尿素熱解供氨技術在SCR中的控制探究

0 引言

燃煤電廠的SCR工藝中，一般采用液氨蒸發和尿素熱解作為供氨手段，其中液氨蒸發中的液氨存儲壓力容器屬于重大危險源，日常維護安監成本較高。尿素性狀較穩定，安全系數高，逐漸成為主流的氨源，被越來越多的燃煤電廠環保系統采用，目前比較成熟的尿素制氨技術是尿素熱解制氨。但是，投產項目相對有限，系統的運行控制模式和主要控制回路，還有待進一步完善

。本文從稀釋風控制、氨計量分配、噴氨調整三個方面，對其控制模式和主要控制回路進行了探究，并在國內某50 MW燃煤機組中成功應用。

從上文分析可以看到，現在適用權利用盡理論的主要經濟體，除了美國已經否定了該規則的區別適用理論之外，德國、日本及我國都還多多少少保留著區別適用的情況。

1 尿素熱解系統概況

尿素熱解系統主要分尿素溶液制備輸送系統、熱解爐系統、溶解水及壓縮氣系統，如圖1所示。

1.2.2 排除標準 （1）具有以下疾病或癥狀者：合并甲亢、嚴重肝腎衰竭、心肺功能衰竭、肌無力、昏迷、精神異常或認知障礙、肢體骨折、上肢殘疾、孕婦及視網膜脫落者；（2）長期臥床、偏癱、危重患者及其他不愿意參加測定者。

1.1 尿素溶液制備輸送系統

尿素顆粒經過氣力輸送或者袋裝尿素加入尿素溶液制備罐中，與按比例補充的除鹽水在罐中充分溶解，通過尿素溶液輸送泵送入尿素溶液儲存罐中進行存儲。由尿素溶液循環泵送入熱解系統生成氨氣。尿素溶液制備存儲系統主要包括尿素溶液制備罐、尿素溶液輸送泵、尿素溶液儲存罐、尿素溶液循環泵、疏水箱、疏水泵、廢水泵、減溫減壓裝置、壓縮空氣儲罐等設備

。

wt%——尿素溶液質量濃度，為50%

尿素溶液的計量分配裝置應能精確地測量和控制輸送到分解室的尿素溶液流量。每臺爐設置1套計量分配裝置，用于控制每個尿素溶液噴射器的流量及霧化和冷卻空氣的壓力和流量。

1.2 熱解爐系統

每臺熱解爐對應1 臺計量與分配裝置，計量與分配裝置根據鍋爐不同負荷的要求，自動控制并分配給霧化噴槍，然后噴入熱解爐，同時稀釋空氣經氣-氣換熱器加熱后進入熱解爐。由控制系統控制熱解室達到還原所要求的溫度。霧化后的尿素液在熱解爐內分解，生成NH

、H

O和CO

。熱解爐系統包括熱解爐本體，氣-氣換熱系統等。熱解室自其進口，依據尿素的分解所需的體積來確定其容積的大小。通過稀釋風氣-氣換熱系統維持尿素溶液分解所需的溫度。尿素經過計量分配裝置及噴槍注入到熱解爐中。尿素的噴射量是由需氨量決定，并適應鍋爐負荷變化要求。系統將在管道出口處提供空氣/氨氣混合物。

根據兩側反應器出口脫硝效率不同，調節兩側噴氨格柵A/B 母管電動調節閥，從而改變兩側反應器的氨氣/空氣混合氣流量的比例，最終使A、B兩側的效率平衡。A側脫硝效率為Na，B側反應器出口脫硝效率為Nb，調節邏輯如下：

1.3 溶解水及壓縮氣系統

脫硝系統的儀用空氣由廠區壓縮空氣管網提供，用于計量與分配裝置的霧化、熱解爐尿素噴槍的密封等。

60——尿素分子量

配制尿素溶液的水采用軟化水。當溶解水的總硬度大于2 mmol+/L，需添加適量的阻垢劑。溶解水主要用于尿素溶液的配制以及計量與分配裝置的沖洗，供應全系統MDM 尿素溶液噴槍沖洗使用。

