火电厂脱硝系统喷氨调节自动控制方法与流程

本发明涉及发电领域，特别涉及一种火电厂脱硝系统的喷氨调节不受烟道分析装置维护影响的自动控制方法。

背景技术：

目前火电厂在节能环保的要求下，其排出烟气都需要经过脱硫脱硝处理，脱硝系统一般安装在烟道的内部，通过喷出的氨气与烟气中的硝反应，来降低排出烟气中的硝含量。其中喷氨量的多少，是受DCS系统根据烟气中的硫硝含量自动调节的，而烟气中的硝含量则是安装在烟道入口和出口处的CEMS分析仪获取。

现有的CEMS分析仪在使用一段时间后需要进行维护，维护后还要对分析仪的采样管路进行吹扫，在维护和吹扫时无法获取烟气中的硫硝含量。

现有DCS对脱硝系统的喷氨门的调节是采用如下方式：利用烟道尾部的CEMS分析仪的数据来确定排出的烟气中含硝量是否在预定数值内，如果偏离预定数值则适当的调大或调小喷氨门的开合量，因此，一但CEMS分析仪维护或是吹扫都会影响DCS对喷氨门的控制。

此外，现有一台锅炉的烟道分为A、B两条，每条烟道的入口和出口分别安装有CEMS分析仪，由DCS对各烟道的CEMS分析仪的吹扫时间和顺序进行自动控制，当CEMS分析仪出现故障需要人工维护时，维护人员都会对当前CEMS分析仪的吹扫程序进行重新启动，此时，CEMS分析仪的吹扫设定就会与DCS的自动控制形成冲突，导致DCS报警。

技术实现要素：

本发明的目的是要提供一种火电厂脱硝系统的喷氨调节不受烟道分析装置维护影响的自动控制方法。

特别地，本发明提供了一种火电厂脱硝系统的喷氨调节自动控制方法，包括如下步骤：

步骤100，DCS根据同一锅炉的烟道数量，对各烟道进口处和出口处的CEMS分析仪的取样通道进行循环吹扫控制；

步骤200，在吹扫控制中，获取当前烟道进口处和出口处CEMS分析仪的分析值，并根据预先设定的比值关系，调整当前烟道的喷氨门开度；

步骤300，如当前烟道进口处或出口处CEMS分析仪正在维护或吹扫，则取其它烟道进口处或出口处CEMS分析仪的分析值进行替代。

优选地，在所述步骤100中，如当前进口或出口处的CEMS分析仪正在维护或吹扫，则跳过，直接进入下一个进口或出口处CEMS分析仪的吹扫控制。

优选地，所述步骤100中，在循环吹扫控制过程中，自动重置其它方式对CEMS分析仪的吹扫设定。

优选地，所述步骤300中，在取其它烟道出口处CEMS分析仪的分析值时，同时参考当前整个机组的负荷值，并以该负荷值与该出口处CEMS分析仪的分析值进行求和，作为其它出口处CEMS分析仪的分析值。

优选地，所述步骤300中，如当前烟道进口处或出口处CEMS分析仪正在吹扫，可直接以当前机组的负荷值经过处理后，作为该进口处或出口处CEMS分析仪的分析值。

优选地，对负荷值处理前，先对当前负荷值进行预定时间内的增减变化计算，再将该负荷值与增减变化计算后的结果进行求和后输出。

优选地，每一烟道出口处的CEMS分析仪设置有设定值，该设定值为烟气排放至大气时符合标准的规定值，当分析值与该设定值有差别时才需要调整喷氨门开度。

优选地，同一锅炉的烟道数量多于一道时，循环吹扫控制方式为：当前烟道的进口-出口-其它烟道的进口-出口的依次循环控制方式。

优选地，同一锅炉的烟道数量多于一道时，循环吹扫控制方式为；同一烟道的进口-出口独立循环的控制方式。

优选地，DCS对每一CEMS分析仪的吹扫控制过程如下：

步骤101，判断当前CEMS分析仪是否故障；

步骤102，没有故障则对其执行吹扫程序，如果有故障则直接跳转至步骤104，如果正在吹扫则在接到吹扫完成的信号后，结束当前吹扫程序进入下一步；

步骤103，吹扫完成并发出相应信号，接收信号后，执行预定时间的延时；

步骤104，延时到达，进行下一CEMS分析仪的吹扫控制。

本发明提供的CEMS分析仪吹扫控制方法，可实现脱硝系统CEMS分析仪的自动有序吹扫，同时针对该吹扫控制方法，设计了喷氨自动的控制策略，对CEMS分析仪的吹扫进行控制，通过设定的逻辑切换，保证了喷氨门时时可控以及吹扫结束后的无扰切换，提高调节效果。

