平湖热电脱硝系统运行规程.docx
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平湖热电脱硝系统运行规程
平湖热电厂2×220t/h（1台待建）与2×130t/h
循环流化床锅炉脱硝工程
运行规程（初版）
编制：
审核：
批准：
浙江百能科技有限公司
PyneoCo.,Ltd.
2012年11月
一、概述
平湖热电有限公司现有2×130t/h、1×220t/h循环流化床锅炉，根据2011年发的《GB13223-2011火电厂大气污染物排放国家标准》和相关环保政策，NOx排放浓度必须小于100mg/Nm3。
平湖热电有限公司将对现有机组进行脱硝，将NOx排放浓度降低到满足国家标准。
1.1脱硝系统工艺原理
选择性非催化还原技术是用NH3为还原剂喷入炉内与NOx进行选择性反应，不用催化剂，因此必须在高温区加入还原剂。
还原剂喷入炉膛温度为850～950℃的区域，该还原剂迅速热分解成NH3并与烟气中的NOx进行SNCR反应生成N2，该方法是以炉内为反应器。
研究发现，在炉膛850～950℃这一温度范围内，在无催化剂作用下，NH3作为还原剂可选择性地还原烟气中的NOx，基本上不与烟气中的O2作用。
在850～950℃范围内，NH3还原NOx的主要反应为：
4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O
不同还原剂有不同的反应温度范围，此温度范围称为温度窗。
NH3的反应最佳温度区为850～950℃。
当反应温度过高时，由于氨的分解会使NOx还原率降低，另一方面，反应温度过低时，氨逃逸增加，也会使NOx还原率降低。
NH3是高挥发性和有毒物质，氨的逃逸会造成新的环境污染。
1.2脱硝系统工艺流程
SNCR系统主要由氨水加注、存储系统、氨水溶液输送系统、稀释水系统、炉前喷射等系统组成。
1.2.1氨水卸料、存储系统
通过槽车将氨水由外界运输到厂送至氨水存放点储存。
氨水通过氨水卸料泵打到氨水储罐储存待用。
主要设备说明：
1）氨水储罐
1个，用来储存20%氨水，体积为115m3左右，以满足3台炉BMCR工况下不少于5天需求量，采用不锈钢材料制造。
2）氨水卸料泵
氨水卸料泵1台，流量Q=30m3/h，扬程20m，采用离心泵，配套电机3kw。
1.2.2氨水输送系统
氨水输送泵将储罐中的氨水打至炉前与工艺水混合稀释为5%~10%的氨水后，输送至炉前喷射系统喷入炉膛烟气中进行脱硝反应。
主要设备说明：
1）氨水输送泵
1#~2#锅炉氨水输送泵3台（2用1备、变频计量泵），流量Q=252L/h，扬程H=1.8MPa，电机功率0.55kW。
3#锅炉氨水输送泵2台（1用1备、变频计量泵），流量Q=408L/h，扬程H=1.6MPa，电机功率0.55kW，其中备用泵也作为4#炉今后的备用泵。
2）静态混合器
将20%氨水通过和工艺水混合，稀释为5%~10%的氨水，每台炉设计1台静态混合器。
1.2.3稀释水系统
工艺水从主厂房接入稀释水箱，通过稀释水泵打入静态混合器中，将20%的氨水稀释为5%~10%的氨水溶液。
主要设备说明：
1）稀释水箱
1个，用来储存工艺水，体积为5m3，以满足3台炉B-MCR工况下不少于2小时需求量，采用不锈钢材料制造。
2）稀释水泵
稀释水泵共5台（3用2备、变频计量泵），其中1#与2#炉两用一备，3#炉一用一备，流量Q=754L/h，扬程H=1.4MPa，电机功率1.5kW。
1.2.4炉前喷射系统
本工程所有喷枪布置在旋风分离器的入口，每个旋风分离器入口布置2根喷枪，两个旋风分离器入口共布置4根喷枪。
调节氨水输送泵和稀释水泵的运行频率，可以控制喷枪的压力从而进行流量调节，每台炉的喷枪入口设有就地压力表。
喷枪上的氨水进口和冷却风进口为快速接头连接，通过金属软管与氨水溶液管路、冷却风管路连接，冷却风来自主体工程一次风管道。
主要设备说明：
短喷枪
流量Q=180kg/h。
