SCR脱硝反应区运行规程Word文件下载.docx
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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层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70%—100%烟气量条件下脱硝效率不小于85%。
氨进入反应器本体后在催化剂的催化作用下烟气中的NOx与氨进行氧化还原反应,生成N2和水烟气系统主要包括:
反应器本体、烟道、膨胀节、导流板及整流器等。
来自锅炉省煤器出口的烟气,经脱硝装置导流板、整流器、喷氨格栅、整流器等设备,进入催化剂层催化反应,经过两层催化剂洗涤的烟气进入下级设备空预器和除尘器。
SCR反应器本体是SCR烟气脱硝技术中最关键的系统,指未经脱硝的烟气与NH3混合后通过安装催化剂的区域产生反应的区间。
SCR反应器本体内装有催化剂,当混合好的烟气与催化剂接触,达到脱硝的目的。
SCR反应器本体包括:
配套的法兰;
反应器流场优化装置;
进气和排空罩;
反应器罩上的隔板;
整流装置;
催化剂层的支撑(包括预留层);
催化剂层的密封装置;
催化剂吊装和处理所需的装置;
在线分析监测系统等。
催化剂层设置为三层,两用一备。
每个催化剂层布置2个蒸汽吹灰器,预留层留有接口。
脱硝还原剂氨气(本工程采用液氨蒸发工艺)被稀释风机稀释到5%浓度以下,从喷氨格栅进入烟道,通过导流板、烟气混合器使氨气与高温烟气充分混合,在经过导流板、静态整流器,使混合了氨气的高温烟气均匀的通过2层催化剂层,使烟气中的氮氧化物与氨气发生催化还原反应。
催化剂保证在不高于420℃的烟温范围内,入口NOX650mg/Nm3,设计煤种,锅炉负荷50%~100%BMCR下,在催化剂层发生催化还原反应,脱硝效率不小于85%。
按照设备功能布置不同,催化还原系统由氨/空气混合系统、喷氨系统组成。
3.1主要系统
3.1.1氨/空气混合系统
空气回路:
为两台稀释风机,一用一备,单台风机出口通过气动阀汇集到单侧的氨/空气混合器,然后分别喷入到各侧的SCR喷射器。
在SCR-DCS控制回路设置任一侧运行的稀释风机跳闸,备用风机自动投入运行。
氨气回路:
来自氨区的氨气经过操作平台上布置的气动关断阀,氨气流量调节阀,进入氨/空气混合器。
项目名称
单位
技术规范
稀释风机
—风机型号
台
KBM—25
—型式
离心风机
—数量
2
—设计流量
Nm3/h
2000m3/h
—全压
Pa
8000Pa
—电机
XMC—10
·
额定功率
KW
10kW
额定电压
KV
380
3.1.2喷氨系统
氨喷射系统主要指喷氨格栅,喷氨格栅中母管的数量,布置的位置均先采用流体力学计算软件模拟,以达到最佳的NH3/NOx混合比。
本工程布置一层格栅,格栅上有喷嘴,氨/空气混合气体通过喷嘴喷入烟道内与烟气混合。
每台炉有4支喷枪,并且安装时注意喷嘴顺烟气流向安装,每台炉设一个氨/空气混合器。
3.1.3蒸汽吹灰器
每台反应器每层催化剂布置2台蒸汽吹灰器,共4台。
每层催化剂的上方设置可伸缩耙式吹灰器。
预留层留有接口,使用介质为蒸汽。
3.2主要技术指标
序号
指标项目
单位
参数指标
1
保证脱硫效率
%
>85
保证NOX排放浓度
mg/Nm3
<100
3
氨空比
§
1.6
4
脱硝系统总阻力
≤900Pa(两层)
5
入口NOX
<650
6
烟气中自由水分
%Wt
<3.5
7
SCR脱硝装置负荷适应范围
70~100
8
烟气中烟尘
g/Nm3
50
9
除雾器出口液滴含量
75
10
CaCO3(90%纯度)
