尿素热解制氨脱硝控制模式研究

2022-03-01戴尚访俞峰苹王先董

上海节能 2022年2期

关键词：调节阀反应器尿素

0 引言

我国大型燃煤电厂多采用选择性催化还原法（selective catalytic reduction，SCR）工艺进行烟气净化处理，脱除烟气中的氮氧化物（NO

）。在催化剂的作用下，烟气中的NO

与还原剂NH

反应生成N

和H

O。还原剂NH

常用的获取方法有液氨、氨水，尿素

。目前，大部分燃煤电厂采用液氨蒸发法来制备NH

。但是液氨属易燃易爆、有毒有害的原料，电厂脱硝氨区的液氨储量大多在10 t以上，属于重大危险源。根据国家能源局综合司关于电力行业危险化学品治理的紧急通知，有关电力企业正积极开展液氨罐区重大危险源治理

。

液氨罐区危险源治理中，尿素以其无毒、无害的特性，且无储存、运输的安全风险的优势，被作为液氨的替代

。尿素制氨路线上，诸多燃煤电厂选择了尿素热解制氨的技术。本文主要介绍了尿素热解制氨脱硝系统的组成及该系统的控制模式和主要控制回路。

1 概述

每台机组锅炉省煤器出口烟气，在SCR反应器入口前的烟道中，与通过喷氨格栅后的稀释氨气充分混合后，进入SCR反应器，经反应器中的催化剂将NO

还原为N

和H

O后，烟气经过SCR反应器出口烟道进入空气预热器。每台机组设置两个独立的SCR反应器。

从尿素溶液制备区来的50%质量浓度的尿素溶液，通过喷枪进入热解炉，在热解炉中的热稀释风作用下分解成NH

和CO

，并充分稀释后形成氨/空气混合气体，经喷氨格栅进入SCR。

如图1所示，制备区来的尿素溶液通过两个喷枪（一用一备）喷入热解炉。稀释来自风机的冷稀释风经过布置在炉内的烟气换热器升温后从顶部进入热解炉，利用其热量分解尿素，产生NH

和CO

。混合氨气的热稀释风从热解炉送至A、B两侧SCR反应器前的喷氨格栅，与烟气充分混合，进入SCR反应器。

2 系统控制模式

2.1 脱硝NOx控制

脱硝的目的是脱除烟气中的NO

，根据环保要求，燃煤电厂NO

排放不超过50 mg/Nm

。脱硝出口NO

的浓度控制在限值之内是整个系统控制的核心关键。每台机组设置了两个SCR反应器，每个反应器的出口NO

浓度均应控制在限值之内。

在尿素热解脱硝系统设计时，主要考虑：

同理，B侧SCR反应器出口NO

浓度上升，则开大尿素溶液调节阀，开大B侧喷氨格栅母管调节阀；B侧SCR反应器出口NO

浓度下降，则关小尿素溶液调节阀，关小B侧喷氨格栅母管调节阀。主要控制B侧出口NO

浓度在限值以内，一般设置一个定值并自动跟踪。

2.2 热解炉温度控制

控制参数如下：

然而在北极使用重油不仅增加了灾难性溢油事故的风险，而且还增加了黑碳排放量，这加速了海冰和冰川冰的融化。鉴于此，国际海事组织海洋环境保护委员会今年4月指示其污染预防和应对分委员会（PPR6）制定一项禁令，禁止使用在北极使用或运输重油。今年早些时候，清洁北极联盟曾分别要求马士基和中远所属的“Venta Maersk”轮和“天恩”轮在穿越北极水域时披露所使用和装载的燃料类型。

热解炉出口温度上升，减小稀释风机频率，减小稀释风流量；热解炉出口温度下降，加大稀释风机频率，增加稀释风流量。主要控制热解炉出口温度大于设计值，一般设定一个定值并自动跟踪。

3 主要控制回路

3.1 控制回路总体思路

A侧SCR反应器出口NO

浓度上升，则开大尿素溶液调节阀，增加尿素流量，同时，开大A侧喷氨格栅母管调节阀，增加氨/空混合气流量；A侧SCR反应器出口NO

浓度下降，则关小尿素溶液调节阀，关小A侧喷氨格栅母管调节阀。主要控制A侧出口NO

浓度在限值以内，一般设置一个定值并自动跟踪。

1）A、B侧SCR反应器出口NO

控制在环保限值以下。

2）热解炉温度控制在设计值以上。

为达到以上目的，系统的控制方式为：通过尿素溶液调节阀及A、B侧喷氨格栅母管调节阀，调节尿素溶液总流量及进入A、B侧SCR反应器的氨气/空气混合气流量，将A、B侧SCR反应器出口NO

