脱硝系统运行规程试用汇总.docx
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脱硝系统运行规程试用汇总
第一节概述
1.1概述
阳城国际发电有限责任公司1～3号锅炉烟气脱硝改造工程采用选择性催化还原烟气脱硝（SCR）工艺，采用液氨作为还原剂。
在脱硝系统设计煤种、锅炉BMCR工况、处理100%烟气量条件下，由卖方提出在入口NOx含量在1200mg/Nm3时，脱硝总效率大于86.7%或出口NOx排放浓度不大于160mg/Nm3的设计方案。
脱硝系统不设置烟气旁路和省煤器高温旁路系统。
烟气从省煤器出口烟道引出，通过反应器后，再接至空预器。
每台炉设置两台反应器，喷入反应器烟道的气体为经空气稀释后含5%左右氨气的混合气体。
SCR部分的催化剂层数按3+1层方案进行设计。
SCR装置的设计压力和瞬时防爆压力与锅炉一致。
每层催化剂层设置4台声波吹灰器，3台蒸汽吹灰器。
针对SCR空气预热器会有硫酸氢铵堵灰的现象，需要根据空气预热器温度场的分布来优化冷端换热元件的高度，换热元件全部更换，冷端采用镀搪瓷元件。
本次改造对空预器密封组件进行了更换，对扇形板、弧形板进行修复或调整，以保证预热器密封性能，在脱硝工况下保持长期稳定较低的漏风率，密封组件型式与原设备一致。
对原空预器停转保护及空预热点系统进行升级改造，空预热点系统采用当前行业成熟先进技术（如红外加热电偶智能监测系统），并送入DCS系统进行监控。
空预停转通过增加检测系统，实现停转3取2保护，并报警送DCS；改造原冷端吹灰枪为双介质吹灰枪，并接入原吹灰控制系统；高压冲洗水泵实现就地/远方控制，远方控制接入原吹灰控制系统。
液氨储存供应系统按6台炉设计，并预留#4、#5、#6锅炉脱硝氨气接口。
氨区位于#5、#7冷却塔之间，氨气管道从氨区引至脱硝SCR区。
1.2设计原则
脱硝工艺系统设计原则包括：
（1）脱硝工艺采用选择性催化还原法（SCR工艺）,每台炉设置两台反应器，采用液氨作为还原剂。
（2）催化剂采用板式，催化剂模块按3+1层布置，脱硝装置的脱硝效率按≥86.7%。
（3）SCR装置的设计压力和瞬时防爆压力应与锅炉一致。
（4）脱硝系统不设置烟气旁路和省煤器高温旁路系统。
（5）脱硝反应器布置在锅炉省煤器和空预器之间（高含尘区布置）。
（6）吹灰器的型式：
采用声波+蒸汽吹灰方式。
（7）催化剂化学寿命不低于24000小时，NH3逃逸低于2.28mg/Nm3（6%O2，干基），SO2/SO3转化率小于1%。
（8）脱硝设备年利用小时按5500小时考虑，投运时间按8000小时考虑。
（9）脱硝装置可用率不小于99%。
1.3设计条件
1.烟气条件
本脱硝改造工程按下表中烟气参数设计：
项目
内容
单位
数据
备注
ECO出口烟风参数
机组负荷
MW
350
额定负荷
O2
%
1.45
湿基
CO2
%
16.49
湿基
湿度
%
6.38
湿基
N2
%
75.68
湿基
湿烟气量
Nm3/h
1010698
湿基
烟气温度
℃
400
最高423℃
静压
Pa
-535
污染物浓度
基准NOx排放浓度
mg/Nm3
1200
SO2@6%O2，干基
mg/Nm3
7278
煤中硫含量2.8%
SO3@6%O2，干基
mg/Nm3
73
炉内SO2/SO3转化率约0.8%
飞灰浓度
g/Nm3
45
考虑煤质的变化留裕量
锅炉最大连续负荷（BMCR）工况下空预器入口主要设计技术参数：
工况
单位
BMCR（设计煤种）
