MW机组脱硝运行标准规范.docx
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MW机组脱硝运行标准规范
华能威海电厂企业标准
320MW机组脱硝运行规程
2013－11－12发布2013－11－18实施
华能威海电厂
前言
本标准根据电厂标准化工作要求，为适应电厂现代化管理和发展的需要，规范发电厂生产设备运行管理工作，不断提高电厂的安全运行水平，特编制《320MW机组脱硝氨站运行规程》。
由于实际经验有限、资料缺乏、在编写过程中难免有不足之处，规程中涉及到的有关参数暂时借鉴于其他厂同类型机组，仅供参考，在今后工作中不断总结经验，得以进一步完善。
本标准于2013年11月首次发布。
本标准由华能威海发电有限责任公司环保部提出并归口管理。
本标准由华能威海发电有限责任公司标准化委员会批准。
本规程起草单位：
华能威海发电有限责任公司环保部。
本规程主要起草人：
朱栓来
本规程修改人：
宋恩众
本规程初审人：
邵正波
本规程审核人：
吴建国
本规程批准人：
目录
第一章脱硝设备规范………………………………………………………………………………4
第二章脱硝氨站概述………………………………………………………………………………9
第三章气氨的制备供应及停运……………………………………………………………………15
第四章氨站的运行维护……………………………………………………………………………16
第五章主要控制参数………………………………………………………………………………17
第六章氨站卸氨操作………………………………………………………………………………19
第七章供氨系统异常及处理方法…………………………………………………………………25
第八章SCR系统操作程序…………………………………………………………………………25
320MW机组脱硝运行规程
第一章脱硝设备规范
1.概述
华能威海电厂二期#3、4锅炉烟气脱硝系统，采用先进的脱硝工艺－选择性催化还原法（SCR法）
去除烟气中的NOx。
系统按入口NOx浓度400mg/Nm3、处理100%烟气量及最终NOx排放浓度为80mg/Nm3进行设计。
每台锅炉设置两个SCR反应器，反应器采用高灰型工艺布置（即反应器布置在锅炉省煤器与空预器之间），不设省煤器调温旁路和反应器旁路。
催化剂按“2＋1”模式布置，备用层在最下层，脱硝装置设有半伸缩耙式蒸汽吹灰器和声波吹灰器相结合的吹灰系统。
采用液氨法制备脱硝还原剂，二期、三期机组共用还原剂公用系统，在三期氨区基础上进行扩建。
脱硝系统采用集中控制方式。
SCR反应器区（含催化剂吹灰）的控制及监视纳入主机DCS系统，新增机柜布置在单元机组电子设备间；新增氨区设备控制纳入三期主机公用系统DCS，作为主机公用系统DCS的远程控制站，机柜布置在原三期氨区电子设备间。
脱硝系统的火灾报警和消防控制、接地、避雷系统等均作为子系统纳入电厂现有系统。
氨区系统包括液氨卸料压缩机、液氨储罐、液氨供应泵、液氨蒸发器、氨气缓冲槽、氨气稀释槽、废水池及废水泵等。
液氨通过液氨槽车运至液氨储存区，通过卸氨压缩机将液氨储罐中的气氨压缩后送入液氨槽车，利用压差将槽车中的液氨输送到液氨储罐；液氨利用压差或氨液泵（环境温度小于5℃）经蒸发器加热成气氨后进入氨气缓冲罐，气氨经稀释风机稀释后，经过喷氨格栅进入两个SCR反应器。
从锅炉省煤器出来的烟气，与喷氨格栅喷入的≤5%气氨的稀释空气在进口烟道充分混合后从上部进入反应器，在催化剂作用下，NOx与NH3进行还原反应生成N2和H2O，反应后的烟气进入空预器。
2.脱硝工艺的原理
SCR脱硝技术是指在催化剂的作用下，还原剂（NH3）与烟气中的氮氧化物反应生成无害的氮和水，从而去除烟气中的NOx。
选择性是指还原剂NH3和烟气中的NOx发生还原反应，而不与烟气中的氧气发生反应。
在催化剂表面发生的主反应：
4NO+4NH3+O2-->4N2+6H2O
6NO2+8NH3+O2-->7N2+12H2O
同时发生的副反应：
2SO2+O2-->2SO3
NH3＋SO3＋H2O-->NH4HSO4
2NH3＋SO3＋H2O-->（NH4）2SO4
在脱硝反应中，没有参加反应的氨（NH3）称为氨逃逸。
逃逸的氨（NH3）随经过了脱硝反应的净烟气通过出口烟道进入下游（沿烟气流动方向）的空气预热器中，在空预器的低温段区域与烟气中的SO3反应生成硫酸氢铵。