t/h
3.6(6台炉)
11
工艺水(规定水质)
m3/h
85(6台炉)
12
氨含量
99.6
13
残留物含量
0.4
14
氨逃逸
ppm
≤3
15
SO2/SO3转化率
≤1
16
烟气温度范围
℃
320—410
4、工艺系统及设备选型介绍
SCR反应器本体内装有催化剂,当混合好的烟气与,达到脱硝的目的。
主要设备规范:
规格说明
数量
备注
烟道
材质:
Q345,总壁厚:
6mm,腐蚀余量:
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
灰尘积累的附加而荷载3kN/m2
SCR反应器
总壁厚:
6mm;
腐蚀余S:
:
0.5mm;
Q345;
设计压力:
9800Pa(瞬时抗压);
运行温度=389;
最大允许温度=400;
烟气流速:
3.9m/s;
保温厚度:
160mm;
烟气阻力:
480Pa。
12X13.61X12.6
氨喷射系统
型式:
分区混合型,喷嘴数量:
45/套,管道材质:
20钢。
套
催化剂
蜂窝式,层数:
2+1,活性温度范围:
300—43CTC,节距:
7.6mm,基材:
Ti02+V205活性物质:
V-Mo-W,体积:
475.11m3,重量:
390t烟气流速:
7m/s,寿命:
16000ho
层
2+1
吹灰器
型号:
耙式吹灰器,工质:
过热蒸汽。
6/每层
每层催化剂的上方
5.基本化学反应方程式
吸收塔内主要反应如下:
4N0+4NH3+02—4N2+6H20
6N0+4NH3—5N2+6H206N02+8NH3—7N2+12H20
2N02+4NH3+02—3N2+66H20
6.岗位职责与范围
6.1岗位设置
6.1.1湿法脱硫主操2名
6.1.2湿法脱硫副操2名
6.1.3除尘、脱硝主操1名
6.1.4除尘、脱硝副操1名
6.1.5湿法脱硫综合楼巡检操作工2名
6.1.6半干法脱硫主操1名
6.1.7半干法脱硫副操1名
6.1.8专职副班长1名
上述岗位每班次合计定员11人,4个运行班组合计44人。
6.2岗位职责
6.2.1专职副班长岗位
全权负责湿法脱硫岗位运行工艺调整监控、相关设备故障以及工艺波动的处理、当班#1—#6炉除尘、脱硝相关系统设备的故障处理、#4—#6炉脱硫的运行监控以及#7炉脱硫设施运行的故障排除以及非正常运行工况的调整。
6.2.3#1—#6炉除尘、脱硝主操岗位
除尘、脱硝主操岗位日后从事主要工作包括:
#1—#6炉除尘器的运行监控以及相关除尘器压差的控制;
气力输灰、水力输灰系统的控制;
压缩空气系统的压力监控;
#1—#3炉SCR脱硝系统的喷氨流量控制;
混合分配器的控制;
各级空预器出入口压差控制;
各级吹灰器的启停控制;
催化剂反应温度的控制以及蒸汽吹灰减温减压器的控制;
氨逃逸监视与控制;
#4—#6炉SNCR脱硝装置的流量调节控制;
氨逃逸监视与控制等工作。
负责下达工艺调整指令由副操完成。
出现工艺异常的情况下,能够准确、及时分析判断故障点,并联系相关维护部门予以解决,做好协调沟通工作。
运行时出现各类问题及时汇报本班班长以及值长。
6.2.4#1—#6炉除尘、脱硝副操岗位
除尘、脱硝副操岗位日后从事主要工作包括:
#1—#6炉除尘器日常运行的喷吹系统故障排除操作;
气力输送、水力输送装置的启停、巡检操作;
#1—#6炉共计12台引风机的巡检操作;
#1—#3炉SCR脱硝静态混合分配器的启停、巡检操作;
#4—#6炉SNCR脱硝系统的巡检、操作等工作。
认真完成落实主操下达的操作指令,对于6台路除尘设备、气力输送设备以及SCR脱硝设备的运行状态能够及时准确的掌握。
相关设备切换以及运行详实记录于台账。
