火電廠脫硝系統噴氨調節自動控制方法與流程
2023-07-13 20:33:11 2
本發明涉及發電領域，特別涉及一種火電廠脫硝系統的噴氨調節不受煙道分析裝置維護影響的自動控制方法。
背景技術：
目前火電廠在節能環保的要求下，其排出煙氣都需要經過脫硫脫硝處理，脫硝系統一般安裝在煙道的內部，通過噴出的氨氣與煙氣中的硝反應，來降低排出煙氣中的硝含量。其中噴氨量的多少，是受DCS系統根據煙氣中的硫硝含量自動調節的，而煙氣中的硝含量則是安裝在煙道入口和出口處的CEMS分析儀獲取。
現有的CEMS分析儀在使用一段時間後需要進行維護，維護後還要對分析儀的採樣管路進行吹掃，在維護和吹掃時無法獲取煙氣中的硫硝含量。
現有DCS對脫硝系統的噴氨門的調節是採用如下方式：利用煙道尾部的CEMS分析儀的數據來確定排出的煙氣中含硝量是否在預定數值內，如果偏離預定數值則適當的調大或調小噴氨門的開合量，因此，一但CEMS分析儀維護或是吹掃都會影響DCS對噴氨門的控制。
此外，現有一臺鍋爐的煙道分為A、B兩條，每條煙道的入口和出口分別安裝有CEMS分析儀，由DCS對各煙道的CEMS分析儀的吹掃時間和順序進行自動控制，當CEMS分析儀出現故障需要人工維護時，維護人員都會對當前CEMS分析儀的吹掃程序進行重新啟動，此時，CEMS分析儀的吹掃設定就會與DCS的自動控制形成衝突，導致DCS報警。
技術實現要素：
本發明的目的是要提供一種火電廠脫硝系統的噴氨調節不受煙道分析裝置維護影響的自動控制方法。
特別地，本發明提供了一種火電廠脫硝系統的噴氨調節自動控制方法，包括如下步驟：
步驟100，DCS根據同一鍋爐的煙道數量，對各煙道進口處和出口處的CEMS分析儀的取樣通道進行循環吹掃控制；
步驟200，在吹掃控制中，獲取當前煙道進口處和出口處CEMS分析儀的分析值，並根據預先設定的比值關係，調整當前煙道的噴氨門開度；
步驟300，如當前煙道進口處或出口處CEMS分析儀正在維護或吹掃，則取其它煙道進口處或出口處CEMS分析儀的分析值進行替代。
優選地，在所述步驟100中，如當前進口或出口處的CEMS分析儀正在維護或吹掃，則跳過，直接進入下一個進口或出口處CEMS分析儀的吹掃控制。
優選地，所述步驟100中，在循環吹掃控制過程中，自動重置其它方式對CEMS分析儀的吹掃設定。
優選地，所述步驟300中，在取其它煙道出口處CEMS分析儀的分析值時，同時參考當前整個機組的負荷值，並以該負荷值與該出口處CEMS分析儀的分析值進行求和，作為其它出口處CEMS分析儀的分析值。
優選地，所述步驟300中，如當前煙道進口處或出口處CEMS分析儀正在吹掃，可直接以當前機組的負荷值經過處理後，作為該進口處或出口處CEMS分析儀的分析值。
優選地，對負荷值處理前，先對當前負荷值進行預定時間內的增減變化計算，再將該負荷值與增減變化計算後的結果進行求和後輸出。
優選地，每一煙道出口處的CEMS分析儀設置有設定值，該設定值為煙氣排放至大氣時符合標準的規定值，當分析值與該設定值有差別時才需要調整噴氨門開度。
優選地，同一鍋爐的煙道數量多於一道時，循環吹掃控制方式為：當前煙道的進口-出口-其它煙道的進口-出口的依次循環控制方式。
優選地，同一鍋爐的煙道數量多於一道時，循環吹掃控制方式為；同一煙道的進口-出口獨立循環的控制方式。
