脱硝运行规程 - 图文

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宁夏能源铝业临河发电有限公司企业标准

QJ/LHFD-101.02-11-2010

350MW火力发电机组脱硝运行规程

2010年9月30日 发布 2010年10月30日 实施

临河发电有限公司 发布

前 言

为确保临河发电公司一期2×350MW超临界燃煤机组按时投产发电,满足生产调试、机组运行工作的需要,控制氮氧化物排放,改善环境质量,保障人民健康,规范运行操作和设备维护工作,保证人身和设备安全,促进中电投宁夏能源铝业临河发电有限公司持续、健康发展,制定本规程。

本规程主要依据《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国大气污染防治法》、《火电厂大气污染物排放标准》、《火力发电机组烟气脱硝系统运行维护管理标准》、《防止电力生产重大事故的25项重点要求》等相关内容,及临河发电一期设计资料、设备制造/供应方提供的使用、安装、运行维护操作说明书,同时参考其它发电企业脱硝系统的相关资料进行编写。

考虑到脱硝系统的特殊性和员工对脱硝系统的认识较浅这两方面实际,本规程在描述脱硝系统运行、维护等规范性内容的同时,对脱硝常识亦进行了详尽阐述。

受编者水平限制,加之资料不完整、编写时间紧,规程中存在有不妥或错误,希理解,并希望在实际执行、运行中提出改进、修改意见,以期逐步完善本规程。

本规程的附录一、附录二、附录三、附录四、附录五均为资料性附录。 下列人员应熟悉本规程:

生产副总经理、总工程师、副总工程师;

安全监察部、发电运行部、工程管理部、生产技术部主任、副主任; 设备维护部、燃化除灰部主任、副主任、专工; 发电运行部和燃化除灰部各岗位运行人员。 本规程由燃化除灰部提出并归口管理。 本规程由燃化除灰部负责起草及修编。 本规程由燃化除灰部负责解释。

本规程编写人:杨文志 路书亮 蒋海潮 郭海泉 本规程审核人:史铁明 许永红 本规程批准人:王亚军

目 录

第一章 烟气脱硝工艺概述?????????????????? 3~7 1.1 脱硝工艺一般性原理 ????????????????????3 1.2 SCR工艺描述????????????????????????4第二章 临河发电一期工程脱硝系统介绍????????????8 2.1 脱硝系统设计技术依据 ???????????????????8 2.2 影响SCR脱硝因素 ?????????????????????8 2.3 煤质、灰份和点火油资料 ??????????????????8 2.4 装置的工艺流程?????????????????????? 9 第三章 脱硝系统运行操作与调整 ??????????????13~25 3.1 系统概述?????????????????????????13 3.2 氨区主要设备介绍?????????????????????13 3.3 SCR区主要设备 ??????????????????????14 3.4 脱硝装置的启停及正常操作?????????????????16 3.5 脱硝装置试运行规定????????????????????19 第四章 日常检查维护 ???????????????????26~29 4.1 警报指示检查???????????????????????26 4.2 脱硝装置控制台检查????????????????????26 4.3 观察记录器????????????????????????26 4.4 观察化学分析装置?????????????????????26 4.5 巡检的检查项目??????????????????????26 4.6 检修时的注意事项?????????????????????27

4.7 定期检查和维护??????????????????????28 4.8 氨处置注意事项??????????????????????29 第五章 常见故障分析及处理 ??????????????????30 附录一:奥利牌VEP---NH3系列氨气气化器操作手册 ??????31~33 附录二:液氨气化器控制说明????????????????34~38 附录三:稀释空气风机的安装、使用和维护????????????附录四:附录四:吹灰器及介质参数???????????????附录五:设备规格???????????????????????

39 40 41

第一章 烟气脱硝工艺概述

1.1 脱硝工艺一般性原理

1.1.1 氮氧化物是造成大气污染的主要污染源之一。通常所说的氮氧化物NOx有多种不同形式:N2O、NO、NO2、N2O3、N2O4 和 N2O5,其中NO和NO2是重要的大气污染物。我国氮氧化物的排放量中70%来自于煤炭的直接燃烧,电力工业又是我国的燃煤大户,因此火力发电厂是NOx 排放的主要来源之一。 研究表明,煤中含氮化合物在燃烧过程中进行热分解,继而进一步氧化而生成NOx。控制NOx排放的技术措施可分为一次措施和二次措施两类:一次措施是通过各种技术手段降低燃烧过程中的NOx生成量(如采用低氮燃烧器);二次措施是将已经生成的NOx通过技术手段从烟气中脱除(如SCR)。

烟气脱硝是目前发达国家普遍采用的减少NOx排放的方法,应用较多的有选择性催化还原法(Selective catalytic reduction,以下简称SCR)和选择性非催化还原法(Selective non-catalytic reduction,以下简称SNCR)。其中,SCR的脱硝率较高。 SCR的发明权属于美国,日本率先于20世纪70年代实现其商业化应用。目前该技术在发达国家已经得到了比较广泛的应用。日本有93%以上的烟气脱硝采用SCR,运行装置超过300套。我国火力发电厂普遍采用SCR技术进行脱硝。

烟气中NOx主要含量为NO,有极少量的NO2。环保监测以NO2的排放为重点。 1.1.2 选择性非催化还原法(SNCR),是在无催化剂存在条件下向炉内喷入还原剂氨或尿素,将NOx还原为N2和H2O。还原剂喷入锅炉折焰角上方水平烟道(900℃~1000℃),在NH3/NOx摩尔比2~3情况下,脱硝效率30%~50%。在950℃左右温度范围内,反应式为:

4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O (式1——1)

当温度过高时,会发生如下的副反应,又会生成NO:

4NH3+5O2→4NO+6H2O (式1——2)

当温度过低时,又会减慢反应速度,所以温度的控制是至关重要的。该工艺不需催化剂,但脱硝效率低,高温喷射对锅炉受热面安全有一定影响。存在的问题是由于温度随锅炉负荷和运行周期而变化及锅炉中NOx浓度的不规则性,使该工艺应用时变得较复杂。在同等脱硝率的情况下,该工艺的NH3耗量要高于SCR工艺,从而使NH3的逃逸量增加。 1.1.3 对于SCR工艺,选择的还原剂有尿素、氨水和纯氨等多种还原剂(CH4、H2、CO和NH3),可以将NOx还原成N2,尤其是NH3可以按下式选择性地和NOx反应:

4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O (式1——3) 2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O (式1——4)

通过使用适当的催化剂,上述反应可以在200~450℃的范围内有效进行。在NH3/NOx为1(摩尔比)的条件下,可以得到80%~90%的脱硝率。在反应过程中,NH3有选择性地和NOx反应生成N2和H2O,而不是被O2所氧化。

4NH3+5O2→4NO+6H2O (式1——5)

选择性反应意味着不应发生氨和二氧化硫的氧化反应过程。然而在催化剂的作用下, 烟气中的一小部分SO2会被氧化为SO3, 其氧化程度通常用SO2/SO3转化率表示。在有水的条件下,SCR中未参与反应的氨会与烟气中的SO3反应生成硫酸氢铵(NH4HSO4)与硫酸铵【(NH4)2SO4】等一些不希望产生的副产品。其副反应过程为:

2SO2+1/2O2→2SO3 (式1——6)

2NH3+SO3+H2O→(NH4)2SO4 (式1——7) NH3+SO3+H2O→NH4HSO4 (式1——8)

1.2 SCR工艺描述

1.2.1 SCR烟气脱硝装置的工艺流程主要由氨区系统、氨喷射系统、催化剂、烟气系统、反应器等组成。核心区域是反应器,内装催化剂。外运来的液氨储存在氨储存罐内,通过氨蒸发槽蒸发为氨气,并将氨气通过喷氨格栅(AIG)的喷嘴喷入烟气中与烟气混合,再经静态混合器充分混合后进入催化反应器。当达到反应温度且与氨气充分混合的烟气气流经SCR反应器的催化层时,氨气与NOx发生催化氧化还原反应,将NOx还原为无害的N2和H2O。

1.2.2 在SCR系统设计中,最重要的运行参数是烟气温度、烟气流速、氧气浓度、水蒸汽浓度、钝化影响和氨逃逸等。烟气温度是选择催化剂的重要运行参数,催化反应只能在一定的温度范围内进行,同时存在催化的最佳温度,这是每种催化剂特有的性质,因此烟气温度直接影响反应的进程;而烟气流速直接影响NH3与NOx的混合程度,需要设计合理的流速以保证NH3与NOx充分混合使反应充分进行;同时反应需要氧气的参与,当氧浓度增加催化剂性能提高直到达到渐近值,但氧浓度不能过高;氨逃逸是影响 SCR系统运行的另一个重要参数,实际生产中通常是多于理论量的氨被喷射进入系统,反应后在烟气下游多余的氨称为氨逃逸,NOx脱除效率随着氨逃逸量的增加而增加,在某一个氨逃逸量后达到一个渐进值;另外水蒸气浓度的增加使催化剂性能下降,催化剂钝化失效也不利于SCR系统的正常运行,必须加以有效控制。 1.2.3 催化剂

催化剂是SCR技术的核心。SCR装置的运行成本在很大程度上取决于催化剂的寿命,其使用寿命又取决于催化剂活性的衰减速度。催化剂的失活分为物理失活和化学失活。典型的SCR催化剂化学失活主要是碱金属(如Na、K、Ca等)和重金属(如As、Pt、Pb等)引起的催化剂中毒。碱金属吸附在催化剂的毛细孔表面,金属氧化物(如MgO、KaO等)中和催化剂表面的SO3生成硫化物而造成催化剂中毒。砷中毒是废气中的三氧化二砷与催化剂结合引起的。催化剂物理失活主要是指高温烧结、磨损和固体颗粒沉积堵塞而引起催化剂活性破坏。

1.2.3.1 SCR催化剂类型及其使用温度范围: 催化剂 温度范围 氧化钛基催化剂 氧化铁基催化剂 270~400℃ 380~430℃ 沸石催化剂 300~430℃ 活性碳催化剂 100~150℃ 1.2.3.2 SCR催化剂的选取是根据锅炉设计与燃用煤种、SCR反应塔的布置、SCR入口的烟气温度、烟气流速与NOx浓度分布以及设计脱硝效率、允许的氨逃逸量、允许的SO2/SO3转化率与催化剂使用寿命保证值等因素确定的。

氧化钛基催化剂的基体成分为活性TiO2,同时添加增强活性的V2O5金属氧化物,在需要进一步增加活性时通常还要添加WO3。此外,还需添加一些其他组分以提高抗断裂和抗磨损性能。根据烟气中SO2的含量,氧化钛基催化剂中V2O5组分的含量通常为1%~5%,在燃用高硫煤时,为了控制SO2向SO3的转化率, V2O5的含量通常不超过2%。TiO2具有较高的活性和抗SO2的氧化性。V2O5是重要的活性成分, 催化剂的V2O5含量较高时其活性也高, 因此脱硝效率较高, 但V2O5含量较高时SO2向SO3的转化率也较高。添加WO3则有助于抑制SO2

的转化,可将SO2的转化率控制在1%以下。

1.2.3.3 燃煤电厂锅炉SCR催化剂的主流结构形式有平板式和蜂窝式2种。平板式催化剂通常采用金属网架或钢板作为基体支撑材料,制作成波纹板或平板结构,以氧化钛(TiO2)为基体,加入氧化钒(V2O5)与氧化钨(WO3)活性组分,均匀分布在整个催化剂表面,将几层波纹板或波纹板与平板相互交错布置在一起。蜂窝式催化剂则是将氧化钛粉(TiO2)与其他活性组分以及陶瓷原料以均相方式结合在整个催化剂结构中,按照一定配比混合、搓揉均匀后形成模压原料,采用模压工艺挤压成型为蜂窝状单元,最后组装成标准规格的催化剂模块。

