分析火電機組脫硝自動控制系統(tǒng)優(yōu)化

高亞洲

【摘 ?要】火電機組脫硝是火力發(fā)電廠運行過程中一個必不可少的流程，主要功能是去除燃燒過程中產(chǎn)生的氮氧化物，避免對大氣環(huán)境造成污染。目前脫硝工程已被我國列入十二五節(jié)能規(guī)劃工程中的十大工程之一，火電機組脫硝的重要性不得而知，要提升火電機組脫硝效率，減少對環(huán)境的影響，就要改善脫硝的自動控制系統(tǒng)，從而減少脫硝過程的成本，響應(yīng)國家的環(huán)境保護戰(zhàn)略。本文主要闡述了火電機組脫硝自動控制系統(tǒng)的重要性、當(dāng)前出現(xiàn)的問題以及優(yōu)化自動控制系統(tǒng)的措施。

【關(guān)鍵詞】火電機組;脫硝;自動控制;系統(tǒng)優(yōu)化

去除火電機組運行過程中因燃煤而產(chǎn)生的大量氮氧化物，避免對環(huán)境造成嚴(yán)重污染已成為世界各國普遍關(guān)注的問題，世界主流脫硝工藝主要有SCR和SNCR兩種，都是通過應(yīng)用自動控制系統(tǒng)來實現(xiàn)氮氧化物的去除。自動控制系統(tǒng)運行的效率直接影響脫硝成果，如果自動控制系統(tǒng)運行不正常，將會使脫硝后的氮氧化物排放量超出規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，不可避免的也會增加液氨量的消耗，從而抬高火電機組運行總成本。因此，促進脫硝自動控制系統(tǒng)優(yōu)化升級對降低生產(chǎn)成本和保護環(huán)境資源格外重要。

一、促進火電機組脫硝自動控制系統(tǒng)優(yōu)化升級的重要意義

2017年4月份通過對某發(fā)電公司的調(diào)研，對其主要進行了脫硝自動控制系統(tǒng)運行情況的調(diào)查，通過連續(xù)的考查記錄和計算，發(fā)現(xiàn)#1機組脫硝自動控制系統(tǒng)在連續(xù)的兩個月內(nèi)的投入時間為零，自動控制系統(tǒng)出現(xiàn)異常，無法正常發(fā)揮功能，人工控制出口的氮氧化物濃度嚴(yán)重超標(biāo)，為了平衡氮氧化物排放濃度，增加了大量的液氨投入，極大地增加了工作人員的工作量，不僅如此，時間和原料成本也大大上升，空預(yù)器、引風(fēng)機等設(shè)備安全隱患增加，火電機組的運行成本大幅度增加，公司的經(jīng)濟效益受到影響，公司也在國家環(huán)保政策的邊緣徘徊，稍有疏忽就會遭到國家環(huán)保部門嚴(yán)厲的懲罰，公司發(fā)展面臨很大的挑戰(zhàn)。因此，脫硝自動控制系統(tǒng)的優(yōu)化升級與不斷改進就顯得格外重要，完善的脫硝自動控制系統(tǒng)會直接促進脫硝效果的提升以及火電機組運行成本的下降，使公司能夠以最優(yōu)姿態(tài)響應(yīng)國家的環(huán)境保護政策，為社會進步和經(jīng)濟發(fā)展做出貢獻(xiàn)，同時也促進自身企業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展。

二、火電機組脫硝自動控制系統(tǒng)當(dāng)前面臨的主要問題

通過對該公司#1機組脫硝自動控制系統(tǒng)不能正常發(fā)揮作用的原因分析，對自動控制系統(tǒng)的各個組成部分進行了細(xì)致的考查，總結(jié)出了當(dāng)前火電機組脫硝自動控制系統(tǒng)普遍存在的問題。

（一）煙氣流量值計算方法不當(dāng)

通過從副調(diào)節(jié)器中統(tǒng)計煙氣流量的方法計算出來的噴氨值往往與實際值有很大偏差，因為副調(diào)節(jié)器本身使用的煙氣流量值就不夠準(zhǔn)確，導(dǎo)致計算值與實際需求值的較大出入，因此操作系統(tǒng)就不能達(dá)到預(yù)期運行效果。而采用計算總風(fēng)量折算出的煙氣值能夠有效的改變這一弊端，使計算值與實際需求值更加吻合，使自動控制系統(tǒng)發(fā)揮出更好的效果。

（二）副調(diào)控制器中缺少前饋環(huán)節(jié)

火電機組脫硝自動控制系統(tǒng)是一個復(fù)雜的由多個要素組成的控制系統(tǒng)，但是目前的脫硝自動控制系統(tǒng)一般缺少前饋環(huán)節(jié)，因此當(dāng)入口氮氧化物排放值變化時，噴氨量的調(diào)節(jié)閥就會感應(yīng)不及時，使控制系統(tǒng)運行不靈敏。如果在副調(diào)節(jié)器中加設(shè)前饋環(huán)節(jié)，提前收集氮氧化物的濃度變化情況，從而能夠?qū)崿F(xiàn)更加及時的控制噴氨流量，使脫硝自動控制系統(tǒng)能夠按部就班的有序運行。