優選地，DCS對每一CEMS分析儀的吹掃控制過程如下：
步驟101，判斷當前CEMS分析儀是否故障；
步驟102，沒有故障則對其執行吹掃程序，如果有故障則直接跳轉至步驟104，如果正在吹掃則在接到吹掃完成的信號後，結束當前吹掃程序進入下一步；
步驟103，吹掃完成並發出相應信號，接收信號後，執行預定時間的延時；
步驟104，延時到達，進行下一CEMS分析儀的吹掃控制。
本發明提供的CEMS分析儀吹掃控制方法，可實現脫硝系統CEMS分析儀的自動有序吹掃，同時針對該吹掃控制方法，設計了噴氨自動的控制策略，對CEMS分析儀的吹掃進行控制，通過設定的邏輯切換，保證了噴氨門時時可控以及吹掃結束後的無擾切換，提高調節效果。
附圖說明
圖1是根據本發明一個實施方式的噴氨調節自動控制方法流程示意圖；
圖2是根據本發明一個實施方式的多煙道循環控制方法流程示意圖；
圖3是根據本發明一個實施方式的各煙道獨立循環控制方法流程示意圖；
圖4是根據本發明一個實施方式的每一CEMS分析儀的吹看起來控制流程示意圖；
圖5是根據本發明一個實施方式的採用其它煙道分析值的流程示意圖；
圖6是根據本發明一個實施方式的採用機組負荷的流程示意圖。
具體實施方式
脫硝系統是向煙道內噴入氨氣，以將煙氣中的NOx還原為氮氣和水，從而減少對大氣的汙染，因此噴入的氨氣量即影響煙氣的處理效果。
火電廠的DCS通過對進入煙道的煙氣中的NOx進行分析，和對煙道出口的煙氣中的NOx分析，來確定當前煙氣需要的氨量。如，首先根據煙道進口的NOx含量可以初步調整噴氨門的開度，此時的氨量為一個理論上能夠滿足還原要求的氨量，再根據煙道出口處的NOx含量，可以確定當前噴入的氨量是否實現了還原目的，如果煙氣中的NOx含量超出排放標準，或是低於排放標準的範圍，則對噴氨門進行微調，適當的減少或增加噴氨量。
NOx的含量是通過CEMS分析儀實現的，該CEMS分析儀在煙道的出口和入口分別安裝一臺，其通過煙氣通道將煙氣引入，然後進行分析，長時間使用後，煙氣通道內會堆積煙塵，此時，每隔一段時間就需要對煙氣通道進行吹掃，在吹掃的過程中，CEMS分析儀無法進行工作，DCS也就無法獲取相應數值，導致此狀態下的煙氣排放無法控制。
另外，一般的CEMS分析儀的吹掃程序可以由其自身進行執行，也可以由DCS引用控制，DCS引用控制是根據預定的吹掃間隔，控制每個CEMS分析儀執行吹掃程序。一旦CEMS分析儀出現故障，操作人員會及時進行維護，維護完成後，則需要對其煙氣通道進行吹掃，此時，操作人員按下的吹掃控制，其時間是以此時為準，重新按間隔時間執行的，這樣的設定會與DCS的控制產生衝突，即打亂DCS的吹掃間隔設定，導致頻發報警。
本發明是在上述基礎上提出的解決方案，以保證煙氣的排放標準始終處於控制之中。
如圖1所示，本發明一個實施方式的火電廠脫硝系統的噴氨調節自動控制方法一般性地包括如下步驟：
步驟100，DCS根據同一鍋爐的煙道數量，對各煙道進口處和出口處的CEMS分析儀的取樣通道進行循環吹掃控制。
在該步驟中，同一鍋爐的煙道數量多於一道時，循環吹掃控制方式為：當前煙道的進口-出口-其它煙道的進口-出口的依次循環控制方式。即根據煙道的數量依次控制每一個CEMS分析儀，此為遍輪的控制方式。