进口烟气量
Nm3/h
1097329
进口一次风量
kg/s
60.35
进口二次风量
kg/s
347
进口烟温
℃
392
进口一次风温
℃
11.7
进口二次风温
℃
11.7
2.液氨品质参数
指标名称
单位
合格品
备注
氨含量
%
≥99.6
残留物含量
%
≤0.4
重量法
密度
kg/L
0.66
25℃时
1.4性能保证值
序号
项目
单位
数据
1
脱硝设备年运行小时数
h
5500
2
装置可用率
％
99
3
NOx脱除率，性能验收期间
％
86.7
4
脱硝系统入口烟气量（实际氧，湿基）
Nm3/h
1010698
5
脱硝系统入口NOx浓度（6%O2，标态，干基）
mg/Nm3
1200
6
出口NOx浓度（6%O2，标态，干基，75%脱硝效率）
mg/Nm3
159.6
7
氨逃逸率
μL/L
≤3
8
SO2/SO3转化率
％
＜1
9
脱硝装置压降（加装附加催化剂前）
Pa
600
10
脱硝装置压降（加装附加催化剂后）
Pa
800
11
消耗品
11.1
－液氨
kg/h
485
11.2
－工业水（间断）
m3/h
1
11.3
－合计耗电
kW
107
11.4
－仪用压缩空气
Nm3/h
21
11.5
－杂用压缩空气
Nm3/h
110
11.6
－蒸汽（蒸汽吹灰）
t/h
1.2
1.5工艺系统及主要设备
1.脱硝反应器
本工程设计烟气灰浓度为40mg/Nm3，烟气灰浓度比较低，结合场地条件，反应器截面尺寸设计为11.2m×8.3m，催化剂模块采用4x11布置，模块尺寸按1882×954×1420mm设计，可满足各厂家板式或蜂窝催化剂的尺寸要求。
本工程每台锅炉配置2台脱硝反应器，每台脱硝反应器设计成3＋1层催化剂布置方式，其中上层为预留层。
反应器入口采用三角结构型式设计，并在顶层催化剂层上方设置气流整流装置。
反应器主要由催化剂支撑梁、反应器壳体、密封板等组成。
反应器设计压力为±5800Pa（同锅炉设计压力），设计温度400℃，材质采用Q345。
2.催化剂
根据烟气灰浓度，本工程催化剂选用采用板式催化剂。
催化剂技术数据如下：
序号
技术参数
单位
数据
1
机组描述
1.1
机组容量
MW
350
1.2
锅炉数量
台
3
1.3
每台锅炉反应器数量
台
2
2
烟气参数（BMCR）
2.1
烟气量（wet，actualO2）
Nm3/hr
1010698
2.2
CO2
Vol%
16.49
2.3
O2
Vol%
1.45
2.4
N2
Vol%
75.68
2.5
H2O
Vol%
6.38
2.6
烟尘浓度
g/Nm3
≤45
2.10
NOxInlet（以NO2计，干基，6％O2）
mg/Nm3
≤1200
2.8
Cl（干基，6％O2）
mg/Nm3
-
2.9
F（干基，6％O2）
mg/Nm3
-
2.10
SO2（干基，6％O2）
mg/Nm3
7278
2.11
SO3（干基，6％O2）
mg/Nm3
73
3
设计要求
3.1
脱硝效率
初始效率（性能测试时,初装4400小时内）
％
≥86.7
24000小时内
％
≥86.7
3.2
NOxOutlet
初始效率（性能测试时，初装4400小时内）
mg/Nm3
<160
24000小时内
mg/Nm3
<160
3.3
NH3逃逸率
mg/Nm3/ppmvd
<2.28/3
3.4
SO2/SO3转化率
％
<1
3.5
催化剂化学寿命（从首次通烟气开始）
H
24000
3.6
催化剂机械寿命（从首次通烟气开始）
