尿素熱解制氨脫硝控制模式研究

0 引言

我國大型燃煤電廠多采用選擇性催化還原法（selective catalytic reduction，SCR）工藝進行煙氣凈化處理，脫除煙氣中的氮氧化物（NO

）。在催化劑的作用下，煙氣中的NO

與還原劑NH

反應生成N

和H

O。還原劑NH

常用的獲取方法有液氨、氨水，尿素

。目前，大部分燃煤電廠采用液氨蒸發法來制備NH

。但是液氨屬易燃易爆、有毒有害的原料，電廠脫硝氨區的液氨儲量大多在10 t以上，屬于重大危險源。根據國家能源局綜合司關于電力行業危險化學品治理的緊急通知，有關電力企業正積極開展液氨罐區重大危險源治理

。

液氨罐區危險源治理中，尿素以其無毒、無害的特性，且無儲存、運輸的安全風險的優勢，被作為液氨的替代

。尿素制氨路線上，諸多燃煤電廠選擇了尿素熱解制氨的技術。本文主要介紹了尿素熱解制氨脫硝系統的組成及該系統的控制模式和主要控制回路。

1 概述

每臺機組鍋爐省煤器出口煙氣，在SCR反應器入口前的煙道中，與通過噴氨格柵后的稀釋氨氣充分混合后，進入SCR反應器，經反應器中的催化劑將NO

還原為N

和H

O后，煙氣經過SCR反應器出口煙道進入空氣預熱器。每臺機組設置兩個獨立的SCR反應器。

從尿素溶液制備區來的50%質量濃度的尿素溶液，通過噴槍進入熱解爐，在熱解爐中的熱稀釋風作用下分解成NH

和CO

，并充分稀釋后形成氨/空氣混合氣體，經噴氨格柵進入SCR。

如圖1所示，制備區來的尿素溶液通過兩個噴槍（一用一備）噴入熱解爐。稀釋來自風機的冷稀釋風經過布置在爐內的煙氣換熱器升溫后從頂部進入熱解爐，利用其熱量分解尿素，產生NH

和CO

。混合氨氣的熱稀釋風從熱解爐送至A、B兩側SCR反應器前的噴氨格柵，與煙氣充分混合，進入SCR反應器。

2 系統控制模式

2.1 脫硝NOx控制

脫硝的目的是脫除煙氣中的NO

，根據環保要求，燃煤電廠NO

排放不超過50 mg/Nm

。脫硝出口NO

的濃度控制在限值之內是整個系統控制的核心關鍵。每臺機組設置了兩個SCR反應器，每個反應器的出口NO

濃度均應控制在限值之內。

在尿素熱解脫硝系統設計時，主要考慮：

同理，B側SCR反應器出口NO

濃度上升，則開大尿素溶液調節閥，開大B側噴氨格柵母管調節閥；B側SCR反應器出口NO

濃度下降，則關小尿素溶液調節閥，關小B側噴氨格柵母管調節閥。主要控制B側出口NO

濃度在限值以內，一般設置一個定值并自動跟蹤。

2.2 熱解爐溫度控制

控制參數如下：

然而在北極使用重油不僅增加了災難性溢油事故的風險，而且還增加了黑碳排放量，這加速了海冰和冰川冰的融化。鑒于此，國際海事組織海洋環境保護委員會今年4月指示其污染預防和應對分委員會（PPR6）制定一項禁令，禁止使用在北極使用或運輸重油。今年早些時候，清潔北極聯盟曾分別要求馬士基和中遠所屬的“Venta Maersk”輪和“天恩”輪在穿越北極水域時披露所使用和裝載的燃料類型。

熱解爐出口溫度上升，減小稀釋風機頻率，減小稀釋風流量；熱解爐出口溫度下降，加大稀釋風機頻率，增加稀釋風流量。主要控制熱解爐出口溫度大于設計值，一般設定一個定值并自動跟蹤。

3 主要控制回路

3.1 控制回路總體思路

A側SCR反應器出口NO

濃度上升，則開大尿素溶液調節閥，增加尿素流量，同時，開大A側噴氨格柵母管調節閥，增加氨/空混合氣流量；A側SCR反應器出口NO

濃度下降，則關小尿素溶液調節閥，關小A側噴氨格柵母管調節閥。主要控制A側出口NO

濃度在限值以內，一般設置一個定值并自動跟蹤。

1）A、B側SCR反應器出口NO

控制在環保限值以下。

2）熱解爐溫度控制在設計值以上。

為達到以上目的，系統的控制方式為：通過尿素溶液調節閥及A、B側噴氨格柵母管調節閥，調節尿素溶液總流量及進入A、B側SCR反應器的氨氣/空氣混合氣流量，將A、B側SCR反應器出口NO