硫酸氢铵是一种粘性物质，将粘着在空气预热器的换热元件表面，并吸附烟气中的烟尘，堵塞和腐蚀空气预热器。
为此，必须控制SCR脱硝装置氨的逃逸率，本工程控制氨的逃逸率≤3ppm。
3.设备规范
3.1燃煤特性
我厂#3、4锅炉设计燃用蒙西烟煤，煤质资料具体煤质分析数据见表3-1。
表3-1煤质分析数据
检测项目
符号
单位
煤质1
煤质2
全水分
Mt
%
11.3
16.0
空气干燥基水分
Mad
%
7.61
11.46
收到基灰分
Aar
%
22.72
15.44
干燥无灰基挥发分
Vdaf
%
39.76
41.98
收到基碳
Car
%
52.10
53.10
收到基氢
Har
%
3.73
3.55
收到基氮
Nar
%
0.81
0.96
收到基氧
Oar
%
8.81
10.53
全硫
St,ar
%
0.53
0.42
收到基高位发热量
Qgr,v,ar
MJ/kg
20.61
20.76
收到基低位发热量
Qnet,v,ar
MJ/kg
19.58
19.66
煤中氟
Far
µg/g
99
125
煤中氯
Clar
%
0.010
0.005
煤中砷
Asar
%
0.0012
0.0010
煤中铅
Pbar
µg/g
21
12
煤中汞
Hgar
µg/g
0.20
0.14
3.2灰的成分分析，如表3-2
表3-2灰的成分分析
检测项目
符号
单位
煤质1
煤质2
煤灰中二氧化硅
SiO2
%
50.24
56.27
煤灰中三氧化二铝
Al2O3
%
33.38
24.75
煤灰中三氧化二铁
Fe2O3
%
4.90
6.02
煤灰中氧化钙
CaO
%
4.30
4.13
煤灰中氧化镁
MgO
%
0.77
0.91
煤灰中氧化钠
Na2O
%
0.56
1.00
煤灰中氧化钾
K2O
%
1.09
0.95
煤灰中二氧化钛
TiO2
%
1.46
1.19
煤灰中三氧化硫
SO3
%
2.55
4.20
煤灰中二氧化锰
MnO2
%
0.016
0.023
3.3SCR入口烟气参数，如表3-3
表3-3入口烟气参数
项目
内容
单位
数据
备注
ECO出口烟风参数
机组负荷
MW
320
额定负荷
O2
%
3.65
湿基
CO2
%
13.72
湿基
湿度
%
8.73
湿基
N2
%
73.89
湿基
湿烟气量
Nm3/h
943186
湿基
烟气温度
℃
332~378
150~320MW全负荷范围
静压
Pa
-1100
SCR入口污染物浓度
基准NOx浓度
mg/Nm3
400
SO2@6%O2，干基
μL/L
1414
按校核煤质硫含量1.49%
SO3@6%O2，干基
μL/L
11
炉内SO2/SO3转化率约0.8%
飞灰浓度
g/Nm3
27.9
煤中灰含量22.72%
3.4SCR脱硝系统设计参数，如表3-4。
表3-4SCR脱硝系统设计参数
序号
项目
内容
单位
数值
备注
1
湿烟气参数
机组负荷
MW
320
额定负荷
湿烟气量
Nm3/h
943186
湿基
湿度
%
8.73
湿基
O2
%
3.65
湿基
N2
%
73.89
湿基
CO2
%
13.72
湿基
SO26%O2
μL/L
1414
飞灰含量6%O2
g/Nm3
27.9
烟气温度
℃
332-378
2
性能指标
SCR出口NOx6%O2
mg/Nm3
80
NH3逃逸浓度
ppm
3
脱硝效率
%
81.2
SO2/SO3转化率
%
<1
整体系统阻力
Pa
850
扣除催化剂后的系统阻力
Pa
450
烟气温降
℃
3
3
物料平衡计算
（单台炉）
SCR化学当量比
-
0.815
SCR减排NOx
kg/h
312.3
液氨耗量
kg/h
123.5
液氨蒸发用蒸汽耗量
kg/h
200
0.8MPaG蒸汽
吹灰蒸汽耗量（每天吹3次，按24小时平均计）
t/h
0.85
稀释风量
Nm3/h
3091
仪用压缩空气量
Nm3/h
35
声波吹灰器压缩空气
Nm3/h
36.48
杂用压缩空气
Nm3/h
生活水（0.2～0.3MPa）
t/h
0.08
消防水（1.0MPa）
t/h
100
氨储槽紧急洒水耗量
3.5催化剂设计参数表，如表3-5。
表3-5催化剂主要性能参数表
序号
技术参数
单位
数据
备注
1
制造商
2
型式
蜂窝式
3
型号
20×20孔
4
基材
TiO2
5
活性化学成份
V2O5,WO3
6
