660MW超超臨界機組SCR脫硝控制的優化

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660MW超超臨界機組SCR脫硝控制的優化介紹了華潤某電廠660MW級超超臨界火電機組針對SCR脫硝控制在超潔淨排放新控制指標下所做的控制優化改進，通過優化，成功克服SCR脫硝控制的大延遲、大慣性，使機組氮氧化物排放在全負荷運行中始終處於要求控制指標以下。

關鍵詞：超超臨界；SCR脫硝控制；氮氧化物；超潔淨排放；實現。

目錄

案例背景介紹

1概述

隨着「節能減排 綠色環保」發展政策的提出，國家對火力發電機組排放物要求越來越嚴格，2014年發布的《煤電節能減排升級與改造行動計劃（2014-2020年）中明確提出了對機組煙氣出口NOx濃度≤50mg/Nm3的環保新要求，但長期以來，國內外對SCR法脫硝系統的研究主要集中在設備層面，而忽略了脫硝自動控制調節品質對SCR法脫硝系統穩定性和經濟性的研究。

華潤某發電廠#2機組為660MW國產化超超臨界燃煤機組。鍋爐為哈爾濱鍋爐廠直流爐，爐型為HG-2000/26.15-YM單爐膛、一次中間再熱、採用八角雙切圓燃燒方式、平衡通風、固態排渣、全鋼懸吊結構Π型鍋爐、露天布置燃煤鍋爐。鍋爐最大連續蒸發量為2950t/h、過熱器出口壓力為26.25MPa、過熱器出口溫度為605℃、再熱蒸汽流量為2457t/h、再熱器出口溫度為603℃。#2機組SCR脫硝系統自2014年脫硝改造後一直投運至今，總體效果尚可。

2機組SCR脫硝控制優化前基本採用固定摩爾比控制方式，其設定值為當前煙氣流量、SCR脫硝入口NOX濃度和設定氨氮摩爾比計算出的NH3流量需求，然後與NH3實際流量做PID偏差運算後輸出指令控制噴氨調門，這種控制方式更多依賴於SCR脫硝裝置設備的性能，在原環保要求（SCR脫硝裝置出口NOx濃度≤100mg/Nm3）下基本能滿足指標，但2015年集團對我廠提出超潔淨排放要求後，SCR脫硝裝置出口NOx濃度需要控制在50mg/Nm3以下，這種近似於開環的控制策略很難克服SCR脫硝裝置自身存在的化學反應大延遲和非線性的特點，鑑於此，我們通過對歷史數據的分析，提出對SCR脫硝控制策略進行優化。

案例實施與應用情況

3　影響SCR脫硝控制調節指標迴路的優化

3.1　優化SCR脫硝控制邏輯

（1）新增綜合前饋信號：將原SCR脫硝控制邏輯單迴路NH3流量控制信號改變為前饋信號1，確保當鍋爐煙氣量增大時能提前噴氨。

取鍋爐總風量信號經係數修正及三階慣性環節後形成前饋信號2，因為鍋爐煙氣量與燃燒工況密切相關，而總風量則能直接反應鍋爐燃燒工況變化，所以使用鍋爐總風量信號作為前饋信號能在煙氣量即將變化之前提前變化噴氨量。

取機組負荷信號經F(x)線性函數修正及三階慣性後形成前饋信號3，因為機組高低負荷段不同，燃燒工況存在較大差異，高負荷NOx含量較高時，前饋作用加強，低負荷NOx含量較低時，前饋左右減弱，以適應各負荷段不同需求。

取磨組運行方式信號經係數修正及一階慣性環節後形成前饋信號4，因為當機組上層制粉系統運行和下層制粉系統運行時，燃燒工況差異較明顯，當下層制粉系統運行時，燃燒較好，NOx含量變化速度減緩，前饋左右減弱，當上層制粉系統運行時，燃燒較差，NOx含量變化速度變快，前饋左右加強，以適應不同制粉層帶來的不同影響。

取磨組運行台數經脈衝信號及一階慣性環節後形成前饋信號5，機組啟停磨對NOx含量變化存在明顯脈衝式影響，通過該前饋儘量降低磨組啟停帶來的NOx含量變化。

（2）將原SCR脫硝控制邏輯單迴路NH3流量控制改為串級前饋控制，主調設定值直接取用SCR脫硝出口NOx設定值，與SCR脫硝出口NOx實際值進行PID偏差運算後，疊加上（1）中新增綜合前饋信號後形成NH3流量需求信號，再與NH3實際流量信號進行PID偏差運算後輸出指令控制噴氨調門。

（3）對機組一次風壓邏輯進行修改，以適應磨組啟停需求：原一次風壓邏輯中設定值為機組負荷信號經F(X)線性函數生成，無法滿足磨組啟停時對一次風的控制需求，新邏輯中一次風壓設定值改為各制粉系統所需一次風量平均值經F(X)線性函數後，疊加機組負荷指令微分前饋後形成，保證磨組啟停時總一次風壓能相應變化，而針對不同磨組帶煤量不同所需一次風量不同的現象，則由磨組熱風門進行基礎調節完成。

3.2　優化SCR脫硝控制參數

（1）對噴氨調門—噴氨流量—SCR脫硝出口NOx含量進行開、閉環試驗，調整控制參數，提高SCR脫硝控制系統閉環抗內擾穩定性。

（2）對機組總風量、負荷、磨組運行方式、磨組投運台數—SCR脫硝出口NOx含量進行開環試驗，調整各自修正係數及慣性時間常數，提高SCR脫硝控制系統抗外擾超前性。

（3）對機組一次風壓系統進行開、閉環試驗，提高磨組啟停時一次風壓快速適應能力。

4 優化後投運效果

通過對#1機組SCR脫硝控制進行優化工作後，SCR脫硝控制品質得到明顯提高，穩態時出口NOx含量基本能控制在設定值±5mg/Nm3，動態時出口NOx含量基本能控制在設定值±15mg/Nm3。