控制在限值以下；通過稀釋風機的變頻器，調節稀釋風的流量，將熱解爐溫度控制在設計值以上。由此，系統組態邏輯主要是尿素溶液調節閥，A、B側噴氨格柵母管調節閥，稀釋風機變頻器4個調節回路的設計。

在新課程改革的浪潮中，核心素養是一個不可忽視的線索。近年來，新修訂的《普通高中課程標準》中對高中各學科核心素養的內容做出了規范化表述，使“核心素養”這一概念從模糊走向清晰，各學科教學實踐也有了明確的理論依據。本文以高中語文學科為研究對象，就與核心素養培育有關的學理與方法問題進行簡要探討。

3.2 尿素溶液調節閥

尿素溶液調節閥，作為脫硝出口NO

的第一個調節控制，主要是控制尿素溶液流量。由于尿素溶液調節閥既控制A側SCR出口NO

，同時也控制B側出口NO

，設計控制回路時選擇A、B側出口NO

的平均值作為控制對象。由于脫硝NO

控制中存在滯后，控制回路中引入煙氣流量及SCR入口NO

來加快調節速率。

該控制回路采用串級PID控制，以A、B側出口NO

的平均值作為主控對象，尿素溶液流量作為副控制對象，控制框圖見圖2。

副調測量值PV，實際尿素溶液流量；

控制參數如下：

主調測量值PV，A、B側SCR出口NO

平均值；

主調設定值SP，手動設定；

盧米斯和克里皮(Loomis&Crespi，1999)對美國旅游目的地氣候變化對8種休閑娛樂活動產生的沖擊和影響進行了研究，他們構建了一個旅游目的地休閑娛樂活動天數與天氣溫度及降雨量之間互相影響的均衡模型。在該模型中，當氣溫上升25℃，降雨量減少7%時，他們預測滑雪活動的天數將大幅下降(-52%)，而打高爾夫的天數將上升(14%)，海濱休閑活動的天數將上升(14%)，去水庫垂釣等休閑活動的天數也將增加(9%)。

副調設定值SP，根據煙氣流量、入口NO

、主調設定值計算出的A、B側SCR總需氨量折算成的尿素溶液需求量，再乘以主調輸出。

3.3 A、B側噴氨格柵母管調節閥

A側噴氨格柵母管調節閥作為A側脫硝NO

的第二個調節控制，主要控制A側脫硝出口NO

在環保限值以內，相對第一個調節更為精細。A側噴氨格柵母管調節閥主要是與A側脫硝出口NO

的閉環調節，通過調節A側噴氨格柵母管調節閥開度，保證A側脫硝出口NO

滿足要求。B側噴氨格柵母管調節閥的控制同理。

在尿素溶液流量不變時，A側調節閥開度增大，進入A側SCR的氨空混合氣流量增大，A側NO

減小。同時，進入B側SCR的氨空混合氣流量減小，B側NO

增大。A側調節閥動作，同時影響進入A、B側反應器的氨空混合氣流量。B側同理。

因此，實際調試期間，選擇將一側反應器的噴氨格柵母管調節閥投入自動控制，另一側調節閥手動控制在合適開度，保持開度不變。

3.4 稀釋風機變頻器

據中國農業生產資料流通協會提供的數據，2012-2017年，供銷合作社系統農資企業化肥銷售額分別是5236.93億元、5838.47億元、6093.6億元、6336.03億元、6322.47億元、6596.7億元。同一時期，供銷合作社系統農資企業化學農藥銷售額從334.39億元增加至610.05億元。在2017年較2016年銷售量下降的情況下，銷售額不降反增，表明以供銷合作社系統為代表的整個農資流通行業實現了減量提質發展，以綠色、高效為核心的轉型升級之路正在不斷深化推進。

腎臟集合管癌(collecting duct carcinoma，CDC)是眾多腎細胞癌病理亞型中極為罕見的一種，約占腎細胞癌的1%～2%[1]，惡性程度高，預后差，大部分患者發現時已有腎外轉移。由于該類型腫瘤罕見，國內既往少有超過10例的相關文獻報道，且較少有學者將此類型腫瘤的臨床、影像及病理學特征結合起來進行臨床研究，本文通過回顧性分析我院于2008年8月至2017年8月期間收治的12例腎集合管癌患者的臨床資料，結合隨訪信息，以求達到全面認識腎集合管癌的目的，更好地完成對CDC的診治。

該控制回路采用串級PID控制，以熱解爐出口溫度作為主控對象，換熱器出口溫度作為副控制對象，控制框圖見圖3。

尿素熱解采用的熱稀釋風除了輸送氨氣并防止其結晶外，還有提供熱解反應所需要的熱量的作用。同時，稀釋風也將噴入煙道的氨氣稀釋為含5%(vol)左右氨的混合氣體。稀釋風的溫度必須控制在設計值之上，保證尿素溶液的分解及防止結晶。

