shù)據(jù)出口NOx含量設(shè)定值mg/Nm3/%甲53.510.83-14.544.739.73乙53.510.72-12.544.819.34由以上圖形曲線及表格數(shù)據(jù)可得，在此400MW附近穩(wěn)定負(fù)荷段，甲、乙側(cè)反應(yīng)器NOx含量設(shè)定值均為53.5mg/Nm3，甲、乙側(cè)在指標(biāo)方面相差無(wú)幾。從、兩個(gè)綜合指標(biāo)來(lái)講，甲、乙側(cè)的平均超調(diào)均較小。甲側(cè)反應(yīng)器NOx含量最高值

34、為64.38mg/Nm3，乙側(cè)反應(yīng)器NOx含量最高值為64.14mg/Nm3，均與火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB13223-2011）設(shè)定的100mg/Nm3的排放標(biāo)準(zhǔn)相差很遠(yuǎn)，保證了排放不超標(biāo)。同時(shí)，反應(yīng)器NOx含量的最低值分別為39.00mg/Nm3、40.87 mg/Nm3，未出現(xiàn)很低的值，說(shuō)明自動(dòng)控制調(diào)節(jié)得當(dāng)，未出現(xiàn)噴氨量過(guò)度，反應(yīng)器出口NOx含量動(dòng)態(tài)變化幅度較小。以下為負(fù)荷穩(wěn)定在500MW附近時(shí)，脫硝系統(tǒng)的運(yùn)行曲線。圖9 甲側(cè)500MW穩(wěn)定負(fù)荷段圖10 乙側(cè)500MW穩(wěn)定負(fù)荷段圖9、10分別為機(jī)組負(fù)荷在500MW附近時(shí)，脫硝系統(tǒng)甲、乙側(cè)反應(yīng)器出口NOx含量實(shí)際運(yùn)行曲線，同時(shí)用以上四個(gè)

35、評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)甲、乙側(cè)運(yùn)行曲線進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。表4 500MW負(fù)荷段脫硝性能數(shù)據(jù)出口NOx含量設(shè)定值mg/Nm3/%甲5510.93-6.672.845.21乙558.62-7.982.644.90由以上圖形曲線及表格數(shù)據(jù)可得，在此500MW附近穩(wěn)定負(fù)荷段，甲、乙側(cè)反應(yīng)器NOx含量設(shè)定值均為55mg/Nm3，乙側(cè)在指標(biāo)方面略遜于甲側(cè)。從、兩個(gè)綜合指標(biāo)來(lái)講，甲、乙側(cè)的平均超調(diào)均較小。甲側(cè)反應(yīng)器NOx含量最高值為65.93mg/Nm3，乙側(cè)反應(yīng)器NOx含量最高值為63.62mg/Nm3，均與火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB13223-2011）設(shè)定的100mg/Nm3的排放標(biāo)準(zhǔn)相差很遠(yuǎn)，保證了排放不超標(biāo)。

36、同時(shí)，反應(yīng)器NOx含量的最低值分別為48.33mg/Nm3、47.02 mg/Nm3，未出現(xiàn)很低的值，說(shuō)明自動(dòng)控制調(diào)節(jié)得當(dāng)，未出現(xiàn)噴氨量過(guò)度，反應(yīng)器出口NOx含量動(dòng)態(tài)變化幅度較小。以下為負(fù)荷穩(wěn)定在550MW附近時(shí)，脫硝系統(tǒng)的運(yùn)行曲線。圖11 甲側(cè)550MW穩(wěn)定負(fù)荷段圖12 乙側(cè)550MW穩(wěn)定負(fù)荷段圖11、12分別為機(jī)組負(fù)荷在550MW附近時(shí)，脫硝系統(tǒng)甲、乙側(cè)反應(yīng)器出口NOx含量實(shí)際運(yùn)行曲線，同時(shí)用以上四個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)甲、乙側(cè)運(yùn)行曲線進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。表5 550MW負(fù)荷段脫硝性能數(shù)據(jù)出口NOx含量設(shè)定值mg/Nm3/%甲558.32-8.882.805.16乙557.57-7.452.123.81由

