尿素?zé)峤夤┌奔夹g(shù)在SCR中的控制探究

0 引言

燃煤電廠的SCR工藝中，一般采用液氨蒸發(fā)和尿素?zé)峤庾鳛楣┌笔侄危渲幸喊闭舭l(fā)中的液氨存儲(chǔ)壓力容器屬于重大危險(xiǎn)源，日常維護(hù)安監(jiān)成本較高。尿素性狀較穩(wěn)定，安全系數(shù)高，逐漸成為主流的氨源，被越來(lái)越多的燃煤電廠環(huán)保系統(tǒng)采用，目前比較成熟的尿素制氨技術(shù)是尿素?zé)峤庵瓢?。但是，投產(chǎn)項(xiàng)目相對(duì)有限，系統(tǒng)的運(yùn)行控制模式和主要控制回路，還有待進(jìn)一步完善

。本文從稀釋風(fēng)控制、氨計(jì)量分配、噴氨調(diào)整三個(gè)方面，對(duì)其控制模式和主要控制回路進(jìn)行了探究，并在國(guó)內(nèi)某50 MW燃煤機(jī)組中成功應(yīng)用。

從上文分析可以看到，現(xiàn)在適用權(quán)利用盡理論的主要經(jīng)濟(jì)體，除了美國(guó)已經(jīng)否定了該規(guī)則的區(qū)別適用理論之外，德國(guó)、日本及我國(guó)都還多多少少保留著區(qū)別適用的情況。

1 尿素?zé)峤庀到y(tǒng)概況

尿素?zé)峤庀到y(tǒng)主要分尿素溶液制備輸送系統(tǒng)、熱解爐系統(tǒng)、溶解水及壓縮氣系統(tǒng)，如圖1所示。

1.2.2 排除標(biāo)準(zhǔn) （1）具有以下疾病或癥狀者：合并甲亢、嚴(yán)重肝腎衰竭、心肺功能衰竭、肌無(wú)力、昏迷、精神異常或認(rèn)知障礙、肢體骨折、上肢殘疾、孕婦及視網(wǎng)膜脫落者；（2）長(zhǎng)期臥床、偏癱、危重患者及其他不愿意參加測(cè)定者。

1.1 尿素溶液制備輸送系統(tǒng)

尿素顆粒經(jīng)過(guò)氣力輸送或者袋裝尿素加入尿素溶液制備罐中，與按比例補(bǔ)充的除鹽水在罐中充分溶解，通過(guò)尿素溶液輸送泵送入尿素溶液儲(chǔ)存罐中進(jìn)行存儲(chǔ)。由尿素溶液循環(huán)泵送入熱解系統(tǒng)生成氨氣。尿素溶液制備存儲(chǔ)系統(tǒng)主要包括尿素溶液制備罐、尿素溶液輸送泵、尿素溶液儲(chǔ)存罐、尿素溶液循環(huán)泵、疏水箱、疏水泵、廢水泵、減溫減壓裝置、壓縮空氣儲(chǔ)罐等設(shè)備

。

wt%——尿素溶液質(zhì)量濃度，為50%

尿素溶液的計(jì)量分配裝置應(yīng)能精確地測(cè)量和控制輸送到分解室的尿素溶液流量。每臺(tái)爐設(shè)置1套計(jì)量分配裝置，用于控制每個(gè)尿素溶液噴射器的流量及霧化和冷卻空氣的壓力和流量。

1.2 熱解爐系統(tǒng)

每臺(tái)熱解爐對(duì)應(yīng)1 臺(tái)計(jì)量與分配裝置，計(jì)量與分配裝置根據(jù)鍋爐不同負(fù)荷的要求，自動(dòng)控制并分配給霧化噴槍，然后噴入熱解爐，同時(shí)稀釋空氣經(jīng)氣-氣換熱器加熱后進(jìn)入熱解爐。由控制系統(tǒng)控制熱解室達(dá)到還原所要求的溫度。霧化后的尿素液在熱解爐內(nèi)分解，生成NH

、H

O和CO

。熱解爐系統(tǒng)包括熱解爐本體，氣-氣換熱系統(tǒng)等。熱解室自其進(jìn)口，依據(jù)尿素的分解所需的體積來(lái)確定其容積的大小。通過(guò)稀釋風(fēng)氣-氣換熱系統(tǒng)維持尿素溶液分解所需的溫度。尿素經(jīng)過(guò)計(jì)量分配裝置及噴槍注入到熱解爐中。尿素的噴射量是由需氨量決定，并適應(yīng)鍋爐負(fù)荷變化要求。系統(tǒng)將在管道出口處提供空氣/氨氣混合物。