平板式与蜂窝式催化剂通常是制作成独立的催化剂单元,由若干个催化剂单元组装成标准化模块结构,便于运输、安装与处理。平板式催化剂的板间距与蜂窝式催化剂的孔径主要根据飞灰特性确定。与蜂窝式催化剂相比,平板式催化剂不易发生积灰与腐蚀,常用于高飞灰烟气段布置,但平板式催化剂由多层材料构成,涂在其外层的活性材料在受到机械或热应力作用时容易脱落;此外,其活性表层也容易受到磨损。

SCR系统所出现的磨损和堵塞可以通过反应器的优化设计(设置烟气整流器)加以缓解。为了扰动烟气中的粉尘,保证催化剂表面的洁净,通常在反应器上面安装声波吹灰器。

1.2.3.4 SCR反应塔中的催化剂在运行一段时间后其反应活性会降低,导致氨逃逸量增大。SCR催化剂活性降低主要是由于重金属元素如氧化砷引起的催化剂中毒、飞灰与硫酸铵盐在催化剂表面的沉积引起的催化剂堵塞、飞灰冲刷引起的催化剂磨蚀等3方面的原因。

为了使催化剂得到充分合理利用,一般根据设计脱硝效率在SCR反应塔中布置2~4层催化剂。工程设计中通常在反应塔底部或顶部预留1~2层备用层空间,即2+1或3+1方案。采用SCR反应塔预留备用层方案可延长催化剂更换周期,一般节省高达25%的需要更换的催化剂体积用量,但缺点是烟道阻力损失有所增大。

SCR反应塔一般初次安装2~3层催化剂,当催化剂运行2~3a后,其反应活性将降低到新催化剂的80%左右,氨逃逸也相应增大,这时需要在备用层空间添加一层新的催化剂; 在运行6~7a后开始更换初次安装的第1层;运行约10a后才开始更换初次安装的第2层催化剂。

更换下来废弃催化剂一般可进行再生处理、回收再利用或作为垃圾堆存填埋。一般对催化剂进行再生处理后得到的催化剂的脱硝效果和使用寿命接近于新催化剂, 再生处理费用约为新催化剂的40%~50%。

1.2.3.5 不同的催化剂具有不同的适用温度范围。当反应温度低于催化剂的适用温度范围下限时,在催化剂上会发生副反应,NH3与SO3和H2O反应生成(NH4)2SO4或NH4HSO4,减少与NOx的反应,生成物附着在催化剂表面,堵塞催化剂的通道和微孔,降低催化剂的活性。另外,如果反应温度高于催化剂的适用温度,催化剂通道和微孔发生变形,导致有效通道和面积减少,从而使催化剂失活;温度越高催化剂失活越快。 1.2.4 还原剂

1.2.4.1 还原剂NH3的用量一般根据期望达到的脱硝效率,通过设定NH3和NOx的摩尔比来控制。催化剂的活性不同,达到相同转化率所需要的NH3/NOx摩尔比不同。各种催化剂都有一定的NH3/NOx摩尔比范围,当摩尔比较小时,NH3和NOx的反应不完全,NOx的转化率低;当摩尔比超过一定范围时,NOx的转化率不再增加,造成还原剂NH3的浪费,泄漏量增大,造成二次污染。

1.2.4.2 NH3与烟气的混合程度也十分重要,如混合不均,即使输入量大,NH3和NOx也不能充分反应,不仅不能到达有效脱硝的目的,还会增加NOx的泄漏量。当速度分布均匀,流动方向调整得当时,NOx转化率、液氨泄漏量及催化剂的寿命才能得到保证。采用合理的喷嘴格栅,并为NH3和废气提供足够长的混合通道,是使NH3和废气均匀混合的有效措施。

1.2.4.3 SCR烟气脱硝系统以氨作为还原介质,供氨系统包括氨的储存、蒸发、输送与喷氨系统。氨的供应有3种方式: 液氨(纯氨NH3,也称无水氨或浓缩氨),氨水(氨的水溶液, 通常为25%~32%的氢氧化铵溶液)与尿素( 40%~50%的尿素颗粒溶液) 。

目前,电厂锅炉SCR装置普遍使用的是液氨。液氨属化学危险物质,对液氨的运输与卸载等处理有非常严格的规程与规定。采用氨水虽可以避开适用于液氨的严格规定(氨水可在常压下运输和储存),但经济性差,需要额外的设备和能量消耗,并需采用特殊的喷嘴将氨水喷入烟气。 1.2.5 喷氨系统

采用液氨作为还原剂时, 在喷入烟气管道前需采用热水或蒸汽对液氨进行蒸发。氨被蒸发为氨气后, 通常从送风机出口抽取一小部分冷空气(约占锅炉燃烧总风量的0.5%~1.0%) 作为稀释风,对其进行稀释混合,形成浓度均匀的氨与空气的混合物(通常将氨体积含量控制在5%以内) , 通过布置在烟道中的网格状氨喷嘴均匀喷入SCR反应塔前的烟气管道。

大型燃煤电厂锅炉烟气管道尺寸非常庞大,如前所述,SCR喷氨系统设计是运行中的关键技术之一,是如何保证SCR反应塔入口的烟气流速和NOx浓度的分布与喷入氨的浓度分布相一致,以得到较高的脱硝效率并避免氨逃逸的关键。

为了提高SCR装置的运行性能,同时防止飞灰腐蚀与堵塞问题,要求烟气均匀进入SCR反应塔。采取的技术措施是采用烟气导流挡板与均流装置尽可能使反应塔入口烟气的温度、速度与NOx浓度均匀分布。SCR反应塔的最佳形状与烟气导向挡板和均流装置的最佳结构,通常是通过烟气冷态流动模型试验并结合三维两相流动数值模拟计算结果来确定的。

同时,根据烟气速度分布与NOx的分布,需要采用覆盖整个烟道截面的网格型多组喷嘴设计,把氨与空气的混合物均匀地喷射到烟气中,并采用多组阀门以尽量单独控制各喷嘴的喷氨量。为使氨与烟气在SCR反应塔前有较长的混合区段以保证充分混合,应尽可能使氨从远离反应塔入口处喷入。SCR脱硝效率是通过喷氨量来调整的,因此喷氨部位的选取同NH3/NOx比摩尔比一样重要。加氨部位应在NOx浓度及烟气流速分布均匀的地方。加氨量是根据SCR入口NOx浓度和允许的NOx排放浓度,通过反馈信号来修正喷氨量的。NH3/NOx摩尔比表示需要的喷氨量的多少。脱硝效率一般随NH3/NOx摩尔比的增大而增大, 但当NH3/NOx摩尔比大于1.0时,氨逃逸量会急剧增大。同时,氨氧化等副反应的反应速率也将增大。所以,实际运行中通常将NH3/NOx摩尔比控制在0.50~1.00。

由于喷氨量及NOx排放浓度均根据NOx在线监测仪表的指示值来控制,因此NOx在线监测仪表的准确性至关重要,直接关系到催化脱硝装置的运行效益、NOx的排放浓度等指标的高低。为此,NOx在线监测仪表需要设置专业人员进行维护、保养、校验与检修。 1.2.6 氨逃逸

SCR反应塔出口烟气中未参与反应的氨(NH3)称为氨逃逸。氨逃逸量一般随NH3/NOx 摩尔比的增大与催化剂的活性降低而增大。因此,氨逃逸量的多少可反映出SCR系统运行

性能的好坏及催化剂活性降低的程度。在很多情况下,可依据氨逃逸量确定是否需要添加或更换SCR反应塔中的催化剂。SCR系统日常运行中监测氨逃逸量的经济实用方法是对飞灰氨含量进行测试分析。氨逃逸会导致:生成硫酸铵盐造成催化剂与空气预热器沾污积灰与堵塞腐蚀,烟气阻力损失增大;飞灰中的氨含量增大,影响飞灰质量;FGD脱硫废水及空气预热器清洗水的氨含量增大。

对于燃煤电厂锅炉,当SCR布置在空气预热器前时,硫酸铵盐会沉积在空气预热器的受热面上而产生堵塞、沾污积灰与腐蚀问题。早期设计的SCR要求逃逸控制在5×10- 6以下,但目前的设计要求是将氨逃逸控制在3×10- 6 以内,目的是尽量减少硫酸铵盐的形成,以减少氨逃逸对SCR下游设备的影响。

硫酸铵盐的生成取决于NH3/NOx摩尔比、烟气温度与SO3 浓度以及所使用的催化剂成分。烟气中SO3的生成量取决于2个因素:锅炉燃烧形成的SO3以及SCR反应塔中SO2在催化剂的作用下氧化形成的SO3。SCR设计中通常要求SO2/SO3转化率小于1%。对于硫酸铵盐造成的堵塞问题,大多数电厂使用吹灰器进行清洗。经验表明, 硫酸氢铵容易用水清除, 安装SCR后空气预热器的清洗次数要增加,必要时空气预热器低温段受热面采用搪瓷材料以避免酸腐蚀。 1.2.7 脱硝效率定义:

C1-C2

脱硝率=

C1

式中: C1—脱硝系统运行时脱硝入口处烟气中NOx含量(设计煤种,干基,6% O2,mg/Nm),

3

C2—脱硝系统运行时脱硝出口处烟气中NOx含量(设计煤种,干基,6% O2,mg/Nm)。

3

×100% (式1——9)

第二章 临河发电一期工程脱硝系统

2.1 脱硝系统设计技术依据

2.1.1 技术依据

在下列条件下,脱硝装置在性能考核试验时的NOx脱除率不小于 50%,氨的逃逸率不大于3ppm,SO2/SO3转化率小于1%。 2.1.2 系统设计

脱硝装置在附加层催化剂投运前,NOx脱除率不小于50%,氨的逃逸率不大于3ppm,SO2/SO3转化率小于1%:

2.1.2.1 锅炉50%THA~100%BMCR负荷; 2.1.2.2 烟气中NOx含量450mg/Nm3;

2.1.2.3 脱硝系统入口烟气含尘量不大于32.78g/Nm3 (干基、6%O2); 2.1.2.4 NH3/NOx摩尔比不超过保证值0.516时。 2.1.3 脱硝装置生产原理

中电投宁夏能源铝业临河发电有限公司一期工程2×350MW超临界直接空冷机组脱硝工程采用选择性催化还原法(SCR)脱硝系统,采用的脱硝还原剂液氨有效成份为NH3。 脱硝的基本反应方程式:

4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O(式2——1) NO+NO2+2NH3→2N2+3H2O(式2——2)

2.2 影响SCR脱硝因素

2.2.1 烟气温度

脱硝一般在300~420℃范围内进行,催化剂在此温度范围内才具有活性,所以SCR反应器布置在锅炉省煤器与空预器之间。 2.2.2 飞灰特性和颗粒尺寸

烟气组成成分对催化剂产生的影响主要是烟气粉尘浓度、颗粒尺寸和重金属含量。粉尘浓度、颗粒尺寸决定催化剂节距选取,浓度高时应选择大节距,以防堵塞,同时粉尘浓度也影响催化剂量和寿命。某些重金属能使催化剂中毒,例如:砷、汞、铅、磷、钾、钠等,尤以砷的含量影响最大。烟气中重金属组成不同,催化剂组成将有所不同。 2.2.3 烟气流量

NOx的脱除率对催化剂影响是在一定烟气条件下,取决于催化剂组成、比表面积、线速度LV和空速SV。在烟气量一定时,SV值决定催化剂用量,LV决定催化剂反应器的截面和高度,因而也决定系统阻力。 2.2.4 中毒反应

