SCR脫硝噴氨的精細化控制是火電廠、垃圾焚燒廠等實現(xiàn)超低排放、降低運行成本、保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的核心技術(shù)。其目標是在滿足嚴格NOx排放標準的前提下，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脫硝精細化控制的核心是 “精準測量、均勻分布、智能調(diào)節(jié)、前瞻控制”?。

1. 精準測量與煙道流場優(yōu)化

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

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

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

2. 噴氨格柵的精細化調(diào)整

• 基于網(wǎng)格測量的精準調(diào)平：

  • 在穩(wěn)定負荷下，根據(jù)進口NOx濃度分布云圖，手動或自動調(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：使反應(yīng)器出口的NOx濃度分布相對標準偏差（如<15%）和氨逃逸分布達到最優(yōu)。這是實現(xiàn)“化學當量比”匹配的基礎(chǔ)。

• 動態(tài)可調(diào)AIG：更高階的配置，允許在機組不同負荷段采用不同的調(diào)平預(yù)設(shè)方案，或與智能控制系統(tǒng)聯(lián)動進行小范圍動態(tài)微調(diào)。

3. 先進控制算法

• 前饋-反饋復(fù)合控制：

  • 前饋控制：以機組負荷、總風量、燃料量、入口NOx濃度等作為前饋信號，快速計算出噴氨總需求量的基準值。這是應(yīng)對負荷變化的關(guān)鍵。

  • 反饋控制：以SCR出口NOx濃度與設(shè)定值的偏差，對噴氨總量進行微調(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)測控制：

  • 這是目前最先進的策略。MPC內(nèi)置SCR系統(tǒng)的動態(tài)數(shù)學模型，能夠預(yù)測未來一段時間內(nèi)NOx濃度的變化趨勢。

  • 通過滾動優(yōu)化，計算出最優(yōu)的噴氨控制序列，不僅考慮NOx達標，還將氨逃逸、噴氨波動等作為約束條件，實現(xiàn)多目標優(yōu)化控制。

• 智能控制：

  • 利用機器學習（如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、強化學習）算法，從海量歷史運行數(shù)據(jù)中學習系統(tǒng)特性，建立更精準的非線性模型，或直接生成控制策略。

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

4. 氨逃逸的精準監(jiān)測與閉環(huán)控制

• 多點/激光原位氨逃逸監(jiān)測：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），實時監(jiān)測氨逃逸濃度。

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