某660MW燃煤機(jī)組脫硝監(jiān)視報警系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用

中電華創(chuàng)（蘇州）電力技術(shù)研究有限公司 吳 瑋 郭 磊 劉艇安 王 靚 吳小琴

某發(fā)電廠額定容量為660MW，為超臨界“W”火焰鍋爐燃煤發(fā)電機(jī)組。SCR 脫硝裝置采用尿素水解法制備氨氣，催化劑層數(shù)按“3+1”布置。在設(shè)計(jì)煤種及校核煤種、鍋爐35～100%BMCR 工況下、在SCR 入口NOx濃度為800mg/Nm3（6%氧量，干基）時處理100%煙氣量條件下，SCR 的脫硝效率不小于87.5%。

1 脫硝監(jiān)視報警系統(tǒng)

1.1 脫硝實(shí)時監(jiān)視

信息概覽。實(shí)現(xiàn)在全國地圖上脫硝信息以區(qū)域的形式展示，并支持跳轉(zhuǎn)實(shí)時脫硝系統(tǒng)畫面監(jiān)視及總體重要指標(biāo)一覽。以表格形式展示電廠裝機(jī)容量、各機(jī)組負(fù)荷狀態(tài)及負(fù)荷率，電廠脫硝指標(biāo)，通過地圖快速選擇機(jī)組并訪問實(shí)時數(shù)據(jù)監(jiān)視畫面。

脫硝實(shí)時監(jiān)視。是場站脫硝系統(tǒng)流程圖的一個實(shí)時監(jiān)視頁面，展示所有關(guān)鍵指標(biāo)實(shí)時數(shù)據(jù)。并支持畫面回放分析及指標(biāo)歷史趨勢分析。參數(shù)方面主要有SCR 反應(yīng)器A、B側(cè)脫硝效率、出入口NOx濃度、入口煙溫等。畫面根據(jù)選擇的時間顯示對應(yīng)時間的參數(shù)值及具體信息，并展示該參數(shù)的歷史曲線，選擇時間段，實(shí)現(xiàn)添加若干點(diǎn)在同一坐標(biāo)軸上同時展示。數(shù)據(jù)支持Excel 導(dǎo)出功能（時間、點(diǎn)名、描述、數(shù)值、最大值標(biāo)記、最小值標(biāo)記、平均值）。

脫硝實(shí)時監(jiān)視主要將脫硝流程圖進(jìn)行集成優(yōu)化，在流程圖上看到所有的脫硝系統(tǒng)重要指標(biāo)實(shí)時數(shù)據(jù)，分析現(xiàn)場實(shí)時工況[1]。實(shí)現(xiàn)實(shí)時畫面，支持歷史畫面回放和實(shí)時展示數(shù)據(jù)測點(diǎn)信息，追溯sis 測點(diǎn)，對歷史數(shù)據(jù)挖掘分析。測點(diǎn)具備歷史趨勢分析功能可用于一個指標(biāo)或者多個指標(biāo)對比分析。

1.2 實(shí)時報警及查詢

是將脫硝指標(biāo)添加合理的上下限，用于分析超限的報警記錄。報警信息會包含報警時間、報警時長、報警限值以及報警區(qū)間的數(shù)據(jù)趨勢分析，能夠多個維度分析和排序報警事件。對于超標(biāo)的數(shù)值，實(shí)時畫面中將以不同的顏色進(jìn)行突出顯示，并提供超限報警查詢功能。超限報警模塊設(shè)置了關(guān)于脫硝效率、煙氣溫度等參數(shù)的報警管理[2-5]。報警信息包括測點(diǎn)名稱、電廠名稱、報警時間、報警時長、報警限值，可進(jìn)一步彈出詳情曲線的對話框。脫硝指標(biāo)實(shí)時觸發(fā)報警事件的查詢，并支持多重篩選。報警事件根據(jù)時間維度，超限時長以及比例極值多個維度分析。報警事件適于分析源點(diǎn)在事件觸發(fā)區(qū)間的趨勢，了解數(shù)值走勢。