年
10
4
催化剂参数
4.1
制造商
大唐南京环保科技有限责任公司
4.2
型式
板式
4.3
型号
4.4
基材
不锈钢网
4.5
活性化学成份
TiO2、V2O5，MoO3
4.6
催化剂单元孔数
-
4.7
节距（pitch）
Mm
7
4.8
孔径
Mm
7.1
4.9
壁厚
外壁厚t1
Mm
0.8
内壁厚t2
Mm
4.10
催化剂空隙率
%
87
4.11
催化剂比表面积
m2/m3
291.8
4.12
前端硬化长度
mm
20
4.13
催化剂单元尺寸（长×宽×高）
mm×mm×mm
464×464×600
4.14
初始催化剂体积
（单个反应器/单机组）
m3/m3
266.5/532.8
4.15
3台锅炉催化剂体积总用量
m3
1598.4
5
催化剂模块参数
5.1
每个模块包含单元数量
个
16
5.2
每一单元尺寸
mm×mm×mm
464×464×600
5.3
每个模块的尺寸（长×宽×高）
mm×mm×mm
1882×954×1420
5.4
每个模块的重量
Kg
~1110
5.5
模块外壳材料
碳钢
6
反应器参数
6.1
每台锅炉反应器数量
2
6.2
催化剂层数
层
3（初装）+1（预留）
6.3
催化剂模块布置方式
块
4x11*
6.4
每层催化剂模块数量（单台反应器）
块
44
6.5
每个反应器模块数量
块
132
6.6
每台锅炉催化剂模块数量
块
396
7
设计保证值
7.1
初始脱硝效率
%
≥86.7
7.2
24000h（3年）后脱硝效率
％
≥86.7
7.3
NOxOutlet
mg/Nm3
<160
7.4
NH3逃逸率
ppmvdc
<3
7.5
SO2/SO3转化率
％
<1
7.6
每层催化剂的压降
Pa
156.7
7.7
催化剂总压降
Pa
470
7.8
催化剂化学使用寿命
小时
24000
7.9
催化剂机械寿命
年
10
7.10
烟气线速度
催化剂入口处
m/s
5.0
催化剂通道内
m/s
5.7
7.14
烟气空间速度SV
1/hour
1897
7.15
面积速度AV
Nm/hour
6.5
7.16
测试块
类型
平板催化剂每片单板均可作测试块
数量（每层/单反应器/机组）
8
设计温度参数
8.1
设计使用温度
℃
400
8.2
允许使用温度范围（min/max）
℃/℃
333/420
8.3
允许最高使用温度（连续运行5小时）
℃
450
8.4
运行温度变化速率
℃/min
<=20℃/min,温度低于150℃时；
<=50℃/min,温度高于150℃时
9
SCR入口分布条件
9.1
速度分布偏差
％
C.V.≤±15%
9.2
温度分布偏差
℃
±5℃
9.3
NH3/NOx摩尔比分布偏差
％
C.V.≤±5%
9.4
烟气入射催化剂模块角度（与垂直方向的夹角）
±10°
9.5
飞灰分布偏差：
%
<20%
3.烟气系统
烟道设计压力为±5800Pa（同锅炉设计压力），设计温度400℃，材质采用Q345，烟道壁厚6mm。
烟道内烟气流速按15.0m/s设计。
SCR入口烟道截面尺寸为2300×11000mm，SCR出口烟道截面尺寸为2300×11000mm。
在外削角急转弯头、变截面收缩急转弯头处，设置导流板，导流板材质为Q345。
烟道补偿器：
在反应器入口、反应器出口及SCR出口分别设置补偿器，吸收轴向和径向位移，补偿器采用非金属补偿器。
4.稀释风机
