脱硝培训资料2赵志文

白城发电公司脱硝培训资料（二）

SCR运行方式及控制策略赵志文1/21第一部分、运行方式2/21一、运行方式概述在SCR烟气脱硝系统中，SCR反应器与还原制备区(即氨制备区)联系，在工艺上只有喷氨格栅人口，在控制上只有脱硝控制系统氨量需求信号。脱硝控制系统根据烟气NO浓度、设计脱硝率和烟气量计算得出氨量需求信号对喷氨管道上阀门进行调整，调整合适喷氨量。一般，SCR烟气脱硝运行操作包括正常起动、停顿和自动保护停顿。3/21二、SCR烟气脱硝系统启动

不设置旁路SCR烟气脱硝系统与锅炉同步启动，启动前在锅炉预通风阶段使用空气先加热催化剂。SCR烟气脱硝系统冷态启动时，锅炉处于冷态情况，烟气最大升温速率控制在3～4℃/min。同步，监测SCR反应器入口及出口温度，正常运行时温度差在1O℃下列。当催化剂温度升到310℃后，维持10min，氨气供应系统即开始，通过喷氨格栅向SCR反应器喷氨，SCR烟气脱硝系统进入正常运行阶段。反应区温度应保持在400℃下列。4/21三、SCR烟气脱硝系统停顿

SCR烟气脱硝系统停顿存在3种情况：（1）SCR烟气脱硝系统正常停顿运行。（2）锅炉跳闸后SCR烟气脱硝系统停顿。（3）SCR烟气脱硝系统自动安全停顿。5/211.SCR烟气脱硝系统正常停顿运行

在锅炉停运前，应先对催化剂进行吹灰操作。SCR烟气脱硝系统在停炉前10min开始退出运行(即停顿喷氨)，即手动将氨量需求信号值调整至“0”。在制氨系统接收到氨量需求信号为“0”时，自动关闭氨气喷入管线上阀门，维持10min，即可进行停炉操作。停炉后，在维持锅炉负压情况下，采取引风机吹扫SCR烟气脱硝系统。假如催化剂层没有预先进行吹灰操作，就不能对其采取空气吹扫。6/212.锅炉跳闸后SCR烟气脱硝系统停顿

假如SCR烟气脱硝系统正常运行中锅炉跳闸，则氨量需求信号值自动变为“0”。制氨系统接到此信号后，自动关闭氨管线上阀门，直到下次系统起动时，手动将出口NO含量操作端设定在要求值后，此阀门再次自动打开。在锅炉跳闸时，SCR脱硝系统手动关闭系统必须在锅炉停顿运行后才能够操作，这样会有某些氨气残留在催化剂模块中。此时，一般不采取吹灰程序来吹扫SCR烟气脱硝系统，也不能采取空气吹扫。在这个阶段，严禁打开SCR反应器上人孔或观测孔，以避免空气进入SCR反应器，造成催化剂模块中未完全燃尽颗粒燃烧，造成火灾。在催化剂温度降到150℃此前或降到60～70℃此前，应尽快恢复锅炉运行。7/213.SCR烟气脱硝系统自动安全停顿

当烟气温度超出420℃时，对催化剂模块损坏非常大，应立即停顿锅炉运行。在达到420℃前，停顿氨气喷入(超出390℃时)，执行自动停顿SCR烟气脱硝系统来避免损害催化剂模块；当温度降到310℃下列，延时10min，自动停顿SCR烟气脱硝系统来避免损害催化剂模块。8/21第二部分、控制策略9/21一、SCR脱硝系统控制策略SCR法烟气脱硝系统主要分为两大部分，一是还原剂制备系统，即NH3区；另一种为反应塔系统，即SCR区。SCR法烟气脱硝自动控制系统主要有三个控制任务：①保持液氨蒸发器水温恒定；②保持氨气缓冲罐氨气压力恒定；③对喷氨氨气流量进行自动控制。10/21二、液氨蒸发器水温控制

该控制系统主要任务就是完成使液氨蒸发器内水温恒定调整任务，其控制原理如图1。该控制系统为单回路控制系统，液氨蒸发器内水温为被调量，进口蒸汽调整阀开度为调整量。自动时，液氨蒸发器内水温测量值与给定值比较后，其偏差送入PI调整器，PI调整器输出经自动/手动切换器后送到执行器，变化进口蒸汽调整阀开度，控制过热蒸汽流量，消除PI调整器入口偏差，使液氨蒸发器内水温保持恒定；手动时，运行人员通过操作执行器，手动控制进口蒸汽调整阀开度，变化过热蒸汽流量，使液氨蒸发器内水温保持恒定，此时，PI调整器处于跟踪状态，PI调整器输出跟踪自动/手动切换器输出。当液氨蒸发器水温测量值失效或液氨蒸发器水温测量值与给定值偏差超出允许值时，系统自动切为手动；当液氨蒸发器水温高过55℃时，系统自动切为手动，同步通过设置自动／手动切换器输出限幅值，自动关闭进口蒸汽调整阀，切断蒸汽起源，并在控制室DCS上报警显示。11/21图1液氨蒸发器水温控制系统12/21三、氨气缓冲罐氨气压力控制

