本实用新型涉及一种燃煤电厂生产过程中环保领域，具体涉及一种脱硝喷氨自动控制系统。
背景技术：
随着国家环境保护标准的提高，环保部门和集团公司对脱硝系统参数要求更加严格，脱硝形势日益严峻。政府部门不断出台新的政策和标准，近期提出了燃煤机组超低排放标准。由于NOx在烟气风道内分布和NH3喷射的不均匀性，导致NOx不能与NH3完全均匀混合，主要采取喷入过量的NH3来保证出口NOx的排放含量，但是过量的NH3会在逃逸后，与烟气中的SO3在一定条件下，反应生成NH4HSO4，NH4HSO4具有较强的粘性和腐蚀性，极有可能会导致空预器的堵塞和电除尘极线的裹灰，严重威胁机组安全运行。脱硝系统常规自动控制方法是设定跟踪点为单侧的脱硝效率，不能直接体现脱硝出口NOx含量。单侧效率＝(单侧入口NOx含量(折算)－单侧出口NOx含量(折算))/单侧入口NOx含量(折算)*100％，单侧脱硝效率包含以下4个变量：入口NOx含量(原点)、入口氧量、出口NOx含量(原点)、出口氧量。参与调节的变量过多，导致调节品质偏差。在NOx含量折算过程中，标准氧量值为6，当氧量在6附近波动时，影响较大，且氧量由风烟系统决定，脱硝系统无法调节。在自动调节过程中，当效率的给定值与实际值出现差值时，喷氨调节阀门会向给定值与实际值的差值减小方向动作；但是，若氧量同时波动，就可能会导致阀门反方向动作；同样，当单侧入口NOx含量升高时，同侧出口NOx含量短时间不会发生变化，单侧效率升高，依现有逻辑，脱硝喷氨调节阀门会关小，但由于单侧入口NOx含量升高，需要开大脱硝喷氨调节阀门，以保证单侧效率，这样喷氨调节阀门动作方向相反，最终会影响调节动作的正确性。所以，常规脱硝自动系统跟踪慢，控制效果不能满足现场需求，增加脱硝系统NH3逃逸量，使喷入的NH3量与烟气中NOx不能匹配。为保证排放烟气中氮氧化物含量不超标，运行人员不得不频繁手动干预，分散大量精力，加重了操作负担。
技术实现要素：
本实用新型为了解决现有技术存在常规脱硝自动系统跟踪慢，控制效果不能满足现场需求，增加脱硝系统NH3逃逸量，使喷入的NH3量与烟气中NOx不能匹配的问题，提出一种燃煤电厂脱硝喷氨自动控制系统。
本实用新型的技术方案如下：
一种燃煤电厂脱硝系统自动控制系统，其特征是，该系统包括脱硫出口NOx分析仪、炉膛O2传感器、锅炉总风量传感器、A侧入口NOx分析仪、中心控制模块、B侧入口NOx分析仪、第一控制模块、第三控制模块、第二控制模块、A侧喷氨调节阀门、给煤机、B侧喷氨调节阀门、A侧出口NOx分析仪、A侧脱硝反应器、B侧脱硝反应器和B侧出口NOx分析仪；脱硫出口NOx分析仪、炉膛O2传感器和锅炉总风量传感器均与中心控制模块连接；中心控制模块分别与第一控制模块、第二控制模块和第三控制模块连接；A侧入口NOx分析仪和A侧出口NOx分析仪分别与第一控制模块，第一控制模块与A侧喷氨调节阀门连接；B侧入口NOx分析仪和B侧出口NOx分析仪分别与第二控制模块，第二控制模块与B侧喷氨调节阀门连接；第三控制模块与给煤机连接；A侧喷氨调节阀门与A侧脱硝反应器连接，B侧喷氨调节阀门分别与B侧脱硝反应器连接；A侧脱硝反应器与A侧出口NOx分析仪连接，B侧脱硝反应器与B侧出口NOx分析仪连接。
本实用新型的有益效果是：
将脱硝系统划分为A、B两部分，两部分独立进行控制调节，并以脱硫出口NOx含量、炉膛O2量和锅炉总风量、当前机组负荷、当前煤质情况作为实时输入量，通过中心控制模块发出控制指令，再由下级控制模块进行执行控制。此种系统方式实现了根据机组负荷、炉膛O2量、入口NOx含量、出口NOx含量等多种参量变化自动调整脱硝喷氨调节阀门的各运行参数，加快了脱硝系统对NOx含量变化的响应速度，从而更好的保证实时排放低于国家标准。该系统在大大提高脱硝效率的同时，降低了液氨的消耗量，大幅降低了能效改造成本，大大减轻了电厂运行人员的操作压力，提升了脱硝系统整体的自动化水平。
附图说明
图1为一种燃煤电厂脱硝喷氨自动控制系统结构框图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步详细说明：