在脱硝同时也有副反应发生,如SO2氧化生成SO3,氨的分解氧化(>450℃)和在

低温条件下(<320℃)SO2与氨反应生成NH4HSO3。而NH4HSO3是一种类似于“鼻涕”的物质会粘附着在催化剂上,隔绝催化剂与烟气之间的接触,使得反应无法进行并造成下游设备(主要是空预器)堵塞。

催化剂能够承受的温度不得高于430℃,超过该限值,会导致催化剂烧结。 2.2.5 氨逃逸率

氨的过量和逃逸取决于NH3/NOx摩尔比、工况条件和催化剂的活性用量。氨过量会造成逃逸量增加和氨的浪费。氨逃逸率通常控制在3ppm以内。 2.2.6 SO3转化率

SO2氧化生成SO3的转化率应控制在1%以内。 2.2.7 防爆

SCR脱硝系统采用的还原剂为氨(NH3),其爆炸极限(在空气中体积%)15.7%~27.4%,为保证氨(NH3)注入烟道的绝对安全以及均匀混合,需要引入稀释风,将氨浓度降低到爆炸极下限以下,一般应控制在5%以内。

2.3 煤质、灰份和点火油资料

2.3.1煤质及灰份成分分析资料

序号 项 目 1 收到基碳 2 收到基氢 3 收到基氧 4 收到基氮 5 收到基硫 6 收到基灰分 7 空气干燥基水分 8 收到基水分 9 干燥无灰基挥发分 单位 设计煤种 校核煤种1 校核煤种2 % 57.03 59.11 47.69 % 3.00 3.32 2.78 % 4.21 5.06 4.56 % 0.94 0.99 0.58 % 0.37 1.56 0.78 % 28.45 27.26 39.61 % 0.97 1.43 0.87 % 6.0 2.7 4.0 % 26.22 33.84 28.42 KJ/kg 20993 23002 18581 10 收到基低位发热量 Qnet.ar Kcal/kg 5014 5494 4438 11 哈氏可磨性指数 HGI —— 67 95 49 12 冲刷磨损指数 Ke —— —— —— —— 13 变形温度 DT ℃ 1500 1500 1500 14 软化温度 ST ℃ >1500 >1500 >1500 15 熔融温度 FT ℃ >1500 >1500 >1500 二氧化硅 SiO2 % 48.06 —— —— 三氧化二铁 Fe2O3 % 2.68 —— —— 三氧化二铝 Al2O3 % 35.41 —— —— 氧化钙 CaO % 4.73 —— —— 氧化镁 MgO % 1.34 —— —— 灰分成分氧化钛 TiO2 % 1.27 —— —— 分析 氧化钾 K2O % 0.25 —— —— 氧化钠 Na2O % 0.24 —— —— 五氧化二磷 P2O5 % 0.04 —— —— 三氧化硫 SO3 % 2.22 —— —— 其他 —— % 3.76 —— —— 2.3.2油质的特性数据 油种 十六烷值 运动粘度 残碳 灰份 水份 硫份 机械杂质 酸度 比重 凝固点 闪点(闭口) 低位发热值 0号轻柴油(GB252-2000) ≦45 3.0~8.0厘托(1厘斯托克斯=1×10-6m2/s) ≧0.3% ≧0.01% 痕迹 ≧0.2% 无 不大于7mgKOH/100mL 0.80~0.83t/m3 0℃ >55℃ ~41863kJ/kg 符号 Car Har Oar Nar Sar Aar Mad Mar Vdaf 2.3.3 脱硝系统入口烟气参数及锅炉BMCR工况脱硝系统入口烟气中污染物成分 序号 BMCR (1) 体积流量(湿态) (2) 质量流量 (3) 温度 (4) 压力 (5) 含水量(H2O) (6) 含氧量(O2) (7) 含氮量(N2) (8) NOx(6%O2 dry,以NO2计) (9) 含尘浓度(6%O2 dry) (10) 二氧化硫(6%O2 dry) (11) 三氧化硫(6%O2 dry) 2.3.4 纯氨分析资料

脱硝系统用的反应剂为纯氨,其品质符合国家标准GB536-88《液体无水氨》技术指标的要求,如下表:

液氨品质参数

指标名称 氨含量 残留物含量 水分 油含量 铁含量 密度 沸点 2.3.5 工艺水

本期脱硝工程工艺用水为深度处理后的中水。水源参数见下表:

工艺水 压力 消防水 压力 关闭压力 生活水 压力 计量单位 MPa MPa MPa MPa MPa MPa 指标值 0.2~0.3 0.55~1.1 <1.0 <1.5 0.25 <0.5 单位 % % % mg/kg mg/kg kg/L ℃ 合格品 99.6 0.4 —— —— —— 25℃时 标准大气压 备 注 —— 重量法 重量法 —— —— —— Nm3/h t/h ℃ Pa Vol-% Vol-% Vol-% mg/Nm3 g/Nm3 3mg/Nm mg/Nm3 设计煤 1041533 1389.34 374 1005 7.039 3.587 74.936 450 32.78 1062.58 17.85 校核煤1 987981 1320.15 374 985 6.74 3.60 75.23 450 30.03 4317.00 17.85 校核煤2 1000642 1351.44 373 995 7.25 3.58 74.84 450 54.98 2674.64 17.85 2.4 装置的工艺流程

2.4.1 脱硝剂制备区工艺流程

2.4.1.1液氨通过卸车管由罐车内进入液氨贮罐,罐车的气相管接口通过卸车管接气相

阀门组后,接至液氨贮罐。卸车时,贮罐内的气体经压缩机加压后自卸车管入罐车,使罐车内的液体通过压差压入液氨贮罐。为确保安全,当液氨贮罐液位到达高位时自动报警并与进料阀及压缩机电动机联锁,切断进料阀及停止压缩机运用。

2.4.1.2 液氨贮罐内的液氨通过出料管至气化器,液氨蒸发所需要的热量采用电加热器来提供热量。蒸发器上装有压力控制阀将氨气压力控制在一定范围,当出口压力达到过高时,则切断液氨进料。在氨气出口管线上装有温度检测器,当温度过低时切断液氨,使氨气至缓冲罐维持适当温度及压力。蒸发器也装有安全阀,可防止设备压力异常过高。系统设置两台液氨蒸发器,一用一备。液氨的进料阀采用连锁保护:稳压罐温度联锁、稳压罐压力连锁。

2.4.1.3 整个站区内的所有安全放空及手动放空气体均进入氨吸收罐,通过氨吸收罐内的水将氨气吸收成氨水,当氨水达到一定浓度后送至工业废水处理站;氨吸收罐的液位与氨水泵相联锁,当液位到达低位时停止氨水泵的运行;而无压力的所有设备排放的液体和罐区场地废水均排放至废水池,经废水泵送至污水水处理站,废水池的液位与废水泵联锁,当废水罐池的液位为高位时开废水泵,而当其为低位时停废水泵。 2.4.2 SCR区工艺流程

2.4.2.1自脱硝剂制备区域来的氨气与稀释风机来的空气在氨/空气混合器内充分混合。氨的爆炸极限(在空气中体积%)15.7~27.4%,为保证安全和分布均匀,稀释风机流量按100%负荷氨量的1.15倍对空气的混合比为5%设计。氨的注入量控制是由SCR进出口NOx、O2监视分析仪测量值、烟气温度测量值、稀释风机流量、烟气流量(由燃煤流量换算求得)来控制的。

混合气体进入位于烟道内的氨注入格栅,在注入格栅前设有手动调节和流量指示,在系统投运初期可根据烟道进出口检测NOx浓度来调节氨的分配量,调节结束后可基本不再调整。

混合气体进入烟道通过氨/烟气混合器再与烟气充分混合,然后进入SCR反应器。SCR反应器操作温度可在320℃~420℃,SCR反应器的位置位于省煤器与空预器之间,温度测量点位于SCR反应器前的进口烟道上,出现320℃~420℃温度范围以外的情况时,温度信号将自动连锁关闭氨进入氨/空气混合器的快速切断阀。在SCR反应器内氨与氧化氮反应生成氮气和水,反应方程式如下:

4NO+4NH3+O2→6H2O+4N2 (式2——3) NO+NO2+2NH3→3H2O+2N2 (式2——4)

反应生成的水和氮气随烟气进人空气预热器。在SCR进口设置NOx与O2浓度监视分析仪、温度监视分析仪,在SCR出口设置NOx,O2、NH3浓度监视分析仪。NH3浓度监视分析仪监视NH3的逃逸浓度小于3ppm,超过则报警。

2.4.2.2 在氨气进装置分管阀后设有氮气预留阀及接口,在停用或检修时用于吹扫管内氨气。

2.4.2.3 SCR内设置吹灰器,吹扫介质为蒸汽,脱硝装置的吹灰器采用耙式吹灰器。吹扫根据SCR压差以及运行周期决定(推荐周期为2次/星期)。

第三章 脱硝系统运行操作与调整

3.1 系统概述

液氨储存、制备、供应系统包括液氨卸料压缩机、储氨罐、液氨蒸发器、液氨泵、氨气缓冲罐、稀释风机、氨/空气混合器、氨气稀释罐、废水泵、废水池等。此套系统提供氨气供脱硝反应使用。液氨的供应由液氨槽车运送,利用液氨卸料压缩机将液氨由槽车输入储氨罐内,用液氨泵将储槽中的液氨输送到液氨蒸发器内蒸发为氨气,经氨气缓冲罐来控制一定的压力及其流量,然后与稀释空气在混合器中混合均匀,再送达脱硝系统。氨气系统紧急排放的氨气则排入氨气稀释罐中,经水的吸收排入废水池,再经由废水泵送至污水处理站处理。

液氨的储罐和氨站的设计满足国家对此类危险品罐区的有关规定。液氨具有一定的腐蚀性,在材料、设备存在一定应力的情况下,可能造成应力腐蚀开裂;液氨容器除按一般压力容器规范和标准设计制造外,同时注意选用合适的材料。

氨的供应量能满足锅炉不同负荷的要求,调节方便、灵活、可靠;储氨罐与其他设备、厂房等设有一定的安全防火防爆距离,在适当位置设置室外防火栓,设有防雷、防静电接地装置;氨存储、供应系统相关管道、阀门、法兰、仪表、泵等设备其满足抗腐蚀要求,采用防爆、防腐型户外电气装置。氨液泄漏处及氨罐区域装有氨气泄漏检测报警系统;系统的卸料压缩机、储氨罐、氨气蒸发罐、氨气缓冲罐等都配备有氮气吹扫系统,防止泄漏氨气和空气混合发生爆炸。氨存储和供应系统配有良好的控制系统。

3.2 氨区主要设备介绍

3.2.1 卸料压缩机

卸料压缩机能满足各种条件下的要求。卸料压缩机抽取储氨罐中的氨气,经压缩后将槽车的液氨推挤入液氨储罐中。在选择压缩机排气量时,充分考虑储氨罐内液氨的饱和蒸汽压、液氨卸车流量、液氨管道阻力及卸氨时气候温度等。

系统设有卸料压缩机2台,1用1备。 3.2.2 储氨罐

液氨的储槽容量,按照2台锅炉BMCR工况,在设计条件下,每天运行24小时,连续运行7天的消耗量考虑,设置2台50M3液氨储罐,储槽上安装有超流阀、逆止阀、紧急关断阀和安全阀为储槽液氨泄漏保护所用。储槽还装有温度计、压力表、液位计、高液位报警仪和相应的变送器将信号送到脱硝控制系统,当储槽内温度或压力高时报警。储槽有防太阳辐射措施,四周安装有消防水喷淋管线及喷嘴,当储槽槽体温度过高时自动淋水装置启动,对槽体自动喷淋减温;当有微量氨气泄露时也可启动自动淋水装置,对氨气进行吸收,控制氨气污染。 3.2.3 液氨供应泵

