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第一章 SCR脱硝系统
1.
第 一 节 脱 硝 原 理 及 设 备 概 况
脱硝系统的组成
1.1 锅炉烟气脱硝装置布置在炉外,呈露天布置。采用选择性催化还原( SCR) 工艺烟气 脱硝系统, SCR反应器布置在省煤器与空预器之间的高含尘区域。
运行方式为连续运行, 系统具有很高的可靠性和可用率, 不会因为该系统的故障而导致停机。因此脱硝系统不设 置烟气旁路系统。锅炉配置 2 台 SCR反
应器,采用纯度为 99. 6%的液氨做为脱硝系统的 反应剂。采用模块化设计的蜂窝式催化剂,在设计煤种、锅炉最大工况( BMCR)、处理 100%烟气量条件下脱硝效率大于 60%。
1.2 在氨站系统,纯氨通过压缩机卸装到储罐,将液氨通过加热器进行气化, 转换成气氨 后通过自压送入 SCR系统。
2.
SCR脱硝化学原理
4N0+4NH3+02—4N2+6H0
6N0+4NH3—5N2+6H20 6N02+8NH3 —7N2+12H0 2N0+4NH3+0 2 — 3N2+66H20
3. 脱硝系统参数
项目名称 烟气量 温度 02 N2 H20
烟道入口烟尘浓度 NOx ( 以 N02计 ) 浓度
S02 浓度 检修用气
单位 Nm3/h
°C Vol% Vol% Vol% g/Nm3 mg/Nm3 Vol. ppm Nm3/h
数据 4629201
389 3. 43 74.3 8.19 33.7 500 885.6
6
项目名称 催化剂阻力损失 全部烟道阻力损失
NH3/ NOx 装置可用率
纯氨消耗量(规定品质) 工艺水耗量(规定水质) 电耗 ( 所有运行设备轴功率) 仪用气( CEMS,气动阀等)
单位 Pa Pa mol/mol
% t/h m3/h kW Nm3/h
数据
450
480
0. 62 98 0.5 0.5
139
40
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2009 - 08-10 发布 ________________________________________________________ 2009 - 08-10 4.
实施
脱硝系统设备规范
序号
项目名称
规格说明
单位
数量 备注
材质: Q345,总壁厚: 6mm,腐蚀余
1 烟道
量: 0.5mm,设计压力: j : 9800Pa ( 瞬 时抗压) , 最大允许温度: 420°C,
烟气流速≤ 15m/s
烟气阻力: 480Pa, 保温厚
度 :160mm。
个
2
灰尘积累的附加而 荷载 3kN/m2
2 器
SCR反应
总壁厚 :6mm;腐蚀余 S::0. 5mm;材质: Q345;设计压力: 9800Pa ( 瞬时抗压); 运行温度 = 389; 最大允许温度 台 = 400; 烟气流速 :3. 9m/s; 保温厚度 :160mm; 烟气阻力:480Pa。
2 12X13.61X12.6
3
氨喷射系
型式 : 分区混合型,喷嘴数量:
45/
套
2
统 套, 管道材质: 20 钢。
型式 : 蜂窝式 , 层数: 2+1, 活性温 度 范围: 300— 43CTC,节距 :7.6mm,
4
催化剂
基材 :Ti02+V205 活性物质: V-Mo-W, 体积 :475.11m3, 重量: 390t 速: 7m/s, 寿命: 16000ho
层
2+1
烟气流
6/ 每
5 吹灰器 型号 : 耙式吹灰器,工质 : 过热蒸汽。 台
层
每层催化剂的上方
第 二 节 脱 硝 系 统 的 启 动
1. 启动前的检查和准备
SCR系统启动前的检查与准备工作除按 《辅机通则》 进行外还应注意下列事项 :
1.1 常规条件检查确认
1.1.1
有效;
所有调节阀(用于调节 NH3流量、蒸汽流量等 ),应开关灵活、可靠、
