脱硝调试报告.docx
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脱硝调试报告
张家口电厂6#机组烟气脱硝工程
SCR脱硝系统整套启动调试报告
.
二零一三年一月
1前言…………………………………………………………………………………………………3
2系统及设备的主要技术规范………………………………………………………………………4
3调试程序与内容……………………………………………………………………………………7
4调试所用仪器和仪表………………………………………………………………………………9
5调试结论及建议……………………………………………………………………………………10
附录1整组启动分系统调试危险源辩识、评价、控制措施表……………………………….16
摘要:
本方案详细介绍了张家口发电厂#6机组烟气脱硝工程催化反应系统设备调试阶段的调试目的、调试内容等，并且文中还附有系统试运行及试验的原始数据等，为今后系统运行方式的合理安排、故障分析提供了依据。
关键词：
张家口发电厂烟气脱硝整套试运调试报告
1前言
张家口发电厂#6机组烟气脱硝工程SCR法烟气脱硝工程是大唐科技成套提供。
该系统采用选择性催化还原法（SCR）脱硝方案，系统布置于省煤器之后，空预器之前，属于高尘布置方式。
还原剂为尿素经过水解成50%的尿素溶液，经过高流量泵输送计量分配模块，精确计算后计量分配装置会把尿素溶液均匀分配至每支喷枪到热解炉热解，然后通过一次风混合热解后输送AIG。
系统主要的设备包括两个尿素溶液储罐、两台高流量循环泵、一个热解炉、一台加热器、两个氨空气混合器、喷氨格栅、分析测量仪表及一些辅助设施。
烟气脱硝工程整组启动调试是检验机组脱硝系统的主要及其配套的附属设备制造、设计、施工、调试、生产准备情况质量的重要环节，是保证脱硝系统设备能安全、可靠、经济、文明地投入生产、发挥投资效益的关键性程序，是一项复杂而细致的系统工程。
整组启动的调试是整个脱硝工程调试的一个重要阶段。
张家口发电厂本着建设绿色环保型电厂的精神，在机组改造工程中，建设一套脱硝装置。
采用选择性催化还原法（SCR）脱硝工艺，脱硝还原剂为尿素溶液热解氨气，催化剂为板式催化剂，设计脱硝效率为80%。
设计脱硝装置可用率为98%。
这是一套完整的脱硝系统，可处理6号炉的满负荷450mg/Nm³烟气。
脱硝系统中SCR催化反应系统、尿素溶液存储系统等主要部分由大唐科技负责设计，设备供应和烟气脱硝工程的分系统及整套启动调试工作。
湖南安装建设公司承担设备安装施工任务。
根据原电力部颁发《火力发电厂基本建设工程启动竣工验收规程（1996版）》的要求，同时也适应当前脱硝工程技术水平及自动化程度高的需要，提高工程整体质量和技术水平，充分发挥投资效益的原则，本工程将全面参照〈〈火力发电厂基本建设工程启动及竣工验收规程（1996版）〉〉进行启动和验收。
脱硝工程整套启动调试工作参照原电力部颁发的〈火电工程启动调试工作规定〉进行，整套启动试运的验收评定工作参照原电力部颁发的〈火电工程调整试运质量检验及评定标准〉进行。
脱硝工作调整启动试运行过程也将同时参照有关国标、和原电力部颁的法规、规程、反事故措施、技术供应商和设备制造厂的技术规范执行。
1.1调试依据及标准
1.1.1调试依据
尿素溶液储存与制备系统调试应严格遵循以下有关规程：
原部颁《火力发电厂基本建设工程启动及竣工验收规程》（1996年版）；
原部颁《火电工程启动调试工作规定》；
原部颁《火电工程调整试运质量检验及评定标准》（2009年版）；
原部颁《火电施工质量检验及评定标准锅炉篇》（1996年版）；
GB50235-97《工业金属管道施工及验收规范》；
《火力发电厂模拟量控制系统在线验收测试规定》DL/T657-1998
《火力发电厂顺序控制系统在线验收测试规程》DL/T658-1998
《火力发电厂电子计算机监视系统在线验收测试规程》（试行）
技术供应商《调试大纲》、《运行维护手册》、《培训手册》；
