二次再熱塔式燃煤機(jī)組脫硝系統(tǒng)智能優(yōu)化技術(shù)研究

薛時飛，張偉，薛蛟，李松洋

（內(nèi)蒙古京能雙欣發(fā)電有限公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 016100）

目前，我國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，火電廠為了更好地滿足我國社會的需求，火電廠的規(guī)模不斷擴(kuò)大，火電廠的使用設(shè)備也在不斷優(yōu)化和升級，許多火電廠采用催化還原法煙氣脫硝系統(tǒng)進(jìn)行生產(chǎn)，但在實際的生產(chǎn)過程中，會容易受到主觀因素或客觀因素的影響，影響煙氣脫硝系統(tǒng)的正常運行，降低煙氣脫硝系統(tǒng)的運行效率，還會造成一定的空氣污染，排放出大量的煙氣，影響空氣環(huán)境。因此，要積極采取措施根據(jù)我國火電廠實際的生產(chǎn)情況選擇合理的脫硝系統(tǒng)，促進(jìn)脫硝系統(tǒng)的智能優(yōu)化，促進(jìn)脫硝系統(tǒng)向著智能化和產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展，不斷提高火電廠的生產(chǎn)效率，改善我國的生態(tài)環(huán)境，降低燃煤煙氣污染物的排放量，更好地滿足我國社會群眾的需求。

1 脫硝智能優(yōu)化控制關(guān)鍵技術(shù)

1.1 溫度自動控制

火電廠在實際的生產(chǎn)過程中，會采用液氨蒸發(fā)溫度自動控制技術(shù)，液氨蒸發(fā)會根據(jù)溫度的變化進(jìn)行自動控制，并根據(jù)生產(chǎn)回路進(jìn)行運輸，能夠根據(jù)實際使用的液氨流量與生成的液氨流量形成的差距進(jìn)行具體的調(diào)節(jié)和控制，從而使液氨流量與生成的液氨量能夠平衡，使控制效果更加平穩(wěn)，實現(xiàn)火電廠實際的生產(chǎn)目標(biāo)。

1.2 煙氣噴氨智能優(yōu)化控制

煙氣噴氨智能優(yōu)化控制也是脫硝系統(tǒng)中的重要組成部分，能夠進(jìn)行精細(xì)化的處理，能夠?qū)煔庵械牡趸镞M(jìn)行精準(zhǔn)的控制和排放，能夠降低火電廠在生產(chǎn)過程中的污染排放量，使其能夠符合我國規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)和要求，保證企業(yè)生產(chǎn)的迅速進(jìn)行，更好地滿足社會群眾的需求。首先，煙氣噴氨智能優(yōu)化控制能夠進(jìn)行氨含量的控制和管理，能夠根據(jù)生產(chǎn)過程中排放的氨含量進(jìn)行評估，評估煙氣中的氮氧化物的含量，并結(jié)合我國規(guī)定的環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)對氮氧化合物進(jìn)行處理，設(shè)定相應(yīng)的脫硝值，精確計算處理脫硝劑所需要的氨含量，保證計算算法的嚴(yán)密性和科學(xué)性。然后，再采用主調(diào)節(jié)分級系統(tǒng)合理測量鍋爐生產(chǎn)過程中的爐膛溫度，進(jìn)出口的氮氧化合物的含量，根據(jù)測量的數(shù)據(jù)和結(jié)果設(shè)置所需要的氨含量的具體數(shù)值，然后打開閥門，計算閥門開度。其次，進(jìn)行卡邊控制，在計算火電廠平均每小時的均值后，根據(jù)實際的生產(chǎn)凈值以及我國環(huán)保規(guī)定的要求修改企業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生二氧化硫的控制點，進(jìn)行卡邊控制，從而不僅能夠?qū)崿F(xiàn)我國環(huán)保的要求，滿足企業(yè)的正常生產(chǎn)水平，還能夠有效控制二氧化硫的排放量，能夠節(jié)約火電廠的脫硫劑，降低污染物處理的成本，減少氨逃逸。再次，是預(yù)測控制。在進(jìn)行脫硝系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)時，被控對象通常會有3分鐘的延遲緩沖時間，整個脫硫過程大概需要十幾分鐘，會存在一定的滯后性，因此，需要采用預(yù)測控制，要進(jìn)行分區(qū)管理，根據(jù)實際情況進(jìn)行具體的優(yōu)化和檢查，要控制氨的排量，與國家環(huán)保規(guī)定的考核目標(biāo)相一致，并保證能夠符合相應(yīng)的環(huán)保要求。預(yù)測控制主要采取神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，能夠在線辨別氨含量，能夠利用先進(jìn)的信息技術(shù)和智能化技術(shù)對含量以及燃煤量進(jìn)行科學(xué)系統(tǒng)的檢查，能夠?qū)⒊隹诘牡趸衔锏暮窟M(jìn)行及時的測定，并進(jìn)行在線識別，能夠有效辨別氮氧化物進(jìn)入和輸出的關(guān)系，并準(zhǔn)確測定含量，提前根據(jù)含量制定相應(yīng)的處理措施，從而保證氮氧化合物排放的穩(wěn)定性。此外，還可以進(jìn)行分區(qū)控制，將控制系統(tǒng)中的各個環(huán)節(jié)采用回路的方式進(jìn)行有效的連接，當(dāng)系統(tǒng)中的氮氧化物的濃度出現(xiàn)偏差時，可以采取分區(qū)控制的方法，解除系統(tǒng)中的回路，然后利用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行同步操作，對氮氧化合物的含量進(jìn)行有效的控制，并直接輸出控制各區(qū)域的閥門，提高調(diào)節(jié)系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和靈敏度，當(dāng)各個分區(qū)中的氮氧化物的濃度與實際的生產(chǎn)要求出現(xiàn)過大的偏差時，要解除同步操作，要利用總體控制系統(tǒng)進(jìn)行分級控制，并根據(jù)實際情況進(jìn)行科學(xué)測算，并制定相應(yīng)的控制策略，使噴出口的氨濃度更加均勻，更加穩(wěn)定，更好地符合火電廠的實際生產(chǎn)需求，同時，也能夠有效提高還原劑的利用率，促進(jìn)火電廠的生產(chǎn)發(fā)展。

