SCR系統(tǒng)及氨區(qū)調(diào)試工法

SCR系統(tǒng)及氨區(qū)調(diào)試工法1前言為了適應(yīng)越來越嚴格的環(huán)保要求，現(xiàn)代燃煤電站鍋爐都配備有煙氣脫硝系統(tǒng)，多為選擇性催化還原（SelectiveCatalyticReduction-SCR）脫硝方案。當(dāng)前快速發(fā)展的社會經(jīng)濟與環(huán)境保護的矛盾日益尖銳，而火力發(fā)電污染物的排放占據(jù)很大因素。煙氣中的氮氧化物直接危害人體健康，在空氣中的含量達到200ppm可使人瞬間死亡；氧化二氮是溫室氣體，會破壞臭氧層，引發(fā)溫室效應(yīng)；還參與形成光化學(xué)煙霧，形成酸雨。因此必須采取必要的手段來降低污染物的排放，達到國家行業(yè)環(huán)保標準，減輕對人體健康、社會生產(chǎn)、生態(tài)環(huán)境的危害。SCR脫硝反應(yīng)系統(tǒng)以氨氣作還原劑，而氨氣是由液氨蒸發(fā)制得。液氨在GB12268-1990《危險化學(xué)品》名錄規(guī)定為危險品；在GB536-1988《液體無水氨》中6.1條指出液氨是強腐蝕性有毒物質(zhì)；在GB18218-2000《重大危險源辨識》中把氨歸為有毒物質(zhì)。因此杜絕氨泄漏是脫硝系統(tǒng)調(diào)試、運行中最重要的問題，本工法是中國電建集團河南工程公司在近幾年的工程積累的調(diào)試經(jīng)驗總結(jié)出來的一套全面、完整的施工工法，保證系統(tǒng)工藝的安全性和可靠性。2工法特點2.1系統(tǒng)充氮氣置換，保證氣密性并使氨與空氣隔絕。2.2通過DSC聯(lián)鎖邏輯實現(xiàn)卸氨，供氨的自動化控制，出現(xiàn)緊急情況快速隔離反應(yīng)系統(tǒng)。2.3采用CEMS在線監(jiān)測系統(tǒng)，準確測量出反應(yīng)區(qū)進出口氮氧化物濃度，氧量，氨逃逸，差壓等參數(shù)，直觀的反應(yīng)脫硝效果。2.4調(diào)整/摩爾比，來達到最佳脫硝效率。3適用范圍本工法適用于電站，供熱鍋爐SCR方案煙氣脫硝工程。4工藝原理4.1液氨進入蒸發(fā)器蒸發(fā)制備反應(yīng)所需的氨氣。4.2反應(yīng)區(qū)在催化劑作用下主要發(fā)生以下反應(yīng)：4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O6NO2+8NH3→7N2+12H2O來實現(xiàn)氮氧化物向無污染的氮氣的轉(zhuǎn)化，達到脫硝的目的。5施工工藝流程及操作要點5.1施工工藝流程：CEMS系統(tǒng)投用反應(yīng)區(qū)兩側(cè)邏輯保護試驗及聲波吹灰順控稀釋風(fēng)機試運兩側(cè)氨氣及稀釋風(fēng)快關(guān)閥、氨氣調(diào)節(jié)閥傳動反應(yīng)區(qū)試運氨區(qū)注氨氮氣置換系統(tǒng)打氣壓進行嚴密性試驗DCS邏輯保護試驗及卸氨供氨順控卸氨壓縮機及氨泵試運氨罐氣相液相和消防噴淋電動閥、蒸發(fā)器，緩沖罐蒸汽調(diào)節(jié)閥傳動反應(yīng)區(qū)氨氣流量、母管壓力、混合器前后風(fēng)壓和溫度校驗氨區(qū)蒸發(fā)器，氨罐溫