如图1所示，一种燃煤电厂脱硝系统自动控制系统，该系统包括脱硫出口NOx分析仪1、炉膛O2传感器2、锅炉总风量传感器3、A侧入口NOx分析仪4、中心控制模块5、B侧入口NOx分析仪6、第一控制模块7、第三控制模块8、第二控制模块9、A侧喷氨调节阀门10、给煤机11、B侧喷氨调节阀门12、A侧出口NOx分析仪13、A侧脱硝反应器14、B侧脱硝反应器15和B侧出口NOx分析仪16；脱硫出口NOx分析仪1、炉膛O2传感器2和锅炉总风量传感器3均与中心控制模块5连接；中心控制模块5分别与第一控制模块7、第二控制模块9和第三控制模块8连接；A侧入口NOx分析仪4和A侧出口NOx分析仪13分别与第一控制模块7，第一控制模块7与A侧喷氨调节阀门10连接；B侧入口NOx分析仪6和B侧出口NOx分析仪16分别与第二控制模块9，第二控制模块9与B侧喷氨调节阀门12连接；第三控制模块8与给煤机11连接；A侧喷氨调节阀门10与A侧脱硝反应器14连接，B侧喷氨调节阀门12分别与B侧脱硝反应器15连接；A侧脱硝反应器14与A侧出口NOx分析仪13连接，B侧脱硝反应器15与B侧出口NOx分析仪16连接。
一种燃煤电厂脱硝系统自动控制控制方法，其包括以下步骤：
第一步，脱硫出口NOx分析仪1检测出当前脱硫出口NOx含量，炉膛O2传感器2检测炉膛内部O2含量，锅炉总风量传感器3检测炉膛内部总风量，且分别将脱硫出口NOx含量、炉膛O2量、锅炉总风量发送给中心控制模块5，中心控制模块5负责接收三个参数和排放气体NOx含量设定值以及机组负荷信号和当前煤质系数K，A侧入口NOx分析仪4和B侧入口NOx分析仪6分别检测出A、B侧入口NOx含量，且分别对应输入给第一控制模块7和第二控制模块8。
第二步，中心控制模块5根据内部函数关系：入口NOx含量＝(A侧入口NOx含量+B侧入口NOx含量)/2，总烟气流量＝锅炉总风量/1.338，NOx总量＝(入口NOx含量－出口NOx含量设定值)＊(21－6)/(21－炉膛O2量)＊锅炉总风量/1.338*K，NH3总需求量＝NOx总量*0.37，得到喷氨变化指令，并分别输出控制指令给第一控制模块7、第二控制模块9和第三控制模块8。
第三步，A侧出口NOx分析仪13和B侧出口NOx分析仪16，分别检测A侧脱硝反应器14和B侧脱硝反应器15出口的NOx含量。第一控制模块7内部函数关系：A侧NH3需求量＝NH3总需求量*Ka，A侧NH3需求变化量＝A侧NH3需求量的微分；折线函数A：A侧NH3需求变化量(X轴)＝[-20，-15，-10，-5，-1，0，1，5，10，15，20]，A侧喷氨调节阀门10开度变化(Y轴)＝[-10，-7.5，-5，-3，-0.75，0，0.75，3，5，7.5，10]。第一控制模块7结合其内部函数和中心控制模块5的输出信息，得出指令作用于A侧喷氨调节阀门10，使其做出与需氨量对应的指令动作，改变喷氨量，调节A侧出口NOx含量至设定值，形成闭环控制回路。第二控制模块9内部函数关系：B侧NH3需求量＝NH3总需求量*Kb，B侧NH3需求变化量＝B侧NH3需求量的微分；折线函数B：B侧NH3需求变化量(X轴)＝[-20，-15，-10，-5，-1，0，1，5，10，15，20]，B侧喷氨调节阀门10开度变化(Y轴)＝[-10，-7.5，-5，-3，-0.75，0，0.75，3，5，7.5，10]。第二控制模块9结合其内部函数和中心控制模块5的输出，得出指令作用于B侧喷氨调节阀门12，使其做出与需氨量对应的指令动作，改变喷氨量，调节B侧出口NOx含量至设定值，形成闭环控制回路。其中，Ka+Kb＝1，Ka为A侧风量系数，Kb为B侧风量系数。
第四步，第三控制模块8负责根据中心控制器5发出的指令，对给煤机11进行给煤量煤层排布调节，使A侧脱硝反应器14和B侧脱硝反应器15入口温度大于320℃，保证脱硝催化剂的催化温度。
第五步，第一控制模块7和第二控制模块9分别独立控制A、B侧脱硝，结合中心控制模块5的输出，形成一个控制整体，提高控制品质，保持较好的平稳性、准确性。