1.3 兩側(cè)反應(yīng)器平衡系統(tǒng)

兩側(cè)反應(yīng)器平衡系統(tǒng)的平衡協(xié)調(diào)也是脫硝系統(tǒng)中的重要組成部分，在實際運轉(zhuǎn)中，脫硝系統(tǒng)通常會有兩個脫硝反應(yīng)器，兩個脫硝反應(yīng)器同時運轉(zhuǎn)時，脫硝系統(tǒng)排放的污染物能夠符合我國國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)和要求，能夠減少污染物對空氣和環(huán)境的影響，有效地保護(hù)我們的生態(tài)環(huán)境，維持生態(tài)平衡。當(dāng)單個反應(yīng)器進(jìn)行運轉(zhuǎn)開放時，可能會達(dá)不到我國規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，因此必須使兩側(cè)反應(yīng)器平衡協(xié)調(diào)，充分發(fā)揮兩側(cè)反應(yīng)器的作用。其次，兩側(cè)反應(yīng)器需要添加催化劑，催化劑的填充量以及催化劑的填充時間也會造成一定的影響，必須保證兩側(cè)反應(yīng)器催化劑填充的一致性，保證填充時間以及填充量的協(xié)調(diào)，從而使兩側(cè)反應(yīng)器能夠協(xié)調(diào)運轉(zhuǎn)，共同工作，保證兩側(cè)反應(yīng)器的平衡，使脫硝系統(tǒng)能夠有效地運轉(zhuǎn)，達(dá)到脫硝系統(tǒng)控制的目標(biāo)。

1.4 脫硝氨逃逸智能控制

1.4.1 氨逃逸現(xiàn)狀及危害

氨氣在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)逃逸后，會與空氣中的三氧化硫產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，會生成硫酸氫氨，硫酸氫氨一經(jīng)排放后會嚴(yán)重影響生態(tài)環(huán)境，破壞生態(tài)平衡，并且硫酸氫氨在高溫環(huán)境下會出現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)，會附著在機(jī)械設(shè)備的高溫管或低溫管，還會產(chǎn)生灰塵，粘附到空預(yù)器的表面，導(dǎo)致相關(guān)零部件出現(xiàn)破損和臟污，降低空預(yù)器的使用效果，不能實現(xiàn)預(yù)期的效果，導(dǎo)致排煙溫度較高，影響鍋爐的運轉(zhuǎn)水平，降低了鍋爐的運行效率，不能進(jìn)行后期的生產(chǎn)活動。因此，為了有效減少脫硝裝置故障對鍋爐生產(chǎn)效果的影響，必須有效控制實際硫酸氫氨的排放量，要使硫酸氫氨的生產(chǎn)效率與周圍的溫度和氨氣含量相一致，對火電機(jī)組的煙氣排放量以及水的含量進(jìn)行有效管控，嚴(yán)格防止出現(xiàn)氨逃逸，降低氨逃逸率。