度、壓力、料位、CEMS系統(tǒng)投用反應(yīng)區(qū)兩側(cè)邏輯保護試驗及聲波吹灰順控稀釋風(fēng)機試運兩側(cè)氨氣及稀釋風(fēng)快關(guān)閥、氨氣調(diào)節(jié)閥傳動反應(yīng)區(qū)試運氨區(qū)注氨氮氣置換系統(tǒng)打氣壓進行嚴密性試驗DCS邏輯保護試驗及卸氨供氨順控卸氨壓縮機及氨泵試運氨罐氣相液相和消防噴淋電動閥、蒸發(fā)器，緩沖罐蒸汽調(diào)節(jié)閥傳動反應(yīng)區(qū)氨氣流量、母管壓力、混合器前后風(fēng)壓和溫度校驗氨區(qū)蒸發(fā)器，氨罐溫度、壓力、料位、氨泄漏等各測點校驗脫硝系統(tǒng)72+24脫硝系統(tǒng)72+24小時整套試運5.2操作要點5.2.1系統(tǒng)流程如下圖5.2.1-15.2.1-15.2.2調(diào)試應(yīng)具備的條件5.2.2.1土建安裝應(yīng)具備的條件（1）脫硝氨區(qū)土建施工工作均已完成，應(yīng)有的防腐設(shè)備施工完畢，所有地溝蓋板應(yīng)鋪蓋完畢并齊全平整。（2）氨區(qū)廢水池施工結(jié)束，滿足排水需要。（3）脫硝系統(tǒng)所有的設(shè)備、管道、閥門、泵安裝完畢；系統(tǒng)檢查、襯膠設(shè)備的電火花檢驗合格、脫硝氨區(qū)罐體、管道沖洗、壓力試驗均合格。（4）脫硝系統(tǒng)閥門就地、遠操啟閉靈活，反饋信號正確，嚴密性合格；閥門的KKS編碼懸掛正確無誤，所有手動門開關(guān)靈活無泄漏。系統(tǒng)在線各類儀表應(yīng)安裝完畢，系統(tǒng)吹掃后可以投入運行，各溫度、壓力、流量、液位、氨泄漏等測點顯示準確。（5）脫硝系統(tǒng)內(nèi)的各轉(zhuǎn)動機械如卸氨壓縮機、氨泵、稀釋風(fēng)機等單體試運結(jié)束，可在遠方就地靈活啟停，經(jīng)監(jiān)理驗收簽證，可投入運行。（6）蒸汽加熱、消防水、工藝水、廢水管道已通，可正常投用。5.2.2.2生產(chǎn)管理應(yīng)具備的條件調(diào)試現(xiàn)場應(yīng)具備化學(xué)分析條件，并配有操作人員和分析人員。參加試運的值班人員需經(jīng)過上崗培訓(xùn)，并服從調(diào)試人員的安排?；瘜W(xué)分析儀器、藥品、運行規(guī)程、檢驗分析記錄報表齊全。脫硝系統(tǒng)各種設(shè)備、閥門應(yīng)懸掛標識牌。5.2.3調(diào)試步驟5.2.3.1聯(lián)鎖保護試驗由熱工專業(yè)工程師對系統(tǒng)內(nèi)控制邏輯按照磨煤機廠家要求進行校驗和檢查，組織建設(shè)單位、監(jiān)理單位、廠家、調(diào)試單位參與脫硝系統(tǒng)聯(lián)鎖保護定值的討論和設(shè)定。在熱工信號及聯(lián)鎖保護傳動試驗合格后，組織熱工專業(yè)工程師、運行工程師和調(diào)試監(jiān)理進行聯(lián)合檢查試驗，并做好檢查記錄。主要保護如下：氨區(qū)消防噴淋閥自動打開條件：氨罐表面溫度大于40℃；氨罐壓力大于1.8Mpa任一氨泄漏監(jiān)測大于35ppm。SCR保護條件：MFT動作；氨氣母管壓力小于0.2Mpa；稀釋風(fēng)機全停；氨泄漏監(jiān)測大于35ppm。