附图说明

图1是根据本发明一个实施方式的喷氨调节自动控制方法流程示意图；

图2是根据本发明一个实施方式的多烟道循环控制方法流程示意图；

图3是根据本发明一个实施方式的各烟道独立循环控制方法流程示意图；

图4是根据本发明一个实施方式的每一CEMS分析仪的吹看起来控制流程示意图；

图5是根据本发明一个实施方式的采用其它烟道分析值的流程示意图；

图6是根据本发明一个实施方式的采用机组负荷的流程示意图。

具体实施方式

脱硝系统是向烟道内喷入氨气，以将烟气中的NO_x还原为氮气和水，从而减少对大气的污染，因此喷入的氨气量即影响烟气的处理效果。

火电厂的DCS通过对进入烟道的烟气中的NO_x进行分析，和对烟道出口的烟气中的NO_x分析，来确定当前烟气需要的氨量。如，首先根据烟道进口的NO_x含量可以初步调整喷氨门的开度，此时的氨量为一个理论上能够满足还原要求的氨量，再根据烟道出口处的NO_x含量，可以确定当前喷入的氨量是否实现了还原目的，如果烟气中的NO_x含量超出排放标准，或是低于排放标准的范围，则对喷氨门进行微调，适当的减少或增加喷氨量。

NO_x的含量是通过CEMS分析仪实现的，该CEMS分析仪在烟道的出口和入口分别安装一台，其通过烟气通道将烟气引入，然后进行分析，长时间使用后，烟气通道内会堆积烟尘，此时，每隔一段时间就需要对烟气通道进行吹扫，在吹扫的过程中，CEMS分析仪无法进行工作，DCS也就无法获取相应数值，导致此状态下的烟气排放无法控制。

另外，一般的CEMS分析仪的吹扫程序可以由其自身进行执行，也可以由DCS引用控制，DCS引用控制是根据预定的吹扫间隔，控制每个CEMS分析仪执行吹扫程序。一旦CEMS分析仪出现故障，操作人员会及时进行维护，维护完成后，则需要对其烟气通道进行吹扫，此时，操作人员按下的吹扫控制，其时间是以此时为准，重新按间隔时间执行的，这样的设定会与DCS的控制产生冲突，即打乱DCS的吹扫间隔设定，导致频发报警。

本发明是在上述基础上提出的解决方案，以保证烟气的排放标准始终处于控制之中。

如图1所示，本发明一个实施方式的火电厂脱硝系统的喷氨调节自动控制方法一般性地包括如下步骤：

步骤100，DCS根据同一锅炉的烟道数量，对各烟道进口处和出口处的CEMS分析仪的取样通道进行循环吹扫控制。

在该步骤中，同一锅炉的烟道数量多于一道时，循环吹扫控制方式为：当前烟道的进口-出口-其它烟道的进口-出口的依次循环控制方式。即根据烟道的数量依次控制每一个CEMS分析仪，此为遍轮的控制方式。

如图2所示，DCS首先控制A侧烟道进口的CEMS分析仪，控制A侧烟道出口的CEMS分析仪，再去控制B侧进口的CEMS分析仪，B侧出口的CEMS分析仪，然后再返回去控制A侧烟道进口的CEMS分析仪，照此循环。

另一种控制方式为：同一锅炉的烟道数量多于一道时，同一烟道的进口-出口独立循环的控制方式。即两个烟道相互独立，分别各自循环。

如图3所示，DCS同时控制A侧进口的CEMS分析仪和出口的CEMS分析仪来回循环控制，及B侧进口的CEMS分析仪和出口的CEMS分析仪来回循环控制。

在上述两种控制方式中，同一锅炉的两道烟道的结构完全一样。在每道烟道的进口处和出口处分别安装有CEMS分析仪，两道烟道的喷氨门完全独立。

针对影响CEMS分析仪工作的吹扫程序，DCS在对当前CEMS分析仪执行吹扫程序前，先对该CEMS分析仪的状态进行分析，如其正在维护或吹扫，则直接跳过该CEMS分析仪，直接进入下一个CEMS分析仪的吹扫控制。

此外，DCS在跳过该CEMS分析仪时，自动重置其它方式对CEMS分析仪的吹扫设定，即重置该CEMS分析仪的吹扫程序间隔时间，使其与DCS的一致。通过该处理，可以保证DCS控制的唯一性，从而消除因人工设定CEMS分析仪的吹扫与DCS吹扫控制之间的冲突。

步骤200，在吹扫控制中，获取当前烟道进口处和出口处CEMS分析仪的分析值，并根据预先设定的比值关系，调整当前烟道的喷氨门开度。

该步骤为调整喷氨门的正常处理步骤，该状态是所有CEMS分析仪都处于正常状态下的调整过程，调整的方式与前述调整说明一致。

在每一烟道出口处的CEMS分析仪设置有设定值，该设定值为烟气排放至大气时符合标准的规定值，当分析值与该设定值有差别时才需要调整喷氨门开度。

步骤300，如当前烟道进口处或出口处CEMS分析仪正在维护或吹扫，则取其它烟道进口处或出口处CEMS分析仪的分析值进行替代。

该步骤是为解决当CEMS分析仪处于维护或故障状态时，该烟道的喷氨门调整方式。同一锅炉的两道烟道通行的烟气参数是同样的，因此，当其中一道烟道的CEMS分析仪处于维护或故障状态时，可以引用另一道烟道同样位置处的CEMS分析仪的分析值。