液氨进入氨蒸发罐,可以利用压差和液氨自身的重力势能实现;也可以采用液氨泵来供应。液氨泵为专门输送液氨的泵。为保证氨的不间断供应,氨泵采用一用一备。 3.2.4 液氨蒸发器

液氨蒸发所需要的热量采用电加热器来提供热量。蒸发器上装有压力控制阀将氨气

压力控制在一定范围,当出口压力达到过高时,则切断液氨进料。在氨气出口管线上装有温度检测器,当温度过低时切断液氨,使氨气至缓冲罐维持适当温度及压力;蒸发器也装有安全阀,可防止设备压力异常过高。系统共设置两台液氨蒸发器,一用一备。液氨蒸发器按照在BMCR工况下2×100%容量设计,每台液氨蒸发器蒸发能力为330kg/h。 3.2.5 氨气缓冲罐

从蒸发器蒸发的氨气流进入氨气缓冲罐,通过调压阀减压成一定压力,再通过氨气输送管线送到锅炉侧的脱硝系统。氨气缓冲罐能满足为SCR系统供应稳定的氨气,避免受蒸发器操作不稳定所影响。缓冲罐上设置有安全阀保护设备氨气稀释罐

氨气稀释罐为一定容积水槽,水槽的液位由满溢流管线维持,稀释罐设计连结有槽顶淋水和槽侧进水。液氨系统各排放处所排出的氨气由管线汇集后从稀释罐底部进入,通过分散管将氨气分散入稀释罐水中,利用大量水来吸收安全阀排放的氨气。 3.2.6 稀释风机

喷入反应器烟道的氨气为空气稀释后的含5%左右氨气的混合气体。所选择的风机能满足脱除烟气中NOx最大值的要求,并留有一定的余量。每台锅炉设两台稀释风机,一台备用。风机风量为4464Nm3/h,风压8000Pa。 3.2.7 氨气泄漏检测器

液氨储存及供应系统周边设有氨气检测器,以检测氨气的泄漏,并显示大气中氨的浓度。当检测器测得大气中氨浓度过高时,在机组控制室会发出警报,运行操作人员采取必要的措施,以防止氨气泄漏的异常情况发生。液氨储存及供应系统设在炉后,采取措施与周围系统作适当隔离。 3.2.8 排放系统

氨制备区设有排放系统,使液氨储存和供应系统的氨排放管路为一个封闭系统,将液氨系统各排放处所排出的氨气经由氨气稀释罐吸收成氨废水后排放至废水池,再经由废水泵送到污水处理站。 3.2.9 氮气吹扫系统

液氨储存及供应系统保持系统的严密性防止氨气的泄漏和氨气与空气的混合造成爆炸是最关键的安全问题。本系统的卸料压缩机、储氨罐、氨气蒸发器、氨气缓冲罐等都备有氮气吹扫管线。在液氨卸料之前通过氮气吹扫管线对以上设备分别要进行严格的系统严密性检查和氮气吹扫,防止氨气泄漏和系统中残余的空气混合造成危险。

3.3 SCR区设备

3.3.1 反应器

SCR反应器的设计充分考虑与周围设备布置的协调性及美观性。每台锅炉配有两个反应器,其中单个反应器尺寸为12m×8.76m×12.6m,设计成烟气竖直向下流动,反应器是安装催化剂的容器,为全封闭的钢结构设备。反应器入口设气流均布装置,反应器入口及出口段根据需要设导流板,对于反应器内部易于磨损的部位设计必要的防磨措施。反应器内部各类加强板、支架设计成不易积灰的型式,同时考虑热膨胀的补偿措施。

反应器设有足够大小和数量的人孔门。

反应器设有内部催化剂维修及更换所必须的起吊装置。

反应器能承受运行温度430℃不少于5小时的考验,而不产生任何损坏。 3.3.1.1 反应器本体

反应器是脱硝装置最重要的部分,外型为矩形立方体,四壁为侧板,并形成壳体,催化剂分2层布置在壳体内,另外设置了一个预备层。

烟气中的氮氧化物(NOx)与在反应器的上游注入的氨气(NH3) 一起通过催化剂层, 并将(NOx)还原为水汽(H2O)和氮气(N2)。.

为了使反应器内的烟气均匀流过催化剂层,在烟气进口处设置了导流板, 在催化剂层的上方设整流装置。

反应器内的催化剂框架底部,设有烟气密封结构。

反应器本体有足够的强度, 可充分地承受催化剂重量、自重和内部压力等负荷。 反应器会因烟气温度升高而引起热膨胀,所以在支承反应器的钢支架上, 设有可滑动的支座,以消除膨胀引起的内应力。 3.3.1.2 催化剂搬出入装置

催化剂预先在催化剂供应商工厂装入框篮内,成组件后运到现场。催化剂框篮用专用吊具搬运。

催化剂框篮运到触媒起吊口下部时,先用电动葫芦将催化剂框篮运至反应器出入口所在的平台, 再用临时设置的水平滚道送到壳体出入口的内侧,通过反应器内单轨横行的手动葫芦, 将催化剂框篮送进反应器内指定的位置。 3.3.1.3 吹灰系统

脱硝装置设置蒸汽吹灰系统。

每台锅炉根据SCR反应器本体内设置的催化剂层数及数量设置一套吹灰系统,每一层催化剂设置一层吹灰器,吹灰器数量按50%脱硝效率时所需催化剂的层数和数量来配置。每只反应器布置三层催化剂,其中两层为预留层。每层催化剂布置三台吹灰器。催化剂预留层初装时不安装吹灰器,但预留以后安装同样的原配置的吹灰器的位置及蒸汽管道接口,方便增加备用层催化剂时安装吹灰器。每台锅炉共用一路蒸汽管路系统,两路疏水管路系统。吹灰蒸汽汽源接自锅炉吹灰蒸汽管道减压站之后。吹灰器的数量和布置将催化剂中的积灰尽可能多地吹扫干净,尽可能避免因死角而造成催化剂失效导致脱硝效率的下降和反应器烟气阻力的增加。 3.3.1.4 催化剂

催化剂按1+2层设计,初装1层,预留2层。根据锅炉飞灰的特性选择孔径大小并设有防堵灰措施,以确保催化剂不堵灰,并尽可能的降低压力损失。

催化剂配有可拆卸的催化剂测试元件。

催化剂模块设有有效防止烟气短路的密封系统,密封装置的寿命不低于催化剂的寿命。催化剂各层模块规格统一、具有互换性。

催化剂设计与选型中考虑了燃料中含有的任何微量元素可能导致的催化剂中毒,并采取了防止催化剂中毒的有效措施。

在加装新的催化剂之前,催化剂体积满足性能保证中关于脱硝效率和氨的逃逸率等的要求,同时预留两层加装催化剂的空间。

催化剂采用模块化设计以减少更换催化剂的时间。

催化剂模块采用钢结构框架,并便于运输、安装、起吊。

催化剂能满足烟气温度不高于430℃的情况下长期运行,同时催化剂能承受运行温度430℃不少于5小时的考验,而不产生任何损坏。 3.3.1.5 氨喷射(AIG)系统

根据烟道的截面、长度、SCR反应器本体的结构型式等,每台锅炉设有2套完整的氨喷射系统,保证氨气和烟气在进入SCR反应器本体之前混合均匀。喷射系统具有良好的热膨胀性、抗热变形性和抗振性。氨喷射系统将喷入的氨划分为若干个独立的区域,每个区域的喷氨量都由一个手动阀在系统调试时进行精确调整。 3.3.1.6 稀释风机

每台锅炉设置两台稀释空气风机,其中备用机一台。稀释风机满足将注入氨稀释到5%以下的要求,风机具体参数如下:

Q =4464m3/h,H=8000Pa。

3.4 脱硝装置的启停及正常操作

3.4.1 工艺流程简介

液氨自外部槽车送至本装置,利用液氨卸料压缩机提高槽车罐内压力将液氨通过卸车输送管压入液氨储罐内。储槽还装有温度计、压力表、液位计、高液位报警器和相应的变送器将信号送到脱硝控制系统,当储槽内温度或压力高时报警。靠系统压力差将液氨压入液氨蒸发槽,液氨在蒸发槽内通过电加热后变为氨气。储槽有防太阳辐射措施,罐上安装有喷淋管线及喷嘴,当储槽槽体温度过高时自动淋水装置启动,对槽体自动喷淋减温,当有微量氨气泄漏时也可启动自动淋水装置,对氨气进行吸收,控制氨气污染。

氨气经氨气缓冲槽缓冲后通过减压为稳定压力送入脱硝系统。根据脱硝系统操作条件的要求,5%的氨气和95%的空气在氨/空气混合器中混合均匀后进入反应器。系统中所有紧急排放的氨气都汇集到氨气稀释槽中,经水吸收后排入废水池,再经由废水泵送至污水处理站。 3.4.2 控制系统

3.4.2.1 液氨自外部槽车送至本装置,液氨卸料压缩机上设有开停信号显示在PLC控制盘上,液氨储罐装有远传液位计显示在PLC控制盘上,可在控制室监控液氨卸料压缩机的工作状态,并能监控液氨储罐的液位。液氨储罐进出料设有自动控制阀,两罐之间设有切换和倒罐控制阀。

3.4.2.2 液氨经管道靠液位差进入液氨蒸发槽,液氨在液氨蒸发槽内通过电加热水浴来加热液氨,管内液氨经温水加热后瞬时蒸发气化并过热,输配至氨气缓冲槽。液氨蒸发槽为瞬时蒸发气化的电加热水浴式气化器,该气化器采用管式蒸发器,管内介质为液氨,管外介质为温水,温水的热能由电加热器提供,并通过控制系统将水温自动控制在设定的工作范围内,蒸发槽设置带远传报警功能的液位面计,当气化器出现水位低限报警时,无论水温高低,电加热器均自动停止加热以防止干烧。当水温高于设定的高限时,电加热器也停止加热。氨气缓冲槽内的氨气通过压力调节阀稳压后,进入外管网。 3.4.2.3 氨气经管道送入脱硝反应系统。自氨区来的氨气,经计量后,通过由锅炉机组

DCS发出指定信号控制的调节阀控制氨气流量,与风机提供的空气,在氨气/空气混合器中混合(根据脱硝反应器的要求5%的氨气和95%的空气在氨气/空气混合器中混合均匀)后,再经过现场安装的管道流量计观察,由手动控制喷入量,进入脱硝反应器。 3.4.3 系统启动前的准备与检查工作

系统检修结束后, 必须经有关部门及专业技术人员全面检查、验收,合格后方可投入运行使用,启动前的准备及检验工作可按下列步骤进行:

3.4.3.1 检查所有设备、管道的安装、试验、检验、验收结果是否符合相关规定; 3.4.3.2 检查所有管道进行冲刷、清洗、吹扫,去除污物是否完成; 3.4.3.3 检查所有设备及管道的安装、支撑是否合理; 3.4.3.4 检查管道系统试压盲板是否拆除;

3.4.3.5 检查各类阀门是否灵活可靠,连接螺栓是否拧紧,密封是否严;

3.4.3.6 检查所有机械传动机构是否按需要注入润滑脂(液), 各单元设备的运转是否正常;

3.4.3.7 检查控制系统的仪器、仪表安装是否符合要求; 3.4.3.8 检查用户系统是否准备完毕;

