某電廠機(jī)組額定容量為1000MW，配套哈爾濱鍋爐廠生產(chǎn)的超超臨界參數(shù)變壓直流爐，采用反向雙切圓燃燒方式。鍋爐設(shè)計(jì)煤種為黃陵煙煤，校核煤種為中煤平九混安家?guī)X礦煙煤。本工程脫硝裝置采用選擇性催化還原法（SCR）脫硝技術(shù)，每臺(tái)機(jī)組裝設(shè)2臺(tái)脫硝反應(yīng)器，布置在省煤器之后、空預(yù)器之前的空間內(nèi)（爐后）。脫硝裝置按3+1布置，即3層運(yùn)行1層備用。脫硝裝置入口采用垂直長(zhǎng)煙道布置，噴氨柵格布置在入口垂直煙道內(nèi)。在進(jìn)行精準(zhǔn)噴氨改造后，原有設(shè)計(jì)方案中，入口CEMS（廢氣連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)）分析儀的吹掃信號(hào)是通過(guò)DCS（分布式控制系統(tǒng)）傳送到精準(zhǔn)噴氨控制PLC中，從而實(shí)現(xiàn)入口CEMS與精準(zhǔn)噴氨母管的同步吹掃。具體來(lái)說(shuō)，原設(shè)計(jì)是通過(guò)DCS控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，在入口CEMS分析儀吹掃三次后，精準(zhǔn)噴氨入口母管與CEMS分析儀一同進(jìn)行吹掃操作。這一方案的優(yōu)點(diǎn)在于，母管吹掃時(shí)，CEMS分析儀也能同步吹掃，從而避免了母管吹掃導(dǎo)致的NOx濃度數(shù)據(jù)突變或瞬時(shí)變化，保證了DCS側(cè)接收到的NOx濃度數(shù)據(jù)穩(wěn)定，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)噴氨系統(tǒng)對(duì)NOx的精確控制和噴氨量的自動(dòng)調(diào)節(jié)。然而，實(shí)際實(shí)施過(guò)程中，由于DCS沒(méi)有接收到來(lái)自入口CEMS分析儀的吹掃信號(hào)，其吹掃操作并未同步進(jìn)行。入口CEMS分析儀送到DCS側(cè)的NOx濃度值是基于儀表內(nèi)的自保持信號(hào)，即在無(wú)外部吹掃信號(hào)影響下，CEMS儀表繼續(xù)維持一個(gè)較為穩(wěn)定的濃度輸出。這就導(dǎo)致了一個(gè)問(wèn)題：當(dāng)入口CEMS分析儀自行吹掃時(shí)，儀表內(nèi)部信號(hào)能夠穩(wěn)定輸出，不會(huì)出現(xiàn)突變現(xiàn)象；但由于缺少同步吹掃信號(hào)的配合，精準(zhǔn)噴氨入口母管的吹掃并未與CEMS分析儀的吹掃同步進(jìn)行，從而造成了精準(zhǔn)噴氨母管吹掃時(shí)，NOx濃度在DCS側(cè)數(shù)據(jù)出現(xiàn)跳變，進(jìn)而影響噴氨量的自動(dòng)控制精度。出現(xiàn)這一問(wèn)題的根本原因在于入口CEMS分析儀和精準(zhǔn)噴氨母管的吹掃操作未能實(shí)現(xiàn)同步，導(dǎo)致在母管吹掃過(guò)程中，DCS接收到的NOx濃度數(shù)據(jù)出現(xiàn)波動(dòng)或異常，從而影響了系統(tǒng)對(duì)噴氨量的精確控制。為了避免這種情況的發(fā)生，需要重新設(shè)計(jì)和優(yōu)化吹掃信號(hào)的傳輸機(jī)制，確保CEMS分析儀和精準(zhǔn)噴氨母管的吹掃操作能夠同步進(jìn)行，從而保證DCS側(cè)NOx濃度數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性，確保精準(zhǔn)噴氨控制系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)噴氨量，優(yōu)化廢氣治理效果。一、解決方案分析入口CEMS分析儀跳變問(wèn)題可以用就地布線（硬件解決）和在DCS側(cè)做自保持邏輯（軟件解決）兩種方案解決，以下對(duì)兩種解決方案進(jìn)行分析。1.1