1.4.2 氨逃逸智能控制

脫硝系統(tǒng)正常運行時，要嚴(yán)格控制氨的排放量和輸出量，要防止噴入的氨氣過多，造成氨逃逸，必須嚴(yán)格測定系統(tǒng)中氨的含量，按照實際氨存在量進(jìn)行生產(chǎn)，防止出現(xiàn)氨逃逸。如果出現(xiàn)氨逃逸，要將其控制在合理的范圍內(nèi)，不能超過3ppm。其次，鍋爐在正常運轉(zhuǎn)過程中，通常會打開燃燒機(jī)，燃燒多余的氨氣，通過這種方式不僅能夠有效保護(hù)鍋爐的正常運轉(zhuǎn)，提高鍋爐的運轉(zhuǎn)效率，同時又能夠有效減少氨逃逸，能夠使鍋爐協(xié)調(diào)運行，共同減少氮氧化物的生成量，從而更好地滿足我國規(guī)定的環(huán)保要求，保護(hù)我國的生態(tài)環(huán)境。再次，鍋爐在正常運轉(zhuǎn)過程中可能會生成氮氧化合物，這是不可避免的。因此，相關(guān)工作人員要明確氧化物的排放量控制在合理的范圍內(nèi)，要有效利用兩側(cè)反應(yīng)器，既促進(jìn)兩側(cè)反應(yīng)器的平衡協(xié)調(diào)，讓兩個反應(yīng)器能夠發(fā)揮自身的優(yōu)勢和作用，要保證兩側(cè)反應(yīng)器排放的氮氧化物的濃度，符合國家標(biāo)準(zhǔn)的范圍內(nèi)，避免任何一側(cè)的氮氧化物排放量過高，提高氨氣逃逸率。此外，還要對運行系統(tǒng)進(jìn)行有效的控制，要加強對空濾器進(jìn)出口的監(jiān)視，要合理測定進(jìn)出口的壓強，一旦出現(xiàn)壓強增大就要減少氨排放，從而更好地保證鍋爐系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)火電廠實際的生產(chǎn)目標(biāo)。

2 技術(shù)成果

2.1 鏡面焊接工裝

傳統(tǒng)的鏡面焊接工具通常會采用強力磁鐵進(jìn)行吸附，固定在任何建筑材料上，通過這種方式不能夠吸附在不銹鋼管上，需要對受熱面進(jìn)行詳細(xì)的統(tǒng)計和分析，并根據(jù)實際情況結(jié)合設(shè)計圖紙對現(xiàn)場的施工位置和焊接位置進(jìn)行準(zhǔn)確的分析和定位，通過鏡面焊接工裝能夠?qū)ο到y(tǒng)運轉(zhuǎn)進(jìn)行全方位的控制，能夠采用磁性的材料制作相應(yīng)的固定裝置，同時，相關(guān)工作人員還可以手拿磁鐵的方式進(jìn)行施工操作，能夠有效保證施工人員的工作安全，同時采用鏡面焊接工裝能夠有效保證施工位置的固定性，能夠?qū)﹀仩t上接縫的盲區(qū)進(jìn)行有效的焊接，能夠大大提高焊接施工工作的進(jìn)度，提高施工焊縫的質(zhì)量，保證脫硝系統(tǒng)能夠順利運行。此外，通過焊接工裝也能夠有效進(jìn)行絕緣，能夠?qū)^緣系統(tǒng)進(jìn)行有效處理，防止出現(xiàn)短路破壞脫硝系統(tǒng)的部分管道，保證相關(guān)工作人員的施工安全。