如圖2所示，DCS首先控制A側煙道進口的CEMS分析儀，控制A側煙道出口的CEMS分析儀，再去控制B側進口的CEMS分析儀，B側出口的CEMS分析儀，然後再返回去控制A側煙道進口的CEMS分析儀，照此循環。
另一種控制方式為：同一鍋爐的煙道數量多於一道時，同一煙道的進口-出口獨立循環的控制方式。即兩個煙道相互獨立，分別各自循環。
如圖3所示，DCS同時控制A側進口的CEMS分析儀和出口的CEMS分析儀來回循環控制，及B側進口的CEMS分析儀和出口的CEMS分析儀來回循環控制。
在上述兩種控制方式中，同一鍋爐的兩道煙道的結構完全一樣。在每道煙道的進口處和出口處分別安裝有CEMS分析儀，兩道煙道的噴氨門完全獨立。
針對影響CEMS分析儀工作的吹掃程序，DCS在對當前CEMS分析儀執行吹掃程序前，先對該CEMS分析儀的狀態進行分析，如其正在維護或吹掃，則直接跳過該CEMS分析儀，直接進入下一個CEMS分析儀的吹掃控制。
此外，DCS在跳過該CEMS分析儀時，自動重置其它方式對CEMS分析儀的吹掃設定，即重置該CEMS分析儀的吹掃程序間隔時間，使其與DCS的一致。通過該處理，可以保證DCS控制的唯一性，從而消除因人工設定CEMS分析儀的吹掃與DCS吹掃控制之間的衝突。
步驟200，在吹掃控制中，獲取當前煙道進口處和出口處CEMS分析儀的分析值，並根據預先設定的比值關係，調整當前煙道的噴氨門開度。
該步驟為調整噴氨門的正常處理步驟，該狀態是所有CEMS分析儀都處於正常狀態下的調整過程，調整的方式與前述調整說明一致。
在每一煙道出口處的CEMS分析儀設置有設定值，該設定值為煙氣排放至大氣時符合標準的規定值，當分析值與該設定值有差別時才需要調整噴氨門開度。
步驟300，如當前煙道進口處或出口處CEMS分析儀正在維護或吹掃，則取其它煙道進口處或出口處CEMS分析儀的分析值進行替代。
該步驟是為解決當CEMS分析儀處於維護或故障狀態時，該煙道的噴氨門調整方式。同一鍋爐的兩道煙道通行的煙氣參數是同樣的，因此，當其中一道煙道的CEMS分析儀處於維護或故障狀態時，可以引用另一道煙道同樣位置處的CEMS分析儀的分析值。
本實施方式的脫硝系統的關鍵參數為噴氨量，因此採用良好的控制措施對噴氨門進行控制是脫硝自動的重點，CEMS分析儀吹掃不但減少了CEMS分析儀測量的有效時間，特別是吹掃時無法實現正常實時測量，導致在此時脫硝噴氨量接近處於無控制狀態。本實施方式提供的CEMS分析儀吹掃控制方法，可實現脫硝系統CEMS分析儀的自動有序吹掃，同時針對該吹掃控制方法，設計了噴氨自動的控制策略，對CEMS分析儀的吹掃進行控制，通過設定的邏輯切換，保證了噴氨門時時可控以及吹掃結束後的無擾切換，提高調節效果。
進一步地，在取其它煙道出口處CEMS分析儀的分析值時，可以同時參考當前整個機組的負荷值，並以該負荷值與該出口處CEMS分析儀的分析值進行求和，作為其它出口處CEMS分析儀的分析值。當前機組的負荷值代表當前的鍋爐工作狀態，即負荷值大，表明鍋爐輸出高，此時，煙氣中的NOx含量也大，同樣，負荷值小，表明鍋爐輸出低，煙氣的NOx含量也小。因此，機組的負荷值也是影響煙氣中NOx含量的一個關鍵值。考慮機組的負荷值變化，還可以提前調整噴氨門的開度，以適應逐漸增長或逐漸減小的煙氣變化。