就地布線背景與問(wèn)題描述針對(duì)上述問(wèn)題，提出通過(guò)就地走線方式，將精準(zhǔn)噴氨母管入口吹掃閥的開(kāi)信號(hào)送到入口CEMS儀表，并利用這個(gè)信號(hào)在CEMS儀表內(nèi)做一個(gè)自保持邏輯的方法。這個(gè)方案的核心思想是通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的物理走線將精準(zhǔn)噴氨母管吹掃閥的信號(hào)直接與CEMS儀表關(guān)聯(lián)，并在CEMS內(nèi)部實(shí)現(xiàn)自保持邏輯。這樣一來(lái)，在精準(zhǔn)噴氨母管吹掃時(shí)，CEMS儀表能自動(dòng)維持一個(gè)穩(wěn)定的NOx濃度信號(hào)，避免了因母管吹掃而導(dǎo)致的突變。1.1.1

信號(hào)傳輸方式該方案的實(shí)現(xiàn)首先依賴于將精準(zhǔn)噴氨母管的吹掃閥信號(hào)送到入口CEMS儀表。這一信號(hào)可以通過(guò)就地走線的方式，將閥門開(kāi)信號(hào)直接接入CEMS儀表的輸入端。這里的信號(hào)可以是一個(gè)簡(jiǎn)單的開(kāi)關(guān)量信號(hào)，代表吹掃閥的開(kāi)啟或關(guān)閉狀態(tài)。為了保證信號(hào)的可靠傳輸，必須確保信號(hào)在傳輸過(guò)程中不受干擾，且能穩(wěn)定地到達(dá)CEMS儀表。通?？梢酝ㄟ^(guò)電纜將吹掃閥的控制信號(hào)傳遞到CEMS分析儀的輸入端。這一環(huán)節(jié)非常重要，因?yàn)橹挥写_保信號(hào)可靠地傳輸?shù)紺EMS分析儀，才能實(shí)現(xiàn)后續(xù)的自保持邏輯控制[2]。1.1.2

自保持邏輯的實(shí)現(xiàn)將精準(zhǔn)噴氨母管吹掃閥的開(kāi)信號(hào)送到CEMS儀表后，下一步是在CEMS儀表內(nèi)實(shí)現(xiàn)自保持邏輯。自保持邏輯的核心思想是，當(dāng)吹掃閥信號(hào)為“開(kāi)”時(shí)，CEMS儀表內(nèi)的NOx濃度信號(hào)將被“凍結(jié)”或維持在一個(gè)穩(wěn)定值，不會(huì)因母管的吹掃操作而發(fā)生變化。具體來(lái)說(shuō)，自保持邏輯可以通過(guò)以下幾步實(shí)現(xiàn)：1）信號(hào)識(shí)別與輸入：當(dāng)CEMS儀表接收到精準(zhǔn)噴氨母管入口吹掃閥的開(kāi)信號(hào)時(shí)，儀表內(nèi)部的控制系統(tǒng)會(huì)識(shí)別并進(jìn)入自保持狀態(tài)。2）凍結(jié)NOx濃度數(shù)據(jù)：在自保持狀態(tài)下，CEMS儀表將原有的NOx濃度數(shù)據(jù)凍結(jié)，保持一個(gè)穩(wěn)定值。這意味著，雖然母管吹掃過(guò)程可能會(huì)導(dǎo)致氣流的擾動(dòng)或NOx濃度的瞬時(shí)變化，但這些變化不會(huì)被傳遞到DCS系統(tǒng)中。3）時(shí)間限制與恢復(fù)：自保持邏輯通常會(huì)設(shè)定一個(gè)時(shí)間限制。當(dāng)吹掃閥信號(hào)消失或吹掃結(jié)束時(shí)，自保持邏輯會(huì)解除，CEMS儀表開(kāi)始恢復(fù)正常的NOx濃度測(cè)量，此時(shí)，CEMS儀表會(huì)繼續(xù)監(jiān)測(cè)真實(shí)的廢氣NOx濃度，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)紻CS側(cè)。這一方案的關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)在于，通過(guò)在CEMS儀表內(nèi)部實(shí)現(xiàn)自保持功能，可以有效消除母管吹掃時(shí)對(duì)NOx濃度數(shù)據(jù)的干擾，保證DCS側(cè)的NOx濃度數(shù)據(jù)穩(wěn)定，進(jìn)而不影響噴氨總量的自動(dòng)控制。1.1.3

