京隆脱硝项目工作报告

1、SCR脱硝系统变工况运行特性及优化控制策略研究项目工作报告华北电力大学内蒙古京隆发电有限责任公司2015年10月目 录摘 要11项目概况31.1 项目背景31.2 机组概况31.3 预期目标52项目研究内容及技术分析62.1 研究内容62.2技术路线72.3关键问题及解决措施82.3.1 SCR反应器入口NOx的动态预估82.3.2 SCR反应器出口NOx的模型驱动控制82.3.3 烟气流量的软测量方法92.3.4 氨逃逸的在线评估方法92.4工程技术问题及解决措施92.4.1 NOx测点吹扫工况下的控制措施92.4.2 喷氨量快速跟踪控制措施103项目研究过程及工作进度113.1 现场摸底1

2、13.2 喷氨量扰动试验及数据建模113.3 优化控制策略的设计及仿真113.4 控制策略的DCS逻辑实现123.5 控制系统调试与投运124项目投运效果及科技成果134.1投运效果评价指标134.2 稳态工况运行效果134.2.1 改造前运行效果134.2.2 改造后运行效果164.3 动态工况运行效果244.3.1 改造前运行效果244.3.2 改造后运行效果274.4 机组BLR模式运行效果354.4.1 “R”模式下低负荷升至高负荷系统运行效果364.4.2 “R”模式下高负荷降至低负荷系统运行效果384.5 优化前后运行效果比较394.6 项目取得的科技成果405经济效益和社会效益分

3、析435.1经济效益分析435.2 社会效益分析436创新性、推广应用前景分析456.1 课题创新性456.2 推广应用前景45摘 要随着我国对环境保护政策要求的逐年提高，火电机组排放烟气中的 NOx 已纳入严格监管，选择性催化还原法(SCR)的烟气脱硝技术因其具有很高的脱硝率、技术可靠、结构简单且氨气逃逸率小等优点已成为燃煤电站锅炉控制 NOx排放的主要选择。SCR烟气脱硝控制系统是保障脱硝系统安全连续运行,满足脱销系统性能指标的重要组成部分,因此，研究和开发高效的、可靠的脱硝控制系统已迫在眉睫。本项目针对京隆发电有限公司#1机组SCR脱硝控制系统的运行现状，通过数据挖掘及先进控制策略设计等

4、手段，全面分析了SCR脱硝系统的变工况运行特性，在此基础上将SCR脱硝入口NOx动态预估技术、模型预估控制及自适应控制等先进控制方法应用到喷氨量控制系统上，提高了喷氨量的精确度，有效降低了出口NOx的波动幅度，减少了喷氨量和氨气逃逸量。主要研究内容如下：【1】SCR脱硝系统变工况运行特性的分析。依据SCR脱硝系统运行机理和实际运行数据，研究了反应器入口烟气流量、烟气温度、NOx浓度、烟气含氧量、喷氨量等参数变化对脱硝效率和氨逃逸量等参数的影响，分析了SCR脱硝系统优化控制所要解决的关键问题，为优化控制策略的制订打下基础。【2】SCR脱硝反应器入口NOx的的动态预估。由于NOx测量存在滞后性，S

5、CR脱销系统入口NOx的动态预估成为脱销控制的一个关键因素。针对京隆#1机组燃烧系统不同工况下的运行数据，采用主元分析及多变量过程监测选出影响SCR脱硝反应器入口NOx含量的主导因素，进而利用最小二乘支持向量机建立反应器入口NOx含量的预测模型。【3】烟气流量的在线软测量技术研究。喷氨量控制系统根据烟气流量控制喷氨量，因此喷氨量控制效果取决于烟气流量测量的准确性。目前很难有满足控制要求的、较为精确的大型烟气测量装置。根据脱硝系统的运行机理及氮氧化物还原方程式，在机组运行稳定并忽略氨逃逸的情况下，可通过喷氨量、SCR反应器入出口的氮氧化物含量及烟气含氧量反推出此运行工况下的烟气流量。将反推出的烟

6、气流量作为标准信号，再应用总风量与反应器入口烟温去拟合反推出的烟气流量，得出具体软测量关系式。【4】SCR脱硝系统优化控制技术研究。包括：（1）针对SCR脱硝被控对象存在的大迟延特性，设计了具有预估控制功能的二自由度模型驱动PID控制；（2）针对SCR脱硝系统在不同负荷工况呈现不同的动态特性，将多模型自适应控制思想应用到了脱硝控制系统的设计中；（3）针对目前脱硝系统NOx测点单一的现象，研究了测点吹扫工况下NOx测量值的在线估计及控制技术。 【5】氨逃逸的在线评估技术。鉴于目前氨逃逸测量仪表与实际值存在着较大偏差，不能作为监视的依据，所以氨逃逸的在线评估具有一定的意义。根据实测的反应器入口、出

7、口氮氧化物含量与烟气量求出理论上所需喷氨量，将实际喷氨量与理论所需喷氨量进行比较，其差值经过相应的折算即可得出瞬时氨逃逸，采用滑动平均滤波技术计算一时间段内的氨逃逸均值，可将此均值作为最终氨逃逸的数值。SCR脱硝优化控制系统经过近6个月的设计、调试以及完善，系统已经于2015年6月至今一直投入运行，在机组各种运行工况下（BLO模式、BLR模式等），SCR脱硝系统一直能够可靠运行，在节能和环保方面达到了预期的目的。1项目概况1.1 项目背景随着我国对环境保护政策要求的逐年提高，火电机组排放烟气中的 NOx已纳入严格监管，选择性催化还原法(SCR)的烟气脱硝技术因其具有很高的脱硝率、技术可靠、结构