在另一個實施方式例中，如當前煙道進口處或出口處CEMS分析儀正在吹掃，在不考慮其它煙道的情況下，可直接以當前機組的負荷值經過處理後，作為該進口處或出口處CEMS分析儀的分析值。本方式為一種粗略的調整方式，依據的是機組的負荷變化與NOx的含量的對應關係，從而確定當前噴氨門應該調整至什麼開度。本方式適應於只有鍋爐只有一道煙道，或是兩道煙道同一位置的CEMS分析儀同時出現故障的情況。
進一步地，在本發明的一個實施方式中，在對機組的負荷值處理前，可以先對當前負荷值進行預定時間內的增減變化計算，再將該負荷值與增減變化計算後的結果進行求和後輸出。增減變化計算即是根據負荷值的一段時間內的變化，確認其是處於上升狀態，還是處於下降狀態，從而在確定噴氨門的開度時給出提前量。
如圖4所示，在本發明的一個實施方式中，DCS對每一CEMS分析儀的吹掃控制過程如下：
步驟101，判斷當前CEMS分析儀是否故障；
步驟102，沒有故障則對其執行吹掃程序，如果有故障則直接跳轉至步驟104，如果正在吹掃則在接到吹掃完成的信號後，結束當前吹掃程序進入下一步；
步驟103，吹掃完成並發出相應信號，接收信號後，執行預定時間的延時；
步驟104，延時到達，進行下一CEMS分析儀的吹掃控制。
在本實施方式中，DCS在控制CEMS分析儀時，可能當前的CEMS分析儀正在維護或是正在吹掃，如果是維護，則只能跳過當前CEMS分析儀；如果是正在吹掃，則會等待，當該CEMS分析儀吹掃完成後，會向DCS發送吹掃完成的信號，接到該信號後，DCS會接管該CEMS分析儀的吹掃控制。
以下結合前述內容給出噴氨門的開度調整實施例。
實施例1：採用另一煙道CEMS分析儀的分析值的控制方法。
如圖5所示，如當前A側出口的CEMS分析儀工作正常，則直接採用其分析值。如當前A側出口的CEMS分析儀故障或正在吹掃，則採用B側出口CEMS分析儀的分析值，該值是由B側出口NOx實際值和NOx設定值經PID處理後得到，得到後的值再與機組負荷進行相加操作，最後與A側入口CEMS分析儀的NOx分析值進行相加操作，如果A側入口CEMS分析儀正在維護或吹看起來，則直接採用B側入口CEMS分析儀的分析值。根據上述得到的結果去手動或自動調整A側煙道的噴氨門開度。
另外，B側煙道的噴氨門開度調整方法與該方法相同。
實施例2：不採用另一煙道CEMS分析儀的分析值的控制方法。
如圖6所示，如當前A側出口的CEMS分析儀正常，則直接採用其分析值。如當前A側出口的CEMS分析儀故障或正在吹掃，則採用機組負荷值，該負荷值包括機組當前的實際負荷值，和經過提高或滯後處理的負荷值，兩值相加後，再經過預定的函數處理進行輸出。同時，如A側進口的CEMS分析儀正常，則直接採用其分析值與A側出口的分析值進行相加後輸出，否則考慮當前機組的負荷值，對機組負荷值的處理與A側出口的一致。相加後的分析值通過手動或自動去調整A側煙道的噴氨門開度。
另外，B側煙道的噴氨門開度調整方法與該方法相同。
至此，本領域技術人員應認識到，雖然本文已詳盡示出和描述了本發明的多個示例性實施例，但是，在不脫離本發明精神和範圍的情況下，仍可根據本發明公開的內容直接確定或推導出符合本發明原理的許多其他變型或修改。因此，本發明的範圍應被理解和認定為覆蓋了所有這些其他變型或修改。