应用于1#、2#和3#锅炉，共12支。
1.2.5SNCR脱硝的电气及控制系统
本项目脱硝SNCR控制系统的自动监测与控制设置单独DCS系统，实现对系统的顺序自动启停，运行参数自动检测和储存，并对关键参数实行自动调节，使脱硝系统实现自动控制。
为保证烟气脱硝设备的安全经济的运行，将设置完整的热工测量、自动调节、控制、保护及热工信号报警装置。
DCS系统主要功能包括：
数据采集处理、模拟量控制、顺序控制、显示、报警等。
控制系统在正常工作时，每隔一个时间段记录系统运行工况数据，包括热工实时运行参数、设备运行状况等。
整个脱硝系统在就地设置有控制箱、按钮盒，方便现场检修、调试时使用。
的硝过程氨逃逸的影响规律。
e________________________________________________________________________________________________SNCR脱硝系统主要控制策略
通过锅炉尾部烟道的NOx作为反馈值，与设定的NOx值进行PID比较运算，控制喷入炉内氨水量，同时相应调整稀释水的流量，使得氨水量+稀释水量=喷枪喷射量保持恒定，使得NOx浓度≤100mg/Nm3，氨逃逸浓度≤8mg/Nm3。
同时，系统将锅炉负荷的信号引入作为前馈运算。
1.3脱硝系统设计参数
1锅炉设计参数
项目
参数
备注
1
锅炉类型
循环流化床锅炉
2
锅炉蒸发量
t/h
2×130
220
4
锅炉数量
3台
5
烟气量（最大）
175000Nm3/h（过量空气系数1.4时）
130t/h锅炉
250000Nm3/h（过量空气系数1.4时）
220t/h锅炉
6
分离器进口温度
850℃~900℃
7
N0X初始排放浓度
300mg/Nm3
标干、6%O2
2物料消耗
设计工况试验投运物料量见下表：
两台130t/h锅炉SNCR系统主要设计参数
序号
项目
单位
数据
备注
1
NOx排放量
mg/Nm3
≤100
初始浓度≤300
2
20%氨水耗量
L/h
310
设计用量
3
稀释水耗（除盐水）
L/h
925
4
枪前雾化风压力
Pa
4000
5
枪前氨水压力
MPa
0.2-0.3
单台220t/h锅炉SNCR系统主要设计参数
序号
项目
单位
数据
备注
1
NOx排放量
mg/Nm3
≤100
初始浓度≤300
2
20%氨水耗量
L/h
220
设计用量
3
稀释水耗（除盐水）
L/h
675
4
枪前雾化风压力
Pa
4000
5
枪前氨水压力
MPa
0.2-0.3
1.4脱硝系统主要设备/参数
项目
单位
数值
备注
1
2
3
4
5
6
7
氨水加注泵
型号
台数
流量
扬程
额定功率
额定电压
额定转速
台
m3/h
m
kW
V
r/min
CR20-3
1
30
20
4
380
2900
有效扬程
1
2
3
4
5
6
7
8
#1、#2炉氨水输送泵
型号
台数
流量
扬程
额定功率
额定电压
额定转速
行程次数
台
m3/h
Bar
kW
V
r/min
spm
567-S-N3
3
252
18
0.55
380
2900
120
2用1备
（302@60Hz）
1
2
3
4
5
6
7
8
#3炉氨水输送泵
型号
台数
流量
扬程
额定功率
额定电压
额定转速
行程次数
台
m3/h
Bar
kW
V
r/min
spm
635-N3
3
408
16
0.55
380
2900
97
1
2
3
4
5
6
7
8
稀释水输送泵
型号
台数
流量
扬程
额定功率
额定电压
额定转速
行程次数
台
m3/h
Bar
kW
V
r/min
spm
647-N3
5
754
14
1.5
380
2900
120
3用2备
1
2
3
4
氨水储罐
数量
容积
工作压力
直径
个
m3
MPa
m
1
115
常压
4.8
1
2
3
4
稀释水罐
数量
容积
工作压力
直径
个
m3
MPa
m
1
5
常压
1.9
1
2
3
喷枪
数量
流量
压力
支
