超低排放后脱硝自控系统优化实践

由于具有较高的脱硝效率，采用SCR方式的脱硝系统是大型火电机组脱硝系统改造的首选类型，而长期以来对SCR脱硝系统的研究主要针对其物理原理、设备结构和运行方式方面，却忽略了对脱硝自动控制策略的研究。

事实上在执行近零排放时，脱硝系统的自动控制品质至关重要。目前脱硝喷氨控制普遍采用前馈一反馈串级控制，由于测量及反应至少有2min的延时，该控制策略不能有效地应对因燃烧工况的变化而引起的入口NO质量浓度急剧变化的工况，存在较大的滞后和超调。

针对SCR脱硝喷氨控制系统的大滞后特性，对原有脱硝喷氨控制回路进行了优化改进。在原有的前馈一反馈串级控制基础上引入智能预测前馈控制，有效地进行偏差调节。控通过对机组负荷、总风量、总给煤量、SCR人口NO质量浓度变化等众多因素的分析进行趋势预测，提前加入后续NO质量浓度变化所需的氨气量。

采用预测控制和带前馈的PID控制对比，使用带前馈的PID控制只能根据入口NO质量浓度的变化来喷入所需的氨气，再通过偏差调节来控制NO的排放，由于测量和反应的滞后，喷氨存在明显的滞后和超调过程。而采用趋势预测可以提前响应人口NO质量浓度的变化，及时喷入氨气有效控制NO的排放。

对烟囱出口NO质量浓度与A、B侧出口NO质量浓度进行比较，评估得出A、B侧出口NO质量浓度与烟囱出口NO质量浓度的偏差，对控制器的NO质量浓度测量值进行智能修正；对A、B侧喷氨量及入口NO质量浓度进行比较，评估得出A、B侧出口NO质量浓度之间的偏差，对A、B侧喷氨量进行智能配比。

现有机组改脱硝系统受到锅炉结构的限制，出口N0测点的烟道呈狭长形，存在流场不均的问题，因而烟囱出口NO质量浓度与SCR出口NO质量浓度测量存在一定的偏差。以环保考核点烟囱出口NO质量浓度为基准对SCR

出口NO质量浓度进行实时比较，当累计质量浓度平均值超过一定误差时对控制器的NO质量浓度测量值进行智能修正，确保控制稳定。A、B侧烟气流量也不能做到完全一致，因而A、B侧的喷氨量需要进行智能配比修正，确保两侧喷氨量的相对一致。

根据脱硝系统出口NO质量浓度控制波动情况(任何工况均小于50mg／m3)倒推出设定值上限，按设定上限和85脱硝效率对应的设定值取小值得出控制设定值，在满足脱硝效率的同时，确保全工况控制过程NO质量浓度不超过50mg／m3。

通过回路优化引入智能预测算法，大幅提高了系统闭环稳定性和抗扰动能力，有效地将烟囱出口NO质量浓度控制在50mg／m以下。