Advanced control methods for reducing nitrogen oxides in a fluidized bed boiler

Abstract

Tämän työn tarkoituksena oli löytää keinoja erään leijukerroskattilan typenoksidipäästöjen vähentämiseksi. Koska päästöt olivat jo alunperin alhaiset leijukerrostekniikan ja hybridin SNCR/SCR –typenpoistolaitteiston ansiosta, päätettiin päästöjä lähteä vähentämään parantamalla ammoniakkiruiskutuksen säätöä. Alkuperäinen ammoniakkiruiskutuksen säätö oli liian hidas, jotta satunnaisten häiriöiden aiheuttamat typenoksidipiikit olisi pystytty poistamaan. Ammoniakkiruiskutusta parannettiin lisäämällä jokaiseen ammoniakkilinjaan mäntäpumput, joiden avulla ammoniakkia voidaan syöttää sinne, missä sitä eniten tarvitaan. Ammoniakkiruiskutuksen säätöön kehitettiin uusi sumeaan logiikkaan perustuva säätäjä. Myös muita kehittyneitä säätömenetelmiä kuten neuroverkkoa hyödynnettiin säätäjän kehityksessä. Ammoniakkiruiskutuksen säätäjää testattiin menestyksekkäästi Ruotsissa Brista Kraftin Märstassa sijaitsevalla voimalaitoksella

The aim of this thesis was to reduce nitrogen oxides emissions of a fluidized bed boiler. As the emissions were already low thanks to fluidized bed combustion technology and hybrid SNCR/SCR nitrogen oxides abatement system, it was decided to decrease the emissions by improving the control of ammonia injection. The original ammonia injection control was too slow to prevent the nitrogen oxide peaks caused by occasional disturbances. Ammonia injection was improved by adding piston pumps to each ammonia line. Thus, the ammonia flow can be directed to the ammonia feeding points, where it is most needed. A new fuzzy logic based controller was developed for ammonia injection control. Other advanced control methods such as neural network were also utilized in the controller development. Ammonia injection controller was tested successfully at the power plant of Brista Kraft Ab in Märsta, Sweden.