利用稀释风机供应的空气将气氨稀释成氨体积含量小于5%的混合气体，经由氨喷射装置进入烟道参与脱硝反应。
稀释风机出力按稀释氨气到5%浓度所需空气量设计，并留有10%的余量。
压头根据稀释风系统阻力选取，并留有20%的余量。
稀释风机选用离心风机，每台炉设置3台稀释风机，两用一备。
流量6546Nm3/h，全压7000Pa。
具体参数如下：
序号
项目
单位
参数
备注
1
风机型号
9-26№5.4A离心式
2
数量
台
3
每台机组二运一备
3
流量
Nm3/h
6546
4
全压升
Pa
7000
5
轴功率
KW
18
6
电机型号
Y180M-2
7
电机功率
KW
22
8
电机转速
r/min
2900
9
防护等级
IP55
10
电机转动方向
从电机向风机方向看
5.氨/空气混合器
氨/空气混合器采用隔板式，在混合器内部设置有5片隔板，可确保氨气和空气混合均匀。
氨/空气混合器的尺寸根据氨气和空气的流量确定，本工程氨/空气混合器选用直径DN500，长度2000mm。
6.氨喷射格栅（AIG）
氨喷射格栅确保氨空混合气均匀喷入烟气的关键装置，采用分区结构型式，由喷射管组成，每根喷射管设置有6个喷嘴，每2根喷射管组成1个区域，每个区域的喷射流量可通过安装在分配管上的手动调节阀控制。
氨喷射格栅布置在垂直烟道上，每台炉设置2套。
氨喷射格栅的关键参数是混合距离（AIG到顶层催化剂的距离，L）和喷嘴间距（6个喷嘴组成区域的当量直径，D），要确保L/D大于20。
在氨喷射格栅设置一排混合管，混合管间距同喷嘴间距。
混合管可促进氨气和烟气混合均匀。
7.吹灰系统
吹灰系统采用声波+蒸汽吹灰模式。
每层催化剂层设置4台声波吹灰器，每台反应器共设置12台声波吹灰器，每台炉设置24台声波吹灰器。
每台声波吹灰器每10分钟吹灰10秒，每小时吹灰12次。
每台声波吹灰器用压缩空气2.28Nm3/min（连续喷吹），每层2台声波吹灰器同时吹，瞬时最大耗气量为4.56Nm3/min，单台炉平均耗气量为1.22Nm3/min（含预留层）。
为了稳定压力，每台炉设置杂用压缩空气储罐1台，储罐容积2m3。
每层催化剂层设置3台蒸汽吹灰器，每台反应器共设置9台蒸汽吹灰器，每台炉设置18台蒸汽吹灰器。
单台炉蒸汽吹灰瞬时最大消耗量为7t/h，平均消耗量为1.2t/h。
声波吹灰器设备参数如下：
序号
项目名称
数据
1
吹灰器本体
1.1
吹灰器型式
声波吹灰器
1.2
吹灰器型号
DC-75
1.3
声波频率
75HZ
1.4
声波强度
147dB（距离喇叭口1米处测）
1.5
每层催化剂吹灰器数
4
1.6
吹灰器数（每个机组／三个机组）
24/72
1.7
一台声波吹灰器的吹灰范围（设计值）
横向3-4.5米，轴向≤12m（超过该范围，请与GE或其分销商北京光耀环境工程有限公司核准）
1.8
喇叭材质
A、B段为铸铁，C段为不锈钢，发生头为碳钢。
1.9
膜片材质
钛金属
1.10
声波吹灰器到催化剂表面的距离，mm
610
1.11
声波吹灰器入口压缩空气压力，bar
4.83~6.21
1.12
单台工作时间，s
10s
1.13
有效吹扫时间，s
10s
1.14
间隔时间，s
590
1.15
每次吹扫运行台数
两台
1.16
空气耗量，L/s（单个吹灰器）
19-38
1.17
瞬时最大空气耗量，Nm3/s
0.076（2台同时发生的瞬间流量）
1.18
平均耗气量，Nm3/h（单台炉）
72.96（三层）
109.44（四层）
2
管路系统
2.1
阀门
普通气路承压阀门（设计压力不小于1.0MPa）