根據(jù)兩側(cè)反應(yīng)器出口脫硝效率不同，調(diào)節(jié)兩側(cè)噴氨格柵A/B 母管電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，從而改變兩側(cè)反應(yīng)器的氨氣/空氣混合氣流量的比例，最終使A、B兩側(cè)的效率平衡。A側(cè)脫硝效率為Na，B側(cè)反應(yīng)器出口脫硝效率為Nb，調(diào)節(jié)邏輯如下：

1.3 溶解水及壓縮氣系統(tǒng)

脫硝系統(tǒng)的儀用空氣由廠區(qū)壓縮空氣管網(wǎng)提供，用于計(jì)量與分配裝置的霧化、熱解爐尿素噴槍的密封等。

60——尿素分子量

配制尿素溶液的水采用軟化水。當(dāng)溶解水的總硬度大于2 mmol+/L，需添加適量的阻垢劑。溶解水主要用于尿素溶液的配制以及計(jì)量與分配裝置的沖洗，供應(yīng)全系統(tǒng)MDM 尿素溶液噴槍沖洗使用。

2 控制模式和主要控制回路

2.1 爐內(nèi)換熱器入口稀釋風(fēng)流量調(diào)節(jié)控制

熱解爐的溫度控制采用PID 串級(jí)調(diào)節(jié)，如圖2所示，外回路PID 的設(shè)定值SP1 由運(yùn)行人員手動(dòng)設(shè)定，控制對(duì)象PV1 是熱解爐出口母管溫度，外回路PID的輸出為SP2。

本實(shí)驗(yàn)是微組織（微載體復(fù)合脂肪干細(xì)胞的3D培養(yǎng)）對(duì)周圍神經(jīng)再生的體外研究。利用SD乳鼠脂肪干細(xì)胞分離培養(yǎng)后與多孔明膠微載體材料復(fù)合構(gòu)建微組織，培養(yǎng)3 d后的微組織與背根神經(jīng)節(jié)共培養(yǎng)，觀察其對(duì)背根神經(jīng)節(jié)軸突生長(zhǎng)的促進(jìn)作用，并與2D細(xì)胞共培養(yǎng)以及單純背根神經(jīng)節(jié)比較，并從細(xì)胞增殖和凋亡等方面分析比較2D、3D細(xì)胞培養(yǎng)優(yōu)劣勢(shì)。

外回路PID 的輸出SP2 是內(nèi)回路PID 的設(shè)定值，內(nèi)回路PID 的控制對(duì)象PV2 是爐內(nèi)換熱器的出口稀釋風(fēng)溫度，內(nèi)回路的調(diào)節(jié)輸出量是稀釋風(fēng)機(jī)變頻器頻率指令。溫度測(cè)點(diǎn)PV2 是爐內(nèi)煙氣換熱器的出口稀釋風(fēng)溫度。

串級(jí)PID 控制回路中，一旦控制回路的自動(dòng)功能投入后，內(nèi)回路的設(shè)定值SP2 由外回路給定，SP2 隨著PV1 的變化而變化。主回路PID 具有PV跟蹤功能，實(shí)現(xiàn)無(wú)擾切換，如圖3所示。

2.2 噴槍尿素溶液流量調(diào)節(jié)控制

尿素溶液計(jì)量分配裝置主要由三條工藝管線構(gòu)成，分別是尿素管線，霧化空氣管線和沖洗水管線。來(lái)自尿素制備和儲(chǔ)存系統(tǒng)的合格尿素溶液進(jìn)入到計(jì)量分配裝置的入口管線和由來(lái)自熱解壓縮空氣罐的霧化空氣進(jìn)入計(jì)量分配裝置管線共同供給到噴槍，經(jīng)由噴槍噴嘴霧化后噴入熱解爐，在熱解爐內(nèi)分解成NH

。計(jì)量分配裝置是一個(gè)順序控制

，控制流程如圖4所示。

在此過(guò)程中的控制是每支噴槍尿素溶液量的控制，采用條件流量PID 控制，流量SP 值由氨需量來(lái)決定。停止噴氨時(shí)，順序控制流程如圖5所示：

1.2.1 系統(tǒng)評(píng)估 全面系統(tǒng)收集患者的資料，包括疾病狀況、病程、心理狀態(tài)、飲食習(xí)慣、生活起居、運(yùn)動(dòng)狀況、對(duì)疾病的認(rèn)識(shí)等，為循證護(hù)理提供依據(jù)。

