1 應用背景

在國家節能環保的高壓政策下，SCR脫硝裝置的高效穩定運行受到普遍性關(guan) 注。按超低排放標準要求，NOx排放濃度需嚴(yan) 格控製在50mg/Nm3（6%O2）以下，較低的NOx排放常伴隨著較高氨逃逸率，逃逸的氨（NH3）與(yu) 煙氣中的三氧化硫（SO3）反應生成硫酸氫銨（NH4HSO4），該酸性物質易造成空氣預熱器堵塞，且對下遊的除塵設備、低壓省煤器等造成不利影響。

緩解上述問題的有效手段是減少氨逃逸，精細化噴氨是關(guan) 鍵技術之一。作為(wei) G22恒峰股份智慧電廠完整解決(jue) 方案中智慧排放的一部分，SCR智能噴氨分區控製是精細化噴氨的一種具體(ti) 實踐。由於(yu) 一般SCR噴氨截麵的寬度與(yu) 深度（或高度）的比值為(wei) 3~5，根據氣體(ti) 擴散原理，NH3分子作無規則運動，故按近似方形的3~5個(ge) 分區分別實現噴氨量自動控製，可顯著改善動態氨氮摩爾比的均勻性；結合噴氨總閥控製策略的優(you) 化，可全麵提升噴氨控製的品質，減小氨逃逸對機組的不利影響。

2 SCR智能噴氨分區控製係統

SCR智能噴氨分區控製係統包括測量層、執行層和控製層，主要涉及NOx/O2（NH3濃度可選）分布式巡測和混合采樣測量、氨氮摩爾比分區在線調平、以及多維度決(jue) 策的噴氨總量控製等，通過執行層“總量控製閥+分區調平閥+支管調節閥”三級閥門的串聯控製和調節，實現噴氨閥門的在線動態調整，全麵提升噴氨控製的品質，使SCR性能適應NOx超低排放要求。

2.1 測量層

係統測量層實現SCR出口NOx/O2濃度的分布式巡測和混合采樣測量，為(wei) 執行層和控製層提供基礎數據，係統布置如圖2-1所示，其核心部件包括：多點取樣槍（插入SCR出口截麵）、控製閥門、NOx/O2在線分析儀(yi) 以及管路吹掃子係統。

圖2-1 係統測量層

對圖2-1補充說明：

1)   在SCR出口至空預器出口段建立微型煙道旁路，利用係統負壓大流量取樣；

2)   多點取樣槍的分布主要根據上遊噴氨閥組沿煙道寬度方向的布置數量和間距確定，原則上多點取樣槍與(yu) 上遊噴氨閥組一一對應；

3)   整套係統測量管路均呈較大傾(qing) 角或垂直布置，無積灰傾(qing) 向，輔以熱一次風反吹，避免堵灰；

4)   因測量層采樣支路閥門動作頻繁，特選取特殊偏心設計，避免卡澀和磨損；

5)   NOx/O2濃度測量儀(yi) 表，采用超高頻超導諧振原理，無需預處理樣氣，儀(yi) 表響應時間小於(yu) 1s。

2.2 執行層

係統執行層主要通過在噴氨總管和噴氨支管之間增加噴氨分區調平閥和噴氨分區小母管，實現虛擬分區；根據測量層反饋，對“總量控製閥+分區調平閥+支管調節閥”三級閥門進行串聯控製和調節，執行層具體(ti) 布置如圖2-2所示。

圖2-2 係統執行層

對圖2-2補充說明：

1)   總量控製閥、支管調節閥及其管路均利用現場原有設備，噴氨分區母管和噴氨分區調節閥需要通過對現場管道進行改造；

2)   分區小母管及分區調平閥組數根據現場噴氨手動調節閥組數決(jue) 定，原則上每個(ge) 分區小母管及分區調平閥控製的煙道區域為(wei) 近似正方形區域。

2.3 控製層

係統控製層與(yu) DCS（或SIS）係統通訊，實時獲取SCR係統相關(guan) 性能參數，結合測量層和執行層的工作參數，自成一套完整的SCR噴氨控製係統，係統網絡結構如圖2-3所示。

圖2-3係統網絡結構

對圖2-3補充說明：

1)   根據測量層反饋的NOx/O2濃度平均值對總量控製閥進行自動調整，與(yu) 廠方原有總閥控製係統同時存在，並能實現無擾切換；

2)   根據測量層反饋的NOx/O2濃度分布式巡測值對分區調平閥進行定期調整，分區調節閥設定上下限，僅(jin) 在設定範圍內(nei) 小幅度調節，且調節過程保證各分區調節閥總開度基本不變，避免對噴氨總量控製閥的自動調節造成擾動；

3)   當設定調節範圍內(nei) SCR出口分區NOx濃度無法趨平時，測量層自動發出提示信息，並給出支路調節閥調整方案，按其調整後可手動觸發測量層工作，根據反饋結果手動逐步精細調節。

3  效益分析

NOx超低排放要求下，SCR的氨逃逸率普遍超過設計值（不大於(yu) 3ppm），導致空氣預熱器堵塞問題頻發，一般通過定期做噴氨優(you) 化調整試驗進行調整。但試驗僅(jin) 是在特性工況下進行，並不能保證SCR始終運行在較佳狀態，隨著負荷、煤種和運行方式改變，SCR入口NOx濃度分布規律可能發生顯著變化。投用SCR智能噴氨分區控製係統後，噴氨更精細，氨氮摩爾比更均勻，從(cong) 而達到減少氨逃逸率、減緩空預器阻力上升趨勢和節約噴氨優(you) 化調整試驗費用的效果。

以某660MW機組為(wei) 例，假定投運SCR智能噴氨分區控製係統後，全年平均減少氨逃逸率3ppm（還原劑為(wei) 尿素）、空氣預熱器煙氣側(ce) 阻力平均減小300Pa（保守估計，實際遭遇嚴(yan) 重堵灰問題時，煙氣側(ce) 阻力上升達2000kPa以上）、減少一次噴氨優(you) 化調整試驗。