8、简单且氨气逃逸率小等优点已成为燃煤电站锅炉控制 NOx排放的主要选择。SCR烟气脱硝控制系统是保障脱硝系统安全连续运行,满足脱销系统性能指标的重要组成部分,因此，研究和开发高效的、可靠的脱硝控制系统已迫在眉睫。脱硝控制系统的关键参数是喷氨量。喷氨量及其控制方式直接关系到电厂 NOx 排放浓度、装置的脱硝效率及氨逃逸率等指标。喷氨量不足会导致脱硝效率低，出口 NOx 排放浓度不能满足国家规定允许的要求；喷氨量过高，容易造成过度脱氮，难以控制氨气的逃逸量，增加了运行成本和二次环境污染。因此，喷氨量的精确控制对于控制污染物排放、降低脱硝系统运行成本起着至关重要的作用。然而，目前脱硝控制系统的设计基本

9、以额定工况为出发点，机组在额定工况下稳定运行，脱硝控制系统一般能得到较好的控制效果，但在变工况下运行下，由于脱硝系统呈现出非线性、大滞后性，难以确保最佳喷氨比例。喷氨量过少时，难以保证 NOx 排放标准，喷氨量过多，不仅造成氨的浪费，而且又造成新的污染。因此，研究脱硝系统的变工况运行特性，并在此基础上，设计出全程负荷工况下的脱硝控制系统是实现脱硝系统最佳运行的重要保证。“SCR脱硝系统变工况运行特性及优化控制策略研究”为京能集团2015年度技术攻关项目，项目以京隆发电有限责任公司#1机组SCR脱销系统为研究和工程实施对象，通过对SCR脱硝系统优化控制技术的深入研究,实现对生产指标如脱销率、氨逃

10、逸率的最佳控制,并形成具有自主知识产权的脱硝优化控制系统，从而为火电厂机组SCR烟气脱硝优化控制的普及提供参考和指导。1.2 机组概况内蒙古京隆发电有限责任公司#1炉型号SG-2059/17.5-M9XX为上海锅炉厂生产的亚临界中间一次再热控制循环锅炉。锅炉采用四角切圆燃烧方式，正压直吹式制粉系统，配6台HP983中速磨，满负荷工况下5台磨煤机运行。炉膛宽19558mm，深16940.5mm，炉顶标高为73000mm，水冷壁下集箱标高为7760mm，炉底冷灰斗角度为55°。炉膛总容积为17692 m3。炉膛上部布置了分隔屏、后屏及屏式再热器，上炉膛前墙及两侧墙前部均设有墙式辐射再热器

11、。水平烟道深度为8548mm，内部布置有末级再热器和末级过热器，后烟井内设有低温过热器和省煤器。炉前布置三台低压头炉水循环泵，炉后布置两台三分仓容克式空气预热器。锅炉燃烧器采用四角布置，共24只切向燃烧摆动式，每只燃烧器最大出力为11.5t/h，分六层布置，每层设置4只燃烧器。在顶部燃烧器上方各设一层燃尽风和辅助风喷口。煤粉喷口、二次风喷口、燃尽风喷口均可上下摆动，用以调节再热汽温。该锅炉采用正压直吹式制粉系统，配有6台HP-983中速磨煤机，每台磨煤机制出的煤粉由磨顶部四根一次风管送至四角同层燃烧器喷嘴。锅炉在MCR工况下，投入五台磨煤机运行，一台备用，一组燃烧器共有14个喷嘴，其中6 个煤

12、粉喷嘴和7个二次风喷嘴间隔布置，最上面有一个燃尽风喷嘴作为控制NOx生成的主要措施，为了更好地组织燃烧和保护煤粉喷嘴，二次风中的一部分作为煤粉喷嘴的周界风，其余由各二次风喷口送入炉膛。燃烧器自上而下布置依次为：OFA、FF、F、EF、E、DE、D、CD、C、BC、B、AB、A、AA。锅炉采用对冲同心正反切圆燃烧系统，它用起转二次风偏置角的概念代替了传统假想切圆的概念，亦即一次风（包括周界风）的假想风切圆直径接近于0，下部风箱的辅助风形成正切的假想切圆做为起旋的作用，而上部风箱的辅助风和OFA形成反切的假想切圆，做为消旋的作用。锅炉所用燃烧器为宽调节比（WR）燃烧器。最上排（A 层）一次风/煤粉

13、喷嘴标高为34870mm。最上排（A 层）一次风/煤粉喷嘴到屏底的距离为20130mm。SCR脱硝装置采用高尘布置方式，反应器布置在锅炉省煤器和空预器之间，每台锅炉配备两台SCR反应器，反应器内设“2+1”层催化剂（2层初装层+1层备用层），如图1所示。图1 SCR脱硝系统喷氨工艺流程图由图1所示，SCR采用低温反应方式，来自氨站的氨气和来自送风系统的稀释空气混合，由喷氨格栅的喷嘴喷出，并与省煤器出口的烟气充分混合后，流经催化剂，在催化剂的作用下，利用还原剂氨气的选择性优先与NOx发生反应，将其还原成氮气和水，从而达到脱硝的目的。1.3 预期目标通过对京隆发电有限责任公司#1机组SCR脱硝系统