2.2
管道
普通气路承压管道
（设计压力不小于1.0MPa）
3
电控系统
脱硝DCS
杂用空气罐参数如下：
序号
项目
单位
技术参数
备注
1
型式
圆筒立式
2
设备台数
台
3
3
设备直径
mm
1200
4
设计年限
年
30
5
腐蚀余量
mm
2.0
6
桶体壁厚
mm
8
7
封头壁厚
mm
8
8
设计压力
MPa
1
9
工作压力
MPa
0.7
10
设计温度
℃
50
11
工作温度
℃
环境温度
12
筒体高度
mm
1400
13
储存介质
空气
14
介质密度
Kg/m3
15
设计容积
m3
2
16
设备荷重
kg
680
17
总高度
mm
2525
18
设备本体材质
Q345R
19
保温厚度
mm
80
蒸汽吹灰器设备参数如下：
序号
项目名称
数据
1
吹灰器本体
蒸汽吹灰器
1.1
吹灰器型式
半伸缩耙式
1.2
吹灰器型号
HXP-5
1.3
每层催化剂吹灰器数
3
1.4
靶子数（单台吹灰器）
3
1.5
靶子宽度
3480mm
1.6
吹灰母管管径及材质
￠108X5，材质20#
1.7
靶子行程长度，m
2.7
1.8
喷嘴数/每耙
27
1.9
喷嘴
1.9.1
尺寸，mm
φ5
1.9.2
喷嘴材质
1Cr18Ni9Ti
1.9.3
喷嘴型式
文丘里
1.9.4
喷嘴供货厂家
湖北华信
1.9.5
单个喷嘴覆盖面积，m2
0.015166
1.10
吹灰器到催化剂表面的距离，mm
500
1.11
喷嘴出口蒸汽压力，barg
~5
1.12
催化剂表面蒸汽压力，barg
4.5~4.7
1.13
行进速度，m/min
0.9
1.14
转速，rpm
不旋转
1.15
单台工作时间，s
375
1.16
有效吹扫时间，s
355
1.17
有效吹扫范围，m2
垂直向下1.5M
1.18
蒸汽耗量，Kg/s（单个喷嘴）
0.013
1.19
蒸汽耗量，Kg/s（单台吹灰器）
1.054
1.20
吹灰方式
单台逐个吹扫
2
电机型号
Y90L-4
3
电机生产厂家
广东江晟
4
电机轴功率
5
电机功率
1.5KW，380V
6
管路系统
见管道清单
7
空气清扫系统
空气阀进气负压
第二节稀释风机
2.1稀释风机启动前的检查和准备
1.检查稀释风机及其系统检修工作结束，临时安全措施拆除，现场清洁无杂物，有关工作票已终结。
2.检查稀释风机、轴承座、电机地脚螺栓紧固无松动，联轴器防护罩完整牢固。
3.检查各轴承油位在1/2～2/3之间，油质清澈，无乳化、渗漏。
4.检查稀释风机入口滤网清洁无杂物，完整无缺损。
5.检查稀释风机电机电源接线牢固、无松动，外壳接地线良好，无断线、松脱现象。
6.检查稀释风机入口挡板操作灵活无卡涩，就地与画面开度显示一致。
7.检查稀释风机系统各种测量仪表、控制系统投入正常且显示正确。
8.检查气氨与空气混合器完整无损，气氨喷射格栅手动蝶阀开度在预定位。
9.检查仪用压缩空气压力在0.5～0.8MPa之间。
2.2稀释风机的启动（以A稀释风机为例）
1.稀释风机应在启动风烟系统之前投入运行。
2.脱硝稀释风机允许启动条件：
A稀释风机（20HSG11AN001）无故障信号。
3.当A稀释风机启动条件满足后，在稀释风机画面上点出A稀释风机（20HSG11AN001）电机操作块，点击启动按钮，启动稀释风机（20HSG11AN001）。
4.开启A稀释风机（20HSG11AN001）出口挡板（20HSG11AA002）。