烟气脱硝系统其它制造商有关系统及设备资料。
1.1.2调试质量标准
参考原部颁《火电工程调整试运质量检验及评定标准》（1996年版）中相关的质量标准要求，全部检验项目合格率100%，优良率90%以上。
2系统及设备的主要技术规范
2.1系统说明
张家口发电厂#6机组烟气脱硝工程采用选择性催化还原法（SCR）是国际上应用最多，技术最成熟的一项烟气脱硝技术。
其主要反应是在一定的温度和催化剂的作用下，氨气与烟气中的NOx反应生成对空无害的氮气和水汽。
SCR最佳反应温度320～420℃，为前置式布置，在省煤器出口和空预器前温度为350℃左右的位置。
使用50%尿素溶液热解法，尿素溶液热解成氨气并且和一次风热风送入各机组的氨气/空气混合器中，与来自送风机的空气充分混合后，通过喷氨格栅（AIG）的喷嘴喷入烟气中，与烟气混合后进入SCR催化反应器。
其工艺流程如下图所示：
尿素
混合罐
50%尿素溶液地坑
尿素溶液储罐
高流量循环泵
计量分配模块
一次热风电加热器
热解炉吹灰器
省煤器SCR入口烟道SCR反应器空预器除尘、脱硫烟囱
由于氨是一种可燃性气体，与空气混合时易发生爆炸，其与空气混合的爆炸下限为16%，爆炸上限为25%，同时氨气是恶臭毒性气体。
为了防止因氨气泄漏危害作业人员的健康，一旦发现有喷氨格栅有泄露影响工作人员健康与工作安全，可以停止热解系统。
相关系统图为：
尿素区系统图
烟气脱硝喷氨系统图
2.2系统主要设计参数
序号
项目
单位
参数
1
脱硝系统性能设计参数
1.1
性能保证参数
脱硝装置总压降
Pa
小于800（附加层催化剂投运前、BMCR工况下）
小于1000（附加层催化剂投运后，BMCR工况下）
催化剂层压降
Pa
450（BMCR工况下）
NH3/NOX摩尔比
mol/mol
≤0.816
脱硝装置在性能考核试验时（首次喷氨后六个月内）的脱硝效率
%
≥80
氨的逃逸量
ppm
≤3
二氧化硫转化率
%
≤1
催化剂化学寿命
h
≥24000
脱硝装置可用率
%
≥98
1.2
物质消耗量
尿素量（干尿素）
Kg/h
334（BMCR工况）
耗电量
kw
720
压缩空气
Nm3/min
4.935
1.3
设备噪声等级（max）
设备噪声（在声源1m处测量）
dB（A）
≤85
2
脱硝装置设计参数
2.1
反应器设计参数
数量
2
尺寸
m
11.93m×6.97m
设计压力
pa
运行温度
℃
360
最大运行温度
℃
450
2.2
氨喷射系统设计参数
型式
母管支管式
喷氨格栅数量
18×2
2.3主要设备规范和技术参数
序号
设备（部件）名称
规格型号
材料
单位
数量
备注
一
尿素溶液储存输送系统
1
尿素溶液储罐
立式储罐，筒体规格：
φ5.6×7.3m容积180m3
1Cr18Ni9Ti
台
1
2
尿素溶液储罐盘管式加热器
盘管式加热器换热面积12m2
304
套
1
3
尿素高流量循环泵
（变频调节）
多级离心泵，压力：
1.5Mpa，流量：
5.5m3/h，电机功率7.5kw
不锈钢
套
2
4
背压控制组件
测量仪表及控制调节阀
组合件
个
1
二
计量分配热解系统
1
计量分配装置
MDM计量分配装置
304+碳钢
台
1
2
绝热分解炉
ULTRA热解炉的尺寸：
Φ2.2m×14m
碳钢+耐火材料
台
1
3
电加热器
679kW
组合件
套
1
4
尿素溶液喷射器
SLP3-I-NFTL-A
套
1
三
氨的喷射系统
1
氨喷射格栅
格栅喷射管φ76×5，
供料管φ89×3.5
20#
套
2
2
喷嘴
φ32×3短管，L＝125mm
20#
个
240
3
控制阀门
蝶阀DN65,PN1.0MPa
碳钢
个
30
4
相应管道及其附件
碳钢
套
1
四
烟道系统（两台炉）
1
SCR进口膨胀节
规格：
4150×5712mm
非金属
套
2
2
挡板门
规格：
4150×5712mm
组合件
套
2
3
反应器进口膨胀节
规格：
2600×12030mm
非金属
