由于SCR反應(yīng)器中催化劑反應(yīng)反饋滯后和NOx分析儀響應(yīng)滯后等原因，使得SCR脫硝控制系統(tǒng)存在大滯后性和大延時(shí)性，難以精確控制噴氨量。尤其是機(jī)組變負(fù)荷時(shí)，SCR入口煙氣量或NOx質(zhì)量濃度急劇變化，調(diào)節(jié)的慣性和延時(shí)性容易導(dǎo)致煙囪入口NOx質(zhì)量濃度瞬時(shí)值超標(biāo)。為了使各工況下滿足超低排放要求，出口NOx質(zhì)量濃度設(shè)置值往往偏低，導(dǎo)致SCR系統(tǒng)噴氨過(guò)量，氨逃逸率超標(biāo)。實(shí)際運(yùn)行中，當(dāng)兩側(cè)SCR反應(yīng)器風(fēng)量相差較大時(shí)，兩側(cè)噴氨量過(guò)多或過(guò)少，噴氨量過(guò)多的一側(cè)容易發(fā)生氨逃逸。

此外，NOx質(zhì)量濃度考核點(diǎn)和控制點(diǎn)不一致。環(huán)保考核時(shí)以煙囪入口NOx質(zhì)量濃度測(cè)點(diǎn)為準(zhǔn); 噴氨自動(dòng)調(diào)節(jié)時(shí)，單側(cè)煙道的SCR反應(yīng)器出口NOx質(zhì)量濃度為被控量。SCR反應(yīng)器出口測(cè)點(diǎn)與煙囪入口測(cè)點(diǎn)所測(cè)量的NOx質(zhì)量濃度存在不同程度的偏差，影響噴氨量的精準(zhǔn)控制。

2.5 測(cè)量方法和儀表

由于氨逃逸的量級(jí)非常小，理論計(jì)算很難準(zhǔn)確。相對(duì)于離線手工分析法，原位光學(xué)測(cè)量法可以實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)，但光學(xué)測(cè)量的準(zhǔn)確度容易受高溫、高塵惡劣工況的影響。煙氣含塵量大時(shí)，測(cè)量探頭受鋼制煙道壁振動(dòng)及溫度變化的影響，會(huì)出現(xiàn)測(cè)量不穩(wěn)定或指示飄移現(xiàn)象，導(dǎo)致測(cè)量偏差大; 同時(shí)，SCR出口煙道煙氣分布不均勻，導(dǎo)致采樣誤差較大，影響氨逃逸量在線監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確度。一般以氨逃逸儀表監(jiān)測(cè)的氨逃逸變化趨勢(shì)作為運(yùn)行參考，而難以通過(guò)表值準(zhǔn)確控制噴氨量和氨逃逸率。

3 氨逃逸率控制技術(shù)

3.1 流場(chǎng)優(yōu)化

實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，SCR脫硝系統(tǒng)中氣流流動(dòng)非常復(fù)雜，在煙道內(nèi)設(shè)置導(dǎo)流板可有效改善速度分層現(xiàn)象。導(dǎo)流板后可加裝氣流均布器( 在第1 層催化劑上方加裝整流格柵等) ，利用局部的紊流改善流場(chǎng)速度不均勻的狀況。根據(jù)不同機(jī)組的具體情況，合理設(shè)置導(dǎo)流板的位置、數(shù)量、形式等，在改善流場(chǎng)的同時(shí)要盡可能低地增加系統(tǒng)壓降。

氨噴入之后與煙氣混合的均勻性集中在氨的噴射方式和噴氨后與煙氣的混合兩個(gè)方面，主要取決于噴氨格柵形式及氨煙靜態(tài)混合器的選型與布置。國(guó)內(nèi)外開發(fā)并應(yīng)用于工程實(shí)際的噴氨裝置包括線性控制噴氨格柵、分區(qū)控制噴氨格柵和靜態(tài)渦流混合器技術(shù)，技術(shù)對(duì)比見表1。線性控制噴氨格柵技術(shù)成熟，應(yīng)用最廣; 分區(qū)控制噴氨格柵是利用分區(qū)流量調(diào)節(jié)技術(shù)，使噴氨量適應(yīng)煙氣中NOx的分布; 渦流混合器技術(shù)使NH3與NOx混氣體在混合元件誘導(dǎo)下形成穩(wěn)定的渦流或旋流，加強(qiáng)擾動(dòng)，強(qiáng)化湍流擴(kuò)散。線性控制噴氨格柵和分區(qū)控制噴氨格柵依靠數(shù)量多、口徑小的噴嘴實(shí)現(xiàn)均勻噴氨，但也正因?yàn)檫@一特點(diǎn)，運(yùn)行過(guò)程中噴嘴堵塞后，反而難以實(shí)現(xiàn)均勻噴氨，影響氨氮摩爾比分布的均勻性。靜態(tài)渦流混合器克服了小噴嘴容易堵塞的問題，具有良好的操作彈性，其難點(diǎn)在于靜態(tài)混合器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以及開發(fā)高效低阻擾流裝置，縮短混合段距離。

