針對火電廠SCR區(qū)噴氨存在的上述問題，從如下四個方案進行優(yōu)化：
1.SCR反應(yīng)器出口NOX測量采用多點測量，每個反應(yīng)器出口截面采用8點測量，通過同步實時采樣、分時分析，實現(xiàn)在2～3分鐘內(nèi)完成一次截面NOX含量分布周期分析，如表1NOX分區(qū)測量系統(tǒng)某時段參數(shù)所示：


該方案采用稀釋法測量，在采樣探頭頂部通過一個音速小孔進行采樣，并用干燥的儀表空氣在探頭內(nèi)部進行稀釋。樣品氣進入分析儀之前不需要除濕處理，因為樣品氣經(jīng)過稀釋后(稀釋比100∶1)，有效地降低了樣品的露點溫度，低于安裝環(huán)境最低溫度，避免了樣品氣在環(huán)境溫度下產(chǎn)生的結(jié)露現(xiàn)象；另一方面樣品氣雖然經(jīng)過稀釋但仍為帶濕氣體，測量過程是典型的濕法測量。
2.由于煙氣截面分區(qū)流速不一樣，導(dǎo)致單位時間內(nèi)各區(qū)流過的NOX總量不一樣?？赏ㄟ^調(diào)節(jié)各分區(qū)支管調(diào)節(jié)閥來細(xì)調(diào)各分區(qū)噴氨量，此優(yōu)化方案工藝流程為：將SCR反應(yīng)器入口煙道根據(jù)流場分布分為4個區(qū)域，在每個區(qū)域的供氨支管上增加一臺差壓流量計和氣動調(diào)節(jié)閥，采取可控的氨氣注入量調(diào)節(jié)。4個分區(qū)面積不均等,根據(jù)流場速度分布，煙道中間流速高分區(qū)較小；煙道兩側(cè)流速偏低，分區(qū)較大。
此方案中SCR反應(yīng)器出口NOX測點數(shù)量及布置要與噴氨分區(qū)數(shù)量形成一定的對應(yīng)關(guān)系，8個出口NOX測點均勻度要控制在20%左右。調(diào)節(jié)開度如表2所示：

3.針對測量儀表時間滯后問題，可采取預(yù)測控制方式，設(shè)置外掛智能PLC控制器，利用智能算法來實現(xiàn)預(yù)測控制。對脫硝控制系統(tǒng)的各種擾動因素進行動態(tài)補償，從反應(yīng)源頭及時消除系統(tǒng)波動。此方案首先要分析脫硝系統(tǒng)控制的影響因素，作為智能算法的輸入量。
3.1氧量
NOX主要由燃料中氮化合物在燃燒中氧化而成，NOX的產(chǎn)生與過量空氣系數(shù)有關(guān)，當(dāng)過量空氣系數(shù)接近1時，NOX產(chǎn)生濃度最大；過量空氣系數(shù)小于1時，由于氧氣濃度較低，燃燒過程緩慢，可抑制NOX的生成；當(dāng)過量空氣系數(shù)大于1.5時，由于燃燒溫度低下，也能抑制NOX的生產(chǎn)。氧量的波動必然會導(dǎo)致NOX隨之波動。因此可以通過氧量的變化趨勢來預(yù)測氮氧化物的變化趨勢，從而為提前控制氮氧化物爭取一定的時間。
3.2給煤量
火力發(fā)電廠要快速響應(yīng)電網(wǎng)的負(fù)荷波動，運行人員會根據(jù)負(fù)荷實時改變爐膛的給煤量。給煤量的改變必定會引起脫硝入口NOX變化，也會導(dǎo)致爐膛溫度的改變。
3.3風(fēng)量
為了保持爐膛燃燒的穩(wěn)定，必須保持合適的風(fēng)煤配比。由于煤量通常跟隨機組負(fù)荷變化，因此系統(tǒng)會對風(fēng)量進行調(diào)整，從而保證爐膛穩(wěn)定燃燒。由于爐膛和煙道的體積是一定的，風(fēng)量改變時煙氣流過反應(yīng)區(qū)的速率發(fā)生變化，從而導(dǎo)致煙氣在反應(yīng)器中的停留時間發(fā)生變化。停留時間越長，NOX的轉(zhuǎn)化效率就越高。
3.4噴氨量
根據(jù)脫硝反應(yīng)化學(xué)方程，NH3與NOX物質(zhì)量的比值理論上應(yīng)該為1。在脫除效率達到85%之前，NH3和脫除的NOX量之間有1:1的線性關(guān)系，但在效率為85%以上時，脫除效率開始穩(wěn)定，要得到更高的效率需要比理論更多的氨量。這歸因于NOX中以NO2形式存在的部分以及反應(yīng)率的限度。PLC讀取了鍋爐給煤量、風(fēng)量、負(fù)荷、入口NOX、出口NOX等參數(shù)，提前推測鍋爐燃燒變化，預(yù)先給出一個煙氣NOX數(shù)值，并通過算法對該數(shù)值作進一步修正。該方案做出了正確預(yù)判，從而提前調(diào)節(jié)供氨總閥，調(diào)節(jié)供氨總量。
4.設(shè)置單獨的服務(wù)器，采用大數(shù)據(jù)計算方法來實現(xiàn)其對于復(fù)雜工況的適應(yīng)能力。通過長期數(shù)據(jù)積累，可以實時實現(xiàn)對于外掛PLC中預(yù)測算法的缺陷（不能利用大量的歷史數(shù)據(jù)實現(xiàn)對于預(yù)測算法中的控制系數(shù)的自優(yōu)化）的解決。此方案目前還處于現(xiàn)場調(diào)試、驗證階段，效果有待進一步觀察。通過上述方案的優(yōu)化，在脫硝系統(tǒng)正常投入的情況下，負(fù)荷穩(wěn)定時出口NOX濃度波動在±10mg/m3以內(nèi)，變負(fù)荷時NOX濃度波動在±15mg/m3以內(nèi)，滿足鍋爐不同運行工況的要求。初步估算脫硝還原劑的消耗降低8～10%,每年約減少液氨耗量40t，節(jié)省原料費用約12萬元（按液氨3000元/t）。送、引風(fēng)機電耗減少40萬元/年。節(jié)省空預(yù)器清洗費用1萬元/年，空預(yù)器吹掃蒸汽46萬元/年。