陽光從倉庫大門的鐵鎖上反射出一道耀眼的光芒，甲洛洛用背擋住這刺眼的光芒，瞇縫起眼，看著昨天丁主任交給他的失物清單：

主調測量值PV1，熱解爐出口溫度；

稀釋風機變頻器，主要是通過調節稀釋風流量，控制熱解爐溫度，保證系統的熱量供應。由于熱解爐溫度控制存在滯后，而爐內溫度變化時，換熱器出口溫度的變化超前于熱解爐溫度，且直接影響熱解爐溫度。因此，控制回路中引入換熱器出口溫度來加快調節速率。

副調測量值PV2，換熱器出口溫度；

主調設定值SP1，手動設定；

副調設定值SP2，主調輸出。

有時總感覺到黃玲，那個總戴著墨鏡的女人，會敲開我的門，然后對我說，以后我們就是鄰居了，希望多多照顧。終歸那半年，和她做鄰居，我是快樂的。

教師除了在道德修養上要不斷地提升自己，更是要在自己專業知識方面提高自己，學無止境，在學生學習的同時，教師也要不斷地去深入學習，去鉆研，提高自身的專業知識，改善課堂的教學質量和教學方式，使學生能學到更加深入的知識.通過教師專業素養的提升，對于學生

實際調試期間，熱解爐出口溫度下降時，增大稀釋風流量，熱解爐出口溫度上升，但由于熱量平衡原理，稀釋風流量增加，煙氣換熱器中換熱量增加，而換熱器出口溫度與稀釋風機出口溫度的溫差反而有所下降，導致換熱器出口溫度下降。熱解爐出口溫度上升時的調節同理。該情況下，副PID將持續反向調節，無法實現控制目的。運行參數見表1。

“冰山原則”的另一特點是省略，這里所說的省略并不是傳統創作中所用的含蓄手法，故意省略某些東西，從而達到“言有盡而意無窮”的效果。傳統的省略是省略了情味和韻致，而海明威在作品中省略的則是完全不同質的東西——實體經驗。海明威曾強調過：“如果一位作家省略某一部分是因為你不知道它，那么在小說里就有破綻了。”所以說，作家省略的“某一部分”必須是自己能夠把握并且熟悉的，也必須是讀者能夠領會和理解的。只有這樣，沒有省略的文字才更具有表達的意味。讀者看到這些文字，便能聯想到沒有直接描述的內容，使讀者與作者、作品產生共鳴。

對控制策略進行調整，改成單PID控制，以熱解爐出口溫度為控制對象，將換熱器出口溫度副TT作為前饋。策略調整后控制框圖見圖4。

4 投運效果

尿素熱解制氨脫硝系統投運后的控制效果見圖5和圖6。A、B側SCR脫硝出口NO

濃度均控制在限值以內，設定值附近，在設定值變化時，能快速調節。熱解爐溫度在換熱器出口溫度大幅擾動時能控制在設定值附近。

糖皮質激素和丙種球蛋白對暴發性心肌炎的治療安全性和有效性良好，建議所有暴發性心肌炎患者盡早使用[1]。免疫調節劑輸注時護理人員需謹慎給藥。丙種球蛋白屬于高張液體，靜脈滴注時，需先確保靜脈通路安全通暢。由于大劑量使用該藥可增加心室前負荷，加重心力衰竭，所以必須在24小時內緩慢輸注[3]。輸液過程中，嚴密觀察輸液血管狀況，發現液體外滲、過敏及心力衰竭癥狀加重時，立即處理。使用大量甲潑尼龍可能引起消化道應激性潰瘍，骨質疏松及精神神經異常，水電解質失衡，建議每日檢查血電解質[6]，遵醫囑使用護胃抑酸藥物，且密切觀察有無消化道出血癥狀[3]。

5 結束語

了解尿素熱解制氨脫硝系統的控制目標，有利于更好地指導運行控制。實際運行中還需注意以下事項：

1）A、B側噴氨格柵母管調節閥的設定值SP應與尿素溶液調節閥主調設定值SP一致。且更改設定值時，設定值變化量不宜過大。

2）為保證氨空混合氣中氨濃度不大于5%(vol)，應設置稀釋風機頻率下限，保證足量的稀釋風流量。

[1]彭代軍.鍋爐煙氣脫硝尿素熱解與水解制氨技術對比[J].能源與節能，2014(1):188-189.

[2]胡劍利，陳雨帆，沈思言，等.火電廠脫硝尿素制氨工藝比選及應用進展[J].能源工程，2021(4):43-47.

[3]董春雷.300MW火電機組尿素制氨還原法脫硝熱工控制分析[J].技術縱橫，2014(7):80-84.

[4]岳春妹，陸駿超，陳睿.SCR脫硝熱解爐結垢原因分析及解決方法[J].能源研究與信息，2014(3):134-137.

[5]張秉權.尿素熱解法脫硝系統自動控制調節回路[J].電站系統工程，2014，30(2):57-58.