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1.1.2 1.1.3 力正常 ;
各表计投运正常;
检查氨气、仪表空气、吹扫空气、稀释空气、生活水、吹灰蒸汽等压
1.1. 4 确认各自动监测装置己正常投入;
1.2 系统条件检查确认
1.2.1
确认锅炉己处于正常运行状态; 确认脱硝装置烟气流通正常;
确认 SCR进出口 NOx分析仪、 NH3分析仪及氧量分析仪已投入运行;
1.2.2
1.2.3
1.2.4 确认机组负荷≥40%; 1.2.5
确认脱硝反应器进口烟气温度正常(
310°C≤T≤400°C);
1.2.6 联系燃运值班员,锅炉 SCR系统需投运,作好向 SCR区供氨准备。 2. 脱硝系统的启动运行
2.1. SCR脱硝的投运
2.1.1 稀释风机的启动 ( 锅炉点火前启动)
2.1.1.1 2.1.1.2 2.1.1.3
3
检查 A、B稀释风机已送电且置远方 DCS控制;
检查 A、B稀释风机入口滤网正常,开启 A、B稀释风机出口门, 开
启 A、B 侧 SCR装置混合器入口空气隔离门;
启动 A 稀释风机,调节 A 稀释风机出口档板,使
A、B 侧进风流量
均 >3000N M/h,
将另一台稀释风机投入备用位置。 2.1.1.4 2.1.2 氨区满足 SCR装置投入条件
2.1.2.1 开启 II 期辅汽至氨区蒸发器加热用汽管道疏水门, 开启 II 期辅汽
至氨区蒸发器 加热用汽手动门,疏水完毕后关闭管道疏水门。
2.1.2.2 开启 #3 机组(目前只接在 #3 机闭式水系统, #4 机组闭式水系统待改造)闭式水 至氨区蒸发器补水手动门向氨区蒸发器补水。
2.1.2.3 通知燃运值班员投入氨区运行,并保持氨区以下参数正常:
氨储罐 A、B液位不高 :<2. 85m;
2.1.2.3.1
2.1.2.3.2 氨吸收罐液位正常:彡 0. 3m
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2.1.2.3.3 2.1.2.3.4 2.1.2.3.5
2.1.3SCR的投运
氨区蒸汽进汽压力正常 :0.1MPa-O. 3MPa 蒸发器 A 或 B 水位正常
蒸发器 A 或 B 水温正常:( 40-85°C)
2.1.3.1 联系热工人员对 CEMS系统送电,脱硝装置具备投运条件。
2.1.3.2 开启炉侧供氨母管隔离总阀、 A、B侧隔离阀及 SCR反应器氨流量调节 阀前后手动 隔离阀,关闭喷氨流量调节阀旁路门。
2.1.3.3 通知燃运值班员保持蒸发器出口供氨压力在 0.15? 0.25MPa,开 启 缓
冲 罐 出 口 供 氨手动阀,开启 A、B侧 SCR喷氨快关阀,调节喷氨流量控制阀控制喷氨流量,同时注意观 察 DCS画 面 出 口 N0X 含量变化,氨浓度及氨逃逸率等参数。
2.1.3.4 注意喷氨时应缓慢操作 , 控制 SCR出口 NOx 含量在 150? 200 mg/Nm3 范围及氨逃 逸率<3ppm。若喷氨时 SCR出口 NOx 显示值无变化或明显不准,则应联系检修处理 , 暂停喷
氨。
2. 2 SCR 区蒸汽吹灰器运行
2. 2.1 SCR吹灰器的投运(目前 #3 机组吹灰汽源为低温再热器出口, #4 机组吹灰汽源为屏 式过热器出口)
2. 2.1.1 确认空预器吹灰器停止运行;
2. 2.1.2 确认吹灰汽源手动门开启 ;
2. 2. 1.3 开启吹灰蒸汽左右侧疏水电动门;
2. 2. 1. 4 开启吹灰蒸汽至脱硝吹灰供汽电动门;
2. 2.1. 5
将吹灰蒸汽压力调节阀投入自动,设定吹灰压力 2. 2MPa;
2. 2.1. 6 在确认 SCR区吹灰蒸汽疏水温度大于 200°C后关闭脱硝吹灰疏水电动门,按程控 吹灰顺序吹灰。
2. 2. 2 SCR 吹灰投运的具体吹灰要求:
2. 2.2.1 SCR 上下吹灰分开进行,防止过载;
2. 2. 2. 2 正常情况下,每班吹灰一次;
3