SCR動作結(jié)果：關(guān)閉氨氣母管快關(guān)閥；把氨/空氣混合器A/B入口氨氣流量調(diào)節(jié)閥設(shè)置為0%并投手動位置；關(guān)閉氨/空氣混合器A/B入口氨氣快關(guān)閥。5.2.3.2系統(tǒng)管道嚴密性試驗壓縮空氣管道采用氣壓強度試驗，試驗壓力1Mpa，升壓要緩慢，首先升至0.5Mpa，進行檢查，如無泄漏及異?，F(xiàn)象，繼續(xù)按0.1Mpa逐級升壓，直到1Mpa（約設(shè)計壓力的1.25倍）。每一級穩(wěn)壓3min，達到試驗壓力后穩(wěn)壓5min，用濃肥皂水涂刷各密封點和焊縫，以無泄漏、目測無變形為合格。SCR區(qū)其他管道采用氣壓強度試驗，試驗壓力0.8Mpa，升壓要緩慢，首先升至0.5Mpa，進行檢查，如無泄漏及異常現(xiàn)象，繼續(xù)按0.1Mpa逐級升壓，直到0.8Mpa（約設(shè)計壓力的1.25倍）。每一級穩(wěn)壓3min，達到試驗壓力后穩(wěn)壓5min，用濃肥皂水涂刷各密封點和焊縫，以無泄漏、目測無變形為合格。蒸汽管道壓縮空氣采用氣壓或水壓強度試驗，試驗壓力2.8Mpa，升壓要緩慢，首先升至0.5Mpa，進行檢查，如無泄漏及異?，F(xiàn)象，繼續(xù)按0.5Mpa逐級升壓，直到2.8Mpa（約設(shè)計壓力的1.25倍）。每一級穩(wěn)壓3min，達到試驗壓力后穩(wěn)壓5min，用濃肥皂水涂刷各密封點和焊縫，以無泄漏、目測無變形為合格。5.2.3.3氮氣置換以下管道需要進行氮氣置換：液氨儲罐，鶴管液相至氨儲罐液相管線，氨儲罐氣相至壓縮機入口管線，壓縮機出口至鶴管氣相管線，氨儲罐至蒸發(fā)器管線，蒸發(fā)器至氨氣緩沖罐管線，氨氣緩沖罐，氨氣緩沖罐至爐前SCR反應(yīng)器管線。置換步驟如下：用氮氣車或15Mpa氮瓶對系統(tǒng)以0.02Mpa/min進行加壓至2.16Mpa，用濃肥皂泡水涂刷各密封點，法蘭，焊口，無氣泡冒出。加至2.5MPa后，保壓24小時，前2小時壓力下降0.03MPa，后22小時下降0.02MPa，結(jié)果合格。在注氨之前打開排空手動門，泄壓至0.1Mpa，關(guān)閉排空門，用便攜式氧量表測試含氧量小于2%即為合格，若含氧量大于2%，重復(fù)用氮氣加壓至0.5Mpa再泄壓，直到測得氧量小于2%。如圖5.2.3.3-1：5.2.3.4卸氨操作卸氨前要進行以下操作：（1）確認槽車和設(shè)備已接地；（2）金屬軟管可靠地連接到槽車上；（3）向稀釋罐中注滿水，并保持溢流；（4）廢水池排水泵投入自動。液氨卸載啟動：開流體裝卸臂至液氨儲罐開關(guān)閥；開液氨儲罐至氨卸料壓縮機開關(guān)閥；槽車內(nèi)壓力接近液氨儲罐壓力時，啟動氨卸料壓縮機，如圖5.2.3.4-1：5.2.3.4-1卸氨壓縮機液氨卸載停止：停止氨卸料壓縮機；關(guān)流體裝卸臂至液氨儲罐開關(guān)閥；關(guān)液氨儲罐至氨卸料壓縮機開關(guān)閥。