套
2
4
反应器出口膨胀节
规格：
4100×8150mm
非金属
套
2
5
SCR出口膨胀节
规格：
3200×8150mm
非金属
套
2
6
进口烟道（含导流板）
δ=6mm钢板和型钢
Q235B
套
2
7
出口烟道
δ=6mm钢板和型钢
Q235B
套
2
五
SCR反应器（两台炉）
1
反应器本体
11930W×6970L×11750H
Q345B
个
2
2
反应器进口烟道
δ=6mm钢板和型钢
Q345B
个
2
3
反应器出口烟道
δ=6mm钢板和型钢
Q345B
个
2
六
催化剂装卸系统
1
电动葫芦
重量2t，H=50m
组合件
套
1
2
小手推车（催化剂）
起重量2t
组合件
套
1
七
吹灰系统（两台炉）
1
声波吹灰器
声波吹灰器：
DC-75，频率75HZ
组合件
台
12
2
伸缩式蒸汽吹灰器
形式:
短程可伸缩耙式；型号：
RK-AT；喷嘴形式：
文丘里；行进速度：
0.5m/min；蒸汽压力：
1.0MPa
不锈钢/碳钢
台
8
八
压缩空气系统
1
杂用压缩空气罐
规格：
φ1.2×1.4m；容积：
2.0m3
Q235B
台
1
3调试程序与内容
3.1调试程序图
分系统条件检查
调试技术方案交底
主机条件检查
土建条件检查
调试须满足的条件确认
运行、检修条件检查
安全条件满足
脱硝系统的首次整套启动
脱硝系统投入、出系试验
整套试运期间调整试验
系统运行
3.2整套启动过程工作内容
烟气脱硝系统整套启动试运阶段是从首次向反应器内喷氨开始，到完成所有调试项目移交电厂试运为止。
烟气脱硝系统整套启动试运分启动阶段、调整阶段和满负荷168试运阶段三个阶段进行，首先进行系统的启动和烟气脱硝的投入出性试验，接着进行相关的调整试验，最后进行满负荷168小时试运。
3.3烟气脱硝系统整套启动内容：
2012年12月20日0时开始，烟气脱硝系统顺利完成了首次喷氨任务，实现烟气脱硝，期间的主要运行参数见附录试运参数记录表。
3.4整套试运期间调整试验内容
3.4.1尿素溶液量自动量自动控制：
原设计时的喷氨量自动控制是根据烟气中的NOX含量、烟气量得到NOX的总量，根据设定的脱硝效率（相当与摩尔比），计算出需要的尿素流量流量平均分配于计量模块喷枪来确定自动喷枪阀门的开度，将热解后尿素溶液通过一次风输送至SCR反应器，通过168期间的运行观察，此种技术完全能满足机组各种参数运行工况的变化，自动调节相当灵敏有效，在168期间，设定了80%的脱硝效率，从曲线上看，脱硝系统的效率稳定运行在80%±2%之间。
尿素溶液喷枪自动控制精确有效。
3.4.2脱硝效率和氨硝摩尔比调整试验：
摩尔比的定义是脱硝效率÷100＋氨逃逸量÷进口NOX浓度，当氨逃逸率很小时，摩尔比基本是脱硝效率÷100。
做脱硝效率和氨硝摩尔比调整试验的目的是在氨逃逸率在控制指标范围内，脱硝系统的最大脱硝效率和最大稳定脱硝效率，来指导脱硝系统运行人员的参数调节。
12月20日脱硝系统投运后，用手动调节喷氨阀的开度来进行脱硝效率试验，控制氨逃逸率在3PPM以下时，最大脱硝效率可以达到98.3%。
以下是此次试验的曲线：
4调试仪器
序号
仪器名称
型号
精度
厂家
数量
1
红外线测温仪
1℃
1
2
测振仪208
1%
1
3
对讲机
/
4
4
信号发生器
0.02%
1
5
万用表
1%
3
5调试结论及建议
张家口发电厂6号炉烟气脱硝工程整组启动试运，调试顺利，试运期间设备运行稳定，仪控可靠，联锁保护正常投运。
在带负荷和满负荷运行阶段，各项技术性能指标均达到设计要求，整套调整试运阶段调试质量验评合格率100%，优良率100%。
烟气脱硝系统168小时试运期间，平均脱硝效率为82.3%（设计脱硝效率为80%），平均氨逃逸量仅为0.3ppm，该指标远低于3ppm的合同保证值，这不但为机组的安全运行提供了保障，而且也节省了氨消耗量，张家口发电厂3号炉烟气脱硝工程168试运以后，指标全部优于国家目前对脱硝机组的排放标准，这必将有利于改善火力电源相对集中的华北地区的大气环境，同时也为陡河发电厂节省一笔不小的排污费支出，调试期间按照调试措施中危险源辨识及预控措施，对存在的各危险源采取了相应的防范与控制措施，未因调试发生设备损坏和人员伤亡事故。
