火电厂锅炉脱硝系统入口烟气温度自动控制方法技术方案

火电厂锅炉脱硝系统入口烟气温度自动控制方法，锅炉省煤器的烟气旁路上安装烟气旁路调节挡板，在省煤器出口安装烟气正路调节挡板，在脱硝装置入口安装温度元件对烟气温度进行测量，设置脱硝系统入口烟气温度的设定值，控制系统在自动状态下，测量值和设定值的偏差经PID控制算法输出的指令并通过执行机构控制烟气旁路调节挡板和烟气正路调节挡板的开度。本发明专利技术适用于在火电厂锅炉在低负荷工况下脱硝系统入口烟气温度的自动控制，通过DCS系统、可编程控制器（PLC）等计算机控制设备实现其功能，给使用带来了很大的便利，将大幅减少人员劳动强度，也降低了人员误操作导致污染物排放超标的可能，具有较强的适应性和可靠性。具有较强的适应性和可靠性。具有较强的适应性和可靠性。

【技术实现步骤摘要】
火电厂锅炉脱硝系统入口烟气温度自动控制方法


[0001]本专利技术涉及火力发电


技术介绍

[0002]近年来，随着环保要求的日益严格，火力发电厂各机组的锅炉设备及系统几乎全部完成了的脱硫、脱硝、除尘等设备改造以满足污染物的排放标准。脱硫和除尘设备随机组全负荷运行，而脱硝系统由于化学反应原理则无法全负荷的投入。
[0003]目前在燃煤电厂锅炉上广泛使用的成熟烟气脱硝技术是选择性催化还原技术（Selective Catalytic Reduction，简称SCR），在整个锅炉烟气流程中，空气预热器之前的最后一级锅炉受热面为省煤器，目的是降低预热器进口烟温，节省燃煤消耗量。脱硝系统布置在省煤器和预热器之间，其选择性催化还原反应采用的催化剂通常工作温度范围在300—400℃之间，超过温度范围催化剂将不能发挥应有的作用。常规锅炉设计中，会存在如下问题：在机组负荷较高时，脱硝系统入口烟温正好在催化剂正常运行范围；而在机组负荷较低时，脱硝系统进口烟温气温度较低，低于催化剂的正常使用温度。若在低负荷时将脱硝系统进口的设计烟温提高到满足催化剂的要求，则在高负荷时烟温会更高，引起排烟温度高，锅炉效率低，煤耗量大。因此，一般情况下都按在高负荷时满足较低的排烟温度来进行设计，这将致使电站在低负荷时只能将脱硝系统解列运行，已不适应最新的氮氧化物排放化指标的要求。
[0004]为解决低负荷时段脱硝系统入口烟温不满足催化剂工作条件的矛盾，目前各电站提高脱硝系统入口处烟气温度一般有四种方案，即设置旁路烟道、设置省煤器旁路、省煤器分级改造、回热抽汽补充给水加热改造，其中前两种办法最为常用。而本技术就是对旁路烟道安装的调节挡板后，为实现其自动控制而研究专利技术的，以满足脱硝系统入口烟气温度满足锅炉低负荷运行的需要，既保证设备安全稳定运行，又保证了脱硝系统的连续投入。
[0005]实际工程施工中，在省煤器进口位置的烟道上开孔，抽一部分烟气至脱硝系统入口处，这部分即为省煤器的旁路烟道2，如图1所示。锅炉低负荷运行时，通过抽取较高温度的烟气与省煤器出口过来的烟气混合，使低负荷时脱硝系统入口处烟气温度达到320℃以上。现有的技术是在省煤器出口和旁路烟道上加装电动调节挡板（以下分别简称烟气正路调节挡板和烟气旁路调节挡板），以此来调节脱硝系统入口的烟气温度。
[0006]采用旁路挡板3调整虽然能够起到提高脱硝系统进口处烟温的作用，但目前多数电厂采用手动控制，在负荷变化时需要及时进行人工操作调整。即便是采用自动控制，在锅炉低负荷时段，旁路挡板3和正路挡板5的调整速度较慢且精度较不高，脱硝系统入口温度反应较慢，机组负荷的适应范围不宽，在机组负荷快速变化时存在较大控制偏差，由于两挡板在调整时动作方向相反，人为过误操几率较高，存在安全隐患。

