分析火电机组脱硝自动控制系统优化

高亚洲

【摘  要】火电机组脱硝是火力发电厂运行过程中一个必不可少的流程，主要功能是去除燃烧过程中产生的氮氧化物，避免对大气环境造成污染。目前脱硝工程已被我国列入十二五节能规划工程中的十大工程之一，火电机组脱硝的重要性不得而知，要提升火电机组脱硝效率，减少对环境的影响，就要改善脱硝的自动控制系统，从而减少脱硝过程的成本，响应国家的环境保护战略。本文主要阐述了火电机组脱硝自动控制系统的重要性、当前出现的问题以及优化自动控制系统的措施。

【关键词】火电机组;脱硝;自动控制;系统优化

去除火电机组运行过程中因燃煤而产生的大量氮氧化物，避免对环境造成严重污染已成为世界各国普遍关注的问题，世界主流脱硝工艺主要有SCR和SNCR两种，都是通过应用自动控制系统来实现氮氧化物的去除。自动控制系统运行的效率直接影响脱硝成果，如果自动控制系统运行不正常，将会使脱硝后的氮氧化物排放量超出规定标准，不可避免的也会增加液氨量的消耗，从而抬高火电机组运行总成本。因此，促进脱硝自动控制系统优化升级对降低生产成本和保护环境资源格外重要。

一、促进火电机组脱硝自动控制系统优化升级的重要意义

2017年4月份通过对某发电公司的调研，对其主要进行了脱硝自动控制系统运行情况的调查，通过连续的考查记录和计算，发现#1机组脱硝自动控制系统在连续的两个月内的投入时间为零，自动控制系统出现异常，无法正常发挥功能，人工控制出口的氮氧化物浓度严重超标，为了平衡氮氧化物排放浓度，增加了大量的液氨投入，极大地增加了工作人员的工作量，不仅如此，时间和原料成本也大大上升，空预器、引风机等设备安全隐患增加，火电机组的运行成本大幅度增加，公司的经济效益受到影响，公司也在国家环保政策的边缘徘徊，稍有疏忽就会遭到国家环保部门严厉的惩罚，公司发展面临很大的挑战。因此，脱硝自动控制系统的优化升级与不断改进就显得格外重要，完善的脱硝自动控制系统会直接促进脱硝效果的提升以及火电机组运行成本的下降，使公司能够以最优姿态响应国家的环境保护政策，为社会进步和经济发展做出贡献，同时也促进自身企业的长远发展。

二、火电机组脱硝自动控制系统当前面临的主要问题

通过对该公司#1机组脱硝自动控制系统不能正常发挥作用的原因分析，对自动控制系统的各个组成部分进行了细致的考查，总结出了当前火电机组脱硝自动控制系统普遍存在的问题。

（一）烟气流量值计算方法不当

通过从副调节器中统计烟气流量的方法计算出来的喷氨值往往与实际值有很大偏差，因为副调节器本身使用的烟气流量值就不够准确，导致计算值与实际需求值的较大出入，因此操作系统就不能达到预期运行效果。而采用计算总风量折算出的烟气值能够有效的改变这一弊端，使计算值与实际需求值更加吻合，使自动控制系统发挥出更好的效果。

（二）副调控制器中缺少前馈环节

火电机组脱硝自动控制系统是一个复杂的由多个要素组成的控制系统，但是目前的脱硝自动控制系统一般缺少前馈环节，因此当入口氮氧化物排放值变化时，喷氨量的调节阀就会感应不及时，使控制系统运行不灵敏。如果在副调节器中加设前馈环节，提前收集氮氧化物的浓度变化情况，从而能够实现更加及时的控制喷氨流量，使脱硝自动控制系统能够按部就班的有序运行。

（三）采样探头数量过少

出口分析仪主要依靠采样探头进行工作，采样探头的数量直接影响出口分析仪的运行效果。样气首先从采样探头进入管线，再由管线进入出口分析仪的内部，经受分析仪的统计和分析，采样探头数量过少就会使进入分析仪的样气过少，得出的分析结果就不具有普遍代表性，可靠性也大大降低，因此适当增加采样探头的数量，会提升分析结果的准确性和代表性，促进自动控制系统高效运行。