保证除尘、脱硝系统设备的安全运行。
7.开停车步骤与运行调整
7.1常规启动前的检查和准备
SCR系统启动前的检查与准备工作应注意下列事项:
7.1.1常规条件检查确认
7.1.1.1所有调节阀(用于调节NH3流量、蒸汽流量等),应开关灵活、可靠、有效;
7.1.1.2各表计投运正常;
7.1.1.3检查氨气、仪表空气、吹扫空气、稀释空气、生活水、吹灰蒸汽等压力正常;
7.1.1.4确认各自动监测装置己正常投入;
7.1.2系统条件检查确认
7.1.2.1确认锅炉己处于正常运行状态;
7.1.2.2确认脱硝装置烟气流通正常;
7.1.2.3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;
7.1.2.4确认机组负荷≥40%;
7.1.2.5确认脱硝反应器进口烟气温度正常(310°
C≤T≤400°
C);
7.1.2.6联系燃运值班员,锅炉SCR系统需投运,作好向SCR区供氨准备。
7.1SCR系统的常规启动
在SCR投入前锅炉已经在正常稳定的运行下。
在满足了脱硝装置投入条件下,联系值长申请脱硝装置投入,在得到许可后,方可操作。
。
脱硝装置投入前还应把反应器的进出口压差记录下来,作为以后判断催化剂是否积灰的对比参数。
及时投入SCR的蒸汽吹灰器,防止可燃物沉积在催化剂的表面上。
在反应器正常通烟满足了脱硝装置投入后,就可以准备对注氨系统进行操作,启动氨空气混合系统、喷氨系统向原烟气注入稀释后的氨气。
7.1.1SCR系统的氨气注入
7.1.1.1确认反应器喷氨格栅手动阀在打开位置,非运行人员严禁操作;
7.1.1.2如果脱硝反应器入口的烟气温度满足喷氨条件,持续10min以上,则可以向系统注氨;
7.1.1.3启动稀释风机,风压、流量稳定后,投入稀释风机连锁;
7.1.1.4打开反应器氨气母管隔离手动阀;
7.1.1.5打开氨气缓冲罐出口至SCR气动开关阀,把氨气供应至注氨流量控制阀前,同时观察反应器侧的氨气管道压力应与氨站缓冲罐压力接近(0.38-0.6MPa);
7.1.1.6再次检查确认以下条件是否全满足:
脱硝反应器入口的烟气温度满足≥310℃,且持续10min以上;
反应器出口的氮氧化物分析仪、氨气分析仪、氧量分析仪已经工作正常,CRT上显示数据准确;
两台稀释风机正常运行,风机出口风压正常。
7.1.1.7上述条件满足后,打开反应器氨气开关阀;
7.1.1.8手动打开调节阀前后隔离阀,关闭旁路隔离阀,在CRT缓慢调节两个反应器各自的氨气流量控制调节阀,先进行试喷氨试验,当调节阀打开后,要确认氨气流量计能够准确的测量出氨气流量。
否则,要暂停喷氨,把氨气流量计处理好后再继续喷氨。
首次喷氨时,脱硝效率暂时控制在30~50%。
7.1.1.9根据SCR出口氮氧化物的浓度及氨气浓度,缓慢的逐渐开大注氨流量控制阀,控制NOx的脱除率在30~50%。
如果在喷氨过程中,氨气分析仪的浓度>
3ppm,或者反应器出口NOx含量无变化或者明显不准时,就需要暂停喷氨,解决问题后,才能继续喷氨。
7.1.1.10脱硝效率稳定在30~50%,全面检查各个系统,特别是反应器系统,在反应器出口手测氮氧化物浓度,比较每一个手工测孔的稳定数值,应基本一致,否则适当调整各个喷氨格栅手动节流阀,使每个喷氨格栅的氨气流量均匀。
检查氮氧化物分析仪、氨气分析仪及氧量计分析仪,确保烟气分析仪都工作正常,如果测量不准,联系厂家处理,最好能够用标准气体对仪器进行标定。
检查氨气制备系统,确保氨气制备正常,参数控制稳定,能够稳定的制备出足够的氨气。
7.1.1.11在全面检查各个脱硝的系统均工作正常后,可以继续手动缓慢开大注氨流量控制调节阀,使脱硝效率达到88%.