方案優(yōu)點(diǎn)與挑戰(zhàn)該方案的優(yōu)點(diǎn)包括：1）簡(jiǎn)化控制邏輯：通過(guò)將吹掃閥信號(hào)直接送到CEMS儀表，并在儀表內(nèi)實(shí)現(xiàn)自保持邏輯，避免了對(duì)DCS系統(tǒng)的復(fù)雜修改。這樣可以直接通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)布線實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳遞，控制邏輯清晰，實(shí)施簡(jiǎn)單。2）提高數(shù)據(jù)穩(wěn)定性：CEMS儀表內(nèi)的自保持功能確保了在母管吹掃過(guò)程中DCS側(cè)的NOx濃度數(shù)據(jù)不會(huì)突變，進(jìn)而保證了噴氨量的精確控制。3）無(wú)須額外硬件投入：該方案主要依賴于信號(hào)的傳輸和邏輯的控制，不需要額外增加硬件設(shè)備，節(jié)省了系統(tǒng)成本。但是，該方案也面臨一些挑戰(zhàn)：1）信號(hào)傳輸?shù)目煽啃裕盒盘?hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和可靠性是該方案能否成功實(shí)施的關(guān)鍵。現(xiàn)場(chǎng)布線需要特別注意避免干擾，確保信號(hào)能夠正確傳遞到CEMS儀表。2）CEMS儀表的配置與調(diào)試：CEMS儀表需要根據(jù)新的控制邏輯重新進(jìn)行配置和調(diào)試，確保自保持邏輯能夠正確執(zhí)行。特別是對(duì)于復(fù)雜的CEMS系統(tǒng)，可能需要專業(yè)人員進(jìn)行詳細(xì)調(diào)試。3）實(shí)施該方案的條件限制：方案的實(shí)施需要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)布線，并將精準(zhǔn)噴氨母管吹掃閥的開(kāi)信號(hào)直接連接到CEMS儀表。這一過(guò)程需要人工干預(yù)，包括布線、信號(hào)調(diào)試和CEMS儀表邏輯修改等。人工成本的增加可能是該方案實(shí)施中的一個(gè)挑戰(zhàn)。4）實(shí)施該方案的時(shí)間和運(yùn)行成本：在實(shí)施這一方案之前，噴氨總量的自動(dòng)控制不能正常投入，運(yùn)行人員只能手動(dòng)控制，會(huì)造成氨的過(guò)噴和空預(yù)器的阻塞。1.2

DCS側(cè)方案詳細(xì)描述為了解決入口CEMS分析儀跳變問(wèn)題，可以在DCS側(cè)對(duì)NOx折算值邏輯進(jìn)行優(yōu)化，利用精準(zhǔn)噴氨母管吹掃閥的信號(hào)，在DCS系統(tǒng)內(nèi)實(shí)施自保持邏輯。這樣，即使CEMS分析儀因母管吹掃而導(dǎo)致NOx濃度信號(hào)突變，DCS側(cè)也能夠“凍結(jié)”這一信號(hào)，保持穩(wěn)定的NOx濃度數(shù)據(jù)，從而避免數(shù)據(jù)突變對(duì)噴氨控制系統(tǒng)產(chǎn)生影響。1.2.1

吹掃閥信號(hào)的引入在DCS系統(tǒng)的入口NOx濃度折算邏輯中引入精準(zhǔn)噴氨母管吹掃閥的開(kāi)信號(hào)。與第一個(gè)方案不同的是，這一方案是在DCS側(cè)進(jìn)行邏輯處理，而不是在CEMS儀表內(nèi)進(jìn)行自保持。精準(zhǔn)噴氨母管的吹掃閥信號(hào)已經(jīng)傳輸?shù)紻CS系統(tǒng)，在DCS系統(tǒng)中，該信號(hào)將被用于控制NOx濃度的折算邏輯。具體來(lái)說(shuō)，當(dāng)吹掃閥信號(hào)為“開(kāi)”時(shí)，DCS系統(tǒng)將啟動(dòng)自保持邏輯，確保即使CEMS分析儀在此時(shí)出現(xiàn)NOx濃度的突變，DCS側(cè)仍能保持一個(gè)穩(wěn)定的NOx濃度值。1.2.2

自保持邏輯的實(shí)現(xiàn)在DCS系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)自保持邏輯的關(guān)鍵是對(duì)入口NOx濃度折算值的穩(wěn)定控制。具體實(shí)現(xiàn)步驟如下：1）信號(hào)識(shí)別與輸入：DCS系統(tǒng)首先接收精準(zhǔn)噴氨母管入口吹掃閥的開(kāi)信號(hào)，判斷是否處于吹掃狀態(tài)。2）觸發(fā)自保持模式：當(dāng)吹掃閥信號(hào)為“開(kāi)”時(shí)，DCS系統(tǒng)進(jìn)入自保持模式。此時(shí)，即使入口CEMS儀表送來(lái)的NOx濃度信號(hào)出現(xiàn)突變，DCS系統(tǒng)也不會(huì)實(shí)時(shí)更新NOx濃度數(shù)據(jù)，而是保持上一時(shí)刻的穩(wěn)定值。3）NOx濃度穩(wěn)定：在吹掃期間，DCS側(cè)的NOx濃度值保持不變，避免了因空氣進(jìn)入導(dǎo)致的NOx濃度異常波動(dòng)。4）恢復(fù)正常測(cè)量：當(dāng)吹掃閥信號(hào)結(jié)束，CEMS儀表恢復(fù)正常測(cè)量時(shí)，DCS系統(tǒng)解除自保持模式，開(kāi)始根據(jù)CEMS儀表的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行NOx濃度折算，并對(duì)噴氨量進(jìn)行自動(dòng)控制。1.2.3

