烟气脱硝装置安装说明书.docx
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烟气脱硝装置安装说明书
（供参考）
火电机组烟气净化脱硝装置
通用安装书说明
上海电气电站环保工程有限公司月2015年1
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一.前言·······················································3
二.烟气脱硝装置介绍···········································3
三.安装内容···················································9
四.安装前的准备工作··········································10
五.安装的总体要求············································12
六.氨区的安装要点············································20
七.钢支架安装要点············································23
八.反应器及烟道安装··········································24
九.反应器及烟道保温层的安装··································33
十.气、液、电、仪四通········································36
十一.附图·················································37-39
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一.前言
本安装说明书系供本项目安装单位设备安装及施工时使用，其中对安装质量的要求是必须执行的；对本说明书提出的安装方案则仅供参考。
安装单位可根据自己的条件和经验自行编制更好的安装指导文件。
本说明书为通用说明书，内容包括火电机组配一台、或二台脱硝反应器脱硝反应器，施工时根据总图及供货范围，选择有关条款。
烟气脱硝装置是电厂四大环保设备之一（四大环保设备一般指为烟气除尘、烟气脱
硫、烟气脱硝、水处理）。
由于电厂排出的烟气量很大，所以除尘、脱硫、脱硝均为大
型设备。
要使设备能发挥应有的除尘、脱硫、脱硝功能，除了精心设计，认真制造外，
细致的安装工作是必不可少的。
大型设备安装工作量大，安装环节多，安装要求高,这
是必然的，安装脱硝装置也不例外。
但只要思想重视，在施工组织上能周密安排，事
先作出各项计划，是可以做到按时高质量完成安装任务的。
本电厂的（SCR）烟气脱硝装置项目的安装有以下特点：
1.是国内自行设计制造的大型烟气脱硝设备，能否按计划按时投运，并达到预期效果，是对我们包括安装工作在内的各项工作的考验。
2.根据系统设计安排，烟气脱硝装置是直接联接在锅炉出口烟道上的，这就是说，必须在锅炉点火之前完成所有安装工作，并进行了初步调试。
锅炉点火后再进行最终调试，随即就要正式投运。
因此，烟气脱硝装置的安装和锅炉的安装是完全同步的。
和除尘、脱硫一样，不完成装置的全部安装工作，锅炉便无法点火。
3.有可能和锅炉主体部分同时安装，必然造成在场地、吊装工具的使用和劳力的安排上出现矛盾，需要现场指挥部门有高度的协调能力，才能保证安装工作有条不紊地进行。
二.烟气脱硝装置介绍
（选择性催化还原，SelectiveCatalyticReduction,简称SCR）
概述：
●NOx的危害
电厂排出的废气中含有许多以气体、固体形式存在的有害物质，氮氧化合物也是其中的一种。
氮氧化合物是氮气和氧气相化合而生成的气态化合物的总称（简称NOx）,它包括NO、NO、NO等5种气体，但一般电厂所排出的烟气中NOx的成份主要是NO，要223