14、变工况特性及其优化控制策略的研究，并通过工程实施，能够保证机组在BLO模式和BLR模式运行工况下脱硝出口NOx浓度满足环保要求；与优化前控制系统相比SCR出口NOx浓度动态变化范围降低10%以上，节约喷氨量15%以上。2项目研究内容及技术分析2.1 研究内容结合#1机组SCR脱硝系统的运行现状，本项目主要研究内容如下：【1】SCR脱硝系统变工况运行特性分析。依据SCR脱硝系统运行机理和实际运行数据，研究了反应器入口烟气流量、烟气温度、NOx浓度、烟气含氧量、喷氨量等参数变化对脱硝效率和氨逃逸量等参数的影响，分析SCR脱硝系统优化控制所要解决的关键问题，为优化控制策略的制订打下基础。【2】SCR

15、脱硝反应器入口NOx的的动态预估。由于NOx测量存在滞后性，SCR脱销系统入口NOx的动态预估成为脱销控制的一个关键因素。针对京隆#1机组燃烧系统不同工况下的运行数据，采用主元分析及多变量过程监测选出影响SCR脱硝反应器入口NOx含量的主导因素，进而利用最小二乘支持向量机建立反应器入口NOx含量的预测模型。【3】烟气流量的在线软测量技术研究。喷氨量控制系统根据烟气流量控制喷氨量，因此喷氨量控制效果取决于烟气流量测量的准确性。目前很难有满足控制要求的、较为精确的大型烟气测量装置。根据脱硝系统的运行机理及氮氧化物还原方程式，以及锅炉侧燃烧系统的运行参数，在线拟合出烟气流量的计算值，进一步得出具体的

16、软测量关系式。【4】SCR脱硝系统优化控制技术研究。包括：（1）针对SCR脱硝被控对象存在的大迟延特性，设计了具有预估控制功能的二自由度模型驱动PID控制；（2）针对SCR脱硝系统在不同负荷工况呈现不同的动态特性，将多模型自适应控制思想应用到了脱硝控制系统的设计中；（3）针对目前脱硝系统NOx测点单一的现象，研究了测点吹扫工况下NOx测量值的在线估计及控制技术；(4)研究了喷氨量快速跟踪调节方法。 【5】氨逃逸的在线评估技术。鉴于目前氨逃逸测量仪表与实际值存在着较大偏差，不能作为监视的依据，所以氨逃逸的在线评估具有一定的意义。根据脱硝过程反应机理，以及实测的反应器入口、出口氮氧化物含量、计算的

17、烟气量求出理论上所需喷氨量。在此基础上，根据实际喷氨量与计算喷氨量的偏差进一步拟合出氨逃逸值。2.2技术路线本项目采用的总体技术路线如图2所示：图2 总体技术路线图技术路线简要说明：根据脱硝过程的反应机理和脱硝系统的运行数据，研究SCR入口烟气参数对脱硝效率的影响，并根据SCR出口NOx的控制要求，确定出最佳的氨/氮摩尔比；烟气流量的准确测量是计算喷氨量的关键参数之一，鉴于运行机组采用的烟气流量测量设备的不准确性，本项目基于机组运行数据研究了烟气流量的在线软测量方法，以提高烟气流量数据的准确性；另外，由于NOx参数的测量普遍存在大滞后特性，为保证SCR入口烟气动态过程满足最佳氨/氮摩尔比要求，

18、通过对NOx参数的动态预估来获取烟气中实时的NOx浓度；在上述基础上，计算出理论上所需的喷氨量数值，作为喷氨量控制系统的前馈控制信号。为克服各种不确定因素对SCR出口NOx的影响，保证其运行在给定值附近，本项目采用了基于模型驱动的多模型自适应闭环控制策略。首先，在不同负荷工况下分别进行喷氨量扰动试验，通过遗传算法辨识出不同负荷工况下喷氨量和SCR出口NOx之间的传递函数模型；然后设计出每个负荷工况下的模型驱动PID控制器；最后，通过多模型加权的控制方式实现SCR反应器出口NOx的闭环自适应控制策略，控制器的输出作为喷氨量控制系统的反馈控制信号。前馈控制信号和反馈控制信号共同构成了喷氨量的实时设

19、定值，喷氨量实际值要求快速跟踪设定值，以保证最佳的氨/氮摩尔比。为此，本项目结合喷氨量调节阀门的开度-流量特性，设计了喷氨量快速跟踪回路。在上述研究基础上，形成了SCR脱硝过程的优化控制策略，并在Matlab平台上对控制策略的有效性进行了验证，最后将优化控制策略转化为DCS控制逻辑，应用到SCR脱销系统，保证其安全稳定运行。2.3关键问题及解决措施2.3.1 SCR反应器入口NOx的动态预估针对火电厂NOx含量检测分析仪存在严重延时的特性，采用主元分析及多变量过程监测选出影响脱硝反应器（下面简称反应器）入口NOx含量的主导因素，进而利用最小二乘支持向量机(least square suppor

20、t vector machine , LSSVM)建立反应器入口NOx含量的预测模型。模型训练过程中，根据分析仪的延时时间，选取比主导因素延时一定时间的反应器入口NOx含量数据为教师训练信号。模型的训练及测试均采用电厂历史运行数据，结果表明：利用主元分析及多变量过程监测方法从多个辅助变量中选出主导因素，简化模型结构的同时使预测模型具有较好的学习及泛化能力。这为现场反应器入口NOx含量的准确、实时预测提供了一种可行的方法。2.3.2 SCR反应器出口NOx的模型驱动控制电站SCR脱硝系统被控对象具有大惯性、大迟延特性，且对象参数随负荷变化很大，传统PID不仅控制效果差，更难以在变工况状态下进行有