尿素溶液總流量SP（Q

）的計(jì)算公式如下：

以A側(cè)母管電動(dòng)調(diào)節(jié)閥為例。

被調(diào)量PV：A側(cè)反應(yīng)器脫硝效率

嘉慶二十五年（1820年）嘉慶帝去世，道光皇帝的登基給了初彭齡一次發(fā)揮余熱的機(jī)會(huì)。道光元年（1821年）正月，刑部員外郎初彭齡受賞禮部侍郎銜，不久署禮部左侍郎，七月，署禮部右侍郎，八月復(fù)任兵部尚書，十二月，兼署順天府府尹事和工部尚書。一年時(shí)間里，初彭齡從沒(méi)有實(shí)權(quán)的員外郎一躍為工部和兵部?jī)刹孔罡吖賳T。次年閏三月，賞工部尚書初彭齡在紫禁城內(nèi)騎馬。五月改派初彭齡等人承修地壇牌樓石枋及周圍澤河等處工程。道光三年（1823年）三月，命其署教習(xí)庶吉士。道光四年（1824年）四月，初彭齡年老休致，受賞半俸，翌年秋七月謝世。

17——氨分子量

尿素溶液輸送系統(tǒng)主要是為計(jì)量分配裝置持續(xù)提供尿素溶液需量和保證噴射區(qū)域所需壓力，并過(guò)濾尿素溶液以保證噴射器無(wú)故障運(yùn)行，作為尿素溶液儲(chǔ)存和循環(huán)系統(tǒng)的本地/遠(yuǎn)程控制和監(jiān)測(cè)站（就地有控制面板），提供內(nèi)部冗余系統(tǒng)以保證持續(xù)不間斷的運(yùn)行。

醫(yī)學(xué)人才保持終生學(xué)習(xí)的能力，已成為不可或缺的要求。相較于其他專業(yè)，醫(yī)學(xué)對(duì)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和科研素質(zhì)提出了更高的要求[8]，而規(guī)范化的學(xué)生科研團(tuán)隊(duì)則可以為學(xué)生提供良好的科研思維訓(xùn)練。然而由于場(chǎng)地、資金及相關(guān)配套設(shè)施等問(wèn)題，客觀上限制了學(xué)生科研團(tuán)隊(duì)的質(zhì)量。對(duì)比于基數(shù)龐大的學(xué)生數(shù)量，名額配給過(guò)少，只能向精英化模式發(fā)展，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)前需求。對(duì)此，應(yīng)主動(dòng)地改革教學(xué)方式，將一線教學(xué)與學(xué)生科研團(tuán)體相結(jié)合，理論課程教學(xué)作為學(xué)生科研團(tuán)體的基礎(chǔ)，學(xué)生科研團(tuán)體的開(kāi)展促進(jìn)專業(yè)教育的延伸，二者相互促進(jìn)并互相融合。學(xué)校應(yīng)主動(dòng)為學(xué)生科研活動(dòng)的開(kāi)展給予充足的物質(zhì)保障，提升科研團(tuán)隊(duì)質(zhì)量，使更多的學(xué)生從科研活動(dòng)中受益。

ρ——尿素溶液密度

W

——NH

耗量（kg/h）

K——為尿素純度系數(shù)（一般約為97.5%）

單根噴槍尿素溶液流量設(shè)定值為上述總流量除以投運(yùn)噴槍的數(shù)量。其中W

的值一般由鍋爐燃煤量、SCR入口NOx濃度、目標(biāo)SCR出口NOx濃度計(jì)算得出。在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，為了消除溫度對(duì)尿素溶液密度的影響，或滿足對(duì)出口NOx濃度靈活調(diào)整的需求，由W

計(jì)算出理論尿素溶液流量SP后，可設(shè)置修正系數(shù)，并在DCS畫面設(shè)置窗口，系數(shù)由運(yùn)行人員手動(dòng)輸入。以應(yīng)用此調(diào)節(jié)方式的某50 MW 熱電機(jī)組為例，從其168 h 試運(yùn)行曲線可知，出口NOx可穩(wěn)定控制，系統(tǒng)對(duì)負(fù)荷、進(jìn)出口NOx變動(dòng)均有較靈敏響應(yīng)，如圖6所示。

“未名生科一號(hào)” 雖然是“一號(hào)”，但卻是北京大學(xué)高性能計(jì)算校級(jí)公共平臺(tái)上建設(shè)的第三套超算系統(tǒng)了，它誕生之時(shí)已經(jīng)有了兩個(gè)“哥哥”，分別是“大哥”未名一號(hào)和“二哥”未名教學(xué)一號(hào)。

2.3 兩側(cè)噴氨格柵母管調(diào)節(jié)閥控制

其中：

系統(tǒng)啟動(dòng)前和關(guān)閉后保持噴氨格柵A/B母管電動(dòng)調(diào)節(jié)閥全開(kāi)，在脫硝系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定后投入噴氨格柵A/B母管電動(dòng)調(diào)節(jié)閥PID調(diào)節(jié)。

