SCR煙氣脫硝工程氨區(qū)系統(tǒng)的調(diào)試研究

1、SCR煙氣脫硝工程氨區(qū)系統(tǒng)的調(diào)試研究王興隆（山東電力建設(shè)第二工程公司，濟南工業(yè)北路297號，250100）摘要：由于在國內(nèi)SCR煙氣脫硝工程不是很多,所以SCR煙氣脫硝工程的調(diào)試能借鑒的經(jīng)驗幾乎沒有, SCR煙氣脫硝工程的調(diào)試在國內(nèi)是一個新的課題, 本文筆者重點總結(jié)了甘肅蘭州某330MW機組煙氣脫硝工程氨區(qū)系統(tǒng)的調(diào)試經(jīng)驗, 詳細介紹了SCR 煙氣脫硝工程氨區(qū)系統(tǒng)的調(diào)試過程及SCR 煙氣脫硝工程原理, 分析了氨區(qū)系統(tǒng)調(diào)試需要注意的問題，希望能為大家以后的脫硝施工有所幫助。關(guān)鍵詞：SCR煙氣脫硝工程 氨區(qū)系統(tǒng)調(diào)試 脫硝工程原理 1、引言我國是世界上最大的煤炭生產(chǎn)和消費國，原煤占能源消費總量的比例高

2、達70%左右，用于發(fā)電的煤炭約占煤炭總產(chǎn)量的40%。我國現(xiàn)有火電機組設(shè)備總體技術(shù)水平落后，性能與世界先進水平相比有較大差距，發(fā)電煤耗高；能源利用率低，進一步加劇了煤炭燃燒造成的氣體排放及環(huán)境污染。因此以煤為主要能源的清潔煤發(fā)電技術(shù)在我國的推廣具有重大的現(xiàn)實意義。我國煤燃燒所釋放的SO2占全國總排放量的87%，NOx占67%，粉塵占60%，CO2占7l%，造成了嚴重的環(huán)境污染和生態(tài)破壞，所以常規(guī)煤燃燒設(shè)備的污染問題一直是我國環(huán)境污染治理的重點。為控制燃煤電廠NOx 的排放,國家環(huán)保總局在2003 年12 月發(fā)布了進一步修訂的GB 13223 - 2003火電廠大氣污染物排放標準。該標準規(guī)定,不同

3、時段的火電廠實行NOx 最高允許排放濃度。從2004年7月開始,對NOx 的排放征收0.60 元/ kg 的排污費?；谏鲜鰞牲c,今后將會有更多的電廠采取一些降低NOx 排放的措施,以達到國家的排放標準,同時減少NOx 的排污費。SCR煙氣脫硝工程是近幾年國內(nèi)燃煤發(fā)電廠開始上的新項目，目前國內(nèi)電廠氣脫硝工程也主要以SCR 脫硝為主。 由于在國內(nèi)SCR煙氣脫硝工程不是很多,所以SCR煙氣脫硝工程的調(diào)試能借鑒的經(jīng)驗幾乎沒有, SCR煙氣脫硝工程的調(diào)試在國內(nèi)是一個新的課題, 本文筆者重點總結(jié)了甘肅蘭州某330 MW 機組煙氣脫硝工程氨區(qū)系統(tǒng)的調(diào)試經(jīng)驗, 詳細介紹SCR 煙氣脫硝工程氨區(qū)系統(tǒng)的調(diào)試過程

4、, 分析了氨區(qū)系統(tǒng)調(diào)試需要注意的問題。SCR煙氣脫硝工程的調(diào)試分為氨區(qū)系統(tǒng)的調(diào)試和SCR反應(yīng)系統(tǒng)的調(diào)試,本文重點介紹SCR 煙氣脫硝工程氨區(qū)系統(tǒng)的調(diào)試, 氨區(qū)系統(tǒng)的調(diào)試又分為液氨存儲及卸料系統(tǒng)的調(diào)試和液氨蒸發(fā)系統(tǒng)的調(diào)試。2、SCR煙氣脫硝工程簡要介紹選擇性催化還原法（SCR）脫硝技術(shù)是指在催化劑的作用下，還原劑（液氨）與煙氣中的氮氧化物反應(yīng)生成無害的氮和水，從而去除煙氣中的NOx。 選擇性是指還原劑NH3和煙氣中的NOx發(fā)生還原反應(yīng)，而不與煙氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)?；瘜W反應(yīng)原理4NO + 4N H3 + O2 4N2 + 6 H2 O SCRCatalystNOxNOxNOxNH3NH3NH3N2