21、效的控制。为此，本文提出了自适应模型驱动二自由度PID（Model-Driven Two-Degree-Of-Freedom PID，MD-TDOF-PID）控制策略。针对京隆电厂#1机组的脱硝系统，在3个典型负荷工况下（高负荷、中负荷、低负荷）进行了喷氨量扰动试验，对每个典型工况分别设计MD-TDOF-PID控制器，并通过多模型自适应控制策略，实现大范围负荷工况下氮氧化物（NOx）含量的控制。从仿真结果和现场投运结果来看：无论是稳态还是变负荷工况，所提出的控制方案对SCR出口NOx都可进行有效控制。2.3.3 烟气流量的软测量方法烟气的测量是一个关键问题，目前很难有满足控制要求的、较为精确的

22、大型烟气测量装置，尤其是在进行SCR脱硝改造后，锅炉烟道布置短，且不规则，因而无法满足一般流量测量装置对管道的要求；而且一般测量装置很难使用在这样高烟温、粉尘多、腐蚀性大的烟道中。根据脱硝系统的运行机理及氮氧化物还原方程式，在机组运行稳定并忽略氨逃逸的情况下，可通过喷氨量、SCR反应器入出口的氮氧化物含量及烟气含氧量反推出此运行工况下的烟气流量。将反推出的烟气流量作为标准信号，再应用总风量与反应器入口烟温去拟合反推出的烟气流量，得出具体软测量关系式。2.3.4 氨逃逸的在线评估方法基于在脱销反应器内存在着氨气、烟气成分以及化学反应生成物的内扩散和外扩散过程，所以反应器出口氨含量不仅取决与烟气量

23、、烟气成分、脱销效率，还具有较大的惯性。故氨逃逸的求取采用滑动平均滤波技术，根据实测的反应器入口、出口氮氧化物含量与烟气量求出理论上所需喷氨量，将实际喷氨量与理论所需喷氨量进行比较，其差值经过相应的折算即可得出瞬时氨逃逸，计算一时间段内的氨逃逸均值，可将此均值作为最终氨逃逸的数值。2.4工程技术问题及解决措施2.4.1 NOx测点吹扫工况下的控制措施由于CEMS分析仪表每隔1h进行5min的吹扫校准，在5min内，只能保持吹扫前的浓度不变，如果发生变负荷影响NOx质量浓度的扰动，出口NOx 此时与设定值若存在偏差，在积分作用下阀门会朝一个方向持续变化，造成当校验结束时NOx溶度出现较大偏差。为

24、此，当NOx 定期吹扫和校准时，放大积分时间减弱积分强度，避免阀门因校准前的偏差在积分作用下阀门持续朝一个方向动作。同时，利用A，B侧CEMS 吹扫校准不同步，则当 侧吹扫时通过 侧替代，考虑到A，B侧测量不一致，需要进行差值叠加。这样就能很好地处理吹扫校准而导致的波动。2.4.2 喷氨量快速跟踪控制措施喷氨量快速跟踪设定值是保证最佳氨/氮摩尔比的关键。由于调阀特性呈现出非线性，造成在某些开度范围流量变化大，某些开度范围流量变化小。为此，在PID 出口增加折线函数，修正开度-流量特性曲线。3项目研究过程及工作进度3.1 现场摸底从SIS系统中提取脱硝系统相关的历史运行数据，通过数据关联分析，对

25、当前脱硝系统的运行状况给予综合诊断，并找出潜在的问题及可行的解决措施。研究时间：2014年12月-2015年2月。3.2 喷氨量扰动试验及数据建模了解#1机组甲、乙两侧喷氨量扰动下，SCR反应器出口NOx的动态变化特性，收集建立SCR控制系统动态模型的相关数据。整个动态特性试验在三个不同的负荷点（600MW、450MW、300MW）下进行，测试喷氨量扰动下NOx参数的动态特性。根据试验数据，建立SCR脱硝系统动态特性模型。研究时间：2015年3月。3.3 优化控制策略的设计及仿真【1】SCR入口NOx的动态预估。根据锅炉燃烧侧的运行特性，分析影响NOx的各种运行因素，并基于主元分析和最小二乘支

26、持向量机动态预估SCR入口NOx的变化特性，以解决NOx测量滞后问题。研究时间2015年3月-4月。【2】烟气软测量方法研究。根据脱硝系统的运行机理及氮氧化物还原方程式，在机组运行稳定并忽略氨逃逸的情况下，可通过喷氨量、SCR反应器入出口的氮氧化物含量及烟气含氧量反推出此运行工况下的烟气流量。将反推出的烟气流量作为标准信号，再应用总风量与反应器入口烟温去拟合反推出的烟气流量，得出具体软测量关系式。研究时间2015年4月。【3】喷氨量快速跟踪控制策略研究。包括：喷氨调门开度-流量特性的拟合、内回路控制参数的整定等。研究时间2015年4月。【4】SCR出口NOx的闭环控制策略研究。包括：局部模型模

27、型驱动控制器的设计、多模型自适应控制设计等。研究时间2015年4月-2015年5月。【5】控制系统的matlab仿真及调整。在matlab环境下测试控制系统性能并结合实际运行条件进行控制量模拟、控制器参数修正等。研究时间2015年4月-2015年5月。3.4 控制策略的DCS逻辑实现将设计的SCR脱硝优化控制系统进行简化处理，并在DCS上进行逻辑组态。研究时间2015年5月。3.5 控制系统调试与投运针对机组的不同运行工况，进行控制系统调试、考察控制系统运行性能。研究时间2015年5月-6月。4项目投运效果4.1投运效果评价指标为了对脱硝控制系统改造前后的运行特性进行对比分析，引入以下四个评价