5.1脱硝喷氨系统中所有手动碟阀的开度在调试过程中都进行了调整和确认，因此运行人员在日常运行时，不要随意调整这些阀门的开度位置，以免影响脱硝系统的正常运行。
5.2为了保证脱硝系统的安全稳定的正常运行，进入反应器内的烟气温度不能过高，也不能过低。
催化剂的正常工作温度为300℃-420℃只有当烟气温度高于302℃且低于420℃时，方可向反应器内喷氨，当反应器烟气温度高于420℃时，应该对锅炉进行调整，以免催化剂发生高温烧结，从而导致催化剂活性迅速降低。
5.3在正常情况下，锅炉满负荷运行时，反应器压差正常应该小于350Pa，若反应器压差过大，应引起注意，当反应器压差高于400Pa时，应该及时调整吹灰器的吹灰时间和缩小间隔时间。
5.4严格控制运行参数在设计范围之内，超出设计范围应及时调整。
5.5保证热风系统的长期运行，以保持喷氨格栅的疏通。
5.6严格控制DC炉出口温度，温度低于300度时极容易造成后段管道堵塞，温度高于400度时极容易造成后段管道损坏。
5.7定期试验快速关断阀的开关试验，以保证阀门动作正常。
5.8定期进行SCR区域巡检，以保证系统的工况正常。
5.9若SCR区域有明显氨味，立即停止尿素喷枪工作进行查漏工作。
5.10应加强CEMS的维护工作，确保CEMS系统的正常投用，从而保证系统的安全稳定运行及自动的可靠.
张家口发电厂整组启动调试危险源辩识、评价、控制措施表
系统：
整组启动试运编号：
001
序号
危险源
活动场所
伤害可能
如何发生
伤害对象人/物
伤害后果
三种时态
三种状态
风险评价
危险等级
拟采取控制措施
过去
现在
将来
正常
异常
紧急
事故发生的可能性L
暴露于危险环境的频繁程度E
事故后果C
风险水平D
1
用电设备的电源有漏电或接触不好
生产试验现场
使用不当
人/物
伤/亡物件损坏
√
√
3
2
15
90
显著风险
1.确认加热设备和电源完整后方可使用。
2.湿手不准去触摸用电试验设备或电源的开关。
3.电源开关外壳和电线绝缘有破损不完整或带电部分外露时应立即找专业电工修好，否则不准使用。
2
高处作业
生产现场
坠落
人/物
伤/亡物件损坏
√
√
搭建合格脚手架或采取防止高空坠落的安全措施。
3
用木箱等替代物搭建的不正规脚手架
生产现场
坠落
人
人身伤害
√
√
3
6
7
126
显著风险
不允许以物品临时搭建脚手架。
4
未正确使用或配戴安全帽
生产试验现场
被落物击中或发生碰撞
人
人身伤害
√
√
3
6
7
126
显著风险
加强安全措施，并保证能正常使用。
5
生产场所沟、孔、洞、楼梯无盖坂和防护栏，照明不足
生产试验现场
行走中跌落
人/物
伤/亡物件损坏
√
√
3
3
15
135
显著风险
设立明显警示标记，加强照明，加强安全意识。
6
工作票签发，工作有交叉，安措不完备，工作资格不够，缺乏安全认识和教育
生产试验现场
未能及时发现问题
人/
设备
伤/亡设备损坏
√
√
3
6
3
54
一般风险
严格工作票制度，有效监督、有效监护等。
7
旋转部分无遮盖
生产试验现场
人、衣服等被卷入
人
伤亡
√
√
3
6
7
135
重大风险
1.旋转部分加遮盖
2.试转和巡检时，应加强安全意识。
8
工作时通讯不畅，沟通交底不彻底
生产试验现场
误操作
人/
设备
伤/亡设备损坏
√
√
3
6
3
135
重大风险
确保通讯正常，良好沟通。
9
系统设备起吊和安装时设备坠落伤人
生产试验现场
起吊时起重机吊臂下人未离开，设备安装不稳固
人/物
伤/亡物件损坏
√
√
3
2
15
90
显著风险
1.在进行高处作业时，除有关人员外，不准他人在工作地点的下面通行或逗留，工作地点下面应设围栏，防止落物伤人；
2.不准将工具及材料上下投掷，要用绳系牢后往下或往上吊送，以免打伤下方工作人员；