该控制系统主要任务就是完成使氨气缓冲罐氨气压力保持恒定(0.2MPa)调整任务，其控制原理如图2。该控制系统也是单回路控制系统，氨气缓冲罐氨气压力为被调量，液氨蒸发器进口液氨调整阀开度为调整量。自动时，氨气缓冲罐氨气压力测量值与给定值进行比较，其偏差送入PI调整器，PI调整器输出经自动/手动切换器后送到执行器，变化液氨蒸发器进口液氨调整阀开度，控制液氨蒸发流量，消除PI调整器入口偏差，使氨气缓冲罐氨气压力等于给定值(0.2MPa)。手动时，运行人员通过操作器直接控制液氨蒸发器进口液氨调整阀开度，变化液氨蒸发流量，此时PI调整器处于跟踪状态，其输出跟踪自动/手动切换器输出。当氨气缓冲罐氨气压力测量故障或氨气缓冲罐氨气压力测量值与给定值偏差超出允许值时，系统自动切为手动。13/21图2氨气缓冲罐压力控制系统14/21四、喷氨流量控制

该控制系统主要完成使NH3/NOx摩尔比恒定、确保脱硝效率调整任务，一般采取两种方式：出口NOx定值控制方式和固定摩尔比控制方式。15/211.出口NOx定值控制

出口NOx定值控制是保持SCR出口NOx恒定。根据环境空气质量标准，控制反应器NOx为定值比控制固定脱氮效率更容易监视，同步氨气消耗量更少。

烟气中NOx流量为积极流量，NH3为从动流量，反应器出口NOx浓度为被调量，氨气流量调整阀开度为调整量。16/21

根据入口NOx实际测量值以及出口NOx设定值计算出预置摩尔比，预置摩尔比作为摩尔比控制器基准来输出，出口NOx实际测量值与出口NOx设定值进行比较后通过PID调整器输出作为修正，最后确定控制系统目前需要摩尔比值。自动时，通过反应器进口氧气浓度计算后反应器进口NOx浓度和烟气流量乘积产生NOx流量信号，此信号乘上所需NH3/NOx摩尔比就是基本氨气流量信号，该信号作为积极流量送到氨气流量调整器(副调)，与喷氨流量测量值进行比值调整(粗调)，调整过程结束后，若反应器出口NOx浓度与其设定值不相等，则反应器出口NOx浓度调整器(主调)根据其入口偏差深入修正NH3/NOx摩尔比(细调)，变化喷氨流量，使反应器出口NOx浓度等于给定值，确保脱硝效率。17/21

手动时，运行人员通过操作器直接控制氨气流量调整阀开度，变化喷氨流量，使反应器出口NOx浓度等于给定值，确保脱硝效率，此时自动系统处于跟踪状态，氨气流量调整器(副调)输出跟踪自动/手动切换器输出，反应器出口NOx浓度调整器(主调)输出跟踪氨气流量测量值与基本氨气流量信号差。18/212.固定摩尔比控制（典型控制）方式

SCR烟气脱硝系统利用固定NH3/NOx摩尔比来提供所需要氨气流量。SCR反应器进口NOx浓度乘以烟气流量得到NOx信号，该信号乘以所需NH3/NOx摩尔比就是基本氨气流量信号，此信号作为给定值送入PID控制器与实测氨气流量信号比较，由PID控制器经运算后发出调整信号控制SCR入口氨气流量调整阀开度以调整氨气流量。19/21（1）由于烟气流量不易于直接精确测量，因此烟气流量一般是通过锅炉空气流量和锅炉燃烧等数据计算得到（数据由机组DCS提供）。由于测量信号存在滞后性问题，锅炉空气流量被用来迅速检测负荷变化。（2）计算出NOx流量乘以摩尔比是所需氨气流量。摩尔比是根据系统设计脱硝效率计算得出，在固定摩尔比控制办法中为预设常数。（3）净氨气质量流量由在氨气喷射母管测得体积流量通过温度和压力修