（四）采样探头位置不合理

采样探头的位置合理与否也对出口分析仪的工作有很大影响，采样探头不宜过分接近样气混合区域，如果离混合区域过近就会干扰氮氧化物的出口值，影响出口分析仪对样气的分析。所以在安装采样探头时要合理布局安装位置，避免影响出口分析仪的分析，也减少对烟气混合效果的影响，使自动控制系统不受任何人为干扰。

三、促进脱硝自动控制系统优化升级的具体措施

（一）改进脱硝自动控制系统的主要设备

火电机组脱硝设备是自动控制系统的组成部分，改进脱硝设备能够提升整个系统的运行效果。首先要对出入口的分析仪进行优化，分析仪前端的取样胶管是最容易受损的部位，一旦胶管出现破损就会导致漏气，影响最终的分析结果，因此要对分析仪的取样胶管及时进行检查和定期更换。氮氧化物的产生往往也会伴随着水和氧气灰的产生，这些杂物也会对分析结果造成影响，因此可以在分析仪前端安装除湿过滤装置，通过吸收杂物降低对分析结果的影响，使脱硝自动控制系统正常运行。

（二）加强对供氨相关仪表的检查

供氨区域是自动控制系统的一个重要区域，能够有效的反馈自动控制系统运行状况。当脱硝自动控制系统中的所有阀门送气、送电的工作到位后，要重点对供氨区域进行检查，必须重点关注供氨管道的沿途温度，确保自动控制系统的正常工作状态。

（三）合理布局采样探头的数量和位置

采样探头是自动控制系统的一個重要装置，它的数量和位置也直接影响出入口分析仪的功能发挥。要适当增加采样探头的数量，使出口分析仪有足够的样气用以分析，保证数据的准确性和代表性。另外，采样探头的位置要合理布局，不能过分靠近分析仪，避免影响混合效果，保证自动控制系统每一个要素都能正常运行。

（四）加强对自动控制系统操作人员的工作培训

火电机组脱硝过程虽采用自动控制系统，但是监督自动控制系统的操作人员职位不能空缺。当自动控制系统出现异常导致不能进行脱硝工作时，操作人员要及时介入，对系统进行维修和升级。因此需要对操作人员进行技能方面的培训，使操作人员熟悉脱硝系统的运转机制及设备的构造，在系统出现故障时及时维修，避免影响到自动控制系统脱硝工作的进行。

四、结束语

近年来，环境问题不仅在国内受到越来越多的重视，也是世界各国普遍面临的问题，经济发展要与环境保护同步是大势所趋。我国政府对各个企业的绿色发展要求越来越高，对企业环境保护要求也日益严格。因此，火电机组脱硝自动控制系统的优化升级势在必行，火电厂要根据自动控制系统使用过程中面临的主要问题，找出系统运行效率低下的原因，优化自动控制系统中的每一个要素，保证每一个自动控制系统的要素都能发挥最大效益，从而提升整个脱硝工作的效率，切实的减少氮氧化物的排放量，降低脱硝工作的成本，提高设备可靠性，为企业争取最大的经济效益，同时也能为我国经济绿色发展和可持续发展做出贡献，推动环境保护政策的贯彻落实。

参考文献：

[1]史文杰、李峰.大型火电机组SCR烟气脱硝过程的控制策略分析和优化方案[J].自动化应用.2017（5）：127-129

[2]段卫民、姜文堂.600MW脱硝自动控制技术的优化应用[J].中国电业：技术版.2016（9）：73-75

[3]何军.火力发电厂脱硝自动控制系统优化研究[J]中国高新技术企业.2017（9）：103-106

[4]张景旭、郭俊.浅谈火电厂机组脱硝脱硫设备改造后的控制优化[J].中国科技纵横.2018（5）：57-61

（作者单位：国电电力酒泉发电有限公司）