1.3 脫硝數(shù)據(jù)綜合監(jiān)視

是展示所有機(jī)組脫硝重要指標(biāo)累計(jì)數(shù)據(jù)的動態(tài)效果圖，以圖表等形式對指標(biāo)數(shù)值進(jìn)行一個直觀的分析，報警信息預(yù)覽窗口查看，支持單個指標(biāo)篩選分析。數(shù)據(jù)綜合監(jiān)視部分，以曲線、條形圖、報警燈等直觀的形式展示了各機(jī)組NOx、SO2、煙塵的實(shí)時排放濃度、總負(fù)荷率、機(jī)組報警信息、報警統(tǒng)計(jì)和報警小時統(tǒng)計(jì)等信息。所有機(jī)組脫硝重要指標(biāo)綜合分析，根據(jù)每個機(jī)組的數(shù)據(jù)直觀的發(fā)現(xiàn)差異。報警信息預(yù)覽讓用戶不必每個報警都進(jìn)行查看，根據(jù)預(yù)覽小窗關(guān)注有用的報警記錄后再進(jìn)入報警詳情頁面分析。動態(tài)圖表能夠直觀對比和對外展示。

2 對標(biāo)管理

對標(biāo)管理是一個數(shù)據(jù)管理模塊，支持專業(yè)人員對數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析和診斷，分為報表統(tǒng)計(jì)、分類統(tǒng)計(jì)、內(nèi)部對標(biāo)管理三個延展頁面。報表統(tǒng)計(jì)以月報表的形式展示脫硝系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)的數(shù)據(jù)；分類統(tǒng)計(jì)在月報表的基礎(chǔ)上，支持機(jī)組信息篩選對同容量機(jī)組報表數(shù)據(jù)篩選挖掘同類數(shù)據(jù)分析；內(nèi)部對標(biāo)管理實(shí)現(xiàn)了尋找脫硝最佳運(yùn)行工況、指導(dǎo)催化劑的吹灰、再生或換裝等策略，為機(jī)組脫硝系統(tǒng)的運(yùn)行提供指導(dǎo)。

2.1 報表統(tǒng)計(jì)、分類統(tǒng)計(jì)

報表統(tǒng)計(jì)以月為單位統(tǒng)計(jì)相關(guān)參數(shù)，如累積發(fā)電量、脫硝效率、脫硝入口NOx濃度、脫硝出口氮氧化物濃度、總排口煙氣NOx濃度、氨逃逸濃度、還原劑消耗量及空預(yù)器阻力等參數(shù)；為了便于從不同催化劑類型、不同機(jī)組容量的分類對所有機(jī)組重要脫硝參數(shù)進(jìn)行查詢，提供機(jī)組信息篩選查詢功能，展示脫硝系統(tǒng)的主要參數(shù)，讓管理人員對于脫硝系統(tǒng)當(dāng)前的整體概況有更深的了解。

2.2 內(nèi)部對標(biāo)管理

內(nèi)部對標(biāo)管理側(cè)重于同一脫硝系統(tǒng)不同時間的脫硝能力對比，例如脫硝效率、NOx濃度等。由于同一臺機(jī)組使用的煤質(zhì)與運(yùn)行工況也相似，通過較長時間間隔（如當(dāng)日與去年當(dāng)日）的脫硝系統(tǒng)參數(shù)對比，判斷催化劑活性變化的情況，進(jìn)一步可以為催化劑的吹灰、再生或換裝策略提供參考。此外，由于同一臺機(jī)組的主輔設(shè)備相對穩(wěn)定，通過對較短時間間隔內(nèi)（催化劑劣化可以忽略）脫硝運(yùn)行參數(shù)的對比，找到最佳運(yùn)行工況，為機(jī)組運(yùn)行提供一定指導(dǎo)[1-2]。同比環(huán)比查詢以報表的形式將各機(jī)組不同運(yùn)行時期的參數(shù)對比，運(yùn)行狀況較優(yōu)的時期給之后的運(yùn)行提供一定的參考和指導(dǎo)作用。