2 控制模式和主要控制回路

2.1 爐內換熱器入口稀釋風流量調節控制

熱解爐的溫度控制采用PID 串級調節，如圖2所示，外回路PID 的設定值SP1 由運行人員手動設定，控制對象PV1 是熱解爐出口母管溫度，外回路PID的輸出為SP2。

本實驗是微組織（微載體復合脂肪干細胞的3D培養）對周圍神經再生的體外研究。利用SD乳鼠脂肪干細胞分離培養后與多孔明膠微載體材料復合構建微組織，培養3 d后的微組織與背根神經節共培養，觀察其對背根神經節軸突生長的促進作用，并與2D細胞共培養以及單純背根神經節比較，并從細胞增殖和凋亡等方面分析比較2D、3D細胞培養優劣勢。

外回路PID 的輸出SP2 是內回路PID 的設定值，內回路PID 的控制對象PV2 是爐內換熱器的出口稀釋風溫度，內回路的調節輸出量是稀釋風機變頻器頻率指令。溫度測點PV2 是爐內煙氣換熱器的出口稀釋風溫度。

串級PID 控制回路中，一旦控制回路的自動功能投入后，內回路的設定值SP2 由外回路給定，SP2 隨著PV1 的變化而變化。主回路PID 具有PV跟蹤功能，實現無擾切換，如圖3所示。

2.2 噴槍尿素溶液流量調節控制

尿素溶液計量分配裝置主要由三條工藝管線構成，分別是尿素管線，霧化空氣管線和沖洗水管線。來自尿素制備和儲存系統的合格尿素溶液進入到計量分配裝置的入口管線和由來自熱解壓縮空氣罐的霧化空氣進入計量分配裝置管線共同供給到噴槍，經由噴槍噴嘴霧化后噴入熱解爐，在熱解爐內分解成NH

。計量分配裝置是一個順序控制

，控制流程如圖4所示。

在此過程中的控制是每支噴槍尿素溶液量的控制，采用條件流量PID 控制，流量SP 值由氨需量來決定。停止噴氨時，順序控制流程如圖5所示：

1.2.1 系統評估 全面系統收集患者的資料，包括疾病狀況、病程、心理狀態、飲食習慣、生活起居、運動狀況、對疾病的認識等，為循證護理提供依據。

尿素溶液總流量SP（Q

）的計算公式如下：

以A側母管電動調節閥為例。

被調量PV：A側反應器脫硝效率

嘉慶二十五年（1820年）嘉慶帝去世，道光皇帝的登基給了初彭齡一次發揮余熱的機會。道光元年（1821年）正月，刑部員外郎初彭齡受賞禮部侍郎銜，不久署禮部左侍郎，七月，署禮部右侍郎，八月復任兵部尚書，十二月，兼署順天府府尹事和工部尚書。一年時間里，初彭齡從沒有實權的員外郎一躍為工部和兵部兩部最高官員。次年閏三月，賞工部尚書初彭齡在紫禁城內騎馬。五月改派初彭齡等人承修地壇牌樓石枋及周圍澤河等處工程。道光三年（1823年）三月，命其署教習庶吉士。道光四年（1824年）四月，初彭齡年老休致，受賞半俸，翌年秋七月謝世。

17——氨分子量

尿素溶液輸送系統主要是為計量分配裝置持續提供尿素溶液需量和保證噴射區域所需壓力，并過濾尿素溶液以保證噴射器無故障運行，作為尿素溶液儲存和循環系統的本地/遠程控制和監測站（就地有控制面板），提供內部冗余系統以保證持續不間斷的運行。

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ρ——尿素溶液密度

W

——NH

耗量（kg/h）

K——為尿素純度系數（一般約為97.5%）

單根噴槍尿素溶液流量設定值為上述總流量除以投運噴槍的數量。其中W

的值一般由鍋爐燃煤量、SCR入口NOx濃度、目標SCR出口NOx濃度計算得出。在實際運行過程中，為了消除溫度對尿素溶液密度的影響，或滿足對出口NOx濃度靈活調整的需求，由W

計算出理論尿素溶液流量SP后，可設置修正系數，并在DCS畫面設置窗口，系數由運行人員手動輸入。以應用此調節方式的某50 MW 熱電機組為例，從其168 h 試運行曲線可知，出口NOx可穩定控制，系統對負荷、進出口NOx變動均有較靈敏響應，如圖6所示。