占NOx量的90%以上。
我国目前NOx年排放量约为1200万吨，其中电厂排放约占1/3，其余为汽车及其33），最大NOx平均浓度为350mg/Nm600mg/Nm（他排放。
按照某电厂资料，电厂烟气中因而一台1000MW发电机组每小时排放NOx量为：
6-66-6=914kg×10×0.909350）××10×=2.8728×102.8728×10350×（1-0.0916为湿烟气量，应减去9.1%的水蒸汽量。
×10注：
2.8728每天排放NOx量为：
24×914=21936kg=21.936吨
每年按300天计算为：
300×21.936=6580.8吨
电厂共2台机组（即2×1000MW）
全年可排放NOx：
2×6580.8=13161.6吨≈1.3万吨
3时）全年排放NOx总量可达NOx排放达最大值时（600mg/Nm当600/350×1.3=2.23万吨
由此可知排放量是很大的。
NOx的危害主要有五个方面，一是对人体的直接伤害。
对人来说，NOx是有毒气体，当空气中NOx含量超过限制值时，即开始对人体造成伤害，这一点和SOx相仿。
二是NOx在空中扩散或溶入地表面、水中，最终形成酸雨，将对大面积树木和农作物造成重大伤害，甚至大片森林枯死，农作物严重减产等。
三是NOx比重和大气相近，在一定条件下会升入大气层顶部，能破坏臭氧层。
四是NOx中的NO能产生温室效应，2其严重性在于NO形成温室效应的能力是CO的200～300倍。
五是NOx具有丰富营22养作用，能对水域造成危害。
这就是为什么世界上许多国家都十分重视烟气脱硝的原因。
●方法和原理
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对烟气脱硝的研究开始于上个世纪八十年代初，主角是美国、德国和日本的一些企业和研究机构。
烟气脱硝技术成熟于上个世纪八十年代后期到九十年代初，以后即套烟气脱硝装置，1993年，日本已安装了715形成商品，走向市场。
以日本为例，到这表715套烟气总处理量的80.4%,仅电厂就安装了153套，而电厂的烟气处理量却占明电厂使用的脱硝装置，其烟气处理总能力要比其他行业大得多。
除电厂外，其他如石油、化工、冶金、造纸、垃圾焚烧等行业应用也很普遍。
对烟气进行脱硝处理的方法很多，一般可分干法脱硝和湿法脱硝两大类，而以干，无法更为普遍。
主要原因是干法脱硝的工艺流程简单、脱硝效率高（可达92%以上）需供水和进行废水处理。
就干法脱硝而言，方法也很多，已有实际应用的就有十余种，其中应用最广的脱硝方法首推选择催化还原法。
据目前一些统计资料显示，在用的脱而烟气处理量则占硝装置中，干法脱硝装置总台数占全体脱硝装置总台数的76.2%,而在干法脱硝中采用选择性催化还97.8%,也就是说大烟气量的脱硝处理大都采用干法，，也就是说绝大多数大烟气量的脱硝处73.8%,在烟气量上占94.7%原法的在台数上占SCR工艺，本电厂也采用了这一工艺。
理都采用干法中的选择性催化还原法工艺，即，借助于催化剂的帮助，用400℃）SCR工艺本质上就是在一定温度条件下（280～NOx的过程，主要反应式为：
氨（NH）来还原34N+6HO+4NO+O4NH2232
及4NH+2NO+O3N+6HO
22322上述第一个反应式是主要的，因为电厂烟气中的NOx中NO占95%左右，NO只2占很少一部分。
上述反应只有在催化剂的帮助下才能发生。
催化剂主要由金属氧化物构成基体，如VO、TiO等。
早期曾用Pt、Pd等贵金属225作为催化剂成份，但因其选择性低及能促使烟气中的SO转变成SO，带来很大的副作32用，从而被淘汰。
TiO等原料经过一系列加工最后挤压成蜂窝状方形柱体，其高度为1m左右。
方形2柱体截面上开出许多小方孔，小方孔尺寸有4×4、5×5、6×6、7×7等几种，方孔壁厚约1mm。
把许多蜂窝状柱体并行排列起来，成为一个开满小方孔的完整截面。
另一种催化剂制成平板，平板与平板有规则组合起来形成长方体截面，平板与平板之间有间隙。