28、指标，来对负荷稳定及变负荷工况下脱硝系统的运行特性进行分析。其中，为反应器出口NOx含量的实际值；为反应器出口NOx含量的设定值，为样本数量。最大动态偏差：最小动态偏差：均方根超调（）相对均方根超调（）上述四个指标能够较好地反映控制系统的综合性能，最大动态偏差和最小动态偏差反映了系统瞬时的动态特性；均方根超调和相对均方根超调反映了系统长期运行的整体控制效果。4.2 稳态工况运行效果4.2.1 改造前运行效果由于脱硝系统改造前喷氨量大小控制基本处于手动调节状态，且为了防止反应器出口NOx含量超标，喷氨量一直过量。为了比较脱硝系统改造前后自动控制的效果，则对脱硝系统刚投入自动时的运行参数进行相关指

29、标的计算，并与脱硝系统改造完成后的自动控制运行参数进行对比分析。下面两图为机组负荷稳定时的运行曲线，由于脱硝系统刚投入自动，从曲线上也可以看出，脱硝反应器出口NOx含量曲线波动较大，且最大值接90mg/Nm3。图3 甲侧稳定负荷段图4 乙侧稳定负荷段以上图3、4为负荷稳定在400MW附近的低负荷段时，脱硝系统甲、乙侧反应器出口NOx含量实际运行曲线，用以上四个评价指标对甲、乙侧运行曲线进行统计分析。表1 400MW负荷段脱硝性能数据出口NOx含量设定值mg/Nm3/%甲5434.90-25.4713.7329.53乙5121.80-22.2213.5032.15由以上图形曲线及表格数据可得，在

30、此400MW稳定负荷段，从、两个综合指标来讲，甲、乙侧的平均超调均较大。甲侧反应器NOx含量最高值为89.9mg/Nm3，乙侧反应器NOx含量最高值为72.8mg/Nm3，其中甲侧最高值与火电厂大气污染物排放标准（GB13223-2011）设定的100mg/Nm3的排放标准已经很接近了。同时，反应器NOx含量的最低值分别为28.53mg/Nm3、28.78 mg/Nm3，其值对于负荷处于稳定状态而言有点偏低。由以上曲线、表格数据分析可知，此时脱硝系统的自动控制效果不佳，造成了反应器出口NOx含量的动态变化幅度偏大，稳态效果较差。4.2.2 改造后运行效果选择机组负荷几个典型的稳定段，分别为：3

31、50MW、400MW、500MW、550MW、600MW。稳定段数据均为系统改造后，任意取得负荷段的运行数据。由于脱硝系统的甲、乙两侧烟气流量等参数存在较大差别，故以下均分甲、乙两侧进行画图及数据统计分析。图5 甲侧350MW稳定负荷段图6 乙侧350MW稳定负荷段 以上图5、6为负荷稳定在350MW附近的低负荷段时，脱硝系统甲、乙侧反应器出口NOx含量实际运行曲线，同时用以上四个评价指标对甲、乙侧运行曲线进行统计分析。表2 350MW负荷段脱硝性能数据出口NOx含量设定值mg/Nm3/%甲62.55.12-6.522.674.36乙605.63-6.172.914.95由以上图形曲线及表格数

32、据可得，在此350MW稳定负荷段，甲、乙侧反应器NOx含量设定值都较高，甲、乙侧在指标方面相差无几。从、两个综合指标来讲，甲、乙侧的平均超调均较小。甲侧反应器NOx含量最高值为67.75mg/Nm3，乙侧反应器NOx含量最高值为65.63mg/Nm3，均与火电厂大气污染物排放标准（GB13223-2011）设定的100mg/Nm3的排放标准相差很远，保证了排放不超标。同时，反应器NOx含量的最低值分别为56.09mg/Nm3、53.83 mg/Nm3，未出现很低的值，说明自动控制调节得当，未出现喷氨量过度，反应器出口NOx含量动态变化幅度较小。以下为负荷稳定在400MW附近时，脱硝系统的运行曲

33、线。图7 甲侧400MW稳定负荷段图8 乙侧400MW稳定负荷段图7、8分别为机组负荷在400MW附近时，脱硝系统甲、乙侧反应器出口NOx含量实际运行曲线，同时用以上四个评价指标对甲、乙侧运行曲线进行统计分析。表3 400MW负荷段脱硝性能数据出口NOx含量设定值mg/Nm3/%甲53.510.83-14.544.739.73乙53.510.72-12.544.819.34由以上图形曲线及表格数据可得，在此400MW附近稳定负荷段，甲、乙侧反应器NOx含量设定值均为53.5mg/Nm3，甲、乙侧在指标方面相差无几。从、两个综合指标来讲，甲、乙侧的平均超调均较小。甲侧反应器NOx含量最高值为64

34、.38mg/Nm3，乙侧反应器NOx含量最高值为64.14mg/Nm3，均与火电厂大气污染物排放标准（GB13223-2011）设定的100mg/Nm3的排放标准相差很远，保证了排放不超标。同时，反应器NOx含量的最低值分别为39.00mg/Nm3、40.87 mg/Nm3，未出现很低的值，说明自动控制调节得当，未出现喷氨量过度，反应器出口NOx含量动态变化幅度较小。以下为负荷稳定在500MW附近时，脱硝系统的运行曲线。图9 甲侧500MW稳定负荷段图10 乙侧500MW稳定负荷段图9、10分别为机组负荷在500MW附近时，脱硝系统甲、乙侧反应器出口NOx含量实际运行曲线，同时用以上四个评价指

