摘要：随着我国经济和工业的高速发展，对能源的消耗量不断增加。在火电厂发电的过程中，往往会排放出大量的烟气，烟气中含有大量的硫化物、氮氧化物。如果这部分烟气随意进行排放，将会对环境造成较大的污染，不利于我国的长远发展。为了有效降低烟气排放可能对环境造成的污染，必须要对烟气进行无害化处理，其中就包括脱硝处理。为此，本文中对电厂烟气脱硝过程监控和控制方法的优化进行探讨，总结出有用的对策，希望能促进我国发电环保的发展，并起到积极有利的作用。
关键词：电厂；烟气脱硝；监控及控制
1 前言
为响应国家日益提高的环保方面要求，火力发电企业实际运行的过程中，都必须要对其排放的烟气进行脱硝处理。很多企业为了有效提高烟气脱硝的效率，对脱硝自动化控制技术的应用越来越多，在取得不错效果的同时，也产生了较多的问题。总得来说，脱硝出口、入口烟气流量和浓度普遍波动比较大，导致烟气脱硝的质量不稳定，容易造成环境污染问题的产生。当前我国高度重视环境污染的质量工作，在污染治理中投入了非常大的力量，不断提升氮氧化物的排放标准，这对电厂企业的发展，提出了更高的要求。
2 SRC脱硝技术
我国在SRC脱硝技术的研究起步较晚，但随着氮氧化物排放造成各种问题的不断现象，对该技术的发展提出了更高的要求，相关技术发展非常迅速。在通常的情况下，SCR烟气脱硝技术主要是由下面几个部分组成，SCR反应器、除灰、还原剂区、蒸汽与声波吹灰区域等。
在该技术的实际使用过程中，其装置经常会布置在高灰段，安装在锅炉省煤器与空预器之间，将还原剂存储和制备区经常进行独立布置，将脱硝系统作为独立的单元。为了保证这些单元的正常工作，需要对仪器的布置和控制功能进行合理划分【1】。
在脱硝控制系统中，部分设计会采用独立设置SCR控制子系统，每个机组都需要布置DCS，从而形成整体的SCR-DCS系统。SCR-DCS经常会被独立设置在机组电子车间内部，也有利用远程DCS站对系统进行就地放置的，通过远程通信的方式，来控制整个系统的运行。由于DCS系统运行的特殊性，其中各种电子仪器设备往往对于运行环境有着比较高的要求，因此并不推荐大规模使用。通过采用SCR-DCR集中安装的方式，能够对整个系统进行统一的维护，可以有效提高维护的效率。此外，远程操作的方式并不会对系统运行安全性、稳定性、操作监视造成非常大的影响，能够有效保证各种设备在最低状态下运行。
3 一般喷氨自动控制系统分析
喷氨系统在烟气脱硝处理中发挥着非常大的作用，可以根据烟气流量、烟气温度、氮氧化物的浓度，对喷氨量进行及时的调节，保证喷氨量在合适的范围之内。
为了组成喷氨自动控制系统，就需要采用测量系统对烟气的流量进行测量【2】。根据烟气流量的不同，对喷氨量进行及时的调整，保证喷氨量的效果，这对烟气流量测量往往有着比较高的要求。在对烟气流量计算的过程中，其通常会通过DCS锅炉负荷对烟气流量进行计算，并按照热量需求信号以及主蒸汽流量信息对烟气流量进行计算。
此外，系统还可以根据总风量对烟气的流量进行精确的计算，但总风量的测量经常会存在较大的误差。在进行实际喷氨量的测量过程中，往往对流量测量的精确性有着比较高的要求，对流量计算也需要进行及时的修整，将计算误差保持在合理的范围之内。
4 优化烟气SCR控制策略的有效方法
减少对还原剂的消耗。在SCR脱硝系统实际运行过程中，其主要使用的还原剂为氨水、尿素。氨的化学性质比较活泼，且具有一定毒性，如果在空间的浓度超过了一定的范围，很容易导致爆炸事故的发生。因此，可以将氨看作是一种危险物质。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在实际电场SCR系统运行过程中，需要相关的保护工作，做好对还原剂使用的优化，从而达到氨保护的效果。