控制在限值以下；通过稀释风机的变频器，调节稀释风的流量，将热解炉温度控制在设计值以上。由此，系统组态逻辑主要是尿素溶液调节阀，A、B侧喷氨格栅母管调节阀，稀释风机变频器4个调节回路的设计。

在新课程改革的浪潮中，核心素养是一个不可忽视的线索。近年来，新修订的《普通高中课程标准》中对高中各学科核心素养的内容做出了规范化表述，使“核心素养”这一概念从模糊走向清晰，各学科教学实践也有了明确的理论依据。本文以高中语文学科为研究对象，就与核心素养培育有关的学理与方法问题进行简要探讨。

3.2 尿素溶液调节阀

尿素溶液调节阀，作为脱硝出口NO

的第一个调节控制，主要是控制尿素溶液流量。由于尿素溶液调节阀既控制A侧SCR出口NO

，同时也控制B侧出口NO

，设计控制回路时选择A、B侧出口NO

的平均值作为控制对象。由于脱硝NO

控制中存在滞后，控制回路中引入烟气流量及SCR入口NO

来加快调节速率。

该控制回路采用串级PID控制，以A、B侧出口NO

的平均值作为主控对象，尿素溶液流量作为副控制对象，控制框图见图2。

副调测量值PV，实际尿素溶液流量；

控制参数如下：

主调测量值PV，A、B侧SCR出口NO

平均值；

主调设定值SP，手动设定；

卢米斯和克里皮(Loomis&Crespi，1999)对美国旅游目的地气候变化对8种休闲娱乐活动产生的冲击和影响进行了研究，他们构建了一个旅游目的地休闲娱乐活动天数与天气温度及降雨量之间互相影响的均衡模型。在该模型中，当气温上升25℃，降雨量减少7%时，他们预测滑雪活动的天数将大幅下降(-52%)，而打高尔夫的天数将上升(14%)，海滨休闲活动的天数将上升(14%)，去水库垂钓等休闲活动的天数也将增加(9%)。

副调设定值SP，根据烟气流量、入口NO

、主调设定值计算出的A、B侧SCR总需氨量折算成的尿素溶液需求量，再乘以主调输出。

3.3 A、B侧喷氨格栅母管调节阀

A侧喷氨格栅母管调节阀作为A侧脱硝NO

的第二个调节控制，主要控制A侧脱硝出口NO

在环保限值以内，相对第一个调节更为精细。A侧喷氨格栅母管调节阀主要是与A侧脱硝出口NO

的闭环调节，通过调节A侧喷氨格栅母管调节阀开度，保证A侧脱硝出口NO

满足要求。B侧喷氨格栅母管调节阀的控制同理。

在尿素溶液流量不变时，A侧调节阀开度增大，进入A侧SCR的氨空混合气流量增大，A侧NO

减小。同时，进入B侧SCR的氨空混合气流量减小，B侧NO

增大。A侧调节阀动作，同时影响进入A、B侧反应器的氨空混合气流量。B侧同理。

因此，实际调试期间，选择将一侧反应器的喷氨格栅母管调节阀投入自动控制，另一侧调节阀手动控制在合适开度，保持开度不变。

3.4 稀释风机变频器

据中国农业生产资料流通协会提供的数据，2012-2017年，供销合作社系统农资企业化肥销售额分别是5236.93亿元、5838.47亿元、6093.6亿元、6336.03亿元、6322.47亿元、6596.7亿元。同一时期，供销合作社系统农资企业化学农药销售额从334.39亿元增加至610.05亿元。在2017年较2016年销售量下降的情况下，销售额不降反增，表明以供销合作社系统为代表的整个农资流通行业实现了减量提质发展，以绿色、高效为核心的转型升级之路正在不断深化推进。