3.2 控制系統(tǒng)優(yōu)化

針對(duì)SCR脫硝控制系統(tǒng)大滯后、大延時(shí)問題，通過(guò)引入預(yù)測(cè)控制、融合改進(jìn)的狀態(tài)變量控制、相位補(bǔ)償控制等技術(shù)，提前預(yù)測(cè)被調(diào)量未來(lái)變化趨勢(shì)，提高脫硝系統(tǒng)閉環(huán)穩(wěn)定性和抗擾動(dòng)能力?；陬A(yù)測(cè)控制和智能前饋技術(shù)的脫硝噴氨優(yōu)化控制策略如圖5所示。該技術(shù)通過(guò)考慮SCR上游鍋爐側(cè)多個(gè)擾動(dòng)變量對(duì)SCＲ 脫硝過(guò)程的影響，將多參數(shù)進(jìn)行擬合作為擾動(dòng)變量，實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)控制和提前調(diào)節(jié)。

此外，穩(wěn)定的噴氨量控制取決于高質(zhì)量的氨氣質(zhì)量流量計(jì)、氨量調(diào)節(jié)閥和最佳的控制參數(shù)。在同等設(shè)備和控制條件下，通過(guò)控制系統(tǒng)優(yōu)化，改善噴氨時(shí)機(jī)，特別是提高噴氨控制系統(tǒng)對(duì)機(jī)組負(fù)荷變化的響應(yīng)速度，避免機(jī)組負(fù)荷變化時(shí)噴氨量未及時(shí)跟蹤而使氨逃逸率超標(biāo)。

3.3 噴氨優(yōu)化調(diào)整

對(duì)于現(xiàn)役SCＲ 脫硝系統(tǒng)，在不改造系統(tǒng)設(shè)備的情況下，通過(guò)噴氨格柵優(yōu)化調(diào)整，可改善氨氮摩爾比分布的均勻性。脫硝系統(tǒng)一般由多個(gè)蝶閥等部件協(xié)同控制噴氨量，需要根據(jù)噴氨格柵截面內(nèi)的流場(chǎng)分布特性對(duì)各支管閥門進(jìn)行調(diào)整，保證良好的氨氮摩爾比分布，使各區(qū)域噴氨量與NOx流場(chǎng)相匹配，提高脫硝效率，避免局部區(qū)域過(guò)量噴氨而導(dǎo)致逃逸氨偏高; 同時(shí)，可以通過(guò)改善反應(yīng)器出口NOx質(zhì)量濃度分布均勻性，減小取樣點(diǎn)的測(cè)量誤差，優(yōu)化控制系統(tǒng)參數(shù)，提高噴氨量控制的精確度。

3.4 測(cè)量?jī)x表及測(cè)量方法改進(jìn)

采用原位光學(xué)法測(cè)量氨逃逸率時(shí)，應(yīng)合理設(shè)置儀表的安裝位置及激光對(duì)位，關(guān)注安裝處結(jié)構(gòu)變形、探頭附近的水蒸氣、吹掃空氣對(duì)儀表的影響。定期對(duì)氨逃逸率測(cè)量?jī)x表進(jìn)行檢查和校驗(yàn)，由飛灰中氨含量輔助推斷氨逃逸狀況，氨逃逸異常時(shí)應(yīng)及時(shí)對(duì)儀表工作狀態(tài)進(jìn)行檢查。超低排放改造時(shí)，應(yīng)按要求更合適精度的儀表，降低測(cè)量誤差對(duì)氨逃逸控制準(zhǔn)確度的不利影響。通過(guò)對(duì)SCR進(jìn)、出口流場(chǎng)的測(cè)試，采用多點(diǎn)取樣旁路管的方式，提高測(cè)點(diǎn)的取樣代表性，在一定程度上減少SCR出口與煙囪入口NOx質(zhì)量濃度的偏差。

3.5 機(jī)組運(yùn)行優(yōu)化及檢修維護(hù)

在脫硝超低排放改造時(shí)，根據(jù)機(jī)組情況，可優(yōu)先進(jìn)行低氮燃燒優(yōu)化改造，從源頭上減少NOx生成量。采取爐內(nèi)燃燒優(yōu)化調(diào)整措施，通過(guò)調(diào)整氧量，調(diào)整分離燃盡風(fēng)( SOFA) 風(fēng)門開度，合理搭配煤種等，降低脫硝裝置入口NOx質(zhì)量濃度。機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中，加強(qiáng)氨逃逸監(jiān)測(cè)，定期對(duì)現(xiàn)有催化劑進(jìn)行檢測(cè)分析，尤其要關(guān)注脫硝裝置催化劑壓差、系統(tǒng)阻力、空氣預(yù)熱器阻力等參數(shù)。

停爐檢修時(shí)，需檢查噴氨格柵噴嘴堵塞情況，對(duì)堵塞的噴嘴進(jìn)行吹掃清理，加強(qiáng)噴氨系統(tǒng)閥門的維護(hù)，使噴氨調(diào)節(jié)閥有良好的調(diào)節(jié)特性，減少內(nèi)漏量。重視脫硝吹灰器的檢查與維護(hù)，對(duì)催化劑積灰、磨損情況進(jìn)行及時(shí)清理和修復(fù)，按規(guī)定測(cè)試催化劑活性，必要時(shí)增加催化劑層或更換催化劑，提高脫硝效率，降低氨逃逸率。

編輯：李丹