7.1.1.12在脱硝效率达到88%后,停止继续增大注氨流量,稳定运行2小时后,手动缓慢关小注氨流量控制阀,把脱硝效率降低至50%,然后联系热工检查氨气流量控制阀的控制逻辑,如果条件具备,把控制阀投入自动控制。
然后增加或者减少反应器出口的NOx浓度的控制目标,观察控制阀的自动控制是否正常,热工优化氨气流量控制阀的自动控制参数,使氨气流量控制阀自动控制灵活好用,满足脱硝控制要求。
7.2脱硝系统整套启动运行后的监控调整
7.2.1脱硝系统运行温度
烟气中如果不含有硫的情况下,催化剂的正常运行温度是315~407℃。
温度低的条件下,催化剂的活化性能降低,但低温一般发生在低的锅炉负荷情况下,此时将不会降低脱硝效率。
由于烟气中含有硫,因此脱硝系统的运行温度就会受各方面因素的影响。
其中主要受烟气中三氧化硫含量的影响。
由于三氧化硫和氨气反应会生成硫酸氢铵,硫酸氢铵的沉积容易引起催化剂的失活,同时硫酸氢铵也容易粘结在空预器的换热片上,造成预热器堵塞。
因此脱硝系统运行时入口处的烟气温度应高于硫酸氢铵的露点温度10℃以上。
硫酸氢铵的露点温度由氨气和三氧化硫的浓度决定,同时也受入口处的NOx的浓度及期望的脱硝效率的影响。
入口烟气温度过高,容易引起催化剂的烧结现象,烟气温度大于420℃时,将会导致催化剂的损毁。
因此在脱硝系统运行中,更加应注意的是烟气温度低的问题。
在脱硝系统运行中,要密切注意入口烟气温度的变化,且不可在烟气温度不满足时还要继续注氨。
当然,在热控控制逻辑里,已把烟气温度这一条件作为控制阀打开的必要条件。
如果入口烟气温度不符合喷氨要求,注氨速关阀将会联锁保护关闭。
7.2.2注入氨气流量的控制(即需氨量的控制)
注入氨气流量是根据设置的期望的NOx去除率、锅炉负荷、总的烟气流量、总燃料量的函数值来控制的。
其基本的控制思想是根据入口控制氮氧化物含量(该含量又是根据总的空气流量与总的燃料量来求出一个锅炉负荷,从而对应于某一负荷下的入口NOx含量)及期望的脱硝效率计算出一个氨气流量,然后再通过出口氮氧化物实际含量来修正喷氨流量,同时氨逃逸率也是一个控制因素。
如果氨逃逸率超过预先设定值,但此时SCR出口的NOx浓度没有达到设定的要求,此时,不要继续增大氨气的注入量,而应该先减少氨气注入量,把氨逃逸率降低至允许的数值(0—2ppm)后,再查找氨逃逸率高的原因,把氨逃逸率高的问题解决后,才能继续增大氨气注入量,以保持SCR出口NOx在130—160mg/m3的范围内。
7.2.3在系统喷氨后,要注意反应器出口的氨气浓度不能超过3ppm,否则,要检查喷氨是否均匀,如有可能,要测试反应器入口的烟气流场和氮氧化物分布流程,以个别的调整注氨格栅的注氨流量。
如果短时间不能解决氨气浓度超过3ppm的问题,那么,需要降低脱硝效率,减少氨气的注入量。
7.2.4运行时通过值长联系分析班检查确认反应器出口的氮氧化物分析仪、氨气分析仪、氧量分析仪工作正常,测量准确。
如有问题,需及时处理。
7.2.5检查每个反应器的喷氨格栅的氨气流量是否均匀,对流量不均匀的,通过调整节流阀,使喷氨格栅的氨气流量均匀。
7.2.6在SCR的注氨投入后,要注意监视反应器进出口压差的变化情况,如果反应器的压差增加较大,与注氨前比较增加较多,此时要注意增加催化剂的吹灰。