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2. 2. 2. 3 反应器压差增加了 10%时,投入整套吹灰程序;
2. 2. 2. 4 SCR 吹灰器不与锅炉空预器的吹灰同时进行。
第三节 SCR脱硝系统运行维护与调整
1.SCR脱硝系统的日常运行监视: 1.1 监视有关警报指示
1.1.1 是否发出指示异常的警报(烟气温度过高、过低;氨逃逸超标;反应器前
后压差超 标;氨泄漏值高报警;反应器出口
0 2 浓度过低;稀释空气系统中风
量及氨稀释浓度异常 ; 出口 烟 道 NOx值异常;氨区供汽压力异常、氨区供汽 温度异常等等 ) ;
1.1.2 报警声光指示是否工作;
1. 1.3 报警系统是否正常。
1.2 监视有关仪表指示是否正常
1.2.1 各部分的压力(含反应器的压
差 );
1.2.2 SCR 进出口 NOx 值, 氨值, 02 值;
1.2.3
各部位烟气温度 。
1.3 监视 DCS脱硝装置各自动装置是否在自动、各设定值是否正常; 1.4 监视各化学分析装置是否正常
1.4.1 脱硝装置进、出口烟气的 NOx、亂、 02 分析计;
1.4.2 试样采集是否正常;
1.4.3 周围环境温度是否正常。
1.5 稀释空气配管
1.5.1 风门的状态是否正常 ;
1.5.2 稀释空气流量计(流体压力计)的指示是否正常;
1.5.3 管路有无异常。
1.6 稀释氨配管
1.6. 1 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;
1.6.2 管路有无异常;
1.6.3 有无氨的泄漏。
2. SCR系统运行注意事项:
4
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2.1SCR区各分配管上玻璃管流量计压差在 60? 160mmH20之间并保持相等, 否则手
动调整各 分配管上手动阀以满足要求;
2.2 当脱硝反应器压差上升超过规定的
400Pa时,应进行吹灰;
2.3 应密切监视空预器的压差并及时对空预器吹灰;
2.4 厂用气来吹扫风隔离阀必须在 “开”状态 , 以避免氨气分配管堵灰;
2.5 脱硝装置的启、停控制应严格按操作规定执行;
2.6 本 SCR装置可正常使用的最低温度,确定为能保证催化剂性能的
280°C( 启动
时 270°C),故绝不允许在 280°C以下运行,若烟气温度低于 300°C,喷氨关断阀自动关闭, SCR装置退出运行;
2.7 应严格控制氨 / 空气混合器出口氨浓度在
5%左右,以避免接近爆炸限度 ( 16%)
并保证脱 硝效果;
2.8 应密切监视 SCR反应器出口烟气的 N0X 浓度的指示值确实随氨注入量的变化而
变化;
2.9 氨气和烟气中的三氧化硫结合生成硫酸铵盐,该化合物容易黏结在空气预热器的换热 面上,造成空气预热器堵塞和换热性能下降;必须控制氨气的逃逸率,在异常情况下,出现氨气逃逸率较高时,必须降低脱硝效率,以使氨气逃逸率恢复至正常水平。
第四节 SCR脱硝系统的联锁保护
SCR反应器主要参数的保护设定
5
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保护设
设计值
计值
序号
项目名称
单位
备注
1 2
稀释风机流量 Q
3
m/ h m3/ h
<2500
3500 每侧
<3000
延时 5 秒,关闭喷氨关断阀 延时 1 分钟 , 启动备用稀释风机 报警同时关闭喷氨切断阀启动
稀释风机流量 Q
3 4 5
稀释风机跳闸
反应区进口烟气温度 T 反应区进口烟气温度 T 反应区进口烟气温度 T 反应区进口烟气温度 T 反应区出口烟气温度 T 反应区出口烟气温度 T 反应区出口烟气温度 T 反应区出口烟气温度 T
一一 °C °C °c °c °c °c °c °c
— <300 〈310 >400
备用风机 关闭喷氨关断阀
低报警
6
7