本方案是以脱硫出口NOx含量、炉膛O2量、锅炉总风量、A侧入口NOx含量、A侧出口NOx含量、B侧入口NOx含量、B侧出口NOx含量作为控制变量，结合中心控制模块5中预设的控制模型：入口NOx含量＝(A侧入口NOx含量+B侧入口NOx含量)/2，总烟气流量＝锅炉总风量/1.338，NOx总量＝(入口NOx含量－出口NOx含量设定值)＊(21－6)/(21－炉膛O2量)＊锅炉总风量/1.338*K，NH3总需求量＝NOx总量*0.37，实现了对脱硝系统出口NOx含量的实时精确调节，大幅降低了排放瞬时越限的问题，保证了氨气的充分利用，提高了脱硝系统的效率。
当燃煤质量较差的时候，A侧入口NOx分析仪4和B侧出口NOx分析仪6，会检测到NOx含量的增多，从而加大A侧喷氨调节阀门10和B侧喷氨调节阀门12的开度；当燃煤质量较好的时候，A侧入口NOx分析仪4和B侧出口NOx分析仪6，会检测到NOx含量的减少，从而减小A侧喷氨调节阀门10和B侧喷氨调节阀门12的开度。
当机组升高负荷的时候，第一控制模块7和第二控制模块会根据中心控制模块5的指令，加大A侧喷氨调节阀门10和B侧喷氨调节阀门12的开度；当机组降低负荷的时候，第一控制模块7和第二控制模块会根据中心控制模块5的指令，减小A侧喷氨调节阀门10和B侧喷氨调节阀门12的开度；这样就可以消除扰动对脱硝系统的影响，使之持续稳定运行，并且降低液氨的消耗量。
A侧入口NOx分析仪4和B侧入口NOx分析仪6为ABB-3020在线分析仪，脱硫出口NOx分析仪1、A侧出口NOx分析仪13和B侧出口NOx分析仪16为西门子U23在线分析仪，它们均为抽取式在线分析仪，能够连续采集脱硝系统内的样气，检测出的数值线性很好、精度很高。
锅炉总风量传感器3共有十二套独立装置组成，六套分布于磨煤机风道处，其余六套分布于二次风道处，每一套都由测量探头安装在变送器上构成。测量探头为大连精工仪表厂制造，变送器为罗斯蒙特3051差压型号，它们不仅结构简单、稳定可靠，而且反应迅速、准确度很高。
炉膛O2传感器2共有四套，分布于A、B空预器上各两套，均为美国AMETEK氧化锆直测型，能够快速、直接地反应出炉膛内部O2量的变化。
中心控制模块5具有随锅炉负荷、燃煤质量，而对下级控制模块发出修正指令的能力。因为它可以将脱硫出口NOx含量、炉膛O2量、锅炉总风量和其内部预置控制算法及函数，一同进行运算处理，保证了最终作用对象动作的准确性和快速性。
由于脱硝系统惯性较大，但是在这些可靠、迅速的信号检测装置的协助下，通过运用先进的控制系统，就可以使其平稳运行。在正常运行状态下，可以真正实现自动的全时投入，减轻了运行人员的监视压力，在故障状态解除自动情况下，只需将出口NOx含量手动调至设定值附近，再次投自动，即可稳定运行。脱硝系统自动系统投运后，可以准确控制NOx的排放量，降低液氨的消耗，实现经济排放。
应用该控制系统和控制方法取得的经济效益：
常规自动条件下的基本耗氨情况概述：单台机组年平均负荷大概为180MW，风量为750t/h，入口NOx年平均含量为300mg/Nm3，脱硝出口NOx设定值为30mg/Nm3。
单机每小时耗NH3＝(300-30)*750/1.338*0.37＝56kg/h。
单机每天耗NH3＝56*24＝1344kg。
若投入原自动，出口波动范围较大，出口至波动约为30mg/Nm3。
单机每小时多耗NH3＝30*750/1.338*0.37＝6.22kg/h。
单机每天多耗NH3＝6.22*24＝150kg。
若电厂一台机组全年运行365天，另一台机组运行190天计算：
原电厂每年耗NH3＝1494*(365+190)＝829170kg＝829.17t。
现电厂每年耗NH3＝1344*(365+190)＝745920kg＝745.92t。
电厂每年减少耗NH3＝150*(365+190)＝83259kg＝83.25t。
电厂耗NH3降低＝83.25/(83.25+745.92)*100％＝10％。