分析火電機組脫硝自動控制系統優化

高亞洲

【摘 ?要】火電機組脫硝是火力發電廠運行過程中一個必不可少的流程，主要功能是去除燃燒過程中產生的氮氧化物，避免對大氣環境造成污染。目前脫硝工程已被我國列入十二五節能規劃工程中的十大工程之一，火電機組脫硝的重要性不得而知，要提升火電機組脫硝效率，減少對環境的影響，就要改善脫硝的自動控制系統，從而減少脫硝過程的成本，響應國家的環境保護戰略。本文主要闡述了火電機組脫硝自動控制系統的重要性、當前出現的問題以及優化自動控制系統的措施。

【關鍵詞】火電機組;脫硝;自動控制;系統優化

去除火電機組運行過程中因燃煤而產生的大量氮氧化物，避免對環境造成嚴重污染已成為世界各國普遍關注的問題，世界主流脫硝工藝主要有SCR和SNCR兩種，都是通過應用自動控制系統來實現氮氧化物的去除。自動控制系統運行的效率直接影響脫硝成果，如果自動控制系統運行不正常，將會使脫硝后的氮氧化物排放量超出規定標準，不可避免的也會增加液氨量的消耗，從而抬高火電機組運行總成本。因此，促進脫硝自動控制系統優化升級對降低生產成本和保護環境資源格外重要。

一、促進火電機組脫硝自動控制系統優化升級的重要意義

2017年4月份通過對某發電公司的調研，對其主要進行了脫硝自動控制系統運行情況的調查，通過連續的考查記錄和計算，發現#1機組脫硝自動控制系統在連續的兩個月內的投入時間為零，自動控制系統出現異常，無法正常發揮功能，人工控制出口的氮氧化物濃度嚴重超標，為了平衡氮氧化物排放濃度，增加了大量的液氨投入，極大地增加了工作人員的工作量，不僅如此，時間和原料成本也大大上升，空預器、引風機等設備安全隱患增加，火電機組的運行成本大幅度增加，公司的經濟效益受到影響，公司也在國家環保政策的邊緣徘徊，稍有疏忽就會遭到國家環保部門嚴厲的懲罰，公司發展面臨很大的挑戰。因此，脫硝自動控制系統的優化升級與不斷改進就顯得格外重要，完善的脫硝自動控制系統會直接促進脫硝效果的提升以及火電機組運行成本的下降，使公司能夠以最優姿態響應國家的環境保護政策，為社會進步和經濟發展做出貢獻，同時也促進自身企業的長遠發展。

二、火電機組脫硝自動控制系統當前面臨的主要問題

通過對該公司#1機組脫硝自動控制系統不能正常發揮作用的原因分析，對自動控制系統的各個組成部分進行了細致的考查，總結出了當前火電機組脫硝自動控制系統普遍存在的問題。

（一）煙氣流量值計算方法不當

通過從副調節器中統計煙氣流量的方法計算出來的噴氨值往往與實際值有很大偏差，因為副調節器本身使用的煙氣流量值就不夠準確，導致計算值與實際需求值的較大出入，因此操作系統就不能達到預期運行效果。而采用計算總風量折算出的煙氣值能夠有效的改變這一弊端，使計算值與實際需求值更加吻合，使自動控制系統發揮出更好的效果。

（二）副調控制器中缺少前饋環節

火電機組脫硝自動控制系統是一個復雜的由多個要素組成的控制系統，但是目前的脫硝自動控制系統一般缺少前饋環節，因此當入口氮氧化物排放值變化時，噴氨量的調節閥就會感應不及時，使控制系統運行不靈敏。如果在副調節器中加設前饋環節，提前收集氮氧化物的濃度變化情況，從而能夠實現更加及時的控制噴氨流量，使脫硝自動控制系統能夠按部就班的有序運行。

（三）采樣探頭數量過少

出口分析儀主要依靠采樣探頭進行工作，采樣探頭的數量直接影響出口分析儀的運行效果。樣氣首先從采樣探頭進入管線，再由管線進入出口分析儀的內部，經受分析儀的統計和分析，采樣探頭數量過少就會使進入分析儀的樣氣過少，得出的分析結果就不具有普遍代表性，可靠性也大大降低，因此適當增加采樣探頭的數量，會提升分析結果的準確性和代表性，促進自動控制系統高效運行。

（四）采樣探頭位置不合理

采樣探頭的位置合理與否也對出口分析儀的工作有很大影響，采樣探頭不宜過分接近樣氣混合區域，如果離混合區域過近就會干擾氮氧化物的出口值，影響出口分析儀對樣氣的分析。所以在安裝采樣探頭時要合理布局安裝位置，避免影響出口分析儀的分析，也減少對煙氣混合效果的影響，使自動控制系統不受任何人為干擾。

三、促進脫硝自動控制系統優化升級的具體措施

（一）改進脫硝自動控制系統的主要設備

火電機組脫硝設備是自動控制系統的組成部分，改進脫硝設備能夠提升整個系統的運行效果。首先要對出入口的分析儀進行優化，分析儀前端的取樣膠管是最容易受損的部位，一旦膠管出現破損就會導致漏氣，影響最終的分析結果，因此要對分析儀的取樣膠管及時進行檢查和定期更換。氮氧化物的產生往往也會伴隨著水和氧氣灰的產生，這些雜物也會對分析結果造成影響，因此可以在分析儀前端安裝除濕過濾裝置，通過吸收雜物降低對分析結果的影響，使脫硝自動控制系統正常運行。

（二）加強對供氨相關儀表的檢查

供氨區域是自動控制系統的一個重要區域，能夠有效的反饋自動控制系統運行狀況。當脫硝自動控制系統中的所有閥門送氣、送電的工作到位后，要重點對供氨區域進行檢查，必須重點關注供氨管道的沿途溫度，確保自動控制系統的正常工作狀態。

（三）合理布局采樣探頭的數量和位置

采樣探頭是自動控制系統的一個重要裝置，它的數量和位置也直接影響出入口分析儀的功能發揮。要適當增加采樣探頭的數量，使出口分析儀有足夠的樣氣用以分析，保證數據的準確性和代表性。另外，采樣探頭的位置要合理布局，不能過分靠近分析儀，避免影響混合效果，保證自動控制系統每一個要素都能正常運行。

（四）加強對自動控制系統操作人員的工作培訓

火電機組脫硝過程雖采用自動控制系統，但是監督自動控制系統的操作人員職位不能空缺。當自動控制系統出現異常導致不能進行脫硝工作時，操作人員要及時介入，對系統進行維修和升級。因此需要對操作人員進行技能方面的培訓，使操作人員熟悉脫硝系統的運轉機制及設備的構造，在系統出現故障時及時維修，避免影響到自動控制系統脫硝工作的進行。

四、結束語

近年來，環境問題不僅在國內受到越來越多的重視，也是世界各國普遍面臨的問題，經濟發展要與環境保護同步是大勢所趨。我國政府對各個企業的綠色發展要求越來越高，對企業環境保護要求也日益嚴格。因此，火電機組脫硝自動控制系統的優化升級勢在必行，火電廠要根據自動控制系統使用過程中面臨的主要問題，找出系統運行效率低下的原因，優化自動控制系統中的每一個要素，保證每一個自動控制系統的要素都能發揮最大效益，從而提升整個脫硝工作的效率，切實的減少氮氧化物的排放量，降低脫硝工作的成本，提高設備可靠性，為企業爭取最大的經濟效益，同時也能為我國經濟綠色發展和可持續發展做出貢獻，推動環境保護政策的貫徹落實。

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（作者單位：國電電力酒泉發電有限公司）