两种型式的催化剂各有优缺点。
烟气垂直地通过这个截面，虽然经过时接触时间不到1秒钟，但已经完成了选择性的还原反应，NOx被还原成N、HO。
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●SCR烟气脱硝装置的设备组成
SCR烟气脱硝装置主要由氨存储和供应系统及脱硝反应器两大部分组成。
氨存储和供应系统：
SCR烟气脱硝所用原料为液氨（氨气经压缩后成为液体），由专业化工企业生产后供应市场，再用专用槽车装运，送往用户。
电厂在配置SCR烟气脱硝装置时，作为液氨的用户，必须有一套完整的设备来接受，以便储存液氨、加工气化和正确安全地向反应器提供氨气。
氨气的物理性能的一个特点是在空气中，若氨浓度接近15～28%范围时遇有火星即发生爆炸。
因此液氨的存储和氨的供应将把安全因素放在首位。
氨的存放将按危险品存放来考虑，并严格遵守国家颁布的有关法令。
液氨容器则按压力容器有关标准进行设计和制造。
通常氨系统设备会按防火要求被布置在厂内一个较偏僻的角落里，周围一定距离内无任何发生明火的可能性，并且设置了通畅的环形通道，以便一旦发生事故可以很方便地扑救处理。
这个区域即所谓氨区。
本装置氨区里的设备流程图见附图1。
最左端为载重10t的液氨罐装槽车。
槽车上有2组接口，上组为气态氨接口（淡灰色细线），下组为液氨接口（深灰色细线）。
槽车来到现场时，2个鹤嘴枪分别与上下接口对准接牢后，即可操作相应的阀门接受槽车中的液氨。
本氨系统设三座液氨储罐，相互并联。
可通过操作阀门来决定先灌哪个储罐，灌多少；也可通过阀门操作决定先使用哪个储罐中的液氨。
槽车中液氨的排出是通过向槽车上部空间输入高压氨气把液氨压出来的。
高压氨气是通过连通液氨储罐上部饱和氨蒸汽获得的，通过氨气压缩机将氨气增压，可卸空槽车。
另外槽车中余下的氨气，可通过氨压缩机反向旋转把氨气压回储罐。
氨区一般设N台液氨储罐，每罐设计储存液氨Xt。
N台储罐共储存液氨NXt,可共N台1000MW机组烟气脱硝装置2周之用，因本安装书为通用，不同的用户可能不同。
液氨不能直接注入反应器，必须先进行气化使之成为氨气。
气化过程通过气化器实现。
气化器为一密闭容器，中部设有盘管，盘管外流动着约52℃的热水，盘管中则充满了液氨，在热的作用下，液氨被蒸发成氨气自动流入氨气罐存储，并准备进入反应器。
52℃热水来自热水罐。
热水罐中间液设有蒸汽喷管，内通低压蒸汽，用蒸汽加热水。
用水的温度参数控制蒸汽流量。
温水在液氨蒸发器和热水罐之间的回路中循环，使得液氨6
的气化过程得以连续进行。
为了收集液氨储槽处可能漏出（渗出）的少量液氨及冲洗水，设置了相应的地沟和废水罐，在罐边设置了水泵，以将废液随时泵出。
另外，在各阀门的易泄漏处、安全阀的排放点，均有可能有液氨溢出，此时将通过管道汇集到稀释槽中进行稀释后，再泵至废水处理系统。
为了在夏天降低氨罐周围环境温度，在液氨储罐上空，设置了水喷淋器，当环境温度达到一定值时，即自动喷出冷却水雾，以降低气温。
另外还在氨区设置了洗眼器及氮气吹扫接口。
整个氨区设备通过各种相应的检测仪表和自动化仪器、电器装置，实现了完全的自动化控制。
系统能自动可靠地适时向反应器注入所需的氨气。
为保证安全并及时发现氨泄漏，在氨区内4个点设置了氨检漏报警仪。
脱硝反应器：
脱硝反应器安置在锅炉后面的钢结构支架上。
脱硝反应器是烟气脱硝装置的主体设备，含有NOx的烟气就是在反应器里完成还原反应的。
脱硝反应器的一般布置见总图。
反应器总体上类似一座矩形容器，内分三层，从上往下数分别为第一层、第二层和第三层。
每层均由矩形网格式框架构成。
框架上整齐地布满了N个放置催化剂的篮子，对1000MW机组，单台布置的反应器排列方式为横向8格，纵向27~28格，双台布置的反应器排列方式为横向6格，纵向18格，每格放置一个催化剂单元，最大一种共放置224个催化剂单元。
催化剂为陶瓷状脆性材料，为减少相互间的冲击，在催化剂单元之间以及催化剂和篮子内壁之间放置了软性纤维填料。