5.2.3.5氨供應(yīng)系統(tǒng)氨供應(yīng)系統(tǒng)的啟動：向蒸發(fā)器中注滿除鹽水，打開氨罐出口至蒸發(fā)器開關(guān)閥，把蒸發(fā)器入口氨調(diào)節(jié)閥開至10%，將蒸發(fā)器入口蒸汽調(diào)節(jié)閥設(shè)置為手動，調(diào)節(jié)開度至60%并打開疏水手動門，等待蒸發(fā)器溫度至60±5℃且蒸發(fā)器氨液位未報警，若報警則聯(lián)鎖關(guān)閉蒸發(fā)器入口氨調(diào)節(jié)閥，設(shè)置蒸汽調(diào)節(jié)閥為自動，自動溫度設(shè)定為60℃，再打開蒸發(fā)器出口開關(guān)閥，設(shè)置氨蒸發(fā)器入口調(diào)節(jié)閥為自動，自動壓力設(shè)定為0.2Mpa，等待氨蒸發(fā)器出口氨氣溫度達到40℃且緩沖罐壓力至0.4～0.6Mpa，開氨緩沖罐出口開關(guān)閥向SCR反應(yīng)區(qū)供氨。氨供應(yīng)系統(tǒng)的停止：蒸發(fā)器入口氨調(diào)節(jié)閥設(shè)為手動并調(diào)至0%，蒸發(fā)器入口蒸汽調(diào)節(jié)閥設(shè)為手動并調(diào)至0%，關(guān)緩沖罐進出口開關(guān)閥。5.2.3.6脫硝SCR反應(yīng)區(qū)投運啟動任一一臺稀釋風(fēng)機，打開兩側(cè)噴氨格柵所有手動門，從稀釋風(fēng)進風(fēng)方向到末端閥門開度一次從100%～50%左右，使每個格柵的氨氣流量均勻，風(fēng)機出口風(fēng)壓保持在4.3Kpa,如圖5.2.3.6-1和5.2.3.6-2打開氨氣母管快關(guān)閥，開兩側(cè)氨氣快關(guān)閥后逐漸調(diào)節(jié)氨氣調(diào)節(jié)閥至氨/空氣體積比小于5%且氨逃逸小于3ppm，監(jiān)測CEMS系統(tǒng)各個參數(shù)：反應(yīng)器進出口氮氧化物濃度、反應(yīng)器進出口差壓、氨逃逸、含氧量。若如果在噴氨過程中氨逃逸＞3ppm，或者反應(yīng)器出口氮氧化物濃度含量無變化或者明顯不準時，停止噴氨，找出問題并處理完之后才能繼續(xù)。系統(tǒng)投入正常，達到脫硝效率大于80%后投用聲波吹灰器如圖5.2.3.6-3，穩(wěn)定后投入聲波吹灰順控。脫硝效果如圖5.2.3.6-4:圖5.2.3.6-1稀釋風(fēng)機運行圖5.2.3.6-2噴氨格柵圖5.2.3.6-3投入聲波吹灰器圖5.2.3.6-46材料與設(shè)備主要設(shè)備見表6-1主要設(shè)備表6-1序號設(shè)備名稱型號單位數(shù)量備注1便攜式測振表VM-63套1測轉(zhuǎn)動機械振動2紅外線測溫儀MX2支1測量與校核溫度3便攜式氧量表KP830套1氮氣置換后氧量4便攜式氨氣檢測儀KP810套1測量與校核氨濃度氨氣檢測儀如圖6-1：圖6-17質(zhì)量控制7.1質(zhì)量管理措施（1）脫硝調(diào)試施工前編制相應(yīng)的施工方案，制定詳細的質(zhì)量監(jiān)督檢查點；（2）建立質(zhì)量管理網(wǎng)絡(luò)，落實各級人員責(zé)任；（3）對參加試運的人員進行詳細的質(zhì)量技術(shù)交底，提高管理技術(shù)人員、試運人員的質(zhì)量意識，增強各級人員的責(zé)任感；（4）調(diào)試過程中做好相應(yīng)的試運記錄；（5）調(diào)試過程中對發(fā)現(xiàn)的問題及時分析、溝通、解決，確保調(diào)試質(zhì)量的可控性；（6）嚴格按照廠家及設(shè)計圖紙、設(shè)計要求和規(guī)程規(guī)范的質(zhì)量要求組織試運。