5、N2N2H2OH2OH2O凈煙氣原煙氣NH36NO2 + 8N H3 7N2 + 12 H2 O 脫硝反應(yīng)過程示例圖SCR工藝流程：還原劑 (氨) 用罐裝卡車運輸，以液體形態(tài)儲存于氨罐中；液態(tài)氨在注入SCR 系統(tǒng)煙氣之前經(jīng)由蒸發(fā)器蒸發(fā)氣化；氣化的氨和稀釋空氣混合，通過噴氨格柵噴入SCR反應(yīng)器上游的煙氣中；充分混合后的還原劑和煙氣在SCR反應(yīng)器中催化劑的作用下發(fā)生反應(yīng)，去除NOx。鍋爐負載信號省煤器混合器液氨蒸發(fā)槽液氨儲槽液氨緩沖槽氮氧化物監(jiān)視器煙囪脫硫FIC空預器電除塵鍋爐脫硝DeNOx稀釋風機送風機FDFSCR工藝流程圖3、氨區(qū)設(shè)備簡要介紹(以甘肅蘭州某330 MW 機組煙氣脫硝工程為例)液

6、氨用罐裝卡車運輸，以液體形態(tài)儲存于氨儲罐中；液態(tài)氨在注入SCR系統(tǒng)煙氣之前經(jīng)由蒸發(fā)器蒸發(fā)氣化，并經(jīng)過緩沖罐穩(wěn)壓后供應(yīng)反應(yīng)器脫硝使用，這部分工作都是在氨儲存制備供應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)完成的。氨區(qū)設(shè)備主要由卸料壓縮機、液氨儲罐、液氨蒸發(fā)槽、氨氣緩沖槽及氨輸送管道等，并備有氮氣吹掃系統(tǒng)。3.1 卸料壓縮機設(shè)計兩套卸料壓縮機，一用一備。卸料壓縮機抽取液氨儲罐中的氨氣，經(jīng)壓縮后將槽車的液氨推擠入液氨儲罐中。在選擇壓縮機排氣量時，考慮液氨儲罐內(nèi)液氨的飽和氣壓，液氨卸車流量，液氨管道阻力及卸氨時氣候溫度等。3.2 液氨儲罐儲罐的總?cè)萘吭O(shè)計應(yīng)能滿足2臺鍋爐BMCR工況、在設(shè)計條件下、每天運行20小時、連續(xù)運行10天的消耗

7、量。采用2臺液氨儲罐。儲罐上安裝有流量閥、逆止閥、緊急關(guān)斷閥和安全閥等，并裝有溫度計、壓力表、液位計、液位變送器等。儲槽有防太陽輻射的遮陽蓋，四周安裝有工業(yè)水噴淋管線及噴嘴，當儲罐本體溫度過高時，自動啟動淋水裝置降溫。儲罐排風孔經(jīng)密閉系統(tǒng)通到稀釋槽，對氨氣進行吸收以降低氨氣味的發(fā)散。3.3 液氨蒸發(fā)槽設(shè)計2套液氨蒸發(fā)槽，液氨蒸發(fā)槽按在BMCR工況下2×100容量設(shè)計。液氨蒸發(fā)所需要的熱量采用蒸汽加熱來提供熱量。蒸發(fā)槽上裝有壓力控制閥將氨氣壓力控制在一定范圍，當出口壓力過高時，切斷液氨進料。在氨氣出口管線上裝有溫度測量裝置，當溫度過低時切斷液氨，使氨氣至緩沖槽維持適當溫度及壓力。蒸發(fā)槽