7.2.8在SCR的注氨投入后,锅炉运行注意监视下级设备空预器进出口压差的变化情况,要及时投运空预器的吹灰。
7.3脱硝系统的停止运行
7.3.1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;
7.3.2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;
7.3.3关闭SCR区A、B两侧喷氨流量调节阀;
7.3.4锅炉熄火后30分钟可停运稀释风机。
7.3.5SCR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
7.3.6SCR系统的长期停运(锅炉停运):
7.3.6.1在锅炉降低至最低允许喷氨温度前,负荷暂时稳定,等注氨流量控制阀关闭后再继续降负荷。
7.3.6.2关闭液氨存储罐液相出口管道气动开关阀及其手动门。
7.3.6.3继续加热蒸发器数分钟,待蒸发器出口氨气压力几乎降为零后,逐渐关闭蒸发
器入口的蒸汽控制阀门,然后关闭其手动阀;
放掉蒸发器内部的水。
7.3.6.4缓冲罐压力基本为零后,关闭至SCR气动开关阀。
7.3.6.5关闭反应器氨气开关阀,氨气流量调节阀。
7.3.6.6期间,催化剂的蒸汽吹灰器不能停止运行。
7.3.6.7在脱硝装置完全退出运行后,停运稀释风机,停止声波吹灰器运行,并进行一次灰斗卸灰顺控运行。
7.3.6.8至此,脱硝系统完全停止运行。
当然,如果液氨存储罐还存有液氨,则要按正常情况继续监视和巡视液氨存储罐的运行情况。
8.SCR脱硝系统的联锁保护
8.1SCR反应器主要参数的保护设定
设计值
保护设
计值
稀释风机流量Q
m3/h
3500每侧
<
2500
延时5秒,关闭喷氨关断阀
3000
延时1分钟,启动备用稀释风机
稀释风机跳闸
一一
—
报警同时关闭喷氨切断阀启动备用风机
反应区进口烟气温度T
°
C
384
300
关闭喷氨关断阀
〈310
低报警
c
>
400
高报警
430
反应区出口烟气温度T
310
氨流量与稀释空气体积比
氨流S与稀释空气体积比
压缩空气入口压力
MPa
0.07
氨气入口压力
0.25
反应器压差
260
报警(三层时450Pa报警)
17
吹灰蒸汽压力高
0.09-0.12
2.8
报警
18
吹灰蒸汽压力低
0.5
19
SCR出口NH3逃逸
PPm
20
反应器出口NOx
〈150
持续15分钟,发NOx过低报警
21
100
持续30秒,关闭喷氨关断阀
22
锅炉MFT
23
氨泄漏量
200
24
退出氨区,关闭氨罐至蒸发器气动阀
25
NHa流量
kg/h
109〜233
233
发氨气流量高报警
26
NH3供应温度低
-10〜48
-10
发氨气温度低报警
27
NH3供应温度高
48
发氨气温度高报警
8.2.SCR区的联锁保护
8.2.1SCR自动跳闸条件(喷氨关断阀自动关闭):
8.2.1.1锅炉MFT;
8.2.1.2SCR进口烟气温度大于430°
C或小于310°
C;
8.2.1.3氨/空气混合物氨浓度≥10%;
8.2.1.4稀释风机A、B停止运行;
8.2.1.5单侧稀释空气流量小于2500Nm3/h延时5秒。