L/h
MPa
180
0.15~0.5
每台炉4支
单只枪
二、脱硝系统操作说明
2.1氨水卸车操作说明
1、运送氨水的汽车槽车到达现场后，必须服从站台卸车人员的指挥，汽车押运员只负责车上软管的连接，不准操作卸车站台的设备、阀门和其它部件；电厂操作人员负责管道的连接和阀门的开关操作。
2、卸料导管与氨水罐进料管的联接要牢固，氨水加注泵前阀门开启，泵后阀门应逐渐开启，若有泄漏，消除后才能恢复卸料。
3、氨水加注泵启动前和启动后1分钟内需要进行放气。
4、氨水卸料速度禁止太快，如罐内液位低于400mm，氨泵后阀门卸先开启约1/3开度，液位升至400mm后，逐渐全开启阀门。
5、氨水卸料时，押运员、罐区卸车人员不得擅自离开操作岗位，驾驶员必须离开驾驶室。
6、卸料快要结束时，泵出口阀门开度逐渐关小，使入料管满管直至氨水卸料完毕。
7、罐车卸料完毕后，关闭紧急切断阀，停止卸氨泵，用冲洗水冲洗管路。
8、卸料的设备管线应定期进行检查，并可靠连接。
9、卸料场所应符合有关防火、防爆规定的要求。
10、出现雷雨天气，附近有明火、易燃、有毒介质泄漏及其它不安全因素时，禁止装卸料作业。
11、汽车罐车装卸料时，应按指定位置停车，发动机熄火，并采取有效制动措施；装卸过程中严禁启动车辆。
12、卸料完毕后、槽车应立即离开卸车通道。
13、温度过高，可以打开氨水储罐的喷淋系统，对氨水储罐进行喷淋降温。
14、氨区发生危险时，应及时打开水喷淋系统，喷水稀释泄漏的氨水。
及时报告值班长，并与相关岗位联系。
15、运行人员必须经常注意检查各储罐液面计等仪表是否处于正常状态，及时联系检修处理，保证各种仪表始终处于正常状态。
16、严禁在未作可靠措施前在存储氨的管道、容器外壁进行焊接、气割作业。
2.2脱硝系统的启动
2.2.1公用系统的启动
公用系统的启动包括氨水卸料、存储系统，稀释水系统的启动。
2.2.1.1氨水卸料、存储系统
氨水卸料前准备工作
●确认到厂氨水罐车的吨位。
●氨水罐车快速接头已连接好卸氨管道。
●氨水储罐液位低于高液位，并有足够卸氨空间。
●氨水储罐的各阀门正常，管道密闭无外漏，氨水储罐排放阀关闭。
氨水卸料
●打开氨水卸料管道手动阀门，确认冲洗水阀和排放阀在关闭状态。
●开启氨水加注泵，将氨水加注至氨水储罐。
2.2.1.2稀释水系统
稀释水箱注水前准备工作
●观察进水压力表，确认进水压力足够。
●DCS操作画面中，稀释水电动开关阀和稀释水罐液位计处于连锁状态。
稀释水箱注水
●DCS操作画面中，稀释水根据设定液位高度自动开关电动开关阀。
2.2.2炉前喷射系统启动
输送系统准备工作
●确认氨水储罐液位>500mm。
●确认稀释水箱液位>300mm。
●确认雾化风压力变送器>7000Pa（一直保持开启）。
●打开氨水输送管路阀门。
●打开稀释水输送管路阀门。
●确认氨水输送管路冲洗水、排放水阀门，氨水输送备用泵管路阀门，稀释水备用泵管路阀门在关闭状态。
输送系统的启动
●启动各炉稀释水泵，延时3min。
●启动各炉氨水输送泵。
●启动结束。
2.2.3排放系统的启动
氨水的冲洗、排放管路，以及排水沟系统，仅在设备检修时启动。
●打开氨水管路的冲洗水阀门，组合各阀门的开、关冲洗管路。
●冲洗完毕后，关闭冲洗水阀门，打开排放阀门，液体排放至排水沟。
2.3脱硝系统的停止
2.3.1公用系统的停止
氨水卸料的停止
●氨水罐车输送氨水完毕后，手动停止卸氨泵。
稀释水系统的停止
●稀释水罐液位>1700mm（可设定）。
●DCS操作画面中，关闭电动开关阀（自动）。
2.3.2炉前喷射系统的停止
●停止氨水输送泵。
●氨水泵停止后，延时2min，停止稀释水泵。
●关闭氨水母管手动球阀。
2.3.3排放系统的停止
●关闭氨水、稀释水管路的排放阀门。
2.3.4脱硝系统停止的注意事项
●在稀释水泵、氨水输送泵停运后，雾化风管路阀门保持打开状态，喷枪应保持通雾化风；若是短时停运脱硝系统，稀释水、氨水输送管路阀门可以保持打开状态。
2.4炉前喷射系统事故停机