8、也裝有安全閥，以防止設(shè)備壓力異常過高。3.4 氨氣緩沖槽與液氨蒸發(fā)槽相對應(yīng)，設(shè)計2套氨氣緩沖槽，與液氨蒸發(fā)槽組成2套制氨系統(tǒng)。每一套組成一個單元為兩臺鍋爐供氨，供氨系統(tǒng)一運一備。從蒸發(fā)槽來的氨氣進入氨氣緩沖槽，通過調(diào)壓閥減壓到一定壓力，再通過氨氣輸送管線送到鍋爐側(cè)的脫硝系統(tǒng)。氨氣緩沖槽能為SCR系統(tǒng)穩(wěn)定供氨氣，且能避免蒸發(fā)槽操作不穩(wěn)定所帶來的影響。每套緩沖槽也設(shè)置有安全閥保護。3.5氨氣稀釋槽氨區(qū)設(shè)置一個氨氣稀釋槽，設(shè)有槽頂淋水和槽側(cè)進水，水槽液位由滿溢流管控制。液氨儲存及供應(yīng)系統(tǒng)各處排出的氨氣由管線匯集，從稀釋槽底部進入，通過分散管將氨氣分散引入稀釋槽水中，利用大量水來吸收安全閥排放的氨氣。

9、槽頂通風管出口的最大氨濃度小于2µL/L，以避免氨氣味的發(fā)散。3.6廢水池和泵在氨制備區(qū)設(shè)有排水系統(tǒng)，使液氨儲存和供應(yīng)系統(tǒng)的氨排放管路為一個封閉系統(tǒng)，氨氣被稀釋槽內(nèi)的水吸收后排放至廢水池，再經(jīng)由廢水泵送到酸堿池去中和。4、 氨區(qū)系統(tǒng)的調(diào)試4.1液氨存儲及卸料系統(tǒng)的調(diào)試卸料壓縮機的試運把卸料壓縮機的進口管路和出口管路對空，檢查卸料壓縮機具備啟動條件后，就地啟動卸料壓縮機進行8小時試運，試運其間詳細記錄卸料壓縮機的振動、溫度等參數(shù)。在卸料壓縮機試運結(jié)束后，聯(lián)合熱工人員對卸料壓縮機的遠方信號進行聯(lián)調(diào)。水壓試驗.1氨儲罐、蒸發(fā)槽、緩沖槽單體設(shè)備因設(shè)備廠家出廠前做過水壓試驗，此次不在進行，只對

10、管線、閥門等進行水壓試驗，根據(jù)國家標準相關(guān)規(guī)定，試驗壓力為設(shè)計壓力的1.5倍。.2利用水壓試驗的機會往液氨罐充水時,對液氨罐的液位進行實際校驗,確保液位指示正確，報警指示正確無誤。4.1.3系統(tǒng)管路的吹掃試壓結(jié)束后，排盡試壓余水。用儀用氣源加入液氨儲罐內(nèi)，壓力加至0.6MPa,吹掃時應(yīng)連續(xù)補壓。吹掃必須用大氣量連續(xù)吹掃,反復吹除,直到吹除口無黑點為至。吹掃工作要按程序分段進行吹除，由于程序比較復達，具體在這不再介紹。系統(tǒng)的嚴密性試驗 氣密性試驗先用儀用氣源加壓，后用壓縮機加壓2.16MPa。氣密性試驗加壓分西個階段進行，分為0.1MPa，0.5MPa，1.0MPa，2.16MPa。檢查方法用濃

11、肥皂水涂刷各密封點和焊點，無氣泡冒出。加壓至2.16MPa后，保壓24小時，前2小時壓力下降要小于0.03MPa，后22小時壓力下降要小于0.02MPa為合格。氣密性試驗必須得到有關(guān)部門認可。氣密性試驗結(jié)束后，放盡系統(tǒng)內(nèi)的壓力。廢水泵的試運廢水泵的試運與普通泵的試運一樣，在這就不再介紹。卸料前置換氣體無水氨和空氣混合濃度在16%25%（V/V），容易發(fā)生爆炸，因此在卸氨前要對卸氨管路和存儲罐進行置換。置換方法可采用抽真空法。卸氨操作利用卸料壓縮機，把液氨卸進存儲罐，卸料原理主要如下：用卸料壓縮機提高槽車內(nèi)壓力，使槽車內(nèi)壓力高于存儲罐壓力，利用壓差將槽車內(nèi)的液氨壓入存儲罐。存儲罐之間液氨置換利用