3.4.3.9 检查技术文件是否齐全,操作人员必须经专业技术培训。 3.4.4 启动步骤

3.4.4.1 卸料压缩机启动

当启动前的准备与检查工作就绪后,按卸料压缩机的操作(使用)说明书,进行空气状态单机试运行。保持系统连续运行达到额定条件时,可认为试运行结束。

单机试运时要随时检查各个法兰、阀门是否有漏气、漏油现象,发现问题及时排除。 3.4.4.2 液氨蒸发槽单机试运

当启动前的准备与检查工作就绪后,按液氨蒸发槽的操作(使用)说明书,进行空气状态单机试运行。保持系统连续运行达到额定条件时,可认为试运行结束。

单机试运时要检查远传仪表的显示是否正确,筒体内的水是否充满,液面计计量是否准确,并随时检查各个法兰、阀门是否有漏气、漏油现象,发现问题及时排除。 3.4.4.3 稀释风机单机试运

当启动前的准备与检查工作就绪后,按稀释风机的操作(使用)说明书,进行试运。保持系统连续运行达到额定条件时,可认为试运行结束。

单机试运时要随时检查各个法兰、阀门是否有漏气现象,发现问题及时排除。 3.4.5 正常运行

整个氨供应系统在试运结束且经检验合格后,方可投入正常运行。根据工艺各用户设备要求来调节系统各有关阀门的开度直接投入正常运行。在运行过程中注意观察温度、压力、流量、等有关参数是否正常。 3.4.5.1 卸氨

(1)氮气置换

氨储存系统经验收合格,且单机试运行,经氮气置换后(三次置换,第一次压力为0.5MPa,第二次压力为1.0MPa,第三次压力为1.5MPa)检测合格后,放净氮气,可以开

始充液氨。开始充液氨前,要检查所用设备是否作好准备,各管道阀门是否处于正常状态,各项准备工作是否完善,抢修、检修、堵漏等工具是否齐备。

(2)卸车

液氨自外部槽车送至本装置,连接液相和气相卸车管道,打开液氨储罐的气相阀门,打开液氨储罐的液相阀门,确保接收氨的储罐操作阀门处于正常状态。打开卸料压缩机的进气阀, 卸料压缩机的排气阀,打开通往槽车的气相管道阀门,打开通往液氨储罐的液相阀门,确保接收氨的储罐操作阀门处于正常状态。开启液氨卸料压缩机使其压力达到卸车操作压力,利用液氨卸料压缩机提高槽车罐内压力将液氨通过卸车输送管压入液氨储罐内。待液氨卸净后,关闭液相阀门,采取抽出槽车的气相氨压入液氨储罐的办法,将槽车的氨卸净。保持气相管道阀门处于开启状态,手动调节卸料压缩机自带的“四位阀”将槽车的气相氨压入液氨储罐,当槽车内的氨气卸净后,即可认为槽车卸车结束。卸车完毕后关闭液氨储罐的气相阀门,再次确定关闭所有的液相阀门、气相阀门,确定各阀门处于正常状态,卸车结束。 3.4.5.2 压缩机倒罐

(1)确定出液罐与进液罐,掌握二罐的液位和压力,出液罐出液前先排污一次; (2)将进液罐的气相管与压缩机的进口处连通; (3)将出液罐的气相管与压缩机的出口处连通; (4)将进出液罐的液相管接通;

(5)启动压缩机,抽取进液罐的气相,注入出液罐,造成两罐的压差;

(6)检查进、出液二罐的压差,当压差达到0.2MPa以上时,打开进、出液罐的液相阀门,在压差作用下完成倒灌作业;

(7)进液罐进液不能超过85%容积,液位不能超过位线高度,出液罐抽液最低不低于15%;

(8)倒灌时,保持二罐压差为0.2MPa左右,并注意进、出罐液位的升降情况,防止产生假液位;

(9)倒灌完成后,停止压缩机,先关出液罐,再关进液罐所有阀门; (10)将液氨储罐中(B)的氨液倒入(A)中,按以上作业程序进行。 3.4.5.3 氨蒸发

液氨蒸发槽为瞬时蒸发气化的电加热水浴式气化器。整个蒸发操作为自动控制,如为液氨蒸发槽A工作,且使用液氨储罐 A来供液氨时的操作程序为:打开液氨储罐A的液相出口阀门,此时液氨储罐B的液相出口阀门处于关闭状态;打开液氨蒸发槽A入口管道阀门,检查液氨蒸发槽A的水箱是否充满水;打开液氨蒸发槽A的电加热器对水箱内的水加温,到规定的60℃时,供氨,控制水箱内的水温为60±5℃,即当水温≤55℃时电加热器分段(每段15kw)供电工作,当水温≥65℃时,分段(每段15kw)切断电加热器供电,停止加热。本设备在液氨进液口设置了切断阀(该切断阀由二位三通电磁阀控制),当水温、出气温度低于用户设定的低限时,该切断阀自动关闭以防止低温气化过液。当气化器出现水位低限报警时,无论水温高低,电加热器均停止加热以防止干烧。当水温高于设定的高限时,电加热器也停止加热。

设备有水温控制装置,依据水温的变化自动调节电加热器的工作频率,使水温控制在设定范围内。同时,温度传感器把温度信号传到控制盘上,并依据设定的上、下限值,输出报警和控制信号,控制液氨进口电磁阀。

液氨进口处设置电磁阀,当有以下情况发生时,液氨进口电磁阀关闭:

(1)水温低限时;

(2)气氨出口温度低限时; (3)水位低限时。 3.4.5.4 氨输送

液氨蒸发槽蒸发产出的气氨经氨气缓冲槽缓冲稳定后,经压力调节阀减压至0.3MPa后,经过外网管路(外网管路需保温,局部伴热,以防冬季低温时氨气液化),送至反应区。 注:(1)蒸发槽的补水是人工完成的,要补充除盐水,加水口就在氨区门口水管接头上,拿塑料管接至蒸发槽进水口。补水一般几个月才补充一次。

(2)蒸发槽在运行时顶部排水汽口必须要敞开,不能拿东西盖严。

(3)蒸发槽有时会有过液现象,表现为氨气缓冲罐内液位升高(有液位计指示,通常应该无液位),这表明是蒸发槽蒸发不及时导致的,这时候应该把进液氨手动阀关小,让液氨充分蒸发。运行巡检时注意液位。

(4)对于缓冲罐内积存的液氨处理办法:关闭蒸发槽入口关断阀,停止供液氨,通过SCR来消耗掉,之后再打开入口阀。

3.5 脱硝装置试运行规定

脱硝装置的启动和投运是指打开氨气阀门,使氨进入烟气内,装置开始对烟气进行脱硝处理。SCR烟气脱硝装置在现场正确安装后,必须按照所提供的调整试运行大纲规定进行严格的调整和试运行,只有在试运行测试项目全部合格通过后,本装置才允许正式投入运行。 3.5.1 试运准备

3.5.1.1 巡检时的一般注意事项

对装置各部进行巡检时,为了防止灾害,务必注意以下各项:

(1)巡检人员进入烟道时,为防止发生缺氧事故,应使用氧气浓度计,确认烟道内空气中氧含量在18%以上。

(2)巡检人员进入反应器等密闭部位时,也要注意缺氧。必须用氧气浓度计检测确认氧在含量18%以上才可进入。另外, 在单人进入内部时, 必须有另一人在外部监视, 以防不测。绝不容许单人进入任何密闭容器或烟道内。

(3)必须确认氨,氮,蒸气等管道的阀门已全部关闭。

(4)氨系统泄漏的氨有引起爆炸的可能,氨系统的周围必须挂出“ 严禁烟火”标志。

(5)氨气是有毒气体。 在泄漏场合,工作人员接触和吸入氨气会危害身体, 甚至导致死亡。所以内部巡检前, 必须确认氨气的阀门已经关闭,氨气源(氨切断阀后)处用盲板隔绝, 并且内部环境包括混合气体管道空气已经氮气置换更新。

(6)设备内部巡检时, 氮气流出时会导致局部缺氧的重大危险事故。巡检前必须确认氮气阀门已经关闭(氮气系统与本体脱开), 内部环境中氧气浓度﹥18%。

(7)进入烟道内部, 会遇到飞灰。必须戴上防护眼罩和口罩。

(8)注意 烟道内有的地方存在高温积灰, 可能引起烧伤事故.所以必须在充分冷却后, 再打开人孔门进入内部巡检。

3.5.1.2 反应器及烟道内巡回检查

(1)在反应器内巡检时,必须查明,催化剂表面有无异物及催化剂周围的密封材料是否正常。

(2)反应器及烟道内不设巡检用的专用平台,在内部巡检时有可能造成跌落和碰撞。所以在内部巡检时,必须设置临时的照明,必要时设临时脚手架在可能跌落的地方设置临时安全扶手。

3.5.1.3 确认管路内已彻底清洁

氨气、稀释空气、氮气、仪表空气及其它公用设施管道内, 不允许有垃圾、焊渣, 飞溅等杂物存在。在管路装好后, 必须用气体冲洗了管道,并确认已彻底清洁干净。 3.5.1.4 氨系统检漏试验的确认

氨管路系统必须进行规定的耐压试验, 确认没有泄漏。 3.5.1.5 烟道的人孔

烟道的人孔开启过后, 必须确认已经完全可靠关闭。

关闭烟道的人孔时, 必须仔细查看确认内部确实无人后再关闭。另外, 人孔门锁紧力不足时会引起烟气泄漏和中毒事故, 必须可靠关紧。在运行时必须经常巡检有无泄漏。特别在初次投运时,应随时拧紧人孔门以制止泄漏。 3.5.1.6 注氨喷嘴

烟道内注氨喷嘴, 将能均匀地向烟道内注入氨气。要保证喷嘴孔不堵塞, 应通过注入处附近的平衡压力表加以检查和确认。

注:在停止注氨而锅炉未停止运行时,应确保稀释风机正常运行,以免引起注氨喷嘴的堵塞。

3.5.1.7 阀的检查

所有调节阀(用于调节NH3、流量、稀释空气流量等), 应先做好动作检查,开关应灵活、可靠、有效。

手动阀也必须检查开关动作是否灵活。

调节阀必须有优异的技术性能,调节灵活可靠、寿命长。 3.5.1.8 公用管路的检查:

氨气、氮气、仪表空气、稀释空气等各公用管路的管道安装的正确性,并检查管内压力,应确认与设计值一致。 3.5.1.9 氨管路的检查

供氨管路中, 控制用的仪表空气的供给, 必须确认无异常。 3.5.1.10 电源及操作程序的确认

电源:除了注意防止触电外,必须将电源开关操作一下; 用电设备的端子如触及就有触电的危险,绝不允许触碰端子;需要检查端子时, 必须将电源切断。

3.5.1.11必须确认装置的动作状况与顺序处于正常状态

设备的动作试验:要确认分析仪器 (指进、出口的NOx分析仪,NH3分析仪)的动作处于常态。仪表、电气及自动化装置试运行前必须保证已进入正常工作状态。 3.5.2试运行

3.5.2.1 运行时的注意事项

设备运行时, 必须注意以下各点:

(1)脱硝装置的启、停控制应执行自动化操作方式。 (2)不用手直接接触装置的转动部分。

(3)巡检回转部分时(如风机)一定要将电源开关关掉后再操作。另外为了防止在不注意时将开关合上,在开关上挂上“禁止操作”或“作业中”的禁告牌。巡检时要保持距离。

(4)运行中,原来停止的设备有可能突然启动。在回转设备附近工作时, 要防止被回转设备卷入。

(5)当要将管路开放时, 先将管内的压力降到大气压后再进行作业。

(6)氨是有毒物质,吸收或接触后会导致重伤,甚至死亡。当要将氨系统管路打开时,请务必用氮气冲管进行空气氮气置换后再进行作业。

(7)为巡检而要进入反应器时,要将温度降到常温后再进入。要注意烟道内会有高温积灰的地方,如不避开会造成烫伤。务必在充分冷却后,再打开人孔门进行内部巡检。

(8)试运行、停止的程序按正常运行时的运行、停止程序表进行。 3.5.2.2 氨注入的方法及控制装置的调整

(1)氨的注入量及注入的控制与脱硝性能及残氨浓度密切相关, 所以试运行时要测量烟道内NOx、NH3和O2的浓度分布。 以这些资料为基础,来设定各种负荷时的氨注入量。当负荷变动时,对应于各种负荷能自动地调整最适宜的氨注入量。此外,也能对摩尔比变化时的氨量的平衡进行操作。

(2)注氨喷嘴的流量平衡:当100%负荷时,烟道内的烟气流速配合NOx的浓度分布,用注氨喷嘴处的进口阀进行调整。

调整后, 将各喷嘴与集管间设置的测流孔两侧的流体压差,用压力表测量并记录, 并将该记录作为将来再调整时的标准使用。

(3)注氨过程的监视项目:

●各注氨喷嘴的注入流量,根据压力表的压差,来调整各个喷嘴进口阀。各个压力表压差调整后, 必须没有大的变动。

●仪表用空气的压力必须正常(压力范围在0.5~0.8MPa)。 ●稀释空气的流量必须正常(≥设计流量的80%)。 (4)NOx分析计测定仪的确认:

必须确认:NOx浓度的指示值确实随氨注入量的变化而变化。 关于NOx的测量值必须确认已用标准气体校准。 (5)确认烟道, 反应器的热膨胀:

烟道及反应器会随烟气温度的上升出现热膨胀。支承装置(固定支座和滑动支座)将以固定点为基点, 向各自所定的方向膨胀滑动。必须确认滑动量是否在预定的范围内。

3.5.3 正常运转

3.5.3.1 启动顺序流程检查 (1) 辅助系统:确定仪表风系统、杂用空气系统阀门开启,压力范围在0.5~0.8MPa。 (2)分析计动作再次确认 (在锅炉启动前已确认分析计动作) (3)风管道系统:

●确定稀释风机进口阀门,稀释风机出口切断阀开启动作并最终处于关闭状态; ●仪表压力、流量阀打开(孔板阀、现场压力表)并投入使用; ●风机出口温度指示; ●杂用空气吹扫阀关闭。

(4)氨管道系统:确定边界阀门、控制阀旁路及上下游阀关闭。确定放空及扫线阀关闭。仪表压力、流量阀打开(孔板阀、现场压力表)并投入使用,控制阀、氨进混合器切断阀开启动作并最终处于关闭状态。

(5)烟道系统:检查烟道人孔、检测孔关闭,差压指示阀门打开并投入使用,烟道进出口O2、NOx测量仪和烟道进出NH3测量仪投入使用。 (6)锅炉侧信号正常

包括锅炉出力指令(MDF),锅炉额定负荷,单、双边运行信号(鼓风机和引分机信号),燃煤信号,MFD信号。

(7)氨区侧信号正常(电话确认)。包括: ●无报警信号;

●蒸汽压力≤0.3MPa;

●汽化器水域温度60±2.5℃; ●稳定罐压力0.25~0.35MPa; ●稳定罐温度≥0℃。 3.5.3.2 稀释风机启动

(1)确认注氨分支管手动调节阀开度位于调试完成后状态(调试后开度应保持不变)。 (2)按操作步骤启动稀释风机。 (3)检查风机压力表压力正常。 (4)风机流量正常。 3.5.3.3 氨系统启动

(1)信号检查:

●锅炉侧信号正常;

●锅炉侧运行稳定(燃煤流量稳定、反应器进口NOx稳定); ●氨区侧信号正常。

(2)确定稀释风机启动达到如下要求: ●反应器进口温度范围(320~410℃); (3)记录锅炉额定负荷。

3.5.5.4 启动流程(以1#反应器为例)

(1)检查氨管道现场压力表(0.15~0.35MPa); (2)氨边界阀开启; (3)开启氨切断阀;

(4)氨控制阀投手动控制;

(5)开启氨控制阀上、下游截止阀,手动缓慢控制氨控制阀开度由小变大,检查氨

的允许流量(根据脱硝率、进口NOx浓度、烟气流量的计算),注意脱硝率的变化和氨/氮摩尔比以及出口NOx浓度,注意氨逃逸率;

(6)运行注氨量调整接近正常所需反应器出口脱硝浓度后,氨控制阀投自动(反应器出口NOx浓度控制)。 3.5.6 SCR停工要求 3.5.6.1 短期停工要求:

(1)关闭氨切断氨;

(2)关闭氨控制阀及上下游阀门;

(3)为保证喷嘴不堵塞原则上不停稀释风机; (4)关闭风机进出口阀门; 3.5.6.2 长期停工或检修时要求:

(1)关闭氨管道进SCR边界阀门。控制阀开度最大,待氨管无压力后,用吹扫氮气吹扫到烟道,吹扫一定时间后,松开氨管道边界进SCR边界阀门内侧法兰,加盲板。关闭氨切断阀,关闭吹扫氮气阀,保持氨管道压力在1~2atm。 (2)关闭氨控制阀及上、下游阀门。

(3)为保证喷嘴不堵塞原则上不停稀释风机。 (4)现场压力表阀关闭。 (5)仪表停止投用。

(6)仪表风、杂用风、蒸汽边界总阀关闭。 3.5.6.3 停止顺序

正常运行状态

锅炉负荷下降

氨气切断阀“关闭” 条件确认

氨气切断阀“关闭” 确认

脱硝装置出口 NOx 浓度确认

停机完成、再启动待机

3.5.6.4 故障停运

(1)一般故障停运按正常停止顺序进行。

(2)紧急故障停运(如氨大量泄漏)时可直接按以下顺序操作:

紧急情况出现

氨气切断阀“关闭”条件确认

氨气切断阀“关闭”确认

SCR出口NOx浓度确认

故障停运完成

3.5.6.5 监视仪器的确认

(1)NOx测定仪(脱硝装置进口、出口NOx浓度和O2浓度的监视); (2)NH3浓度计(脱硝装置出口NH3浓度的监视); (3)反应器进出口压差; (4)反应器进口烟气温度; (5)NH3流量; (6)NH3供给压力; (7)吹灰器投用

(8)吹灰器投用条件:

正常情况下每个星期投运二次,由运行工作人员启动。

注:在锅炉停机前,务必投用吹灰一次,以免有飞灰附着在催化剂上,而锅炉停机后飞灰冷却黏附在催化剂上。

注:催化剂床层压差报警,当反应器的差压比正常的差压增加超过10%时,由运行工作人员启动。 3.5.7 吹灰器

3.5.7.1 吹灰程序运行方式

吹灰系统具有自动疏水控制,提供缓慢疏水暖管功能。吹灰系统在运行前需先对管路进行疏水,当管路疏水结束后,才可投运吹灰器。当吹灰系统停止使用时,首先应切断吹灰蒸汽,在气温较低的地区,需在吹灰系统运行结束后再次进行疏水,以防止吹灰系统管路内留有积水而结冰。

可在操作显示单元(如DCS)上选择任意一台吹灰器运行,也可以旁路(或称跳步)任意一台吹灰器运行。

吹灰系统运行程序按从最上层开始至最下层结束的原则运行。 3.5.7.2 连锁保护

(1)当出现“吹灰介质压力低”,“吹灰器运行时间超时”,吹灰器自动退回。 (2)当出现下列信号时,禁止其他吹灰器继续运行并发出报警:

●锅炉跳闸;

●吹灰器电动机电源丧失; ●电动机过载; ●吹灰压力低; ●吹灰器启动失败;

●吹灰器运行时间超时(前进时间和后退时间); ●吹灰器电动机过载; ●吹灰蒸汽压力低; ●锅炉跳闸;

●电动机电源丧失。

注:对于任何吹灰器在运行过程中出现“电动机过载”和“电源丧失”报警时,应立即对该吹灰器进行处理并使其退回,以免长时间留在锅炉内使吹灰器损坏和影响锅炉的

安全运行。

3.5.7.3 吹灰程序运行步序:

开主汽阀------疏水-----疏水时间并且温度到-----关疏水门------吹灰-----关主汽阀----开疏水门-----程序结束。

吹灰启动后,当温度<250℃, 疏水门开启,并且要求连续开启时间<5分钟,否则关闭吹灰器,重新进入开启程序。

注意:每次只投运一台,该台运行完成后再启动下一台。吹灰器的吹扫顺序为:从第一层到第二层,每个吹灰器依次吹扫一次。根据具体情况,判断是否再需程序运行一次。 3.5.7.4 运行注意事项

(1)烟气温度:

通常, 向含SO3 的低温烟气中注入氨的话, 在催化剂层会生成硫酸氢铵( NH4HSO4)。

它会导致催化剂的微孔结构闭塞, 性能下降。这种情况如果在短时间内能回到正常运行的高温区, 硫酸氢铵会分解, 催化剂性能会恢复。 但如果长时间停留在低温区,或在短期内频繁地陷入低温区运行的话, 即使再回到高温区, 性能也难以恢复. 结果会使寿命缩短。因此,本装置可正常使用的最低温度,确定为能保证催化剂性能的320℃;不允许在320℃以下运行。

为延长催化剂寿命,烟气长期最低温度为320℃,短期运行最低温度为300℃,短期运行最长时间为5小时,需要相同时间(5小时在325℃以上)恢复催化剂活性。 (2)脱硝反应器压差:

反应器内催化剂的堵孔现象,在正常运行时是不会发生的。但是,如异常燃烧情况不断地出现,由灰引起的堵孔偶尔也是可能的。所以有必要监视催化剂层前后的压差(如堵灰出现,压差会缓慢上升)。压差上升超过规定最大值时,应进行蒸汽吹灰。

(3)氨的稀释空气:

本装置用压力送风机的出口空气将氨稀释到5%浓度左右,然后注入烟气中。氨气是爆炸性气体,因此空气将氨稀释时,要避免接近爆炸限度(15.7%),本装置设定为5% 以内,8%应引起注意,超过12%系统将自动退出。烟气内的氨气注入量越多, 则扩散效果越好,与烟气的混合效果也越好。当稀释浓度计的发出警报时, 应确认一下氨的注入量, 并迅速检查稀释空气管路的情况,加以处理。

(4)吹灰器按次序单个吹灰,吹灰结束后,连锁空预器吹灰器启动。 空预器吹灰器和SCR吹灰器不能同时启动。

吹灰器的吹扫顺序为:从上层到下层,每个吹灰器依次来回吹扫一次。根据具体情况,判断是否再需程序运行一次。

排烟含SO2时,设置在脱硝装置下游的空预器(GAH)冷端的工作温度范围,是有利于硫酸氢铵的析出的,它与烟中的飞灰粘在一起,粘附在空预器的传热元件上,从而导致空预器压差的升高, 所以有必要监视空预器的前后压差。 注:本参数的监控属锅炉空预器操作范围。

第四章 日常检查维护

4.1 警报指示检查

4.1.1 是否发出指示异常的警报(烟气温度过高、过低,氨逃逸超出,反应器前后压差超出,氨泄漏仪动作,稀释空气系统中氨稀释浓度超差,出口烟道NOx值异常); 4.1.2 指示灯是否工作; 4.1.3 报警系统是否正常; 4.1.4 仪表指示观察;