35、标对甲、乙侧运行曲线进行统计分析。表4 500MW负荷段脱硝性能数据出口NOx含量设定值mg/Nm3/%甲5510.93-6.672.845.21乙558.62-7.982.644.90由以上图形曲线及表格数据可得，在此500MW附近稳定负荷段，甲、乙侧反应器NOx含量设定值均为55mg/Nm3，乙侧在指标方面略逊于甲侧。从、两个综合指标来讲，甲、乙侧的平均超调均较小。甲侧反应器NOx含量最高值为65.93mg/Nm3，乙侧反应器NOx含量最高值为63.62mg/Nm3，均与火电厂大气污染物排放标准（GB13223-2011）设定的100mg/Nm3的排放标准相差很远，保证了排放不超标。同时，

36、反应器NOx含量的最低值分别为48.33mg/Nm3、47.02 mg/Nm3，未出现很低的值，说明自动控制调节得当，未出现喷氨量过度，反应器出口NOx含量动态变化幅度较小。以下为负荷稳定在550MW附近时，脱硝系统的运行曲线。图11 甲侧550MW稳定负荷段图12 乙侧550MW稳定负荷段图11、12分别为机组负荷在550MW附近时，脱硝系统甲、乙侧反应器出口NOx含量实际运行曲线，同时用以上四个评价指标对甲、乙侧运行曲线进行统计分析。表5 550MW负荷段脱硝性能数据出口NOx含量设定值mg/Nm3/%甲558.32-8.882.805.16乙557.57-7.452.123.81由以上图

37、形曲线及表格数据可得，在此550MW附近稳定负荷段，甲、乙侧反应器NOx含量设定值均为55mg/Nm3，甲侧在指标方面略逊于乙侧。从、两个综合指标来讲，甲、乙侧的平均超调均较小。甲侧反应器NOx含量最高值为63.32mg/Nm3，乙侧反应器NOx含量最高值为62.57mg/Nm3，均与火电厂大气污染物排放标准（GB13223-2011）设定的100mg/Nm3的排放标准相差很远，保证了排放不超标。同时，反应器NOx含量的最低值分别为46.12mg/Nm3、47.55mg/Nm3，未出现很低的值，说明自动控制调节得当，未出现喷氨量过度。反应器出口NOx含量动态变化幅度较小。 以下为负荷稳定在60

38、0MW附近时，脱硝系统的运行曲线。图13 甲侧600MW稳定负荷段图14 乙侧600MW稳定负荷段图13、14分别为机组负荷在600MW附近时，脱硝系统甲、乙侧反应器出口NOx含量实际运行曲线，同时用以上四个评价指标对甲、乙侧运行曲线进行统计分析。表6 600MW负荷段脱硝性能数据出口NOx含量设定值mg/Nm3/%甲559.08-9.863.035.70乙558.99-6.752.945.32由以上图形曲线及表格数据可得，在此600MW附近稳定负荷段，甲、乙侧反应器NOx含量设定值均为55mg/Nm3，甲侧在指标方面略逊于乙侧。从、两个综合指标来讲，甲、乙侧的平均超调均较小。甲侧反应器NOx

39、含量最高值为64.08mg/Nm3，乙侧反应器NOx含量最高值为63.99mg/Nm3，均与火电厂大气污染物排放标准（GB13223-2011）设定的100mg/Nm3的排放标准相差很远，保证了排放不超标。同时，反应器NOx含量的最低值分别为45.14mg/Nm3、48.25mg/Nm3，未出现很低的值，说明自动控制调节得当，未出现喷氨量过度，反应器出口NOx含量动态变化幅度较小。以上为负荷稳定情况下，脱硝反应器出口NOx含量的稳态特性。选取几个机组典型的稳定运行负荷段，选取了四个指标分别对不同负荷段的甲、乙两侧脱硝反应器性能进行评价。总体来说，在稳定运行工况下，反应器出口NOx含量较为稳定，

40、均方根超调量均较小，即使在最大的超调量处与环保要求含量相差较大，确保了稳定工况下不会超过环保要求的排放量。同时，反应器出口NOx含量未出现很低的值，说明自动控制调节得当，否则会出现喷氨过量，对系统的稳定不利。4.3 动态工况运行效果4.3.1 改造前运行效果【1】机组升负荷工况变工况下反应器出口NOx含量的动态特性是考察脱硝系统自动控制效果最重要的部分之一。此部分分析升负荷过程中反应器出口NOx含量的动态特性。图15 升负荷段图16 升负荷段以上图15、16为负荷由365MW附近升至395MW附近过程中，脱硝系统甲、乙侧反应器出口NOx含量实际运行曲线，同时用以上四个评价指标对甲、乙侧运行曲线

41、进行统计分析。表7 365MW升至395MW负荷段脱硝性能数据出口NOx含量设定值mg/Nm3/%甲5254.79-33.6921.0460.12乙51.530.82-16.7011.3923.80由以上图形曲线及表格数据可得，在此365MW升至395MW负荷段，从、两个综合指标来讲，甲、乙侧的平均超调均较大。甲侧反应器NOx含量最高值为107.12mg/Nm3，乙侧反应器NOx含量最高值为82.07mg/Nm3，其中甲侧最高值已经超过火电厂大气污染物排放标准（GB13223-2011）设定的100mg/Nm3的排放标准。同时，反应器NOx含量的最低值分别为18.63mg/Nm3、34.54m