为防止催化剂单元上部因积灰而堵孔，在篮子上方设有金属网和尖角向上的压条。
反应器在结构上设计成3层。
由于暂时只要求脱硝效率为45%~60%，所以只在第一层和第二层上放置了催化剂，第三层暂时空着。
今后环保要求提高时，将在第三层放置催化剂，此时脱硝的效率可达到90%以上。
上述数据供参考，具体设计应根据烟气参数和技术协议规定。
在网格式框架外部用δ=6的钢板封闭起来，形成封闭的烟气通道。
在第一层框架上部设置了和网格式框架外形一致的支持梁，梁的两边各伸出受力牛腿。
支持梁是反应器主要的受力件，它承受着全部催化剂和壳体的重量，并把重量传递到钢支架上。
在支7
持梁内还布置了烟气整流装置。
支持梁上部为进口烟道引入部分，进口烟道里还安置了导流装置。
目的都是为了能在整个截面上均匀地进入催化剂流通断面，保证脱硝效率。
在第三层下部，设置了灰斗状的烟道供烟气出口。
通常烟气自上而下流过，烟气和催化剂接触时间一般仅1秒左右，就在这瞬间，烟气实现了脱硝过程。
反应器本体正对着锅炉的出口烟道和空气预热器的进口烟道。
反应器本体上部用进口烟道和锅炉出口烟道法兰相连。
反应器下部用出口烟道和锅炉空气预热器进口挡板法兰相连。
如此就构成一个烟气脱硝的回路。
在进口烟道的前端附近设有氨气稀释器。
氨气和来自离心风机的空气通过稀释器充分混合，并使氨气浓度为～5%。
稀释后的混合气体在进口烟道前段水平段通过氨注入装置进口，把含氨为5%的混合气体注入烟道内，并使混合气体和烟气充分混合。
在注入装置后部一米处还装有氨-烟气混合器，使混合气流得以进一步混合和均布。
为防止管道通烟后受热膨胀引起变形造成对锅炉的不利影响，在进、出口的相应位置设置了膨胀节以补偿因变形引起的水平位移，垂直位移和角位移。
在反应器及其进出口烟道上装有相应的电器、仪表和测试设备，以保证及时调节脱硝所需的原料—氨，监督各项运行参数，使整台装置得以正常运行。
整个脱硝反应器被安置在一套钢支架上，这是通过反应器上的支撑梁的牛腿实现的。
牛腿共左右两排，对1000MW机组，单台布置每边10~11个，亦即两边共20~22个传力支座。
整个反应器部分和进出口烟道的重量就是通过这支座传递到钢支架上的，最后，钢支架把这些载荷传递到地面基础上。
由于大型锅炉经常这样设置塔式炉一个出口烟道，故一台锅炉配置一台反应器。
其它炉型则有一对出口烟道，故一台锅炉配二台反应器。
反应器被妥善地布置在钢支架上。
为使反应器在长期使用中不致发生实质性的位移，支座被这样安排，居中支座被全部固定，而其他支座则给以相应的膨胀自由度。
这样的布置，将使反应器和烟道在运行时因热膨胀而引起的不规则偏移为最小，避免了烟道偏移对锅炉烟气出口法兰产生巨大的扭弯应力。
另外，在反应器壳体下部，四周设置了只允许单向水平位移和向下位移的限位挡块，以保证在反应器工作时，尽可能保持正确的外形，中心线不发生任何方向的扭弯。
与反应器催化层相对应，钢支架设有三层平台。
在平台层上，在反应器外壳的相应位置上开有三种孔或门。
首先是装运催化剂篮子的进出口门。
此门的下沿和平台齐平，8
上沿高度比篮子高许多，左右宽度也比篮子宽，篮子可以很顺利地通过此门；其次为方形检修用人孔门,这是在一般停机时进入反应器检查清扫之用的；三是吹灰器管道进入口。
为了一旦发现在催化剂上面积灰堵孔时，能及时进行在线吹扫，每层设置了几台可伸缩的耙式吹灰器。
吹灰器管道通过反应器侧板开孔进入反应器。
由于吹灰器管道在工作时有伸缩运动，开孔处设有能满足要求的密封装置。
如烟气含尘量较小，并根据用户要求，有时设计采用声波喇叭清灰。
钢支架各层之间有楼梯相通，但底层不设走梯，欲走上钢支架需从锅炉侧相应平台上进入。
在所有反应器表面，由于高温需敷设保温层。
保温层的保温效果的要求是即使在夏天，表面最高温度应≤45℃。
为了把停运时残留在管道中的氨气吹扫干净，设置了氮气吹扫系统。
在设备现场合适位置，设置了氮气、吹扫压缩空气、仪用压缩空气、冲洗水等气源和水源。