“未名生科一號” 雖然是“一號”，但卻是北京大學高性能計算校級公共平臺上建設的第三套超算系統了，它誕生之時已經有了兩個“哥哥”，分別是“大哥”未名一號和“二哥”未名教學一號。

2.3 兩側噴氨格柵母管調節閥控制

其中：

系統啟動前和關閉后保持噴氨格柵A/B母管電動調節閥全開，在脫硝系統運行穩定后投入噴氨格柵A/B母管電動調節閥PID調節。

細胞牽引力顯微鏡技術是最早用來測量細胞與細胞外基質之間作用力的一種技術，也是測量細胞牽引力的標準方法。黏附在柔性基底表面的細胞，對細胞下面的彈性基底產生力,引起細胞周圍的材料的變形，通過顯微鏡記錄這些變形圖像，根據數字圖像相關算法得到基底上的變形場，反演推算出細胞表面的應力場。

經過查找企業生產經營的資料，對以上比率等進行分析，查找企業在生產經營及投資計劃中存在的問題。如我們分析企業噸油成本時，通過產量及發生的成本或投資情況進行比對，與企業的EVA考核相結合，按照成本效益原則，確定企業投入與產出的比率。

Q

——尿素溶液體積流量（m

）

設定值SP：操作員設定（以90%為例）

1）根據A、B 反應器兩側的效率比較，Na 和Nb均大于或小于90%時，A、B保持。

2）當Na＜90%＜Nb，將A側閥門超馳至100%開度側調節，脫硝效率為70%（暫定）時調節停止；如果達到100%開度仍未平衡，則減小B 側閥門開度至B側效率70%（暫定）時停止。

3）當Nb＜90%＜Na，將B側閥門超馳至100%開度側調節，脫硝效率為70%（暫定）時調節停止；如果達到100%開度仍未平衡，則減小A 側閥門開度至A側效率90%（暫定）時停止。

意志的喪失是最大的喪失，精神的沉淪是最嚴重的失敗。由此，那位否定精神抑郁會對胃部造成傷害的醫學博士，我覺得他忽略了一個致命的問題，即情志的高低，對肉身器官的影響。在持續不斷的中醫和西醫的論戰當中，中醫藥始終處在一個劣勢的地位。各執一詞的雙方所持的態度，也多是主觀性的。事實上，無論單純支持哪一方，其結果都肯定是錯誤的。因為，世上本來就沒有絕對的事情。

2.4 其他控制回路

在30 ℃以下，尿素會從水溶液中形成結晶，因此尿素溶液的制備及儲存，均需要保溫，保溫范圍在40～60 ℃，熱源來自附近的輔汽，儲存罐溫度T1及制備罐溫度T2的控制由母管蒸汽閥、制備罐蒸汽閥、儲存罐蒸汽閥控制，控制邏輯如下：

1)T1＜40 ℃或T2＜40 ℃，執行開指令：開各自蒸汽閥→開總閥→開調閥至A%。

2)T1＞60 ℃或T2＞60 ℃，執行關指令：關總閥→關各自蒸汽閥→關調閥至0。

3)若一個輸出關指令，一個輸出開指令，則關指令只關閉自身蒸汽閥，開指令正常輸出。

3 結語

尿素熱解供氨精確自動控制的重點是尿素的計量調節，在條件允許的情況下，可將多個機組實際運行參數和需求引入到控制回路中，對尿素溶液的供應量進行修正，在尿素制備過程中，應提高尿素溶液加熱保溫系統的可靠性，規避因溫度變化引起的尿素溶液密度波動風險，減小由此帶來的計算誤差。

[1]胡劍利，陳雨帆，沈思言，黃永杰，潘樂剛，李文華，楊景焜，陳臻.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+53.DOI:10.16189/j.cnki.nygc.2021.04.007.

[2]趙冬賢，劉紹培，吳曉峰，孟德潤.尿素熱解制氨技術在SCR脫硝中的應用[J].熱力發電，2009，38(8):65-67.

[3]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+60.