37、以上圖形曲線及表格數(shù)據(jù)可得，在此550MW附近穩(wěn)定負(fù)荷段，甲、乙側(cè)反應(yīng)器NOx含量設(shè)定值均為55mg/Nm3，甲側(cè)在指標(biāo)方面略遜于乙側(cè)。從、兩個(gè)綜合指標(biāo)來(lái)講，甲、乙側(cè)的平均超調(diào)均較小。甲側(cè)反應(yīng)器NOx含量最高值為63.32mg/Nm3，乙側(cè)反應(yīng)器NOx含量最高值為62.57mg/Nm3，均與火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB13223-2011）設(shè)定的100mg/Nm3的排放標(biāo)準(zhǔn)相差很遠(yuǎn)，保證了排放不超標(biāo)。同時(shí)，反應(yīng)器NOx含量的最低值分別為46.12mg/Nm3、47.55mg/Nm3，未出現(xiàn)很低的值，說(shuō)明自動(dòng)控制調(diào)節(jié)得當(dāng)，未出現(xiàn)噴氨量過(guò)度。反應(yīng)器出口NOx含量動(dòng)態(tài)變化幅度較小。 以下為負(fù)荷穩(wěn)定

38、在600MW附近時(shí)，脫硝系統(tǒng)的運(yùn)行曲線。圖13 甲側(cè)600MW穩(wěn)定負(fù)荷段圖14 乙側(cè)600MW穩(wěn)定負(fù)荷段圖13、14分別為機(jī)組負(fù)荷在600MW附近時(shí)，脫硝系統(tǒng)甲、乙側(cè)反應(yīng)器出口NOx含量實(shí)際運(yùn)行曲線，同時(shí)用以上四個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)甲、乙側(cè)運(yùn)行曲線進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。表6 600MW負(fù)荷段脫硝性能數(shù)據(jù)出口NOx含量設(shè)定值mg/Nm3/%甲559.08-9.863.035.70乙558.99-6.752.945.32由以上圖形曲線及表格數(shù)據(jù)可得，在此600MW附近穩(wěn)定負(fù)荷段，甲、乙側(cè)反應(yīng)器NOx含量設(shè)定值均為55mg/Nm3，甲側(cè)在指標(biāo)方面略遜于乙側(cè)。從、兩個(gè)綜合指標(biāo)來(lái)講，甲、乙側(cè)的平均超調(diào)均較小。甲側(cè)反應(yīng)器

39、NOx含量最高值為64.08mg/Nm3，乙側(cè)反應(yīng)器NOx含量最高值為63.99mg/Nm3，均與火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB13223-2011）設(shè)定的100mg/Nm3的排放標(biāo)準(zhǔn)相差很遠(yuǎn)，保證了排放不超標(biāo)。同時(shí)，反應(yīng)器NOx含量的最低值分別為45.14mg/Nm3、48.25mg/Nm3，未出現(xiàn)很低的值，說(shuō)明自動(dòng)控制調(diào)節(jié)得當(dāng)，未出現(xiàn)噴氨量過(guò)度，反應(yīng)器出口NOx含量動(dòng)態(tài)變化幅度較小。以上為負(fù)荷穩(wěn)定情況下，脫硝反應(yīng)器出口NOx含量的穩(wěn)態(tài)特性。選取幾個(gè)機(jī)組典型的穩(wěn)定運(yùn)行負(fù)荷段，選取了四個(gè)指標(biāo)分別對(duì)不同負(fù)荷段的甲、乙兩側(cè)脫硝反應(yīng)器性能進(jìn)行評(píng)價(jià)?？傮w來(lái)說(shuō)，在穩(wěn)定運(yùn)行工況下，反應(yīng)器出口NOx含量較為

40、穩(wěn)定，均方根超調(diào)量均較小，即使在最大的超調(diào)量處與環(huán)保要求含量相差較大，確保了穩(wěn)定工況下不會(huì)超過(guò)環(huán)保要求的排放量。同時(shí)，反應(yīng)器出口NOx含量未出現(xiàn)很低的值，說(shuō)明自動(dòng)控制調(diào)節(jié)得當(dāng)，否則會(huì)出現(xiàn)噴氨過(guò)量，對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定不利。4.3 動(dòng)態(tài)工況運(yùn)行效果4.3.1 改造前運(yùn)行效果【1】機(jī)組升負(fù)荷工況變工況下反應(yīng)器出口NOx含量的動(dòng)態(tài)特性是考察脫硝系統(tǒng)自動(dòng)控制效果最重要的部分之一。此部分分析升負(fù)荷過(guò)程中反應(yīng)器出口NOx含量的動(dòng)態(tài)特性。圖15 升負(fù)荷段圖16 升負(fù)荷段以上圖15、16為負(fù)荷由365MW附近升至395MW附近過(guò)程中，脫硝系統(tǒng)甲、乙側(cè)反應(yīng)器出口NOx含量實(shí)際運(yùn)行曲線，同時(shí)用以上四個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)甲、乙側(cè)運(yùn)