報表統(tǒng)計(jì)展示各個機(jī)組的抄表指標(biāo)月報數(shù)據(jù)，并支持機(jī)組篩選可進(jìn)行場站表底數(shù)據(jù)對比。實(shí)現(xiàn)報表輸出，形成各機(jī)組定期運(yùn)行評價，便于數(shù)據(jù)進(jìn)一步分析。分類統(tǒng)計(jì)對所有機(jī)組脫硝系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行查詢，提供機(jī)組信息篩選查詢功能，對比相同機(jī)組容量的數(shù)據(jù)對于脫硝系統(tǒng)當(dāng)前的整體概況有更深的了解。內(nèi)部對標(biāo)管理通過較長時間間隔（如當(dāng)日與去年當(dāng)日）的脫硝系統(tǒng)參數(shù)對比，判斷催化劑活性變化的情況，進(jìn)一步可以為催化劑的吹灰、再生或換裝策略提供參考。同比環(huán)比查詢以報表的形式將各機(jī)組不同運(yùn)行時期的參數(shù)對比，運(yùn)行狀況較優(yōu)的時期給之后的運(yùn)行提供一定的參考和指導(dǎo)作用。

表1 在線問題診斷及應(yīng)對策略表

3 脫硝實(shí)時參數(shù)診斷分析

脫硝實(shí)時參數(shù)診斷分析模塊通過對實(shí)時數(shù)據(jù)進(jìn)行自定義邏輯的判斷，從而達(dá)到報警信息的觸發(fā)。報警信息觸發(fā)后會展示光字牌并給出分析診斷和解決措施，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的及時反饋和分析、并最終將問題閉環(huán)的目的。以實(shí)時參數(shù)為基礎(chǔ)，經(jīng)過精確計(jì)算，將滿足設(shè)定條件的報警信息及時準(zhǔn)確地通過平臺顯示[3-5]；并根據(jù)生產(chǎn)歷史參數(shù)生成歷史曲線進(jìn)行診斷分析。生產(chǎn)、管理人員可查詢報警記錄。報警測點(diǎn)配置包含對小時均值報警、指標(biāo)瞬時報警、數(shù)據(jù)中斷報警等的配置。對因指標(biāo)（參數(shù)）異常引起設(shè)備異常、設(shè)備損壞等事件自動進(jìn)入在線診斷處理。針對報警內(nèi)容，彈出在線診斷建議。

脫硝出口氮氧化物濃度與總排口氮氧化物濃度正掛或倒掛、氨逃逸異常、空預(yù)器差壓高、還原劑消耗量大及稀釋風(fēng)量異常等事件一旦觸發(fā)，則自動進(jìn)入在線診斷處理。及時的通過實(shí)時數(shù)據(jù)生成報警內(nèi)容，彈出在線診斷建議，高效的發(fā)現(xiàn)問題并提供方案供現(xiàn)場人員參考。對于實(shí)時報警事件能給關(guān)聯(lián)此事件最近的歷史事件，追溯歷史事件的觸發(fā)區(qū)間及分析數(shù)據(jù)趨勢。通過實(shí)時及歷史事件的綜合分析判斷事件是否是偶發(fā)事件還是緊急需要處理的事件，有效避免生產(chǎn)事故。系統(tǒng)支持在頁面下載配置和上傳配置文件，完成修改并更新相關(guān)診斷策略，以修改、添加事件的觸發(fā)邏輯。

4 結(jié)語

通過對脫硝監(jiān)視報警系統(tǒng)各項(xiàng)功能的應(yīng)用，形成以下應(yīng)用效果評價：脫硝監(jiān)視報警系統(tǒng)將電廠脫硝系統(tǒng)的主要信息進(jìn)行可視化展示，對所展示的數(shù)據(jù)進(jìn)行深度分析；實(shí)現(xiàn)實(shí)時監(jiān)視報警，對于運(yùn)行異常的情況及時實(shí)施報警；實(shí)現(xiàn)尋找脫硝最佳運(yùn)行工況、指導(dǎo)催化劑的吹灰、再生或換裝等策略，為機(jī)組脫硝系統(tǒng)的運(yùn)行提供指導(dǎo)；實(shí)現(xiàn)了以實(shí)時參數(shù)為基礎(chǔ)，進(jìn)行在線診斷分析，針對報警內(nèi)容，彈出在線診斷建議。對脫硝管理的效率提升、指標(biāo)控制、數(shù)據(jù)收集與分析、數(shù)據(jù)跟蹤等多個方面發(fā)揮了積極的作用。