42、g/Nm3，甲侧反应器NOx含量值有点偏低。由以上曲线、表格数据分析可知，升负荷期间脱硝系统的自动控制效果不佳，直接造成了甲侧反应器出口NOx含量超标，最低值又过小，动态变化幅度太大。 【2】机组降负荷工况以下是降负荷过程中反应器出口NOx含量的动态特性的分析。图17 降负荷段图18 降负荷段以上图17、18为负荷由500MW附近降至330MW附近过程中，脱硝系统甲、乙侧反应器出口NOx含量实际运行曲线，同时用以上四个评价指标对甲、乙侧运行曲线进行统计分析。表8 500MW降至330MW负荷段脱硝性能数据出口NOx含量设定值mg/Nm3/%甲5632.88-27.4912.4926.84乙52

43、20.91-23.3611.6027.20由以上图形曲线及表格数据可得，在此500MW降至330MW期间，从、两个综合指标来讲，甲、乙侧的平均超调均较大。甲侧反应器NOx含量最高值为88.88mg/Nm3，乙侧反应器NOx含量最高值为72.91mg/Nm3，其中甲侧最高值与火电厂大气污染物排放标准（GB13223-2011）设定的100mg/Nm3的排放标准已经很接近了。同时，反应器NOx含量的最低值分别为28.51mg/Nm3、28.64 mg/Nm3，甲、乙侧反应器出口NOx含量值均有些偏低。由以上曲线、表格数据分析可知，此时脱硝系统的自动控制效果不佳，使得反应器出口NOx含量动态变化幅度

44、过大。4.3.2 改造后运行效果【1】机组升负荷工况以下为机组负荷从400MW上升至500MW时的运行过程，一般在此升负荷区间，会启动一台磨煤机。磨的启停期间对反应器入口NOx含量的短时影响很大，反应器出口NOx含量超标也多半是受此影响。图19 负荷由400MW升至500MW运行区间图20 负荷由400MW升至500MW运行区间图19、20分别为负荷由400MW升至500MW过程中，脱硝系统甲、乙侧反应器出口NOx含量实际运行曲线，同样用以上四个评价指标对甲、乙侧运行曲线进行统计分析。表9 负荷由400MW升至500MW运行区间脱硝性能数据出口NOx含量设定值mg/Nm3/%甲48.514.9

45、-11.325.5311.45乙47.56.62-4.122.575.44由以上图形曲线及表格数据可得，在此400MW升至500MW负荷段区间，甲、乙侧反应器NOx含量设定值均为48.5mg/Nm3、47.5mg/Nm3，甲侧在指标方面比乙侧差。从、两个综合指标来讲，甲、乙侧的平均超调均较小。甲侧反应器出口NOx含量最高值为63.4mg/Nm3，乙侧反应器出口NOx含量最高值为54.12mg/Nm3，均与火电厂大气污染物排放标准（GB13223-2011）设定的100mg/Nm3的排放标准相差很远，保证了排放不超标。同时，反应器出口NOx含量的最低值分别为37.18mg/Nm3、43.38mg

46、/Nm3，未出现很低的值，说明自动控制调节得当，未出现喷氨量过度。从上面数据也可观察到，在此升负荷区间，甲侧的性能指标稍差，图17中反应器出口NOx含量出现了一个峰值，此峰值正是由于由于有台磨启动造成的，但是峰值并不是很大，出口NOx含量得到了很好的控制。以下为负荷从550MW升至600MW变负荷运行期间，脱硝系统的运行曲线。图21 负荷由550MW升至600MW运行区间图22 负荷由550MW升至600MW运行区间图21、22分别为负荷由550MW升至600MW运行区间，脱硝系统甲、乙侧反应器出口NOx含量实际运行曲线，同样用以上四个评价指标对甲、乙侧运行曲线进行统计分析。表10 负荷由55

47、0MW升至600MW运行区间脱硝性能数据出口NOx含量设定值mg/Nm3/%甲55.58.71-10.153.346.25乙53.55.68-4.162.073.87由以上图形曲线及表格数据可得，在此550MW升至600MW负荷段区间，甲、乙侧反应器NOx含量设定值均为55.5mg/Nm3、53.5mg/Nm3，甲侧在指标方面比乙侧差。从、两个综合指标来讲，甲、乙侧的平均超调均较小。甲侧反应器出口NOx含量最高值为64.21mg/Nm3，乙侧反应器出口NOx含量最高值为59.18mg/Nm3，均与火电厂大气污染物排放标准（GB13223-2011）设定的100mg/Nm3的排放标准相差很远，保

48、证了排放不超标。同时，反应器出口NOx含量的最低值分别为45.35mg/Nm3、49.34mg/Nm3，未出现很低的值，说明自动控制调节得当，未出现喷氨量过度。负荷由550MW升至600MW过程一般没有磨启动，从上面曲线及表格可知，在升负荷期间若没有启磨动作，出口NOx含量的控制效果相对较好，反应器出口NOx含量动态变化幅度较小。【2】机组降负荷工况上一部分通过图、表及统计方法对升负荷运行过程中的脱硝反应器的性能了分析，此部分将用同样的方式对降负荷过程中脱硝反应器的性能进行了分析。图23 负荷由600MW降至550MW运行区间图24 负荷由600MW降至550MW运行区间图23、24分别为负荷