41、行曲線進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。表7 365MW升至395MW負(fù)荷段脫硝性能數(shù)據(jù)出口NOx含量設(shè)定值mg/Nm3/%甲5254.79-33.6921.0460.12乙51.530.82-16.7011.3923.80由以上圖形曲線及表格數(shù)據(jù)可得，在此365MW升至395MW負(fù)荷段，從、兩個(gè)綜合指標(biāo)來(lái)講，甲、乙側(cè)的平均超調(diào)均較大。甲側(cè)反應(yīng)器NOx含量最高值為107.12mg/Nm3，乙側(cè)反應(yīng)器NOx含量最高值為82.07mg/Nm3，其中甲側(cè)最高值已經(jīng)超過(guò)火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB13223-2011）設(shè)定的100mg/Nm3的排放標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，反應(yīng)器NOx含量的最低值分別為18.63mg/Nm3、34.

42、54mg/Nm3，甲側(cè)反應(yīng)器NOx含量值有點(diǎn)偏低。由以上曲線、表格數(shù)據(jù)分析可知，升負(fù)荷期間脫硝系統(tǒng)的自動(dòng)控制效果不佳，直接造成了甲側(cè)反應(yīng)器出口NOx含量超標(biāo)，最低值又過(guò)小，動(dòng)態(tài)變化幅度太大。 【2】機(jī)組降負(fù)荷工況以下是降負(fù)荷過(guò)程中反應(yīng)器出口NOx含量的動(dòng)態(tài)特性的分析。圖17 降負(fù)荷段圖18 降負(fù)荷段以上圖17、18為負(fù)荷由500MW附近降至330MW附近過(guò)程中，脫硝系統(tǒng)甲、乙側(cè)反應(yīng)器出口NOx含量實(shí)際運(yùn)行曲線，同時(shí)用以上四個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)甲、乙側(cè)運(yùn)行曲線進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。表8 500MW降至330MW負(fù)荷段脫硝性能數(shù)據(jù)出口NOx含量設(shè)定值mg/Nm3/%甲5632.88-27.4912.4926.84

43、乙5220.91-23.3611.6027.20由以上圖形曲線及表格數(shù)據(jù)可得，在此500MW降至330MW期間，從、兩個(gè)綜合指標(biāo)來(lái)講，甲、乙側(cè)的平均超調(diào)均較大。甲側(cè)反應(yīng)器NOx含量最高值為88.88mg/Nm3，乙側(cè)反應(yīng)器NOx含量最高值為72.91mg/Nm3，其中甲側(cè)最高值與火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB13223-2011）設(shè)定的100mg/Nm3的排放標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)很接近了。同時(shí)，反應(yīng)器NOx含量的最低值分別為28.51mg/Nm3、28.64 mg/Nm3，甲、乙側(cè)反應(yīng)器出口NOx含量值均有些偏低。由以上曲線、表格數(shù)據(jù)分析可知，此時(shí)脫硝系統(tǒng)的自動(dòng)控制效果不佳，使得反應(yīng)器出口NOx含量動(dòng)態(tài)變

44、化幅度過(guò)大。4.3.2 改造后運(yùn)行效果【1】機(jī)組升負(fù)荷工況以下為機(jī)組負(fù)荷從400MW上升至500MW時(shí)的運(yùn)行過(guò)程，一般在此升負(fù)荷區(qū)間，會(huì)啟動(dòng)一臺(tái)磨煤機(jī)。磨的啟停期間對(duì)反應(yīng)器入口NOx含量的短時(shí)影響很大，反應(yīng)器出口NOx含量超標(biāo)也多半是受此影響。圖19 負(fù)荷由400MW升至500MW運(yùn)行區(qū)間圖20 負(fù)荷由400MW升至500MW運(yùn)行區(qū)間圖19、20分別為負(fù)荷由400MW升至500MW過(guò)程中，脫硝系統(tǒng)甲、乙側(cè)反應(yīng)器出口NOx含量實(shí)際運(yùn)行曲線，同樣用以上四個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)甲、乙側(cè)運(yùn)行曲線進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。表9 負(fù)荷由400MW升至500MW運(yùn)行區(qū)間脫硝性能數(shù)據(jù)出口NOx含量設(shè)定值mg/Nm3/%甲48.51