要强调的是，安装工作不仅仅是设备的简单安装，还应包括设备的调试、试运行中的相关工作，即安装工作的正式结束，是设备交付用户正式投运之时。
三.安装内容
安装内容为
1．氨区—
液氨储罐
卸氨压缩机
液氨气化器（包括热水器）
氨气稳压罐
氨吸收罐
废液罐
仪表用气缓冲罐
配套仪表
配套管道及附件
配套电控
（具体数量见有关图纸）
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2．反应区—
①钢支架和平台（有时与锅炉钢架连成一体）
②反应器壳体
③支撑梁
④进口烟道、出口烟道
⑤氨注入装置
⑥氨烟气混合器
⑦催化剂及篮子
⑧催化剂定位及密封
⑨附件
⑩装运工具
3.保温—
保温总表面积见图
保温材料总重见图
4.区间相连管道支架
5.电器、仪表、自控
仪表、电气、自控等工作量可按机械部分工作量的10～15%考虑。
安装单位将结合自身条件情况估算出总的安装工程量，上述重量吨位见图。
四.安装前的准备工作
1.组织准备
为对安装工作全过程有个大致了解，编制了初步的烟气脱硝装置安装顺序示意
图（附图2）。
这份示意图中，表明设备安装工作开始于基础及土建完成验收之后,结束于正式投运之前.。
为了抓紧时间，安装工作一开始就应使氨区和反应区两块工作齐头并进。
反应器及烟道的安装较为复杂，特将此项工作细化展开，见反应器及烟道安装顺序示意图（附图3）。
这两份示意图是初步的，安装单位要进一步深化其内容，直到能排出每周的具体安装工作内容为止。
SCR烟气脱硝装置的安装工作必须由专门的组织机构—SCR安装项目组来具体负10
责与此相关的所有安装工作，时间范围应安排到SCR烟气脱硝装置正式投运为止。
对项目组应指定项目负责人，项目负责人直接对安装公司总经理负责。
项目负责人受总经理委派全权负责SCR烟气脱硝装置的全部安装工作。
项目组下设计划调度、施工、技术、质保、安全、后勤等小组，并各负其责。
需要强调的是作为安装部门，不仅要把设备安装起来好用，而且要安装得节约、美观、漂亮，因而加大质保工作力度是十分必要的。
2．技术准备
所有参与SCR烟气脱硝装置安装工作的有关人员必须首先熟悉SCR烟气脱硝装置设备的所有相关图纸和技术文件，如有疑难问题应在技术交底会议上讨论清楚。
有关技术人员应对大型构件的形状、尺寸、重量、安装顺序有足够的了解，应避免在未吃透设计意图的情况下贸然施工，导致最后出现返工情况。
应一个部件一个部件地讨论好具体的安装程序，明确安装要求，准备好必不可少的吊装、搬运等工具。
要强调大件在安装就位焊死之前应反复测量校核有关尺寸。
如有疑问或发现有安装偏差应随时纠正，直到确认无误后才能焊死。
应明确安装自检程序，确定在每个零部件的安装后检查数据内容。
对安装过程中的对称件、左向和右向、活动和固定等容易搞错的安装内容，应事先研究清楚，交代明白。
在安装前应重新学习“钢结构工程施工质量验收规范”（GB50205-2001），建筑钢结构焊接规程（JGJ181-2002）；原国家机械部、冶金部颁布的大型设备安装技术条件等有关部分内容，严格遵守标准中的各项规定。
项目负责人应指定专人编写各部件、各安装环节的安装要领书。
重大件的安装应通过充分讨论后确定安装方案，再据此编写安装要领书以指导安装工作。
在上述技术准备工作的基础上，应有质保人员编写SCR烟气脱硝装置安装工作质保大纲及相应的质保说明书，明确各项安装质量要求，重要安装参数测量点、测量标志和记录要求、验收数据等。
3．编写安装计划
原则上总体计划应符合以下要求：
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第一阶段第二阶段第三阶段第四阶段
2台反应区、台）反应器（1出口烟道末端，进安装催化元件、仪保温、通烟、预调，钢结构（锅炉厂供货）口烟道初端，管道表、电气、自控，正式试调、联调、梯子、平台及附属设备；仪器、接线，进出口烟道，性能测试、最终油电气、自控设备初步调试、卸氨、漆氨区
总调所有主设备
安装的总体要求.五安装件的验收1.