384
高报警
8
9
>430 <300 <310 >400 >430
关闭喷氨关断阀
关闭喷氨关断阀
10
11 12
低报警
384
高报警
关闭喷氨关断阀
氨流量与稀释空气体积
%
>8 高报警
比
13
氨流 S与稀释空气体积
% MPa MPa Pa
>10 0. 07 0. 25 300
延时 5 秒,关闭喷氨关断阀
低报警 高报警
报警(三层时 450 Pa 报警)
报警
14 15
比
氧气入口压力 氨气入口压力 反应器压差
16 17
260
吹灰蒸汽压力高
18
19
MPa MPa PPm
3
吹灰蒸汽压力低 SCR出口 NH3 逃逸 反应器出口 NOx 反应器出口 NOx
0. 09-0. 12
2.8 0.5 3 〈150 <100
报警 报警
持续 15 分钟,发 NOx过低报警
20
21 22 23 24
mg/Nm mg/Nm
3
持续 30 秒,关闭喷氨关断阀
关闭喷氨关断阀
锅炉 MFT
氨泄漏量 氨泄漏量 NHa流量 NH3 供应温度低
ppm
ppm
200 300
高报警
26
27
25
kg/h
°C
109? 233
233
退出氨区,关闭氨罐至蒸发器气
动阀
发氨气流量高报警
发氨气温度低报警
-10 48
NH3 供应温度高
°C
-10 ? 48
发氨气温度高报警
6
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2.SCR区的联锁保护
2.1SCR自动跳闸条件(喷氨关断阀自动关闭):
2.1.1
锅炉 MFT;
2.1.2 SCR 进口烟气温度大于 430°C或小于 310°C; 2.1.3 氨/ 空气混合物氨浓度彡 10%;
2.1.4 2.1.6
稀释风机 A、B 停止运行;
3
2.1.5 单侧稀释空气流量小于 2500Nm/h 延时 5 秒。
反应器出口 NOx 浓度 < 100 mg/Nm3,
超过 30 秒
2.2SCR跳闸后联锁动作:
2.2.1 SCR1 或者 SCR2跳闸后 :
2.2.1.1 联锁关混合器 A 喷氨关断阀;
2.2.1.2 联锁关混合器 B 喷氨关断阀;
2.2.1.3 联锁关闭混合器 A 氨气流量调阀,并切手动;
2.2.1.4 联锁关闭混合器 B 氨气流量调阀,并切手动。
第 五 节 脱 硝 系 统 的 停 止 运 行
1. SCR 装置的停运
1.1 通知燃运值班员脱硝需停运; 退出氨区设备运行, 关闭氨缓冲罐出口至
SCR供氨手动门;
1.2 确认 SCR区的氨气浓度逐渐降低至零后关闭 SCR区喷氨关断阀 A、B;
6
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1.3 关闭 SCR区 A、B两侧喷氣流量调节阀;
1.4 锅炉熄火后 30 分钟可停运稀释风机。
1.5 SCR装置停运后,若机组未停运,则必须保持稀释风机运行,并定
期进行脱硝区域的吹灰。
第 六 节 脱 硝 系 统 故 障 及 处 理
序 号
1
故障现象 故障原因 处理对策
通知燃运对氨区进行检查,
脱 硝 效 率 1、供氨 fi 不足 尽快恢复 供氨
2、反应器出口 NOx 浓度 1. 检查出口的氨浓度
3、催化剂恶化
4、稀释氨注入分布异常 5、 NOx/02 分析仪的 N0X
取样品催化剂送专业单位分析 检查注氨喷嘴的堵塞情况
1 检查仪用气压力
喷 氨 关 断
2
1、仪用气压力低 2、氨稀释浓度高
检查仪用气管路压力
检查稀释空气流量是否下降
1 检查设备的出力
阀 反复跳
3、出力指令下降
1. 氨区有泄漏,应及时关闭隔离阀,
1、管道破裂或焊缝泄漏
并 联系处理,以防事故扩大。
3
系统漏氨
2、法兰接头漏
2. 若无法隔离时,应手动开启工业水
3、阀门盘根损坏
进 水喷洒,并开启至稀释槽的排放
阀,
7
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