12、卸料壓縮機，可以把液氨從一個存儲罐倒換至另外一個存儲罐，這個主要用于存儲罐有緊急情況把液氨轉(zhuǎn)移至另一個存儲罐時使用。噴淋系統(tǒng)的試驗模擬液氨存儲罐壓力高或者溫度高或者任何一個氨氣泄露檢測裝置到達報警上限，液氨存儲系統(tǒng)的噴淋水應(yīng)該能自動打開。4.2液氨蒸發(fā)系統(tǒng)調(diào)試稀釋風機的調(diào)試 就地啟動稀釋風機進行8小時試運，試運其間詳細記錄稀釋風機的振動、溫度等參數(shù),在稀釋風機試運結(jié)束后，聯(lián)合熱工人員對稀釋風機的遠方信號進行聯(lián)調(diào)。系統(tǒng)管路的吹掃和存儲罐的清洗用儀用氣源對氨管路進行吹掃，反復吹除,直到吹除口無黑點為至。往液氨蒸發(fā)槽充水,對液氨蒸發(fā)槽的液位計進行實際校驗,確保液位正確,報警指示正確無誤。系統(tǒng)的嚴密性

13、試驗用壓縮機加壓至2.16MPa，用濃肥皂水涂刷各密封點和焊點，無氣泡冒出為止。液氨蒸發(fā)系統(tǒng)的操作液氨是靠自身的壓力從存儲罐輸送到液氨蒸發(fā)槽，液氨在蒸發(fā)槽中被蒸汽加熱成氣氨進入到氨氣緩沖槽內(nèi)。液氨蒸發(fā)及噴射系統(tǒng)管路進氨前利用氮氣置換空氣。氨系統(tǒng)在首次通入氨氣或者檢修后再次通入氨氣前，需要通入氮氣置換液氨蒸發(fā)槽、氨氣緩沖槽及管道內(nèi)的空氣。包括液氨存儲罐至液氨蒸發(fā)槽管道的充氮氣置換，氨氣緩沖槽入口管道的充氮氣置換，氨氣緩沖槽出口管道的充氮氣置換，氨/空氣混合氣入口充氮氣置換，由于比較復達，具體置換步驟不再詳說。經(jīng)過蒸發(fā)槽的蒸發(fā)及噴射操作步驟及氨氣供給的正常中斷順序因不同的脫硝設(shè)計而不同，在這不再詳

14、說。噴淋系統(tǒng)的試驗模擬液氨蒸發(fā)區(qū)域的任何一個氨氣泄露檢測裝置到達報警上限，液氨存儲系統(tǒng)的噴淋水應(yīng)該能自動打開。5、氨區(qū)調(diào)試過程中應(yīng)注意的問題 氨區(qū)調(diào)試需要注意以下幾方面的問題5.1由于氨是一種親水化合物, 因此氨區(qū)設(shè)備管道進行水壓試驗時, 要確保系統(tǒng)中的水能夠徹底排干凈, 對不能排干凈水的設(shè)備, 考慮不參與水壓試驗,為保證水能夠徹底排干凈, 系統(tǒng)中的水排放結(jié)束后, 再用壓縮空氣把系統(tǒng)中殘留的水吹掃干凈。5.2由于氨氣和空氣混合后的體積分數(shù)為16 %25 %時易引燃爆炸, 所以首次進氨前必須按照要求把系統(tǒng)中的空氣利用氮氣置換到氧的體積分數(shù)為1 %2 %; 進氨時先通入氣態(tài)氨氣, 檢查系統(tǒng)無泄漏后

15、再啟動卸料壓縮機通入液氨。卸氨結(jié)束后按照要求把相關(guān)卸氨管道利用氮氣吹掃干凈。5.3由于氨是一種危險的有腐蝕性的化學品,因此調(diào)試人員在調(diào)試過程中要充分認識氨氣和液氨的特性, 熟悉接觸到氨后的相關(guān)事故搶救辦法。另外現(xiàn)場調(diào)試必須配備必要的防護用品及便攜式的氨氣泄漏檢測儀。5.4氨區(qū)管道焊接一定要嚴格按照要求進行, 對DN50以下的管道全部采用氬弧焊接方式，管徑DN 50以上的管道，全部采用氬弧焊打底電焊蓋面工藝。5.5安裝結(jié)束后需對管線進行水壓試驗，切不可對壓縮機組進行水壓試驗，壓縮機內(nèi)絕對不允許進水。水壓試驗后，還應(yīng)對新裝管線、閥門及壓縮機進行氣密性試驗，檢查有無泄漏，合格后排空再以氮氣對壓縮機及新安裝的管線進行置換，