氨区:
对氨区的下列设备须检查合格证●液氨罐
氨吸收罐稳压罐
缓冲罐液氨气化器
空压机
配套仪表、阀门
检查上述设备主要参数、主要尺寸。
应按上述设备尺寸和台数，不同的用户可能有出入，本安装说明书为通用说明书，实际设计图纸为准。
反应器区：
对反应区的下列设备须检查合格证●
全部催化元件配套仪表、阀门检查主要参数、主要尺寸。
●对上述合格证应造表记录：
产品名称、主要规格性能参数、数量、合格证编号、出厂日期。
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●钢支架：
一台锅炉的SCR烟气脱硝装置的钢结构支架、梯子、平台、栏杆总数约1000件以上，主要形状为细长杆件。
钢结构支架生产单位应有产品合格证及完整的制造图1套，同时应提供在加工过程中的图纸修改资料，钢材测试报告复印件，主要件验收记录复印件等；大型部件已在制造厂试装过的，要提供拼装后测量记录和标志情况资料。
●立柱的验收
安装前应检查N支立柱的直线性及总高度。
每支立柱进行编号。
每支立柱由N拼成。
每节不直度全长≤5；拼装后每支立柱全长不直度仍≤5；应将实测数据记录于下表中。
柱号第一节不直度第二节不直度第三节不直度拼装后总不直度实测总高
1侧面正面
2
3
·
·
·
11
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各节不直度如超差较大，应要求制造厂返工。
总高必须准确测量，如N个总高数值较分散，应考虑增加垫片，使总高中最大值－最小值≤5。
垫片应和柱脚底板面积相同，就位后于底板四周焊死。
经加垫后，N支立柱的平均高度若高出应有的名义高度，则由相应的膨胀节补偿。
对100万机组而言，钢支架一般由锅炉厂设计锅炉钢架时一并考虑，这样总体布置较为合理。
不管由谁供货，检查立柱标高工作是切不可少的，对安装反应器支撑梁是十分重要的，如发现问题，应按上述要求调整好。
N支立柱中，力求4支主立柱要等高，相互间最大高差≤5。
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●主梁的验收
支承反应器支撑梁牛腿的梁即主梁。
主梁和主立柱通过节点支座相连。
主梁名义长度10多米左右，截面为工字型，也有用钢板拼接而成矩形箱体式，上平面为工作平面，支撑梁N对牛腿就搁置在上面。
应检查上平面的平面度和直线度。
上平面就平面性进行检查，平面上任何一块局部平面的凹凸、扭曲应≤3。
可用300×600×5平整钢板作为基准板，用此板放在主梁上平面上推移，随时观察和测量四周缝隙不得＞3。
用拉线法检查上平面直线度，中心线不直度≤5。
除在中心线上拉线检查外，必要时还应在边线上进行拉线检查。
希望制造厂出厂时中心线不直度≤5，并尽量做到中间高两头低。
●对钢结构其他各件的验收可按常规处理。
反应器：
反应器主要有支撑梁、反应器壳体、吊杆组、催化剂托架等部件，内部有催化剂及篮子、催化剂定位及密封、催化剂内外装运等部件。
支撑梁和托架都是大件，重量都在100t以上。
在制造厂，这些部件都经过整体试装，在做好标志后再拆开进行包装、运输，到现场后再重新拼装起来。
现场的验收应和现场拼装同步进行。
大件拼装必须有大平面工
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