45、4.9-11.325.5311.45乙47.56.62-4.122.575.44由以上圖形曲線及表格數(shù)據(jù)可得，在此400MW升至500MW負(fù)荷段區(qū)間，甲、乙側(cè)反應(yīng)器NOx含量設(shè)定值均為48.5mg/Nm3、47.5mg/Nm3，甲側(cè)在指標(biāo)方面比乙側(cè)差。從、兩個(gè)綜合指標(biāo)來(lái)講，甲、乙側(cè)的平均超調(diào)均較小。甲側(cè)反應(yīng)器出口NOx含量最高值為63.4mg/Nm3，乙側(cè)反應(yīng)器出口NOx含量最高值為54.12mg/Nm3，均與火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB13223-2011）設(shè)定的100mg/Nm3的排放標(biāo)準(zhǔn)相差很遠(yuǎn)，保證了排放不超標(biāo)。同時(shí)，反應(yīng)器出口NOx含量的最低值分別為37.18mg/Nm3、43.3

46、8mg/Nm3，未出現(xiàn)很低的值，說(shuō)明自動(dòng)控制調(diào)節(jié)得當(dāng)，未出現(xiàn)噴氨量過(guò)度。從上面數(shù)據(jù)也可觀察到，在此升負(fù)荷區(qū)間，甲側(cè)的性能指標(biāo)稍差，圖17中反應(yīng)器出口NOx含量出現(xiàn)了一個(gè)峰值，此峰值正是由于由于有臺(tái)磨啟動(dòng)造成的，但是峰值并不是很大，出口NOx含量得到了很好的控制。以下為負(fù)荷從550MW升至600MW變負(fù)荷運(yùn)行期間，脫硝系統(tǒng)的運(yùn)行曲線。圖21 負(fù)荷由550MW升至600MW運(yùn)行區(qū)間圖22 負(fù)荷由550MW升至600MW運(yùn)行區(qū)間圖21、22分別為負(fù)荷由550MW升至600MW運(yùn)行區(qū)間，脫硝系統(tǒng)甲、乙側(cè)反應(yīng)器出口NOx含量實(shí)際運(yùn)行曲線，同樣用以上四個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)甲、乙側(cè)運(yùn)行曲線進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。表10 負(fù)荷

47、由550MW升至600MW運(yùn)行區(qū)間脫硝性能數(shù)據(jù)出口NOx含量設(shè)定值mg/Nm3/%甲55.58.71-10.153.346.25乙53.55.68-4.162.073.87由以上圖形曲線及表格數(shù)據(jù)可得，在此550MW升至600MW負(fù)荷段區(qū)間，甲、乙側(cè)反應(yīng)器NOx含量設(shè)定值均為55.5mg/Nm3、53.5mg/Nm3，甲側(cè)在指標(biāo)方面比乙側(cè)差。從、兩個(gè)綜合指標(biāo)來(lái)講，甲、乙側(cè)的平均超調(diào)均較小。甲側(cè)反應(yīng)器出口NOx含量最高值為64.21mg/Nm3，乙側(cè)反應(yīng)器出口NOx含量最高值為59.18mg/Nm3，均與火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB13223-2011）設(shè)定的100mg/Nm3的排放標(biāo)準(zhǔn)相差很

48、遠(yuǎn)，保證了排放不超標(biāo)。同時(shí)，反應(yīng)器出口NOx含量的最低值分別為45.35mg/Nm3、49.34mg/Nm3，未出現(xiàn)很低的值，說(shuō)明自動(dòng)控制調(diào)節(jié)得當(dāng)，未出現(xiàn)噴氨量過(guò)度。負(fù)荷由550MW升至600MW過(guò)程一般沒(méi)有磨啟動(dòng)，從上面曲線及表格可知，在升負(fù)荷期間若沒(méi)有啟磨動(dòng)作，出口NOx含量的控制效果相對(duì)較好，反應(yīng)器出口NOx含量動(dòng)態(tài)變化幅度較小。【2】機(jī)組降負(fù)荷工況上一部分通過(guò)圖、表及統(tǒng)計(jì)方法對(duì)升負(fù)荷運(yùn)行過(guò)程中的脫硝反應(yīng)器的性能了分析，此部分將用同樣的方式對(duì)降負(fù)荷過(guò)程中脫硝反應(yīng)器的性能進(jìn)行了分析。圖23 負(fù)荷由600MW降至550MW運(yùn)行區(qū)間圖24 負(fù)荷由600MW降至550MW運(yùn)行區(qū)間圖23、24分別