在SCR脱硝系统正常运行之后，为了达到良好的脱硝效果，就需要做好运行和控制参数的优化。在系统正式投入运行之后，就需要根据脱硝系统的运行情况，技术对报警限值、吹灰控制时序进行有效调整。在喷氨量控制的过程中，其主要采用的是PID控制技术。在该技术的应用中，对控制参数的设定非常重要，一旦出现设定效果不理想的情况，喷氨的效果会大大折扣。为了做好对参数的优化工作，可以采用计算机建模的方法，在计算机上建立系统的工作模型，然后通过改变参数，来模拟系统实际工作效果，并及时根据系统运行状态，合理对参数进行优化，有效保证系统运行效果。此外，也可以采用人工整定的方法，但其对整定人员的经验要求相对较高【3】。
做好对机组工作负荷的跟踪和优化。如果机组工作负荷出现严重的波动，就会直接导致接口氮氧化物浓度出现比较大的波动，这主要是由于没有全面考虑烟气流量变化给喷氨造成的影响，回路参数如果设计不合理，也会造成很多的问题。为了有效解决这个问题，就需要做好对系统运行状态的跟踪和优化，尽量让主调节器处于最小工作状态。在通常的情况下，在对主调节器进行有效的优化之后，SCR出口氮氧化物的浓度就需要采用PID运算方式进行控制，表明前馈回路所计算出来的喷氨量已经可以满足系统相关的控制要求。从这些方面可以看出，主调节器的输出最小化是一种非常好的优化方案。
做好对吹灰系统的优化。在火力发电机组实际运行过程中，由于不同受热位置的受热面积不同，导致积灰情况往往表现出较大的差距。为了避免积灰情况严重对系统运行效率造成影响，需要我们及时开展吹灰工作，定期对受热面进行吹灰。这种方法虽然可以有效发挥作用，但应用的经济性却不足，需要对吹灰系统进行优化，将系统的作用充分发挥出来。
在通常的情况下，锅炉烟气流量的测量主要采用的是直接测量加间接计算的方法。如果是采用直接测量的方法，就需要利用皮托管配差压扁送气的常规风量测量方式。为了保证测量效果，就需要在实际应用中，及时分析烟气固体颗粒对所检测的元件防磨和防堵的要求，并对其合理性进行判断，是不是具有普遍的代表性。此外，还有通过热敏原理来进行测量的。虽然热敏测量元件可以有效解决高温、防磨和防堵的问题，但也容易出现测量结果滞后、探头容易无损的情况，对测量结果造成了不小的影响，需要在实际使用的过程中，认真分析实际使用的要求，并进行合理选择。
通过上面介绍的计算方法，将烟气流量计算出来之后，再乘以氮氧化物浓度和设定值只差，再乘以氨氮摩尔比，就可以得到氨气流量。在脱硝系统实际运行过程中，经常会遇到氨逃逸的问题，问题的解决难度较大，但通过合理采取措施，可以将这种情况控制在合理的范围之内。在装备运行前，还应该进一步对喷氨格栅的情况进行优化，尽量让每个喷氨平衡阀保持平衡，最终让SCR反应器进口的氨氮处于均匀的状态，最大程度保证SCR出口氮氧化物浓度的平衡。
在该系统的实际运行过程中，还应该做好整个系统运行的监控工作，通过各种传感器来及时收集各种生产状态信息，并通过高效的信息传输通道，将这些信息输送到中央控制系统当中。中央控制系统通过智能化算法的应用，就可以及时判断出当前实际脱硝系统的运行效率，并及时对系统工作参数进行调整，保证系统高效运行。此外，还应该定期做好对系统的维护工作，及时排除系统运行的异常，保证系统可以长期、稳定工作。
结语
随着时代的不断发展，对电厂发电提出了更高的环保要求。针对电厂脱硝系统运行过程中出现的问题，应该引起足够的重视，做好脱硝运行过程的监督，合理对控制系统进行优化，有效保证系统工作效果。
参考文献：
[1]火电厂SCR烟气脱硝系统建模与喷氨量最优控制[J].周鑫，吴佳.浙江电力.2015（11）：17-18.
[2]SCR脱硝装置对锅炉系统与环境的影响及防治措施[J].方朝君，金理鹏，余美玲，郭常青.锅炉技术.2015（05）：33-34.
[3]CH4-SCR脱硝催化剂研究进展[J].张相俊，蔡卡莎，李岩，王虹，李翠清，宋永吉.炼油技术与工程.2015（07）：55-57.
论文作者:周恂
论文发表刊物:《电力设备》2019年第6期
论文发表时间:2019/8/1
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