5.开启稀释风机入口挡板（20HSG11AA101），检查稀释风压＞6KPa，稀释风流量＞4000Nm3/h（6400～6900Nm3/h）。
2.3稀释风机的正常运行维护
1.正常情况下，A、C稀释风机运行，B稀释风机备用良好。
2.检查运行稀释风机出口挡板全开，运行声音平稳且无异音；各地脚螺丝牢固无松动；联轴器防护罩完整牢固；电机外壳接地线连接牢固，无松脱、断线现象。
3.检查稀释风机各轴承油位在1/2～2/3之间，油质清澈，无乳化、渗漏现象。
4.检查稀释风机入口滤网清洁无杂物，完整无破损。
5.检查运行稀释风机电流稳定，在33～36A之间。
6.正常运行时，稀释风压大于6KPa，稀释流量＞4000Nm3/h（6400～6900Nm3/h），确保气氨稀释后的浓度<5%。
7.检查备用稀释风机出口逆止门关闭，风机无倒转现象。
2.4稀释风机停运（以A稀释风机为例）
1.当脱硝系统气氨停止喷射后，待风烟系统停运后，可将稀释风机停运。
2.锅炉运行期间，停止气氨喷射时，无异常情况应继续保持稀释风机运行。
3.停运时，应先停止气氨喷射，继续吹扫5min。
解除B稀释风机联锁子回路，关闭A稀释风机入口挡板（20HSG11AA101），点出A稀释风机（20HSG11AN001）电机操作块，点击停止按钮，停运A稀释风机（20HSG11AN001）。
4.当稀释风机停运后，关闭A稀释风机出口挡板（20HSG11AA002）。
2.5稀释风机的联锁保护
1.A稀释风机（20HSG11AN001）自动停：
（OR）
1）稀释风机A故障；或
2）稀释空气流量低低（21HSG10CF101、22HSG10CF101）＜3600m3/h（AND）稀释风机B已运行。
2.B稀释风机（20HSG12AN001）自动停：
（OR）
1）稀释风机B故障；或
2）稀释空气流量低低（21HSG10CF101、22HSG10CF101）＜3600m3/h（AND）稀释风机A\C已运行。
3.C稀释风机（20HSG13AN001）自动停：
（OR）
1）稀释风机C故障；或
2）稀释空气流量低低（21HSG10CF101、22HSG10CF101）＜3600m3/h（AND）稀释风机B已运行。
第三节SCR脱硝吹灰系统
3.1SCR脱硝吹灰系统投运前的检查
1.检查吹灰系统的检修工作结束，临时安全措施已拆除，现场清洁无杂物，工作票已终结。
2.各吹灰器外壳护罩完整，枪管完好无变形、无破损，跑道清洁无积灰，驱动齿轮与传动齿啮合紧密，阀门开启机构连接牢固可靠。
3.各电动门、气动门及减压阀试验正常，安全阀已校验合格，吹灰管路各阀门位置正确。
4.检查各吹灰器驱动电机完好，电缆完好无破损。
5.检查系统各测量管线、仪表一次门开启，显示正确。
6.检查控制盘电源正常，各仪表、指示灯投入且指示正确。
7.检查吹灰画面系统各参数显示正常，与就地相符，无异常报警。
8.吹灰器各项保护正常并投入，各热工报警和机械定值经校验合格。
9.就地检查各手动门已开启，电动门已送电、气动门仪用压缩空气投入，压力0.5～0.8MPa，声波吹灰杂用压缩空气罐压力为0.62～0.8MPa。
3.2吹灰系统的运行原则
1.脱硝吹灰系统有蒸汽吹灰枪和声波吹灰器两种设备，采用以上设备吹灰时顺序都应按烟气流动的方向进行，即先吹上层再吹下层。
2.正常情况下，声波吹灰器采用连续吹灰方式，蒸汽吹灰枪根据积灰等情况投入运行。
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