肾脏集合管癌(collecting duct carcinoma，CDC)是众多肾细胞癌病理亚型中极为罕见的一种，约占肾细胞癌的1%～2%[1]，恶性程度高，预后差，大部分患者发现时已有肾外转移。由于该类型肿瘤罕见，国内既往少有超过10例的相关文献报道，且较少有学者将此类型肿瘤的临床、影像及病理学特征结合起来进行临床研究，本文通过回顾性分析我院于2008年8月至2017年8月期间收治的12例肾集合管癌患者的临床资料，结合随访信息，以求达到全面认识肾集合管癌的目的，更好地完成对CDC的诊治。

该控制回路采用串级PID控制，以热解炉出口温度作为主控对象，换热器出口温度作为副控制对象，控制框图见图3。

尿素热解采用的热稀释风除了输送氨气并防止其结晶外，还有提供热解反应所需要的热量的作用。同时，稀释风也将喷入烟道的氨气稀释为含5%(vol)左右氨的混合气体。稀释风的温度必须控制在设计值之上，保证尿素溶液的分解及防止结晶。

阳光从仓库大门的铁锁上反射出一道耀眼的光芒，甲洛洛用背挡住这刺眼的光芒，眯缝起眼，看着昨天丁主任交给他的失物清单：

主调测量值PV1，热解炉出口温度；

稀释风机变频器，主要是通过调节稀释风流量，控制热解炉温度，保证系统的热量供应。由于热解炉温度控制存在滞后，而炉内温度变化时，换热器出口温度的变化超前于热解炉温度，且直接影响热解炉温度。因此，控制回路中引入换热器出口温度来加快调节速率。

副调测量值PV2，换热器出口温度；

主调设定值SP1，手动设定；

副调设定值SP2，主调输出。

有时总感觉到黄玲，那个总戴着墨镜的女人，会敲开我的门，然后对我说，以后我们就是邻居了，希望多多照顾。终归那半年，和她做邻居，我是快乐的。

教师除了在道德修养上要不断地提升自己，更是要在自己专业知识方面提高自己，学无止境，在学生学习的同时，教师也要不断地去深入学习，去钻研，提高自身的专业知识，改善课堂的教学质量和教学方式，使学生能学到更加深入的知识.通过教师专业素养的提升，对于学生

实际调试期间，热解炉出口温度下降时，增大稀释风流量，热解炉出口温度上升，但由于热量平衡原理，稀释风流量增加，烟气换热器中换热量增加，而换热器出口温度与稀释风机出口温度的温差反而有所下降，导致换热器出口温度下降。热解炉出口温度上升时的调节同理。该情况下，副PID将持续反向调节，无法实现控制目的。运行参数见表1。

“冰山原则”的另一特点是省略，这里所说的省略并不是传统创作中所用的含蓄手法，故意省略某些东西，从而达到“言有尽而意无穷”的效果。传统的省略是省略了情味和韵致，而海明威在作品中省略的则是完全不同质的东西——实体经验。海明威曾强调过：“如果一位作家省略某一部分是因为你不知道它，那么在小说里就有破绽了。”所以说，作家省略的“某一部分”必须是自己能够把握并且熟悉的，也必须是读者能够领会和理解的。只有这样，没有省略的文字才更具有表达的意味。读者看到这些文字，便能联想到没有直接描述的内容，使读者与作者、作品产生共鸣。

对控制策略进行调整，改成单PID控制，以热解炉出口温度为控制对象，将换热器出口温度副TT作为前馈。策略调整后控制框图见图4。

4 投运效果

尿素热解制氨脱硝系统投运后的控制效果见图5和图6。A、B侧SCR脱硝出口NO

浓度均控制在限值以内，设定值附近，在设定值变化时，能快速调节。热解炉温度在换热器出口温度大幅扰动时能控制在设定值附近。

糖皮质激素和丙种球蛋白对暴发性心肌炎的治疗安全性和有效性良好，建议所有暴发性心肌炎患者尽早使用[1]。免疫调节剂输注时护理人员需谨慎给药。丙种球蛋白属于高张液体，静脉滴注时，需先确保静脉通路安全通畅。由于大剂量使用该药可增加心室前负荷，加重心力衰竭，所以必须在24小时内缓慢输注[3]。输液过程中，严密观察输液血管状况，发现液体外渗、过敏及心力衰竭症状加重时，立即处理。使用大量甲泼尼龙可能引起消化道应激性溃疡，骨质疏松及精神神经异常，水电解质失衡，建议每日检查血电解质[6]，遵医嘱使用护胃抑酸药物，且密切观察有无消化道出血症状[3]。