2.2 實際脫硝控制效果

在實際的生產(chǎn)過程中，許多公司還采用原有的DCS系統(tǒng)進(jìn)行串級控制，通過該系統(tǒng)進(jìn)行控制不能夠?qū)ο到y(tǒng)中的氨含量進(jìn)行科學(xué)合理的測算，同時，也不能夠?qū)χ骰芈返牡趸衔锏暮窟M(jìn)行有效測定，不能夠防止氨氣的輸入和輸出。同時，由于該系統(tǒng)的精準(zhǔn)度較低，不能夠?qū)ο嚓P(guān)參數(shù)進(jìn)行科學(xué)合理的計算，很難滿足企業(yè)的施工要求，導(dǎo)致后期的工作不能有效運轉(zhuǎn)，不能夠?qū)崿F(xiàn)企業(yè)實際的生產(chǎn)目標(biāo)。因此，基于上述問題，機(jī)組可以采用先進(jìn)的現(xiàn)代化技術(shù)，可以促進(jìn)脫硝系統(tǒng)智能化和專業(yè)化發(fā)展，可以采用先進(jìn)的智能優(yōu)化系統(tǒng)，采用先進(jìn)的智能技術(shù)，采用PLC外掛控制器對整體的過程進(jìn)行合理的控制，精確計算系統(tǒng)運轉(zhuǎn)過程中的所有參數(shù)，并準(zhǔn)確計算氨的排放量和輸出量以及氮氧化合物的生產(chǎn)量，對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行及時的記錄并分析相關(guān)數(shù)據(jù)，明確基礎(chǔ)的運行狀態(tài)。當(dāng)曲線過大時，則證明基礎(chǔ)的運行狀態(tài)較差，出現(xiàn)了負(fù)荷運轉(zhuǎn)，因此要減少系統(tǒng)的使用次數(shù)，讓系統(tǒng)得到一定程度的緩沖，改變系統(tǒng)的運行狀態(tài)，保證脫硝系統(tǒng)能夠在穩(wěn)定的情況下取得更好的運行效果，保證企業(yè)完成預(yù)期的生產(chǎn)目標(biāo)。

2.3 采用尾部煙氣擋板調(diào)節(jié)再熱蒸汽溫度

在二次再熱機(jī)組中，能夠?qū)杉墯鉁剡M(jìn)行單獨的控制，能夠根據(jù)實際的溫度狀況和實際的生產(chǎn)狀態(tài)進(jìn)行分析，并制定科學(xué)的研究措施，可以采用尾部煙氣擋板的控制方法利用擋板進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)，可以對熱氣進(jìn)行調(diào)溫，使用擋板進(jìn)行溫度調(diào)控，對溫度進(jìn)行合理有效的控制。如果無法調(diào)節(jié)受熱面積時，運行系統(tǒng)可能會出現(xiàn)溫度過高或過低的現(xiàn)象，會影響系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)水平，造成嚴(yán)重的安全問題，影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)水平。因此，要采取措施解決溫度問題，可以制定相應(yīng)的設(shè)計方案，確保系統(tǒng)能夠有充足的吸熱能力，分割成三個煙道，在中間放置二次低溫散熱器，在兩邊放置一次低溫加熱器，形成平行三煙道的放置方式，有效調(diào)整脫硝系統(tǒng)的溫度，保證溫度水平控制在合理的范圍內(nèi)，保證系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)火電廠實際的生產(chǎn)目標(biāo)，降低污染物的排放率。