技术实现思路

[0007]为了解决现有技术在机组低负荷工况下，脱硝系统入口温度不能投入自动控制或
投入自动控制后响应时间慢、控制偏差大、人为干预风险高等技术问题，本专利技术提供了一种火电厂锅炉脱硝系统入口烟气温度自动控制方法。
[0008]本专利技术为实现上述目的所采用的技术方案是：火电厂锅炉脱硝系统入口烟气温度自动控制方法，锅炉省煤器1的烟气旁路2上安装烟气旁路调节挡板3，在省煤器1出口安装烟气正路调节挡板5，在脱硝装置4入口安装温度元件对烟气温度进行测量，设置脱硝系统入口烟气温度的设定值，控制系统在自动状态下，测量值和设定值的偏差经PID控制算法输出的指令并通过执行机构控制烟气旁路调节挡板3和烟气正路调节挡板5的开度。
[0009]锅炉在60%及以上负荷工况运行时，脱硝系统入口烟气温度满足脱硝系统要求的设定值，此时旁路挡板全部关闭，位置反馈为0%，烟气正路调节挡板5全部开启，位置反馈为100%，烟气全部通过省煤器；系统在自动状态下，若脱硝系统入口烟气温度测量值低于设定值时，PID控制算法输出的指令先控制旁路调节挡板3增大开度，若旁路调节挡板3全部开启后，脱硝系统入口烟气温度仍低于系统要求的设定值，正路调节挡板5的开始关闭以提高脱硝系统入口烟气温度，直至设定值与测量值相等，系统停止调节，若脱硝系统入口烟气温度测量值高于系统要求的设定值时，自动系统按上述相反方向动作。
[0010]对PID控制算法输出的指令分别进行比例、偏置运算，将计算结果作为烟气旁路调节挡板3和烟气正路调节挡板5的控制指令，将PID控制算法输出的指令C划分为两个区段，第一区段为0至50，作为旁路挡板工作区段，第二区段为50至100，作为烟气正路调节挡板5工作区段，第一区段作为旁路挡板工作区段，在C从0变化50时，旁路调节挡板3应逐渐开启，即开度指令C
旁路
从0变化至100，所以第一阶段C
旁路
=2
×
C，旁路调节挡板3控制指令的比例因子是2；第二区段作为正路挡板工作区段，在C从50变化100时，烟气正路调节挡板（5）应逐渐关闭，即开度指令C
正路
从100变化至0，第二阶段中，设比例因子为K，偏置为B，当C=50时，C
正路
=100，得出式1，当C=100时，C
正路
=0，得出式2，式1与式2组成方程组，如下K
×
50+B=100
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（式1）K
×
100+B=0
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（式2）计算得出K=－2，B=200,所以正路挡板控制指令的比例因子是－2，偏置是200；由于烟气正路调节挡板5和旁路调节挡板3开度指令只能是0%至100%，最终输出的指令数值要限制在0至100之间，通过对C的分段处理后，实现了对旁路挡板、正路挡板的分段控制。
[0011]自动系统在手动状态下，两调节挡板可接受来自运行人员不同的开度指令，人为进行手动调节，在自动状态下，两挡板手动给定值要跟随现场两挡板阀位反馈值的变化而变化，在手动状态下，系统设定值要跟随被调变量实时测量值的变化而变化，通过对开度指令C的判断，使控制系统跟踪正确的跟踪值；在系统自动状态下，当开度指令C小于50%时，判断为旁路挡板工作区段，手动给定值要跟随现场旁路挡板阀位反馈值的变化而变化，当开度指令C大于50%时，判断为正路挡板工作区段，手动给定值要跟随现场正路挡板阀位反馈值的变化而变化。
[0012]在脱硝装置4入口安装至少3个温度元件对烟气温度进行测量，并引入DCS系统，取三路测量值的平均值作为自动控制系统的被调量。
[0013]本专利技术的火电厂锅炉脱硝系统入口烟气温度自动控制方法，适用于在火电厂锅炉
在低负荷工况下脱硝系统入口烟气温度的自动控制，通过DCS系统、可编程控制器（PLC）等计算机控制设备实现其功能，给使用带来了很大的便利，将大幅减少人员劳动强度，也降低了人员误操作导致污染物排放超标的可能，具有较强的适应性和可靠性。
附图说明
[0014]图1是本专利技术省煤器加装旁路烟道系统图。
[0015]图2是本专利技术脱硝系统本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.火电厂锅炉脱硝系统入口烟气温度自动控制方法，其特征在于：锅炉省煤器（1）的烟气旁路（2）上安装烟气旁路调节挡板（3），在省煤器（1）出口安装烟气正路调节挡板（5），在脱硝装置（4）入口安装温度元件对烟气温度进行测量，设置脱硝系统入口烟气温度的设定值，控制系统在自动状态下，测量值和设定值的偏差经PID控制算法输出的指令并通过执行机构控制烟气旁路调节挡板（3）和烟气正路调节挡板（5）的开度。2.根据权利要求1所述的火电厂锅炉脱硝系统入口烟气温度自动控制方法，其特征在于：锅炉在60%及以上负荷工况运行时，脱硝系统入口烟气温度满足脱硝系统要求的设定值，此时旁路挡板全部关闭，位置反馈为0%，烟气正路调节挡板（5）全部开启，位置反馈为100%，烟气全部通过省煤器；系统在自动状态下，若脱硝系统入口烟气温度测量值低于设定值时，PID控制算法输出的指令先控制旁路调节挡板（3）增大开度，若旁路调节挡板（3）全部开启后，脱硝系统入口烟气温度仍低于系统要求的设定值，正路调节挡板（5）的开始关闭以提高脱硝系统入口烟气温度，直至设定值与测量值相等，系统停止调节，若脱硝系统入口烟气温度测量值高于系统要求的设定值时，自动系统按上述相反方向动作。3.根据权利要求2所述的火电厂锅炉脱硝系统入口烟气温度自动控制方法，其特征在于：对PID控制算法输出的指令分别进行比例、偏置运算，将计算结果作为烟气旁路调节挡板（3）和烟气正路调节挡板（5）的控制指令，将PID控制算法输出的指令C划分为两个区段，第一区段为0至50，作为旁路挡板工作区段，第二区段为50至100，作为烟气正路调节挡板（5）工作区段，第一区段作为旁路挡板工作区段，在C从0变化50时，旁路调节挡板（3）应逐渐开启，即开度指令C
旁路
从0变化至100，所以第一阶段C
旁路
=2
×
C，旁路调节挡板（3）控制指令的比...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛朋，柳春晖，李明，
申请(专利权)人：葛朋，
类型：发明
国别省市：