3.起吊前确认设备稳固。
10
进入烟风道，风机等设备内、工作设备不断电，失去保护，人空门意外关闭，设备误动
生产试验场所
触电/被设备碰撞
人
伤亡
一般风险
加强安全意识，必须有人监护，设备拉电挂牌，开工作票
11
6级及以上大风、暴雨、打雷、大雾等恶劣天气时，进行露天高处作业
生产试验、调试服务场所
防护失去控制
人
伤/亡
√
√
√
6
1
15
90
显著风险
避免在恶劣天气下进行露天高处作业。
12
氨气/空气混合物爆炸
生产试验现场
氨系统中氨气和空气混合物达到爆炸极限
人/设备
伤/亡设备损坏
√
√
3
3
15
135
显著风险
1.尿素区严禁烟火；
2.确保热解氨系统中正常工作；
13
高压容器爆炸
生产试验现场
未定期检验、未正确储存
人/物
伤/亡物件损坏
√
√
3
3
15
135
显著风险
定期检验安全阀以及管路。
工艺系统
工艺系统设备清册
序号
设备（部件）名称
规格型号
材料
单位重量（t）
单位
数量
产地/制造厂商
备注
一
尿素溶液供应系统
1
尿素溶液储罐
立式储罐，1Cr18Ni9Tiφ5.6×7.3m，容积180m3
15
台
2
无锡中跃工程技术有限公司、
浙江东方环保设备有限公司、
宁波明欣化工机械有限责任公司
2
尿素溶液储罐盘管式加热器
盘管式加热器换热面积12m2
304
套
2
随罐提供
3
尿素高流量循环泵（变频调节）
多级离心泵，压力：
1.5Mpa，流量：
6.95m3/h，电机功率7.5kw
不锈钢
台
4
格兰富水泵（上海）有限公司/上海、德国KSB、美国滨特尔
4
尿素溶液过滤器
可在线冲洗式过滤器，通流能力:
5.5m3/h，过滤面积5m2
304
台
2
大唐科技
5
尿素溶液电加热器
防爆电加热器，型号：
BGY15-380/10,工作功率:
10KW，流量:
5.5m3/h,加热密度：
1.66w/cm3
组合件
台
2
镇江裕太防爆电加热器有限公司、扬中润能电力设备有限公司、扬中正大电力设备有限公司
6
背压控制阀
测量仪表及控制调节阀
组合件
套
2
大唐科技
二
计量分配热解系统
1
计量分配装置
MDM计量分配装置
304+碳钢
套
2
福泰克
2
绝热分解炉
ULTRA热解炉的尺寸：
Φ2.2m×14m
碳钢+耐火材料
套
2
福泰克
3
加热器
功率679kW
组合件
台
2
福泰克
4
尿素溶液喷射器
SLP3-I-NFTL-A
316L
套
2
美国、奥地利
三
氨的喷射系统
1
氨喷射格栅
格栅喷射管φ76×5，
供料管φ89×3.5
20#
套
4
大唐科技
2
喷嘴
φ32×3短管，L＝125mm
20#
个
480
大唐科技
3
控制阀门
蝶阀DN65,PN1.0MPa
碳钢
个
60
大唐科技
4
相应管道及其附件
碳钢
套
2
大唐科技
四
烟道系统（2台机组）
1
SCR进口膨胀节
规格：
4150×5712mm
非金属
套
4
南京晨光、兰州长信、上海成套所
2
挡板门
规格：
4150×5712mm
组合件
套
4
3
反应器进口膨胀节
规格：
2600×12030mm
非金属
套
4
南京晨光、兰州长信、上海成套所
4
反应器出口膨胀节
规格：
4100×8150mm
非金属
套
4
南京晨光、兰州长信、上海成套所
5
SCR出口膨胀节
规格：
3200×8150mm
非金属
套
4
南京晨光、兰州长信、上海成套所
五
SCR反应器
1
反应器本体
11930W×6970L×11750H
Q345B
套
4
大唐科技
2
整流装置
Q345B
套
4
大唐科技
3
密封装置
Q345B
套
4
大唐科技
4
导流板
Q345B
套
4
大唐科技
六
催化剂装卸系统
1
电动葫芦
重量2t，H=50m
组合件
套
2
河南中原起重机械有限公司、
新乡市起重运输机械厂、
新乡市起重运输机械厂
2
小手推车（催化剂）
起重量2t
组合件
套
1
七
吹灰系统
1
声波吹灰器
型号：
DC-75，频
升级会员 