49、由600MW降至550MW运行区间，脱硝系统甲、乙侧反应器出口NOx含量实际运行曲线，同样用以上四个评价指标对甲、乙侧运行曲线进行统计分析。表11 负荷由600MW降至550MW运行区间脱硝性能数据出口NOx含量设定值mg/Nm3/%甲5410.88-5.982.644.78乙544.54-4.581.633.01由以上图形曲线及表格数据可得，在此600MW降至550MW负荷段区间，甲、乙侧反应器NOx含量设定值均为54mg/Nm3，甲侧在指标方面比乙侧差。从、两个综合指标来讲，甲、乙侧的平均超调均较小。甲侧反应器出口NOx含量最高值为64.88mg/Nm3，乙侧反应器出口NOx含量最高值为5

50、8.54mg/Nm3，均与火电厂大气污染物排放标准（GB13223-2011）设定的100mg/Nm3的排放标准相差很远，保证了排放不超标。同时，反应器出口NOx含量的最低值分别为48.02mg/Nm3、49.42mg/Nm3，未出现很低的值，说明自动控制调节得当，未出现喷氨量过度。负荷由600MW降至550MW过程一般没有磨启动，从上面曲线及表格可知，在降负荷期间若没有停磨动作，出口NOx含量的控制效果相对较好，反应器出口NOx含量动态变化幅度较小。以下为负荷从550MW降至500MW变负荷期间，脱硝系统的运行曲线。图25 负荷由550MW降至500MW运行区间图26 负荷由550MW降至5

51、00MW运行区间图25、26分别为负荷由550MW降至500MW运行区间，脱硝系统甲、乙侧反应器出口NOx含量实际运行曲线，同样用以上四个评价指标对甲、乙侧运行曲线进行统计分析。表12 负荷由550MW降至500MW运行区间脱硝性能数据出口NOx含量设定值mg/Nm3/%甲5210.52-8.014.097.74乙546.36-3.692.374.35由以上图形曲线及表格数据可得，在此600MW降至550MW负荷段区间，甲、乙侧反应器NOx含量设定值均为54mg/Nm3，甲侧在指标方面比乙侧差。从、两个综合指标来讲，甲、乙侧的平均超调均较小。甲侧反应器出口NOx含量最高值为62.52mg/Nm

52、3，乙侧反应器出口NOx含量最高值为60.36mg/Nm3，均与火电厂大气污染物排放标准（GB13223-2011）设定的100mg/Nm3的排放标准相差很远，保证了排放不超标。同时，反应器出口NOx含量的最低值分别为43.99mg/Nm3、50.31mg/Nm3，未出现很低的值，说明自动控制调节得当，未出现喷氨量过度。负荷由550MW降至500MW过程一般没有磨启动，从上面曲线及表格可知，在降负荷期间若没有停磨动作，出口NOx含量的控制效果相对较好。以下为负荷从500MW降至400MW变负荷运行期间，脱硝系统的运行曲线。图27 负荷由500MW降至400MW运行区间图28 负荷由500MW降

53、至400MW运行区间图27、28分别为负荷由500MW降至400MW运行区间，脱硝系统甲、乙侧反应器出口NOx含量实际运行曲线，同样用以上四个评价指标对甲、乙侧运行曲线进行统计分析。表13 负荷由500MW降至400MW运行区间脱硝性能数据出口NOx含量设定值mg/Nm3/%甲5414.66-15.916.4813.19乙589.29-11.284.498.23由以上图形曲线及表格数据可得，在此500MW降至400MW负荷段区间，甲、乙侧反应器NOx含量设定值分别为54mg/Nm3、58mg/Nm3，甲侧在指标方面比乙侧差。从、两个综合指标来讲，甲、乙侧的平均超调均较小。甲侧反应器出口NOx含

54、量最高值为68.66mg/Nm3，乙侧反应器出口NOx含量最高值为67.29mg/Nm3，均与火电厂大气污染物排放标准（GB13223-2011）设定的100mg/Nm3的排放标准相差很远，保证了排放不超标。同时，反应器出口NOx含量的最低值分别为38.09mg/Nm3、46.72mg/Nm3，未出现很低的值，说明自动控制调节得当，未出现喷氨量过度。负荷由550MW降至400MW过程会有一台磨停止运行，从上面曲线及表格可知，在降负荷期间若有停磨动作，出口NOx含量的控制效果稍差，但是并未出现反应器出口NOx含量过高或过低的情况，说明在有磨停止运行的降负荷过程其控制效果尚可。4.4 机组BLR模

55、式运行效果“R”模式是在网运行机组AGC三种模式之一，要求投入标准最高、对机组负荷响应要求最高；同时，也只有机组AGC在投“R”模式时，才能享受电量奖励政策。“R”模式下机组负荷频繁波动，随之而来的就是煤量和风量跟随着频繁波动，就会造成脱硝反应器入口NOx含量频繁波动。“R”模式对脱硝系统的性能提出了更高的要求，下面将对“R”模式下脱硝系统的运行过程进行分析。4.4.1 “R”模式下低负荷升至高负荷系统运行效果图29 “R”模式低负荷升至高负荷图30 “R”模式低负荷升至高负荷图29、30分别为“R”模式下由低负荷升至高负荷运行区间，脱硝系统甲、乙侧反应器出口NOx含量实际运行曲线，同样用以上四个评价指标对甲、乙侧运行曲线进行统计分析。表14 “R”模式下低负荷升至高负荷运行区间脱硝性能数据出口NOx含量设定值mg/Nm3/%甲5023.74-18.406.6014.08乙5015-14.095.3411.57由以上图形曲线及表格数据可得，在此“R”模式下高负荷段区间，甲