7.2質(zhì)量控制標準（1）工程質(zhì)量應(yīng)符合《火力發(fā)電建設(shè)工程機組調(diào)試質(zhì)量驗收及評價規(guī)程》（5-DLT5295-2013）等系列標準的規(guī)定。（2）邏輯聯(lián)鎖保護，順控準確無誤，并經(jīng)實際消校驗；（3）所有測點準確，可靠以便運行人員監(jiān)視，及時發(fā)現(xiàn)問題；（4）所有電動調(diào)節(jié)閥，開關(guān)閥和啟動調(diào)節(jié)閥，開關(guān)閥，指令，反饋信號準確，操作靈活；（5）管道各手動門法蘭，焊口，堵板經(jīng)氣密性試驗嚴密不漏；（6）操作人員經(jīng)培訓(xùn)后上崗，操作無誤；（7）所有條件具備后方可開始試運。8安全措施（1）參加調(diào)試的所有人員應(yīng)按《電力建設(shè)安全工作規(guī)程》有關(guān)規(guī)定的要求操作，防止有害物品的傷害；調(diào)試現(xiàn)場拉設(shè)安全警戒區(qū)域，派專人監(jiān)護；并在調(diào)試前完成安全技術(shù)交底；（2）設(shè)備操作人員必須熟悉設(shè)備運行規(guī)程，并經(jīng)過技術(shù)培訓(xùn)和考核；（3）電氣設(shè)備應(yīng)保證有良好的接地，電纜接線均采用防爆管；（4）消防器材安裝到位并處于備用狀態(tài)，氣密型化學(xué)防護服，防毒面具，正壓式呼吸器等緊急防護用品在備用狀態(tài)；（5）現(xiàn)場所有手動門兩側(cè)法蘭用防靜電跨接線接通，并在氨區(qū)顯著位置安裝防爆人體靜電消除球；（6）氨區(qū)避雷針可正常投入使用；（7）系統(tǒng)安裝的所有設(shè)備材料必須滿足存儲液氨的需要，開關(guān)手動門時用銅制扳手，防止產(chǎn)生火花；（8）嚴禁帶火種進入現(xiàn)場，嚴禁明火作業(yè)；（9）氨區(qū)門口懸掛“禁止穿化纖衣服”“禁止煙火”“重點防火部位”等標識如圖8-1所示；（10）工作人員處理氨氣泄漏問題時需穿戴好個人保護用品，不參加泄漏問題處理的無關(guān)人員必須遠離氨氣泄漏的地方，而且必須在站在上風(fēng)方向；如果工作人員皮膚接觸氨氣，應(yīng)立即除去受污染的衣物，用大量的清水沖洗皮膚或用3%的硼酸溶液沖洗；如果是工作人員眼睛受到氨氣的傷害，則必須立即翻開上下眼瞼，用流動的清水或生理鹽水沖洗至少20分鐘，并送醫(yī)院急救；（11）調(diào)試過程中若發(fā)生設(shè)備損壞、人身傷亡等情況時，應(yīng)立即停止調(diào)試工作，分析查明原因，提出解決方案，經(jīng)試運指揮部批準后方可繼續(xù)進行調(diào)試。圖8-19環(huán)保措施系統(tǒng)中所有法蘭，焊口嚴密不漏，防止氨泄漏；稀釋罐及工藝水投用，保證系統(tǒng)中排出的氨氣被溶于水后排到廢水池；消防水投入可用，一旦氨泄漏報警，自動噴淋裝置打開，避免直接排入空氣對人體和環(huán)境產(chǎn)生危害；按照環(huán)保要求在施工現(xiàn)場建立專用的垃圾堆放點，施工廢料有專人回收，避免污染環(huán)境。10效益分析氨區(qū)和S