SCR脫硝噴氨的精細(xì)化控制是火電廠、垃圾焚燒廠等實(shí)現(xiàn)超低排放、降低運(yùn)行成本、保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的核心技術(shù)。其目標(biāo)是在滿足嚴(yán)格NOx排放標(biāo)準(zhǔn)的前提下，最小化氨逃逸、降低氨耗、并防止空預(yù)器堵塞等衍生問題。

SCR脫硝精細(xì)化控制的核心是 “精準(zhǔn)測(cè)量、均勻分布、智能調(diào)節(jié)、前瞻控制”?。

1. 精準(zhǔn)測(cè)量與煙道流場(chǎng)優(yōu)化

• 高精度網(wǎng)格化測(cè)量：在SCR反應(yīng)器進(jìn)出口截面布置多個(gè)測(cè)量點(diǎn)，繪制出NOx和NH?（或O?）的濃度分布云圖。這是診斷流場(chǎng)和噴氨均勻性的最直接手段。

• 流場(chǎng)模擬與物理優(yōu)化：通過CFD數(shù)值模擬和物理模型試驗(yàn)，優(yōu)化煙道導(dǎo)流板、整流格柵的設(shè)計(jì)，確保進(jìn)入催化劑層的煙氣速度場(chǎng)、溫度場(chǎng)、濃度場(chǎng)盡可能均勻。

• 噴氨格柵分區(qū)調(diào)節(jié)：將噴氨格柵分成多個(gè)獨(dú)立控制的小區(qū)域（如4×4、8×8等），每個(gè)區(qū)域有獨(dú)立的調(diào)節(jié)閥門和流量計(jì)。

2. 噴氨格柵的精細(xì)化調(diào)整

• 基于網(wǎng)格測(cè)量的精準(zhǔn)調(diào)平：

  • 在穩(wěn)定負(fù)荷下，根據(jù)進(jìn)口NOx濃度分布云圖，手動(dòng)或自動(dòng)調(diào)節(jié)各分區(qū)AIG閥門的開度，使各區(qū)域噴氨量與NOx量匹配。

  • 目標(biāo)：使反應(yīng)器出口的NOx濃度分布相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（如<15%）和氨逃逸分布達(dá)到最優(yōu)。這是實(shí)現(xiàn)“化學(xué)當(dāng)量比”匹配的基礎(chǔ)。

• 動(dòng)態(tài)可調(diào)AIG：更高階的配置，允許在機(jī)組不同負(fù)荷段采用不同的調(diào)平預(yù)設(shè)方案，或與智能控制系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)進(jìn)行小范圍動(dòng)態(tài)微調(diào)。

3. 先進(jìn)控制算法

• 前饋-反饋復(fù)合控制：

  • 前饋控制：以機(jī)組負(fù)荷、總風(fēng)量、燃料量、入口NOx濃度等作為前饋信號(hào)，快速計(jì)算出噴氨總需求量的基準(zhǔn)值。這是應(yīng)對(duì)負(fù)荷變化的關(guān)鍵。

  • 反饋控制：以SCR出口NOx濃度與設(shè)定值的偏差，對(duì)噴氨總量進(jìn)行微調(diào)修正。通常采用抗遲延的PID算法（如史密斯預(yù)估器）。

• 模型預(yù)測(cè)控制：

  • 這是目前最先進(jìn)的策略。MPC內(nèi)置SCR系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型，能夠預(yù)測(cè)未來一段時(shí)間內(nèi)NOx濃度的變化趨勢(shì)。

  • 通過滾動(dòng)優(yōu)化，計(jì)算出最優(yōu)的噴氨控制序列，不僅考慮NOx達(dá)標(biāo)，還將氨逃逸、噴氨波動(dòng)等作為約束條件，實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)優(yōu)化控制。

• 智能控制：

  • 利用機(jī)器學(xué)習(xí)（如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、強(qiáng)化學(xué)習(xí)）算法，從海量歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)系統(tǒng)特性，建立更精準(zhǔn)的非線性模型，或直接生成控制策略。

  • 能夠自適應(yīng)機(jī)組性能衰減（如催化劑活性下降）、燃料變化等復(fù)雜情況。

4. 氨逃逸的精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)與閉環(huán)控制

• 多點(diǎn)/激光原位氨逃逸監(jiān)測(cè)：在反應(yīng)器出口或空預(yù)器入口安裝高靈敏度的原位式氨分析儀（如TDLAS激光光譜），實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)氨逃逸濃度。

• 將氨逃逸作為控制約束或目標(biāo)：在MPC或高級(jí)控制邏輯中，設(shè)定氨逃逸上限（如2.5ppm），當(dāng)接近限值時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)優(yōu)先控制氨逃逸，允許出口NOx濃度在小范圍內(nèi)適度波動(dòng)，從而保護(hù)下游設(shè)備。