49、為負(fù)荷由600MW降至550MW運(yùn)行區(qū)間，脫硝系統(tǒng)甲、乙側(cè)反應(yīng)器出口NOx含量實(shí)際運(yùn)行曲線，同樣用以上四個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)甲、乙側(cè)運(yùn)行曲線進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。表11 負(fù)荷由600MW降至550MW運(yùn)行區(qū)間脫硝性能數(shù)據(jù)出口NOx含量設(shè)定值mg/Nm3/%甲5410.88-5.982.644.78乙544.54-4.581.633.01由以上圖形曲線及表格數(shù)據(jù)可得，在此600MW降至550MW負(fù)荷段區(qū)間，甲、乙側(cè)反應(yīng)器NOx含量設(shè)定值均為54mg/Nm3，甲側(cè)在指標(biāo)方面比乙側(cè)差。從、兩個(gè)綜合指標(biāo)來(lái)講，甲、乙側(cè)的平均超調(diào)均較小。甲側(cè)反應(yīng)器出口NOx含量最高值為64.88mg/Nm3，乙側(cè)反應(yīng)器出口NOx含量最高

50、值為58.54mg/Nm3，均與火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB13223-2011）設(shè)定的100mg/Nm3的排放標(biāo)準(zhǔn)相差很遠(yuǎn)，保證了排放不超標(biāo)。同時(shí)，反應(yīng)器出口NOx含量的最低值分別為48.02mg/Nm3、49.42mg/Nm3，未出現(xiàn)很低的值，說(shuō)明自動(dòng)控制調(diào)節(jié)得當(dāng)，未出現(xiàn)噴氨量過(guò)度。負(fù)荷由600MW降至550MW過(guò)程一般沒(méi)有磨啟動(dòng)，從上面曲線及表格可知，在降負(fù)荷期間若沒(méi)有停磨動(dòng)作，出口NOx含量的控制效果相對(duì)較好，反應(yīng)器出口NOx含量動(dòng)態(tài)變化幅度較小。以下為負(fù)荷從550MW降至500MW變負(fù)荷期間，脫硝系統(tǒng)的運(yùn)行曲線。圖25 負(fù)荷由550MW降至500MW運(yùn)行區(qū)間圖26 負(fù)荷由550MW

51、降至500MW運(yùn)行區(qū)間圖25、26分別為負(fù)荷由550MW降至500MW運(yùn)行區(qū)間，脫硝系統(tǒng)甲、乙側(cè)反應(yīng)器出口NOx含量實(shí)際運(yùn)行曲線，同樣用以上四個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)甲、乙側(cè)運(yùn)行曲線進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。表12 負(fù)荷由550MW降至500MW運(yùn)行區(qū)間脫硝性能數(shù)據(jù)出口NOx含量設(shè)定值mg/Nm3/%甲5210.52-8.014.097.74乙546.36-3.692.374.35由以上圖形曲線及表格數(shù)據(jù)可得，在此600MW降至550MW負(fù)荷段區(qū)間，甲、乙側(cè)反應(yīng)器NOx含量設(shè)定值均為54mg/Nm3，甲側(cè)在指標(biāo)方面比乙側(cè)差。從、兩個(gè)綜合指標(biāo)來(lái)講，甲、乙側(cè)的平均超調(diào)均較小。甲側(cè)反應(yīng)器出口NOx含量最高值為62.52mg

52、/Nm3，乙側(cè)反應(yīng)器出口NOx含量最高值為60.36mg/Nm3，均與火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB13223-2011）設(shè)定的100mg/Nm3的排放標(biāo)準(zhǔn)相差很遠(yuǎn)，保證了排放不超標(biāo)。同時(shí)，反應(yīng)器出口NOx含量的最低值分別為43.99mg/Nm3、50.31mg/Nm3，未出現(xiàn)很低的值，說(shuō)明自動(dòng)控制調(diào)節(jié)得當(dāng)，未出現(xiàn)噴氨量過(guò)度。負(fù)荷由550MW降至500MW過(guò)程一般沒(méi)有磨啟動(dòng)，從上面曲線及表格可知，在降負(fù)荷期間若沒(méi)有停磨動(dòng)作，出口NOx含量的控制效果相對(duì)較好。以下為負(fù)荷從500MW降至400MW變負(fù)荷運(yùn)行期間，脫硝系統(tǒng)的運(yùn)行曲線。圖27 負(fù)荷由500MW降至400MW運(yùn)行區(qū)間圖28 負(fù)荷由500