本实施方式的脱硝系统的关键参数为喷氨量，因此采用良好的控制措施对喷氨门进行控制是脱硝自动的重点，CEMS分析仪吹扫不但减少了CEMS分析仪测量的有效时间，特别是吹扫时无法实现正常实时测量，导致在此时脱硝喷氨量接近处于无控制状态。本实施方式提供的CEMS分析仪吹扫控制方法，可实现脱硝系统CEMS分析仪的自动有序吹扫，同时针对该吹扫控制方法，设计了喷氨自动的控制策略，对CEMS分析仪的吹扫进行控制，通过设定的逻辑切换，保证了喷氨门时时可控以及吹扫结束后的无扰切换，提高调节效果。

进一步地，在取其它烟道出口处CEMS分析仪的分析值时，可以同时参考当前整个机组的负荷值，并以该负荷值与该出口处CEMS分析仪的分析值进行求和，作为其它出口处CEMS分析仪的分析值。当前机组的负荷值代表当前的锅炉工作状态，即负荷值大，表明锅炉输出高，此时，烟气中的NO_x含量也大，同样，负荷值小，表明锅炉输出低，烟气的NO_x含量也小。因此，机组的负荷值也是影响烟气中NO_x含量的一个关键值。考虑机组的负荷值变化，还可以提前调整喷氨门的开度，以适应逐渐增长或逐渐减小的烟气变化。

在另一个实施方式例中，如当前烟道进口处或出口处CEMS分析仪正在吹扫，在不考虑其它烟道的情况下，可直接以当前机组的负荷值经过处理后，作为该进口处或出口处CEMS分析仪的分析值。本方式为一种粗略的调整方式，依据的是机组的负荷变化与NO_x的含量的对应关系，从而确定当前喷氨门应该调整至什么开度。本方式适应于只有锅炉只有一道烟道，或是两道烟道同一位置的CEMS分析仪同时出现故障的情况。

进一步地，在本发明的一个实施方式中，在对机组的负荷值处理前，可以先对当前负荷值进行预定时间内的增减变化计算，再将该负荷值与增减变化计算后的结果进行求和后输出。增减变化计算即是根据负荷值的一段时间内的变化，确认其是处于上升状态，还是处于下降状态，从而在确定喷氨门的开度时给出提前量。

如图4所示，在本发明的一个实施方式中，DCS对每一CEMS分析仪的吹扫控制过程如下：

步骤101，判断当前CEMS分析仪是否故障；

步骤102，没有故障则对其执行吹扫程序，如果有故障则直接跳转至步骤104，如果正在吹扫则在接到吹扫完成的信号后，结束当前吹扫程序进入下一步；

步骤103，吹扫完成并发出相应信号，接收信号后，执行预定时间的延时；

步骤104，延时到达，进行下一CEMS分析仪的吹扫控制。

在本实施方式中，DCS在控制CEMS分析仪时，可能当前的CEMS分析仪正在维护或是正在吹扫，如果是维护，则只能跳过当前CEMS分析仪；如果是正在吹扫，则会等待，当该CEMS分析仪吹扫完成后，会向DCS发送吹扫完成的信号，接到该信号后，DCS会接管该CEMS分析仪的吹扫控制。

以下结合前述内容给出喷氨门的开度调整实施例。

实施例1：采用另一烟道CEMS分析仪的分析值的控制方法。

如图5所示，如当前A侧出口的CEMS分析仪工作正常，则直接采用其分析值。如当前A侧出口的CEMS分析仪故障或正在吹扫，则采用B侧出口CEMS分析仪的分析值，该值是由B侧出口NO_x实际值和NO_x设定值经PID处理后得到，得到后的值再与机组负荷进行相加操作，最后与A侧入口CEMS分析仪的NO_x分析值进行相加操作，如果A侧入口CEMS分析仪正在维护或吹看起来，则直接采用B侧入口CEMS分析仪的分析值。根据上述得到的结果去手动或自动调整A侧烟道的喷氨门开度。

另外，B侧烟道的喷氨门开度调整方法与该方法相同。

实施例2：不采用另一烟道CEMS分析仪的分析值的控制方法。

如图6所示，如当前A侧出口的CEMS分析仪正常，则直接采用其分析值。如当前A侧出口的CEMS分析仪故障或正在吹扫，则采用机组负荷值，该负荷值包括机组当前的实际负荷值，和经过提高或滞后处理的负荷值，两值相加后，再经过预定的函数处理进行输出。同时，如A侧进口的CEMS分析仪正常，则直接采用其分析值与A侧出口的分析值进行相加后输出，否则考虑当前机组的负荷值，对机组负荷值的处理与A侧出口的一致。相加后的分析值通过手动或自动去调整A侧烟道的喷氨门开度。

另外，B侧烟道的喷氨门开度调整方法与该方法相同。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。