各炉前喷射系统在发生如下状况之一，均事故停机（即停运氨水输送泵和稀释水泵）
+雾化风压力变送器<5000Pa。
+氨水输送泵故障信号。
+稀释水泵故障信号。
2.5脱硝系统运行手动控制方法
2.5.1氨水流量、稀释水流量控制
2.5.1.1主要仪表
NOX浓度、NH3浓度分析仪CEMS。
氨水输送管路流量计。
稀释水管路流量计。
2.5.1.2控制方法
根据机组负荷、NOX浓度、NH3浓度分析仪CEMS测量的NOx的出口浓度、氨逃逸浓度数值，手动调节氨水输送泵变频器频率，以调节氨水输送泵流量，使得NOx浓度<100mg/Nm3，氨逃逸浓度<8mg/Nm3。
在调节氨水输送泵流量的同时调节稀释水输送泵变频器，以调节稀释水泵输送流量，使得氨水输送泵流量+稀释水泵流量=喷枪流量（可设定）×4保持恒定。
2.6脱硝系统运行自动控制方法
2.6.1氨水流量、稀释水流量控制
2.6.1.1主要仪表
NOX浓度、NH3浓度分析仪CEMS。
氨水输送泵流量计。
稀释水泵流量计。
2.6.1.2控制方法
通过锅炉尾部烟道的NOx作为反馈值，与设定的NOx值进行PID比较运算，控制喷入炉内氨水量，同时相应调整稀释水的流量，使得氨水量+稀释水量=喷枪喷射量保持恒定，使得NOx浓度≤100mg/Nm3，氨逃逸浓度≤8mg/Nm3。
同时，系统将锅炉负荷的信号引入作为前馈运算。
系统运行时，只需在氨水泵操作界面内设定NOx目标值（一般建议设定在85mg/Nm3），在单枪流量中输入设定值（建议0.07~0.09m3/h），然后启动氨水泵和稀释水泵自控程序，DCS自动以PID自动调节氨水输送流量，系统将进入自动调节状态。
三、运行异常分析及处理
3.1泵和阀门维护
（1）泵类运行异常
泵无法启动
●检查上游罐液位是否过低。
●检查下游罐液位是否高于液位报警上限。
●确认配电柜中其电源开关已合闸送电。
●确认泵入口、出口管道阀门已经打开。
●确认泵入口管道充满液体，打开泵入口管道滤网反冲洗门，正常起泵后关闭。
●远程操作时确认泵的就地控制箱“远程/就地”切换开关在“远程”位
泵出口压力过高或出口管道温度过高，泵体发热。
（2）阀门运行异常
系统中电动阀门设有旁路，阀门异常时，可以进行检修。
3.2喷枪的维护
喷枪运行期间，监视雾化风压力变送器，保证压力变送器压力>7000Pa，保证风畅通。
检查喷枪入口风管道就地压力表，保证压力在3000pa以上。
定期巡检喷枪入口溶液转子流量计和压力表，若是流量异常大或异常小，或者压力值偏小或偏大，则喷枪喷嘴有可能脱落或堵塞。
若喷嘴脱落，应加装喷嘴；若喷枪发生堵死，可以用一头磨尖的细铁丝疏通喷枪管路，清洗疏通喷嘴或更换喷嘴。
四、性能计算说明
4.1NOx浓度计算方法
修正到标准状态、6%O2，干基烟气中NOx的浓度计算方法为：
式中：
NOx（mg/Nm3）—标态、干基、6%O2时的烟气中NOx排放浓度，mg/Nm3；
O2—实测干烟气中氧含量，%。
NO（ppm）—实测干烟气中NO体积含量，ppm；
0.95—按照经验数据选取的NO占NOx总量的百分数（即NO占95%）；
2.05—NO2由体积含量ppm转换为mg/m3的转换系数。
4.2脱硝率计算方法
为了较好地比较各工况的SNCR脱硝效果，以脱硝率为指标进行分析论述，脱硝率的计算公式如下，NO浓度由脱硫尾部烟道CEMS在线实时测量。
下面计算公式中的NO浓度均是经过氧量修正，折算到6％氧量的数据。
试验时，在锅炉负荷稳定后SNCR工况开始前，先记录未投SNCR喷枪的NO浓度，再在SNCR所有工况结束后第二次记录SNCR喷枪停运时的NO浓度。
以SNCR投运前后的两次记录的NO浓度平均值作为SNCR未运行时的NO浓度，进行脱硝率计算。
4.3脱硝装置可用率
A：
锅炉每年的总运行时间（小时）。
B：
每年因脱硝装置故障导致的停运时间（小时）。
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