53、MW降至400MW運(yùn)行區(qū)間圖27、28分別為負(fù)荷由500MW降至400MW運(yùn)行區(qū)間，脫硝系統(tǒng)甲、乙側(cè)反應(yīng)器出口NOx含量實(shí)際運(yùn)行曲線，同樣用以上四個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)甲、乙側(cè)運(yùn)行曲線進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。表13 負(fù)荷由500MW降至400MW運(yùn)行區(qū)間脫硝性能數(shù)據(jù)出口NOx含量設(shè)定值mg/Nm3/%甲5414.66-15.916.4813.19乙589.29-11.284.498.23由以上圖形曲線及表格數(shù)據(jù)可得，在此500MW降至400MW負(fù)荷段區(qū)間，甲、乙側(cè)反應(yīng)器NOx含量設(shè)定值分別為54mg/Nm3、58mg/Nm3，甲側(cè)在指標(biāo)方面比乙側(cè)差。從、兩個(gè)綜合指標(biāo)來(lái)講，甲、乙側(cè)的平均超調(diào)均較小。甲側(cè)反應(yīng)器出口N

54、Ox含量最高值為68.66mg/Nm3，乙側(cè)反應(yīng)器出口NOx含量最高值為67.29mg/Nm3，均與火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB13223-2011）設(shè)定的100mg/Nm3的排放標(biāo)準(zhǔn)相差很遠(yuǎn)，保證了排放不超標(biāo)。同時(shí)，反應(yīng)器出口NOx含量的最低值分別為38.09mg/Nm3、46.72mg/Nm3，未出現(xiàn)很低的值，說(shuō)明自動(dòng)控制調(diào)節(jié)得當(dāng)，未出現(xiàn)噴氨量過(guò)度。負(fù)荷由550MW降至400MW過(guò)程會(huì)有一臺(tái)磨停止運(yùn)行，從上面曲線及表格可知，在降負(fù)荷期間若有停磨動(dòng)作，出口NOx含量的控制效果稍差，但是并未出現(xiàn)反應(yīng)器出口NOx含量過(guò)高或過(guò)低的情況，說(shuō)明在有磨停止運(yùn)行的降負(fù)荷過(guò)程其控制效果尚可。4.4 機(jī)組B

55、LR模式運(yùn)行效果“R”模式是在網(wǎng)運(yùn)行機(jī)組AGC三種模式之一，要求投入標(biāo)準(zhǔn)最高、對(duì)機(jī)組負(fù)荷響應(yīng)要求最高；同時(shí)，也只有機(jī)組AGC在投“R”模式時(shí)，才能享受電量獎(jiǎng)勵(lì)政策?！癛”模式下機(jī)組負(fù)荷頻繁波動(dòng)，隨之而來(lái)的就是煤量和風(fēng)量跟隨著頻繁波動(dòng)，就會(huì)造成脫硝反應(yīng)器入口NOx含量頻繁波動(dòng)?！癛”模式對(duì)脫硝系統(tǒng)的性能提出了更高的要求，下面將對(duì)“R”模式下脫硝系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程進(jìn)行分析。4.4.1 “R”模式下低負(fù)荷升至高負(fù)荷系統(tǒng)運(yùn)行效果圖29 “R”模式低負(fù)荷升至高負(fù)荷圖30 “R”模式低負(fù)荷升至高負(fù)荷圖29、30分別為“R”模式下由低負(fù)荷升至高負(fù)荷運(yùn)行區(qū)間，脫硝系統(tǒng)甲、乙側(cè)反應(yīng)器出口NOx含量實(shí)際運(yùn)行曲線，同樣用以上四個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)甲、乙側(cè)運(yùn)行曲線進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。表14 “R”模式下低負(fù)荷升至高負(fù)荷運(yùn)行區(qū)間脫硝性能數(shù)據(jù)出口NOx含量設(shè)定值mg/Nm3/%甲5023.74-18.406.6014.08乙5015-14.095.3411.57由以上圖形曲線及表格數(shù)據(jù)可得，在此“R”模式下高負(fù)荷