660MW超超临界机组SCR脱硝控制的优化

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660MW超超临界机组SCR脱硝控制的优化介绍了华润某电厂660MW级超超临界火电机组针对SCR脱硝控制在超洁净排放新控制指标下所做的控制优化改进，通过优化，成功克服SCR脱硝控制的大延迟、大惯性，使机组氮氧化物排放在全负荷运行中始终处于要求控制指标以下。

关键词：超超临界；SCR脱硝控制；氮氧化物；超洁净排放；实现。

目录

案例背景介绍

1概述

随着“节能减排 绿色环保”发展政策的提出，国家对火力发电机组排放物要求越来越严格，2014年发布的《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014-2020年）中明确提出了对机组烟气出口NOx浓度≤50mg/Nm3的环保新要求，但长期以来，国内外对SCR法脱硝系统的研究主要集中在设备层面，而忽略了脱硝自动控制调节品质对SCR法脱硝系统稳定性和经济性的研究。

华润某发电厂#2机组为660MW国产化超超临界燃煤机组。锅炉为哈尔滨锅炉厂直流炉，炉型为HG-2000/26.15-YM单炉膛、一次中间再热、采用八角双切圆燃烧方式、平衡通风、固态排渣、全钢悬吊结构Π型锅炉、露天布置燃煤锅炉。锅炉最大连续蒸发量为2950t/h、过热器出口压力为26.25MPa、过热器出口温度为605℃、再热蒸汽流量为2457t/h、再热器出口温度为603℃。#2机组SCR脱硝系统自2014年脱硝改造后一直投运至今，总体效果尚可。

2机组SCR脱硝控制优化前基本采用固定摩尔比控制方式，其设定值为当前烟气流量、SCR脱硝入口NOX浓度和设定氨氮摩尔比计算出的NH3流量需求，然后与NH3实际流量做PID偏差运算后输出指令控制喷氨调门，这种控制方式更多依赖于SCR脱硝装置设备的性能，在原环保要求（SCR脱硝装置出口NOx浓度≤100mg/Nm3）下基本能满足指标，但2015年集团对我厂提出超洁净排放要求后，SCR脱硝装置出口NOx浓度需要控制在50mg/Nm3以下，这种近似于开环的控制策略很难克服SCR脱硝装置自身存在的化学反应大延迟和非线性的特点，鉴于此，我们通过对历史数据的分析，提出对SCR脱硝控制策略进行优化。

案例实施与应用情况

3　影响SCR脱硝控制调节指标回路的优化

3.1　优化SCR脱硝控制逻辑

（1）新增综合前馈信号：将原SCR脱硝控制逻辑单回路NH3流量控制信号改变为前馈信号1，确保当锅炉烟气量增大时能提前喷氨。

取锅炉总风量信号经系数修正及三阶惯性环节后形成前馈信号2，因为锅炉烟气量与燃烧工况密切相关，而总风量则能直接反应锅炉燃烧工况变化，所以使用锅炉总风量信号作为前馈信号能在烟气量即将变化之前提前变化喷氨量。

取机组负荷信号经F(x)线性函数修正及三阶惯性后形成前馈信号3，因为机组高低负荷段不同，燃烧工况存在较大差异，高负荷NOx含量较高时，前馈作用加强，低负荷NOx含量较低时，前馈左右减弱，以适应各负荷段不同需求。

取磨组运行方式信号经系数修正及一阶惯性环节后形成前馈信号4，因为当机组上层制粉系统运行和下层制粉系统运行时，燃烧工况差异较明显，当下层制粉系统运行时，燃烧较好，NOx含量变化速度减缓，前馈左右减弱，当上层制粉系统运行时，燃烧较差，NOx含量变化速度变快，前馈左右加强，以适应不同制粉层带来的不同影响。

取磨组运行台数经脉冲信号及一阶惯性环节后形成前馈信号5，机组启停磨对NOx含量变化存在明显脉冲式影响，通过该前馈尽量降低磨组启停带来的NOx含量变化。

（2）将原SCR脱硝控制逻辑单回路NH3流量控制改为串级前馈控制，主调设定值直接取用SCR脱硝出口NOx设定值，与SCR脱硝出口NOx实际值进行PID偏差运算后，叠加上（1）中新增综合前馈信号后形成NH3流量需求信号，再与NH3实际流量信号进行PID偏差运算后输出指令控制喷氨调门。

（3）对机组一次风压逻辑进行修改，以适应磨组启停需求：原一次风压逻辑中设定值为机组负荷信号经F(X)线性函数生成，无法满足磨组启停时对一次风的控制需求，新逻辑中一次风压设定值改为各制粉系统所需一次风量平均值经F(X)线性函数后，叠加机组负荷指令微分前馈后形成，保证磨组启停时总一次风压能相应变化，而针对不同磨组带煤量不同所需一次风量不同的现象，则由磨组热风门进行基础调节完成。

3.2　优化SCR脱硝控制参数

（1）对喷氨调门—喷氨流量—SCR脱硝出口NOx含量进行开、闭环试验，调整控制参数，提高SCR脱硝控制系统闭环抗内扰稳定性。

（2）对机组总风量、负荷、磨组运行方式、磨组投运台数—SCR脱硝出口NOx含量进行开环试验，调整各自修正系数及惯性时间常数，提高SCR脱硝控制系统抗外扰超前性。

（3）对机组一次风压系统进行开、闭环试验，提高磨组启停时一次风压快速适应能力。

4 优化后投运效果

通过对#1机组SCR脱硝控制进行优化工作后，SCR脱硝控制品质得到明显提高，稳态时出口NOx含量基本能控制在设定值±5mg/Nm3，动态时出口NOx含量基本能控制在设定值±15mg/Nm3。