4.1.5 各部分的压力(催化层的压差); 4.1.6 NOx值、氨值; 4.1.7 各部烟气温度。

上述各项指示值是否正常。另外,与计算机打出的脱硝装置日报、时报的记录值相比较是否一致。

4.2 脱硝装置控制台检查

4.2.1 观察各指标值是否在自动档; 4.2.2 观察操作台:

4.2.2.1 操作台是否在自动档; 4.2.2.2 设定值是否正常; 4.2.2.3 指示值是否正常。

4.3 观察记录器

4.3.1 各指示值是否正常; 4.3.2 记录用墨水是否足够;

4.3.3 记录纸是否用完, 卷纸是否正常; 4.3.4 记录的计时是否准确。

4.4 观察化学分析装置

4.4.1 脱硝装置进、出口烟气的NOx、O2分析计: 4.4.1.1 NOx, O2的指示值是否正常; 4.4.1.2 试样采集是否正常; 4.4.1.3 周围环境温度是否正常。 4.4.2 脱硝装置出口烟气的NH3分析计: 4.4.2.1 氨的指示值是否正常; 4.4.2.2 试样采集量是否正常; 4.4.2.3 周围环境温度是否正常; 4.4.2.4 氨蒸发器温度是否正常。

4.5 巡检的检查项目

4.5.1 注氨装置检查项目

4.5.1.1 管路

(1)各管件联接部有否泄漏;

(2)一旦氨系统有氨泄漏,就有引起爆炸的危险. 在氨系统的周围,要查看“严禁烟火”的牌子是否完好; (3)管路有无裂缝。 4.5.1.2 氨的流量控制阀

(1)阀的动作是否正常

(2)在填料压盖处是否有泄漏

(3)一旦氨系统有氨泄漏,有引起爆炸的危险. 在氨系统的周围,要查看“严禁烟火”的牌子是否完好;

(4)氨流量控制阀前的压力表指示是否正常。 4.5.1.3 氨切断阀

(1)阀的状态是否正常

(2)在填料压盖处是否有泄漏

氨气是有毒气体, 在泄漏场合因未注意而接触和吸入氨气会伤害身体, 甚至导致死亡。一旦接触或吸入氨气,请务必按照上述所示的注意事项处理;

(3)一旦氨系统有氨泄漏,有引起爆炸的危险. 在氨系统的周围,要查看指示“严禁烟火”的牌子是否完好。 4.5.1.4 氨流量计

(1)流量计的状态是否正常

(2)在安装填料的部位等有无泄漏

氨气是有毒气体, 在泄漏场合因未注意接触和吸入氨气会伤害身体, 甚至导致死亡。一旦接触或吸入氨气,请务必按照上述所示的注意事项处理;

(3)一旦氨系统有氨泄漏,有引起爆炸的危险. 在氨系统的周围,要查看指示“严禁烟火”的牌子是否完好; 4.5.1.5 稀释空气配管

(1)现场查看:

●风门的状态是否正常;

●稀释空气流量计(流体压力计)的指示是否正常; ●管路有无异常。 (2)稀释氨配管:

●注氨分配管的显示节流孔板压差的流体压力计指示是否正常; ●管路有无异常; ●有无氨的泄漏。

4.6 检修时的注意事项

脱硝装置的定期检修,须有必要特别注意以下脱硝装置特有的事项: 4.6.1 检修时, 因装置不设烟气旁路,检修人员如需进入脱硝装置内部, 要与锅炉方面保持密切联系。必需在停炉和烟道冷却后方可按操作规程进入。为了防止不小心启动设

备, 必须明确指挥命令系统。

4.6.2 警告!机器检修时,必须首先将该设备的开关置于“关”位置。同时,为了防止不注意时合上开关,请挂上“禁止操作”或“作业中”的指示牌。

检修反应器内部时,为了保证正常呼吸,每次进入前要用O2浓度计测量,在确认正常后, 检修人员再进入内部。

4.6.3 危险!当进入容器、壳体、烟道等密闭部位时,应防止缺氧。氮气流出也时会导致局部缺氧的重大危险事故,巡检前必须确认氮气阀门已经关闭(氮气系统与本体脱开), 内部环境中氧气浓度﹥18%。

4.6.4 另外, 在进入内部时, 必需安排另一人在外部监视, 以防不测。

4.6.5 氨气有刺激性臭味。即使极微量也会有臭味, 所以一般容易察觉和迴避。人在大量氨气中暴露的情况可以认为是少见的。但当氨管泄漏出现高浓度氨气弥漫积聚的场合下,即使吸入几分钟,也会有死亡的危险,这点要牢牢记住。所以内部巡检前, 必须确认氨气的阀门已经关闭,氨气源(氨切断阀后)处用盲板隔绝, 并且内部环境包括混合气体管经氮道空气已气置换更新。

4.7 定期检查和维护

项 目 反应器 本体 注氨喷嘴 检 查 / 维 护 内 容 催化剂上积灰状况 催化剂是否已损坏或堵孔 密封件是否变形或失效 测孔是否堵塞 喷嘴是否堵塞 喷嘴摩损、腐蚀状况 管路堵塞、腐蚀状况 阀座受损及填料、垫片损坏状况 过滤器元件是否损伤 节流孔板是否损坏 O2、NOx、NHx分析仪的检修及零位调整 阀类的拆卸检修 测量仪器 安装在现场的流量计、压力计等仪器的拆卸、 检修和校准 过滤器调换 检修和处理 开动吹灰器除灰 清扫或调换催化剂 换密封件 吹扫测孔 吹扫喷嘴 修理或调换喷嘴 清扫、修补或更换管道 更换损坏件或整体更换 修复或更换 修复或更换 调整分析计 修复或更换 修复或更换 调换 管路 4.8 氨处置注意事项

作为脱硝反应还原剂使用的氨,以液氨的形式储存。在气化器里气化后,用空气稀释,在催化剂层上游的位置通过注氨喷嘴注入烟道内。因为氨气有剧烈的刺激和臭味,因此,国家有关法规规定,氨的设备必须是具有充分安全措施的设备。同时处置氨气时,也要根据氨气的特性, 采取相应的安全措施。

4.8.1 物理性质

项目 状态 颜色 气味 比重 沸点 融点 燃点 爆炸极限 蒸气压 溶解度 临界温度 临界压力 4.8.2 化学性质

4.8.2.1可燃性:液氨在常温常压下是气体,虽然在空气中难以燃烧,但在空气中持续接触火源,便会发出黄绿色的火焰,燃烧后生成氮和水。 4.8.2.2 引火性:虽然引火的危险性较少,但要注意对火慎重。

4.8.2.3 燃烧性:氨的燃点是651℃,通常不易燃烧;但在空气中,即使没有火源,当加热到该温度以上时也会立刻燃烧。

4.8.2.4 爆炸性:氨按一定的比例在与空气或氧气混合的状态下,遇火源即刻爆炸。与其它可燃性气体相比较,虽然氨爆炸的范围比较窄,因此以认为爆炸的危险性较低。但一旦进入爆炸范围,那是极其危险的。故而对氨的处置必须十分慬慎。另外,液氨与卤素氟、氯、溴、碘、强酸接触,会发生剧烈反应而爆炸、飞溅。

4.8.2.5 腐蚀性:对铜、铜合金等有强烈的腐蚀性,氨系统中不宜使用铜质另件。 4.8.3 卫生预防措施(呼吸道保护)

4.8.3.1 只有在明确了解氨气浓度在2%以下时,才可以使用呼吸罐式氨用防毒面具。 4.8.3.2 在氨浓度大于2%或者不清楚的情况下,必须穿戴送风式面罩,送入空气或者氧气,以供呼吸。

表态特征/参数 气体(常温、常压),液体(常温、加压) 无色 使呼吸阻塞样的刺激味 0.5692(气体,空气重度=1时) 0.676(液体,≦-33.4℃时) -33.4℃ -77.7℃ 651℃ 与空气混合:15.7~27.4%(体积) 与氧气混合:14.8~79%(体积) 4.379atm(437.9kPa)(在0℃时) 47.3g/100gH2O (在0℃时,1atm) 34.6g/100gH2O (在20℃时,1atm) 132.4℃(临界温度即加压使气体液化所允许的最高温度) 115.5atm(在临界温度下使气体液化所需要的最小压力)

第五章 常见故障分析

5.1 警报及保护性互锁动作

5.1.1 动作条件

以下异常情况一旦发生, 警报或者保护性的互锁系统将发生相应动作: 5.1.1.1 脱硝装置进口温度过高或过低

装置进口温度高于或低于设定值时(≤320℃,≥430℃),发出空气、烟气、脱硝关系不正常的警报,同时关闭氨气快速切断阀。 5.1.1.2 氨稀释浓度偏高

稀释氨的空气流量如低于设定值( 要绝对保证NH3体积/混合气体积≦12% ),为了防止爆炸, 氨气切断阀立即全部关闭。 5.1.1.3 负荷过低

根据其他电厂机组运行情况,当负荷低时,烟气温度往往低于或接近320℃,且系统长时间在低温工况下运行(320℃~300℃)会影响催化剂活性,故当机组负荷低时应关闭氨气快速切断阀,停止SCR系统。 5.1.1.4 逃逸的氨浓度过高

在正常运行状态下,未反应的氨浓度(逃逸氨浓度)一旦超过规定值(3ppm),即发出警报。它提示催化剂的性能已比预计的差。因此,在随即的停机检修期间,为了恢复SCR的性能, 应开始考虑有必要增加催化剂量或催化剂的更换。 5.1.1.5 SCR出口烟气NOx值异常

SCR出口烟气的NOx量, 一旦超过设定值, 随即会发出警报。 发生此种异常时, 应查清SCR的进口烟气条件、注氨系统、分析计等环节是否异常。 5.1.1.6 氨稀释风机停运

当一台氨稀释风机停止运行时,考虑到氨和空气混合爆炸极限,应立即关闭氨快速切断阀,停止SCR系统。启动另一台稀释风机待运行正常后再开启氨快速切断阀。 5.1.1.7 锅炉MFT信号

当锅炉出现MFT信号,则SCR系统应相应的退出。 5.1.1.8 催化剂的劣化

催化剂的性能会随工作实践的增加逐渐下降。具体的处理按后述“催化剂经常性管理”要求进行。

附录一:奥利牌VEP---NH3系列氨气气化器操作手册

一.设备构造简要介绍

奥利牌VEP---NH3系列氨气气化器是由天津奥利达设备工程技术有限公司设计制造,瞬时蒸发气化的电加热水浴式气化器。该气化器采用管式蒸发器,管内介质为液氨,管外介质为温水。管内液氨经温水加热后瞬时蒸发气化后输配至外管网。设备设计工作温度为90℃。

气化器内的蒸发器由0Cr18Ni9不锈钢制造,抗腐蚀能力强。气化器本体设有水位显示、补水排水水温显示和防过液报警装置,筒体外壁带有高效保温层,使节能效果大为提高,设备采用不锈钢外蒙皮,耐腐美观。设备设有双重温度超高报警,温度超低报警,水位过低报警,液氨液位高限报警,出气温度低限及安全连锁报警,报警采用声光结合方式以便操作人员及时处理。(报警及安全连锁设定详见液氨气化器控制说明)

本设备的温度控制系统采用国外进口产品,即可瞬时显示,又可对温度进行监控,精度高,反应灵敏,运行可靠。气化器的正常工作温度,高温报警温度和低温报警温度均可在温控仪面板上快速设定和更改,以适应不同环境不同用量的操作工况。电加热外管为0Cr18Ni9不锈钢材质,寿命长,升温迅速。温度控制系统同时具有参数自锁功能,以防止参观者随意更动设定工况。

