憑借 1,300 MW 的發(fā)電量,Brandon Shores 在美國聯(lián)合能源公司發(fā)電量投資組合中的自有容量方面屬第三大發(fā)電站。在每年五月到九月期間的臭氧變化季節(jié),Brandon Shores 發(fā)電站采用 SCR 系統(tǒng)來減少 NOx 排放量。此系統(tǒng)的工作原理是通過在煙氣中注入氨氣來中和 NOx。為使 SCR 達(dá)到減少 90% NOx 排放量的目標(biāo)工作效率,進(jìn)入 SCR 系統(tǒng)的煙氣的溫度必須高于 585 華氏度。如果煙氣溫度低于 585 華氏度,氨氣流量就會下降,從而降低 NOx 的中和效率。如果煙氣溫度低于 555 華氏度,SCR 運(yùn)作將會完全停止。
此外,煙氣溫度還會受到電廠負(fù)荷的嚴(yán)重影響。自從 Brandon Shores 加入了 PJM 互聯(lián)電網(wǎng)公司 (PJM Interconnection) 調(diào)節(jié)市場,由于需要緊隨不斷變化的負(fù)荷需求,煙氣溫度經(jīng)常低于 585 華氏度,偶爾低于 555 華氏度。原來的 SCR 控制方案無法優(yōu)化煙氣溫度,只是勉強(qiáng)維持著最低的 SCR 進(jìn)氣溫度。
為了達(dá)到減少 90% NOx 排放量的目標(biāo)效率,美國聯(lián)合能源公司需要一種能夠更嚴(yán)格控制 SCR 進(jìn)氣溫度的優(yōu)化解決方案。這樣做可幫助發(fā)電公司實(shí)現(xiàn)加入 PJM 互聯(lián)電網(wǎng)公司市場所需的運(yùn)作靈活性。
艾默生的解決方案包括采用高級的 Ovation 專家控制策略修改原來 OEM 提供的設(shè)計(jì)原理,以及安裝 SmartProcess SCR 優(yōu)化技術(shù)。Ovation 用于控制電廠的鍋爐、燃燒器管理、數(shù)據(jù)采集和煙氣脫硫處理。
艾默生經(jīng)過研究傳統(tǒng)的鍋爐和 SCR 設(shè)計(jì)以及相關(guān)的運(yùn)作原理,提出了改善建議。實(shí)施新 Ovation 策略中的一些修改后,通過改善省煤器旁路和煙氣出口擋板的控制,對整個(gè)負(fù)荷范圍的省煤器后混合溫度提供了更加嚴(yán)格的管理。這使得對 SCR 進(jìn)氣和混合溫度的控制更加一致。
已將安裝的 SmartProcess SCR 優(yōu)化技術(shù)與最近修改的 Ovation 控制結(jié)合使用,以進(jìn)一步優(yōu)化 SCR 進(jìn)氣溫度。SCR 優(yōu)化技術(shù)采用了模糊邏輯、高級分析學(xué)和模型預(yù)測控制,以密切監(jiān)控系統(tǒng)和相關(guān)數(shù)據(jù),從而預(yù)測最佳氨用量和當(dāng)前的煙氣成分,并根據(jù)這些信息建議理想的 SCR 性能設(shè)定值。SmartProcess 還自動計(jì)算 O2、風(fēng)機(jī)和擋板的最優(yōu)偏置設(shè)置,以嚴(yán)格控制進(jìn)氣溫度。
自 2006 年安裝 SmartProcess 以來,新的 Ovation 高級控制策略和 SmartProcess 優(yōu)化技術(shù)一直在較高負(fù)荷時(shí)嚴(yán)格控制著省煤器混合溫度和 SCR 進(jìn)氣溫度,在較低負(fù)荷時(shí)升高 SCR 進(jìn)氣溫度。SCR 效率的提高減少了 NOx 排放量、降低了 NOx 額度購買費(fèi)用以及減少了氨氣用量,同時(shí)延長了 SCR 再生周期。
在實(shí)施艾默生解決方案之前,已對 Brandon Shores SCR 進(jìn)行了測試,在臭氧季節(jié)期間低于減少 90% NOx 排放量的目標(biāo)效率下運(yùn)行時(shí)間大約 190 個(gè)小時(shí),在此期間排放大約 650 噸 NOx。安裝新的 Ovation 邏輯和 SmartProcess 技術(shù)后,測試顯示,SCR 在低于 90% 的目標(biāo)效率下運(yùn)行時(shí)間僅 70 個(gè)小時(shí),僅排放 400 噸 NOx。通過減少 120 個(gè)小時(shí)的低效率運(yùn)作,美國聯(lián)合能源公司能夠減少 250 噸 NOx 排放量。按每噸800 美元計(jì)算,美國聯(lián)合能源公司在 NOx 額度方面節(jié)省了 200,000 美元。
"SmartProcess 解決方案通過自動控制 SCR 進(jìn)氣溫度,使發(fā)電廠能夠快速高效地應(yīng)對不斷變化的負(fù)荷需求,這對我們加入 PJM 互聯(lián)電網(wǎng)公司市場起著舉足輕重的作用,"Brandon Shores 工程項(xiàng)目部的主管 Harry Brocato 解釋道。"艾默生的技術(shù)使我們大大縮短了在最佳指標(biāo)下運(yùn)作的時(shí)間,繼而顯著降低了 NOx 排放量并節(jié)省了大量成本。"
"如今,電力企業(yè)運(yùn)行于富有挑戰(zhàn)性的運(yùn)營、環(huán)境保護(hù)和財(cái)務(wù)環(huán)境中,"艾默生公用事業(yè)部總裁 Bob Yeager 說。"根據(jù)美國聯(lián)合能源公司在 Brandon Shores 的經(jīng)驗(yàn),電力供應(yīng)商的殺手锏是,將艾默生的系統(tǒng)和優(yōu)化技術(shù)結(jié)合使用,以獲得環(huán)境和最大程度的效益。"