細(xì)胞牽引力顯微鏡技術(shù)是最早用來(lái)測(cè)量細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)之間作用力的一種技術(shù)，也是測(cè)量細(xì)胞牽引力的標(biāo)準(zhǔn)方法。黏附在柔性基底表面的細(xì)胞，對(duì)細(xì)胞下面的彈性基底產(chǎn)生力,引起細(xì)胞周圍的材料的變形，通過(guò)顯微鏡記錄這些變形圖像，根據(jù)數(shù)字圖像相關(guān)算法得到基底上的變形場(chǎng)，反演推算出細(xì)胞表面的應(yīng)力場(chǎng)。

經(jīng)過(guò)查找企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的資料，對(duì)以上比率等進(jìn)行分析，查找企業(yè)在生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)及投資計(jì)劃中存在的問(wèn)題。如我們分析企業(yè)噸油成本時(shí)，通過(guò)產(chǎn)量及發(fā)生的成本或投資情況進(jìn)行比對(duì)，與企業(yè)的EVA考核相結(jié)合，按照成本效益原則，確定企業(yè)投入與產(chǎn)出的比率。

Q

——尿素溶液體積流量（m

）

設(shè)定值SP：操作員設(shè)定（以90%為例）

1）根據(jù)A、B 反應(yīng)器兩側(cè)的效率比較，Na 和Nb均大于或小于90%時(shí)，A、B保持。

2）當(dāng)Na＜90%＜Nb，將A側(cè)閥門超馳至100%開(kāi)度側(cè)調(diào)節(jié)，脫硝效率為70%（暫定）時(shí)調(diào)節(jié)停止；如果達(dá)到100%開(kāi)度仍未平衡，則減小B 側(cè)閥門開(kāi)度至B側(cè)效率70%（暫定）時(shí)停止。

3）當(dāng)Nb＜90%＜Na，將B側(cè)閥門超馳至100%開(kāi)度側(cè)調(diào)節(jié)，脫硝效率為70%（暫定）時(shí)調(diào)節(jié)停止；如果達(dá)到100%開(kāi)度仍未平衡，則減小A 側(cè)閥門開(kāi)度至A側(cè)效率90%（暫定）時(shí)停止。

意志的喪失是最大的喪失，精神的沉淪是最嚴(yán)重的失敗。由此，那位否定精神抑郁會(huì)對(duì)胃部造成傷害的醫(yī)學(xué)博士，我覺(jué)得他忽略了一個(gè)致命的問(wèn)題，即情志的高低，對(duì)肉身器官的影響。在持續(xù)不斷的中醫(yī)和西醫(yī)的論戰(zhàn)當(dāng)中，中醫(yī)藥始終處在一個(gè)劣勢(shì)的地位。各執(zhí)一詞的雙方所持的態(tài)度，也多是主觀性的。事實(shí)上，無(wú)論單純支持哪一方，其結(jié)果都肯定是錯(cuò)誤的。因?yàn)?，世上本?lái)就沒(méi)有絕對(duì)的事情。

2.4 其他控制回路

在30 ℃以下，尿素會(huì)從水溶液中形成結(jié)晶，因此尿素溶液的制備及儲(chǔ)存，均需要保溫，保溫范圍在40～60 ℃，熱源來(lái)自附近的輔汽，儲(chǔ)存罐溫度T1及制備罐溫度T2的控制由母管蒸汽閥、制備罐蒸汽閥、儲(chǔ)存罐蒸汽閥控制，控制邏輯如下：

1)T1＜40 ℃或T2＜40 ℃，執(zhí)行開(kāi)指令：開(kāi)各自蒸汽閥→開(kāi)總閥→開(kāi)調(diào)閥至A%。

2)T1＞60 ℃或T2＞60 ℃，執(zhí)行關(guān)指令：關(guān)總閥→關(guān)各自蒸汽閥→關(guān)調(diào)閥至0。

3)若一個(gè)輸出關(guān)指令，一個(gè)輸出開(kāi)指令，則關(guān)指令只關(guān)閉自身蒸汽閥，開(kāi)指令正常輸出。

3 結(jié)語(yǔ)

尿素?zé)峤夤┌本_自動(dòng)控制的重點(diǎn)是尿素的計(jì)量調(diào)節(jié)，在條件允許的情況下，可將多個(gè)機(jī)組實(shí)際運(yùn)行參數(shù)和需求引入到控制回路中，對(duì)尿素溶液的供應(yīng)量進(jìn)行修正，在尿素制備過(guò)程中，應(yīng)提高尿素溶液加熱保溫系統(tǒng)的可靠性，規(guī)避因溫度變化引起的尿素溶液密度波動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)，減小由此帶來(lái)的計(jì)算誤差。

[1]胡劍利，陳雨帆，沈思言，黃永杰，潘樂(lè)剛，李文華，楊景焜，陳臻.火電廠脫硝尿素制氨工藝比選及應(yīng)用進(jìn)展[J].能源工程，2021(4):43-47+53.DOI:10.16189/j.cnki.nygc.2021.04.007.

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