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?。ㄉ綎|電力建設(shè)第二工程公司，濟(jì)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(diǎn)總結(jié)了甘肅蘭州某330MW機(jī)組煙氣脫硝工程氨區(qū)系統(tǒng)的調(diào)試經(jīng)驗, 詳細(xì)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(fèi)國，原煤占能源消費(fèi)總量的比例高

2、達(dá)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(jī)組設(shè)備總體技術(shù)水平落后，性能與世界先進(jìn)水平相比有較大差距，發(fā)電煤耗高；能源利用率低，進(jìn)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(yán)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(diǎn)。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(jìn)一步修訂的GB 13223 - 2003火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)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(fèi)。基于上述兩點(diǎn),今后將會有更多的電廠采取一些降低NOx 排放的措施,以達(dá)到國家的排放標(biāo)準(zhǔn),同時減少NOx 的排污費(fèi)。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(diǎn)總結(jié)了甘肅蘭州某330 MW 機(jī)組煙氣脫硝工程氨區(qū)系統(tǒng)的調(diào)試經(jīng)驗, 詳細(xì)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(diǎn)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(xué)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(yùn)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(fù)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(yù)器電除塵鍋爐脫硝DeNOx稀釋風(fēng)機(jī)送風(fēng)機(jī)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(jī)組煙氣脫硝工程為例)液

6、氨用罐裝卡車運(yùn)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(jī)、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?dú)獯祾呦到y(tǒng)。3.1 卸料壓縮機(jī)設(shè)計兩套卸料壓縮機(jī)，一用一備。卸料壓縮機(jī)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(jī)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(yùn)行20小時、連續(xù)運(yùn)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(dāng)儲罐本體溫度過高時，自動啟動淋水裝置降溫。儲罐排風(fēng)孔經(jīng)密閉系統(tǒng)通到稀釋槽，對氨氣進(jìn)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(dāng)出口壓力過高時，切斷液氨進(jìn)料。在氨氣出口管線上裝有溫度測量裝置，當(dāng)溫度過低時切斷液氨，使氨氣至緩沖槽維持適當(dāng)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(yùn)一備。從蒸發(fā)槽來的氨氣進(jìn)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(hù)。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(jìn)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(jìn)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(fēng)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(jī)的試運(yùn)把卸料壓縮機(jī)的進(jìn)口管路和出口管路對空，檢查卸料壓縮機(jī)具備啟動條件后，就地啟動卸料壓縮機(jī)進(jìn)行8小時試運(yùn)，試運(yùn)其間詳細(xì)記錄卸料壓縮機(jī)的振動、溫度等參數(shù)。在卸料壓縮機(jī)試運(yùn)結(jié)束后，聯(lián)合熱工人員對卸料壓縮機(jī)的遠(yuǎn)方信號進(jìn)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(jìn)行，只對

10、管線、閥門等進(jìn)行水壓試驗，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)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(jī)會往液氨罐充水時,對液氨罐的液位進(jìn)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(bǔ)壓。吹掃必須用大氣量連續(xù)吹掃,反復(fù)吹除,直到吹除口無黑點(diǎn)為至。吹掃工作要按程序分段進(jìn)行吹除，由于程序比較復(fù)達(dá)，具體在這不再介紹。系統(tǒng)的嚴(yán)密性試驗 氣密性試驗先用儀用氣源加壓，后用壓縮機(jī)加壓2.16MPa。氣密性試驗加壓分西個階段進(jìn)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(diǎn)和焊點(diǎn)，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(rèn)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(yùn)廢水泵的試運(yùn)與普通泵的試運(yùn)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(jìn)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(jī)，把液氨卸進(jìn)存儲罐，卸料原理主要如下：用卸料壓縮機(jī)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(jī)，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?zāi)M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(dá)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(fēng)機(jī)的調(diào)試 就地啟動稀釋風(fēng)機(jī)進(jìn)行8小時試運(yùn)，試運(yùn)其間詳細(xì)記錄稀釋風(fēng)機(jī)的振動、溫度等參數(shù),在稀釋風(fēng)機(jī)試運(yùn)結(jié)束后，聯(lián)合熱工人員對稀釋風(fēng)機(jī)的遠(yuǎn)方信號進(jìn)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(jìn)行吹掃，反復(fù)吹除,直到吹除口無黑點(diǎn)為至。往液氨蒸發(fā)槽充水,對液氨蒸發(fā)槽的液位計進(jìn)行實際校驗,確保液位正確,報警指示正確無誤。系統(tǒng)的嚴(yán)密性

13、試驗用壓縮機(jī)加壓至2.16MPa，用濃肥皂水涂刷各密封點(diǎn)和焊點(diǎn)，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(jìn)入到氨氣緩沖槽內(nèi)。液氨蒸發(fā)及噴射系統(tǒng)管路進(jìn)氨前利用氮?dú)庵脫Q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?dú)庵脫Q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?dú)庵脫Q，氨氣緩沖槽入口管道的充氮?dú)庵脫Q，氨氣緩沖槽出口管道的充氮?dú)庵脫Q，氨/空氣混合氣入口充氮?dú)庵脫Q，由于比較復(fù)達(dá)，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?zāi)M液氨蒸發(fā)區(qū)域的任何一個氨氣泄露檢測裝置到達(dá)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(jìn)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?jǐn)?shù)為16 %25 %時易引燃爆炸, 所以首次進(jìn)氨前必須按照要求把系統(tǒng)中的空氣利用氮?dú)庵脫Q到氧的體積分?jǐn)?shù)為1 %2 %; 進(jìn)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(jī)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?dú)獯祾吒蓛簟?.3由于氨是一種危險的有腐蝕性的化學(xué)品,因此調(diào)試人員在調(diào)試過程中要充分認(rèn)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(hù)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(yán)格按照要求進(jìn)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(jìn)行水壓試驗，切不可對壓縮機(jī)組進(jìn)行水壓試驗，壓縮機(jī)內(nèi)絕對不允許進(jìn)水。水壓試驗后，還應(yīng)對新裝管線、閥門及壓縮機(jī)進(jìn)行氣密性試驗，檢查有無泄漏，合格后排空再以氮?dú)鈱嚎s機(jī)及新安裝的管線進(jìn)行置換，