（三）采樣探頭數(shù)量過少

出口分析儀主要依靠采樣探頭進行工作，采樣探頭的數(shù)量直接影響出口分析儀的運行效果。樣氣首先從采樣探頭進入管線，再由管線進入出口分析儀的內(nèi)部，經(jīng)受分析儀的統(tǒng)計和分析，采樣探頭數(shù)量過少就會使進入分析儀的樣氣過少，得出的分析結(jié)果就不具有普遍代表性，可靠性也大大降低，因此適當(dāng)增加采樣探頭的數(shù)量，會提升分析結(jié)果的準(zhǔn)確性和代表性，促進自動控制系統(tǒng)高效運行。

（四）采樣探頭位置不合理

采樣探頭的位置合理與否也對出口分析儀的工作有很大影響，采樣探頭不宜過分接近樣氣混合區(qū)域，如果離混合區(qū)域過近就會干擾氮氧化物的出口值，影響出口分析儀對樣氣的分析。所以在安裝采樣探頭時要合理布局安裝位置，避免影響出口分析儀的分析，也減少對煙氣混合效果的影響，使自動控制系統(tǒng)不受任何人為干擾。

三、促進脫硝自動控制系統(tǒng)優(yōu)化升級的具體措施

（一）改進脫硝自動控制系統(tǒng)的主要設(shè)備

火電機組脫硝設(shè)備是自動控制系統(tǒng)的組成部分，改進脫硝設(shè)備能夠提升整個系統(tǒng)的運行效果。首先要對出入口的分析儀進行優(yōu)化，分析儀前端的取樣膠管是最容易受損的部位，一旦膠管出現(xiàn)破損就會導(dǎo)致漏氣，影響最終的分析結(jié)果，因此要對分析儀的取樣膠管及時進行檢查和定期更換。氮氧化物的產(chǎn)生往往也會伴隨著水和氧氣灰的產(chǎn)生，這些雜物也會對分析結(jié)果造成影響，因此可以在分析儀前端安裝除濕過濾裝置，通過吸收雜物降低對分析結(jié)果的影響，使脫硝自動控制系統(tǒng)正常運行。

（二）加強對供氨相關(guān)儀表的檢查

供氨區(qū)域是自動控制系統(tǒng)的一個重要區(qū)域，能夠有效的反饋自動控制系統(tǒng)運行狀況。當(dāng)脫硝自動控制系統(tǒng)中的所有閥門送氣、送電的工作到位后，要重點對供氨區(qū)域進行檢查，必須重點關(guān)注供氨管道的沿途溫度，確保自動控制系統(tǒng)的正常工作狀態(tài)。

（三）合理布局采樣探頭的數(shù)量和位置

采樣探頭是自動控制系統(tǒng)的一個重要裝置，它的數(shù)量和位置也直接影響出入口分析儀的功能發(fā)揮。要適當(dāng)增加采樣探頭的數(shù)量，使出口分析儀有足夠的樣氣用以分析，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和代表性。另外，采樣探頭的位置要合理布局，不能過分靠近分析儀，避免影響混合效果，保證自動控制系統(tǒng)每一個要素都能正常運行。

（四）加強對自動控制系統(tǒng)操作人員的工作培訓(xùn)

火電機組脫硝過程雖采用自動控制系統(tǒng)，但是監(jiān)督自動控制系統(tǒng)的操作人員職位不能空缺。當(dāng)自動控制系統(tǒng)出現(xiàn)異常導(dǎo)致不能進行脫硝工作時，操作人員要及時介入，對系統(tǒng)進行維修和升級。因此需要對操作人員進行技能方面的培訓(xùn)，使操作人員熟悉脫硝系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)機制及設(shè)備的構(gòu)造，在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時及時維修，避免影響到自動控制系統(tǒng)脫硝工作的進行。

四、結(jié)束語

近年來，環(huán)境問題不僅在國內(nèi)受到越來越多的重視，也是世界各國普遍面臨的問題，經(jīng)濟發(fā)展要與環(huán)境保護同步是大勢所趨。我國政府對各個企業(yè)的綠色發(fā)展要求越來越高，對企業(yè)環(huán)境保護要求也日益嚴(yán)格。因此，火電機組脫硝自動控制系統(tǒng)的優(yōu)化升級勢在必行，火電廠要根據(jù)自動控制系統(tǒng)使用過程中面臨的主要問題，找出系統(tǒng)運行效率低下的原因，優(yōu)化自動控制系統(tǒng)中的每一個要素，保證每一個自動控制系統(tǒng)的要素都能發(fā)揮最大效益，從而提升整個脫硝工作的效率，切實的減少氮氧化物的排放量，降低脫硝工作的成本，提高設(shè)備可靠性，為企業(yè)爭取最大的經(jīng)濟效益，同時也能為我國經(jīng)濟綠色發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)，推動環(huán)境保護政策的貫徹落實。

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（作者單位：國電電力酒泉發(fā)電有限公司）