3 二次再熱塔式燃煤機(jī)組脫硝系統(tǒng)智能優(yōu)化技術(shù)解決的問題

在新形勢下，我國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，我國的信息技術(shù)以及科學(xué)技術(shù)也在不斷進(jìn)步，相應(yīng)的機(jī)械設(shè)備也在不斷優(yōu)化和升級，并逐漸應(yīng)用到火電廠等發(fā)展領(lǐng)域，在我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展中具有越來越重要的地位。將二次再熱塔式燃煤機(jī)組脫硝系統(tǒng)進(jìn)行智能優(yōu)化和升級，并使用先進(jìn)的智能技術(shù)能夠有效降低工作人員的勞動強度，能夠強化工作人員的責(zé)任意識，讓工作人員能夠更加了解自己的工作內(nèi)容和工作方式，能夠利用先進(jìn)的智能化技術(shù)從事生產(chǎn)過程，還能夠利用智能化技術(shù)實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的無人操作，不僅能夠保證企業(yè)生產(chǎn)工作的順利進(jìn)行，實現(xiàn)企業(yè)的實際生產(chǎn)目標(biāo)，還能夠有效減輕工作人員的勞動負(fù)擔(dān)，還能夠保障工作人員的安全生產(chǎn)，降低企業(yè)人力資源的使用成本，提高企業(yè)的實際凈收益。其次，脫硝系統(tǒng)中會產(chǎn)生一定的二氧化硫，會嚴(yán)重破壞生態(tài)環(huán)境，影響大氣，造成嚴(yán)重的大氣污染，因此，通過智能化技術(shù)的應(yīng)用能夠有效提高脫硫劑的使用效率，能夠根據(jù)實際二氧化硫的產(chǎn)生量，科學(xué)地搭配脫硫劑，并能夠有效調(diào)整脫硫島內(nèi)的實際溫度，能夠采用壓床進(jìn)行自動控制，提高相應(yīng)參數(shù)和技術(shù)指標(biāo)的精準(zhǔn)度，保證脫硫工作的穩(wěn)定進(jìn)行，使脫硫系統(tǒng)能夠正常運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)企業(yè)脫硫系統(tǒng)的實際的生產(chǎn)目標(biāo)，降低火電廠實際工作過程中對大氣的污染，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，使企業(yè)的污染指標(biāo)能夠更加符合我國規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)和要求。再次，通過使用智能化關(guān)鍵技術(shù)還能夠有效地對裝置進(jìn)行集中性的操作，能夠從整體出發(fā)根據(jù)實際的生產(chǎn)狀況和生產(chǎn)條件對多臺鍋爐以及脫硝設(shè)備、脫硫設(shè)備進(jìn)行集中系統(tǒng)的運用，能夠?qū)λ械臋C(jī)械設(shè)備進(jìn)行集中統(tǒng)一的管理，并進(jìn)行智能化的控制。同時，采用智能化技術(shù)，還能夠有效檢測監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)的各項數(shù)據(jù)，能夠?qū)ο嚓P(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，實現(xiàn)協(xié)調(diào)發(fā)展，對多裝置進(jìn)行共同的控制和管理，使各項控制指標(biāo)能夠符合我國規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)和要求，降低污染物的產(chǎn)生量，滿足我國火電廠實際的生產(chǎn)需求。此外，在進(jìn)行系統(tǒng)卡邊控制時，能夠有效地控制煙氣的排放量，能夠?qū)ξ廴疚镞M(jìn)行脫硫處理，降低大氣污染程度，保護(hù)我國的生態(tài)環(huán)境，降低脫硫劑的使用量，不僅能夠有效降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，增加企業(yè)的競爭力，還能夠有效降低脫硝系統(tǒng)的能耗，從而更好地保護(hù)企業(yè)的能源資源，保護(hù)我國的火電廠，促進(jìn)火電廠的持續(xù)健康發(fā)展。此外，在對脫硝系統(tǒng)進(jìn)行有效控制時，還能夠從整體出發(fā)，嚴(yán)格保證和控制各項指標(biāo)，保證各項指標(biāo)的合理性，當(dāng)指標(biāo)出現(xiàn)誤差或問題時，還能夠及時根據(jù)系統(tǒng)的運行狀態(tài)采取積極的優(yōu)化措施進(jìn)行處理，能夠保證相關(guān)指標(biāo)的合理性和穩(wěn)定性，保證指標(biāo)在合理的評價范圍內(nèi)，減少出現(xiàn)氨逃逸，降低氨逃逸率。同時，還能夠有效對換熱器進(jìn)行優(yōu)化和升級，提高換熱器的運行效率，從而更好地保證鍋爐能夠有效運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)鍋爐生產(chǎn)的預(yù)期目標(biāo)，從而更好地實現(xiàn)我國的環(huán)境保護(hù)政策，優(yōu)化我國燃煤電廠的生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，促進(jìn)燃煤電廠的升級優(yōu)化，讓煤電廠能夠在新時期有更好的發(fā)展水平和發(fā)展道路，能夠減少污染物排放量，保護(hù)我國的生態(tài)環(huán)境，治理大氣污染，充分發(fā)揮燃煤火電廠的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)語

綜上所述，在新形勢下，我國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，人均可支配收入不斷增多，人們的精神水平也在不斷提高，對污染治理以及環(huán)境保護(hù)的意識也在不斷增強。同時，我國的科學(xué)技術(shù)也在高速發(fā)展并不斷應(yīng)用多個領(lǐng)域，能夠促進(jìn)企業(yè)的優(yōu)化升級，實現(xiàn)企業(yè)的生產(chǎn)目標(biāo)。燃煤火電廠是我國重要的生產(chǎn)部門，能夠為我國企業(yè)生產(chǎn)和人民生活提供源源不斷的動力，因此，要對燃煤火電廠進(jìn)行優(yōu)化和升級，要在新時期采用先進(jìn)的智能技術(shù)以及污染處理技術(shù)，對燃煤火電廠進(jìn)行改造，促進(jìn)燃煤電廠的智能化、科技化發(fā)展，使污染物排放能夠符合我國國家規(guī)定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求，加強大氣污染治理，有效保護(hù)我國的自然環(huán)境，充分發(fā)揮燃煤電廠的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。