二.运行操作

(一)运行

1.蓄水,用软管将自来水从设备注水口灌入气化器,至磁翻板液位计的标准水位止,其注水高度不能超过磁翻板液位计显示刻度500处的高度,否则可能导致显示值不准确。

2.通过甲方DCS控制设备运行。

3.当温度升至设定的温度时,需按下列程序操作: (1)慢慢打开气化器进口的液相阀门。 (2)慢慢打开气相出口阀门。

(3)徐徐打开站内管上调压器前的阀门,通过转动调压器的螺杆进行压力调节,以达到供气所需的压力。 (二)停用

短期停用(此时气化器保持水温,随时可投入运行)

1.不切断电源,将液相阀门关闭,检查气化器各部位状态。 2.待气化器内余气用尽后,关闭气相出口阀门。 3.切断电源。

※在温度低于0℃的环境条件下,停气后为防止气化器冻裂,应在气化器水中加防冻液或将水全部放掉。(重新开机时必须加水和防腐剂后可启动)

三.安装说明

1.气化器安装应参照行业或国家有关规定进行设计和施工。

2.气化器附近应有足够的空间,以便于设备维修。 3.管道安装后应进行气密试验,试验压力按有关规定进行,气化器在厂内已进行水压气密试验,不需要进行水压气密试验。

4.使用前应对管道进行空气吹扫,以防止管道中的杂质堵塞管道及造成设备损坏,使用前进行置换。

5.气化器上的仪表,阀门等未经供货方的同意,安装时不得随意拆卸,以免影响设备的正常工作。

四.维修与点检

(一)维修时的注意事项

1.配管需拆下时,应提前排放内部气体。

2.进行电气维修和更换电气配件时,必须先切断电源。

3.维修后应重新进行置换,并做好气化器重新启动的各项准备,具体事项如下: (1)进行气密试验,并用肥皂水检查各接口,法兰等有无泄漏。 (2)按供气程序启动气化器。

(二)点检

1.日常点检:每天至少一次,检查的内容详见表二。 2.异常时的点检:详见表三。 3.定期点检:检查项目详见表四。

五.保证与服务

本气化器的质保期为设备发运之日起一年,若由本设备本身及零部件质量原因而出现故障,在上述质保期内油供货方免费维修和无偿更换,在质保期内由于用户使用不当而造成设备故障或损坏,维修费用由用户承担。 质保期过后,设备维修费用由用户承担

表二:日常点检

1.检查水位计,水位需在设定位置上。

2.检查温度计,观察水温(或检查温控仪,观察水温) 3.检查进液口出气口压力。

4.确认电压和电流是否在指定的范围。 表三:异常时的点检

故障 水温低限报警 可能引起的原因 1.氨气用量过大. 2.电加热器故障. 3.水温低限设定参数有误. 4.铂热电阻连线. 1.水温高限设定参数有误. 2.铂热电阻断线. 1.筒内水量不足. 2.设备漏水. 3.水位开关故障. 1.电加热器缺相. 2.电流表损坏. 解决办法 1.启动备用机. 2.更换电加热器. 3.更正参数. 4.更换铂热电阻. 1.更正参数. 2.更换铂热电阻. 1.加注水至正常水位. 2.维修设备. 3.更换水位开关. 1.更换电加热器. 2.更换电流表. 更换氖泡或蜂鸣器. 1.检查水温. 2.调整氨气进口阀门. 水温高限报警 水位低限报警 加热时电流表不动作 报警灯蜂鸣器单一报警 氖泡损坏或蜂鸣器故障. 液氨液位高限报警. 1.水温不够. 2.氨气流量过大. 注:更换电气部件必须断电后进行。 表四:定期点检

一.一个月

1.检查设备上电器元件是否正常。

2.检查浮子及液位开关是否动作灵活。 二.一年期

1.更换筒内的水(用自来水)。

2.电加热器三相阻值的均衡度及绝缘检验。 3.设备本体接地电阻检验。 4.电气连接绝缘检验.

三.两年期

1.除按一年期的内容进行检查之外,应根据运行状况更换部分易损件。

注:为延长气化器的使用寿命及减少故障,氨气的质量应符合相应指标要求。

附录二:液氨气化器控制说明

一、VEP气化器工作原理简述

VEP系列液氨气化器是电加热水浴式气化器,安装、操作简便可靠。该气化器采用管式蒸发式,管内介质为液氨,管外介质为温水。管内液氨经温水加热后瞬间蒸发、气化。

二.气化器控制原理与安全装置保护

1.气化器安全报警

当有以下任何一点超限时,为了让工作人员及时发现异常,准确找到故障点,需设置如下安全报警:

A:气化器液氨液位高限(液位开关)

B:气化器出气温度低限(铂热电阻,参考设定值41℃) C:气化器水温低限(温度开关,参考设定值70℃)

D:气化器水温高限,低限(铂热电阻,高限参考值90℃,低限参考值70℃) E:气化器水位低限(磁翻板水位计,参考值440mm) 2.气化器控制原理及安全联锁

A:由气化器出气温度、水温以及液氨液位来联锁控制液氨入口切断阀,当气化器出气温度低限、气化器液氨液位高限或者气化器水温低限时,液氨入口切断阀接受PLC控制信号自动切断入口阀(需方自备),防止过液现象产生,同时给出声光报警。 B:由水温铂热电阻测出的水温控制电加热,水温控制范围为80±2.5℃。

C:当水位低限或水温高限时,控制系统给出声光报警,同时切断电加热器,防止干烧。

检测控制仪表清单

序监测控制二次仪表号 对象 仪表 位号 1#气化器1 DCS 水温 1#气化器2 DCS 出口气温 1#气化器3 DCS 水温低限 1#气化器4 DCS 液位低限 5 1#气化器DCS 水位检测 DCS DCS DCS DCS 一次仪表 仪表 名称 铂热 电阻 铂热 电阻 温度 开关 液位 开关 规格信号类型 型号 PT100 电阻信号 PT100 电阻信号 防爆 等级 dIIBT4或以上 dIIBT4或以上 dIIBT4或以上 dIIBT4或以上 安装 部位 1#气化器本体 1#气化器本体 1#气化器本体 1#气化器本体 供货方 天津 奥利达 天津 奥利达 天津 奥利达 天津 奥利达 2#气化器水温 2#气化器7 出口气温 2#气化器8 水温低限 2#气化器9 液位低限 6 10 2#气化器DCS 水位检测 DCS DCS DCS DCS 3#气化器水温 3#气化器12 出口气温 3#气化器13 水温低限 3#气化器14 液位低限 11 15

3#气化器DCS 水位检测 201开关信号 系列 703开关信号 系列 4-20mA 磁翻板电流 dIIBT4EM26 水位计 (DC24V或以上 供电) 铂热 dIIBT4PT100 电阻信号 电阻 或以上 铂热 dIIBT4PT100 电阻信号 电阻 或以上 温度 201dIIBT4开关信号 开关 系列 或以上 液位 703dIIBT4开关信号 开关 系列 或以上 4-20mA 磁翻板电流 dIIBT4EM26 水位计 (DC24V或以上 供电) 铂热 dIIBT4PT100 电阻信号 电阻 或以上 铂热 dIIBT4PT100 电阻信号 电阻 或以上 温度 201dIIBT4开关信号 开关 系列 或以上 温度 703dIIBT4开关信号 开关 系列 或以上 4-20mA 磁翻板电流 dIIBT4EM26 水位计 (DC24V或以上 供电) 1#气化天津 器本体 奥利达 2#气化器本体 2#气化器本体 2#气化器本体 2#气化器本体 天津 奥利达 天津 奥利达 天津 奥利达 天津 奥利达 2#气化天津 器本体 奥利达 3#气化器本体 3#气化器本体 3#气化器本体 3#气化器本体 天津 奥利达 天津 奥利达 天津 奥利达 天津 奥利达 3#气化天津 器本体 奥利达 仪表IO清单

序位号 号 1 用途 仪表名称 铂热电阻 铂热电阻 温度开关 液位开关 磁翻板水位计 铂热电阻 铂热电阻 温度开关 液位开关 磁翻板水位计 铂热电阻 铂热电阻 温度开关 温度开关 磁翻板水位计 仪表量程 PT100 PT100 低限70℃ AI 电阻信号(三线制) 电阻信号(三线制) 进入DCS信号 AO DI DO 开关信号 开关信号 开关信号 开关信号 开关信号 开关信号 供电 1#气化器 水温检测 1#气化器 2 出口气温检测 1#气化器 3 水温低限检测 1#气化器 4 液位高限检测 5 6 1#气化器 水位检测 2#气化器 水温检测 2#气化器 7 出口气温检测 2#气化器 8 水温低限检测 2#气化器 9 液位高限检测 10 11 2#气化器 水位检测 4-20mA0~500mm (DC24V 供电) 电阻信号PT100 (三线制) 电阻信号PT100 (三线制) 低限70℃ 3#气化器 水温检测 3#气化器 12 出口气温检测 3#气化器 13 水温低限检测 3#气化器 14 液位高限检测 15

3#气化器 水位检测 4-20mA0~500mm (DC24V 供电) 电阻信号PT100 (三线制) 电阻信号PT100 (三线制) 低限70℃ 0~500mm 4-20mA(DC24V 供电) 报警和联锁保护一览表

序仪表报警点号 位号 编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

用 途 1#气化器液氨液位 高限报警联锁 1#气化器出气温度 低限报警联锁 1#气化器水温低限 报警联锁(温度开关) 1#气化器水温低限 报警联锁(铂热电阻) 1#气化器水温 高限报警联锁 1#气化器水温 低限报警联锁 2#气化器液氨液位 高限报警联锁 2#气化器出气温度 低限报警联锁 2#气化器水温低限 报警联锁(温度开关) 2#气化器水温低限 报警联锁(铂热电阻) 2#气化器水温 高限报警联锁 2#气化器水温 低限报警联锁 3#气化器液氨液位 高限报警联锁 3#气化器出气温度 低限报警联锁 3#气化器水温低限 报警联锁(温度开关) 3#气化器水温低限 报警联锁(铂热电阻) 3#气化器水温高限 报警联锁 3#气化器水温低限 报警联锁 报警限 H L L L H L H L L L H L H L L L H L 功用 报警 给定 报警灯 备注 DCS DCS DCS DCS DCS DCS DCS DCS DCS DCS DCS DCS DCS DCS DCS DCS DCS DCS S、A 开关量 S、A S、A S、A S、A S、A 41℃ 70℃ 70℃ 90℃ 440mm S、A 开关量 S、A S、A S、A S、A S、A 41℃ 70℃ 70℃ 90℃ 440mm S、A 开关量 S、A S、A S、A S、A S、A 41℃ 70℃ 70℃ 90℃ 440mm 单台气化器控制逻辑图

输入 设备仪表位号 用途 联锁 原因 动作时触点 状态 闭合 A 逻辑功能 输出 联锁位号或时 设备 动作名称 状态 用备途 注 气化器液氨液液位高位(液位限 开关) 气化器水温检测(温度开关) 气化器水温检测(铂热电阻) 温度低限(设定值:70℃) 温度低限(设定值:70℃) 闭合 A ≥1 闭合 A 气化器液氨 接点进口 闭合 切断阀(甲方自备) 切断液氨进液 气化器出气温度检测(铂热电阻) 气化器水温检测(铂热电阻) 气化器水位 检测(磁翻板水位计) 温度低限(设定值:41℃) 闭合 A 温度高限(设定值:90℃) 闭合 A 水位低限(设定值:440mm) ≥1 闭合 A 注:此图为单台气化器逻辑图,共有3台气化器。

切断气化器电电加 加 接点热器 电闭合 接触器 源(甲方热自备) 器供电

本文来源:https://www.bwwdw.com/article/62l3.html

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