方案優(yōu)點(diǎn)與挑戰(zhàn)該方案的優(yōu)點(diǎn)包括：1）避免數(shù)據(jù)突變：通過(guò)DCS側(cè)自保持邏輯的引入，能夠有效避免由于母管吹掃引起的NOx濃度數(shù)據(jù)突變，從而保證噴氨量的精確控制。2）控制邏輯集中化：與第一種方案相比，這種方法將控制邏輯集中在DCS系統(tǒng)內(nèi)，減少了對(duì)CEMS儀表的改動(dòng)，降低了系統(tǒng)的復(fù)雜度。3）實(shí)時(shí)反應(yīng)與穩(wěn)定性：DCS系統(tǒng)在接收到吹掃閥信號(hào)后，能夠即時(shí)進(jìn)入自保持模式，并在吹掃完成后恢復(fù)正常數(shù)據(jù)處理，保證了系統(tǒng)的響應(yīng)速度和穩(wěn)定性。4）降低成本且操作簡(jiǎn)單：該方案不需現(xiàn)場(chǎng)人員施工，降低了人工成本和材料成本，且可以及時(shí)修改，不需等待現(xiàn)場(chǎng)布線完成，即可解決問(wèn)題。然而，該方案同樣面臨一些挑戰(zhàn)：1）復(fù)雜的邏輯設(shè)計(jì)：DCS系統(tǒng)需要進(jìn)行額外的邏輯設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)NOx濃度折算值的自保持功能，對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員的要求較高。2）依賴DCS系統(tǒng)的精度與穩(wěn)定性：方案的成功依賴于DCS系統(tǒng)的穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)處理能力，如果DCS系統(tǒng)發(fā)生故障或出現(xiàn)延遲，可能會(huì)影響自保持邏輯的執(zhí)行效果。通過(guò)在DCS側(cè)對(duì)NOx濃度折算邏輯加入自保持功能，能夠有效避免母管吹掃過(guò)程中的NOx濃度突變對(duì)噴氨量控制的影響。這一方案通過(guò)集中控制、簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，提升了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和精度。二、問(wèn)題解決經(jīng)過(guò)研討與分析，決定采用在DCS側(cè)進(jìn)行邏輯設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)入口NOx濃度自保持。圖1為在原折算值邏輯上新增的自保持邏輯SAMA圖。與第一個(gè)方案相比，這一方案的控制邏輯集中在DCS系統(tǒng)中，不需要對(duì)CEMS儀表進(jìn)行修改，從而簡(jiǎn)化了系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)施過(guò)程。通過(guò)優(yōu)化DCS側(cè)的折算值邏輯，可以有效控制數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性，降低了系統(tǒng)修改的復(fù)雜度。第二種方案通過(guò)在DCS側(cè)對(duì)NOx濃度折算值邏輯進(jìn)行自保持處理，有效解決了母管吹掃期間CEMS儀表數(shù)據(jù)突變的問(wèn)題，從而保證了噴氨總量的精確控制。由于所有的邏輯處理都在DCS系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行，通過(guò)對(duì)DCS系統(tǒng)的邏輯編程調(diào)整即可完成此方案的實(shí)施，不需要對(duì)CEMS儀表的硬件進(jìn)行改動(dòng)，硬件投入的額外成本以及操作復(fù)雜性降低。在DCS系統(tǒng)中進(jìn)行的自保持邏輯相對(duì)容易實(shí)現(xiàn)，尤其是對(duì)于已有的DCS系統(tǒng)，通過(guò)編寫(xiě)相關(guān)程序和調(diào)整參數(shù)即可完成。相比于對(duì)CEMS儀表的復(fù)雜硬件進(jìn)行修改，DCS系統(tǒng)的調(diào)試和實(shí)施周期較短，節(jié)省了時(shí)間和人力成本。三、結(jié)論在DCS側(cè)的入口NOx濃度折算值邏輯中加入自保持機(jī)制，能夠有效避免母管吹掃過(guò)程中的NOx濃度數(shù)據(jù)突變對(duì)噴氨總量