反应器内催化剂层数（初始/将来）
2/3
7
每层催化剂模块数量
40
8
模块类型
9
每个模块的尺寸（长×宽×高）
m×m×m
1.91×0.97×1.1
10
每个模块的重量
kg
1000
11
每个模块的表面积
m2
12
节距
mm×mm
7.6
13
壁厚
mm
1
14
催化剂比表面积
m2/m3
469.3
15
催化剂体积密度
g/cm3
<550
16
催化剂空隙率
%
77.4
17
模块外壳材料
18
每个模块包含小块数量
72
19
每一小块尺寸
mm×mm×mm
150×150×770
20
设计使用温度
℃
21
允许使用温度范围（min/max）
℃/℃
300-420
22
运行温度变化速率
℃/min
12
23
在允许最低、最高使用温度范围内时，催化剂化学使用寿命
小时
24000
24
催化剂机械寿命
小时
80000
25
初始催化剂体积（单个反应器/单机组）
m3/m3
122/244
26
备用层催化剂体积（单个反应器/单机组）
m3/m3
27
烟气空间速度
1/h
28
面积速度
m/h
29
烟气线速度
反应器内
m/s
4.66
催化剂内
m/s
6.48
30
测试块
类型
数量（每层/单反应器/机组）
31
初始脱硝效率
%
81
32
其它技术参数（如果有）
催化剂由电厂根据实际反应器大小选型，并满足最终脱硝效率要求。
第二章脱硝氨站概述
1氨的制备及其供应系统安全要求
1.1液氨的储罐和氨站的设计满足国家对此类危险品罐区的有关规定。
液氨具有一定的腐蚀性，在材料、设备存在一定的应力情况下，可能造成应力腐蚀开裂；液氨容器除按一般压力容器规范和标准设计制造外，应注意选用合适的材料；
1.2氨的供应量能满足锅炉不同负荷的要求，调节方便灵活，可靠；
1.3存氨罐与其他设备、厂房等要有一定的安全防火、防爆距离，并在适当位置设置室外防火栓，设有防雷、防静电接地装置；
1.4氨存储、供应系统相关管道、阀门、法兰、仪表、泵等设备选择时，其必须满足抗腐蚀要求，采用防腐材料；
1.5氨液泄漏处及氨罐区域应装有氨气泄漏检测报警系统；
1.6系统的卸料压缩机、储氨罐、氨气蒸发槽、氨气缓冲槽及氨输送管道等都备应有氮气吹扫系统，防止泄漏氨气和空气混合发生爆炸；
1.7氨存储和供应系统应配有良好的控制系统，在发生危险时，可远程操作。
2氨站系统简介
#3、4机组共用一套液氨储存与供应系统，外购液氨通过液氨槽车运至液氨储存区，通过往复式卸氨压缩机（2台一运一备）将液氨储罐（2台）中的气氨压缩后送入液氨槽车，利用压差将液氨槽车中的液氨输送到液氨储罐中；液氨靠液氨自身压力或采用液氨供应泵（2台一运一备）进入液氨蒸发器（2个）蒸发成气氨后进入气氨缓冲罐（2台），供机组使用。
氨气系统紧急排放的氨气则排入氨气稀释槽中，经水的吸收排入废水池，再经由废水泵送至废水处理系统处理。
3主要设备简介
3.1卸料压缩机
我厂选择的卸料压缩机能满足各种条件下的要求。
卸料压缩机抽取储氨罐中的氨气，经压缩后将槽车的液氨压入液氨储罐中。
调整压缩机排气量时，要考虑到储氨罐内液氨的饱和蒸汽压、液氨卸车流量、液氨管道阻力及卸氨时气候温度等。
卸料压缩机一运一备，每次卸氨时间为90分钟左右。
3.2储氨罐（两个储氨罐）
共设置2座65m3液氨储罐，液氨储总量量约79t。
二期氨耗量为123.5*2kg/h。
现有液氨储罐可满足2台机组13.3天用量（日利用小时按24h计）。
储槽上应安装有超流阀、逆止阀、紧急关断阀和安全阀为储槽液氨泄漏保护所用。
储槽还装有温度计、压力表、液位计和相应的变送器将信号送到脱硝控制系统，当储槽内温度或压力高时报警。
储槽应有防太阳辐射措施，四周安装有工业水喷淋管线及喷嘴，当储槽槽体温度过高时自动淋水装置启动，对槽体自动喷淋减温；当有微量氨气泄露时也可启动自动淋水装置，对氨气进行吸收，控制氨气污染。
氨罐不设隔热或冷却装置，液氨储存温度当按照50℃考虑。
液氨储罐的单罐储存容积小于100立方米时，采用卧式储罐。
液氨储罐设钢结构轻型遮阳棚，棚顶避免采用封闭形上凹结构，避免氨气聚集。
液氨罐区设围堤，围堤的高度不高于0.6m（以围堤内的地面计），围堤内的有效容量不小于罐区内一个最大液氨储罐容量的25%。
液氨储罐的外壁与围堤内堤脚线之间的距离不小于2m。
围堤内有排水沟，排水沟设格栅和排水阀门。
围堤内的地面坡向排水沟，坡度不小于0.3%。
3.3液氨蒸发槽
液氨蒸发采用蒸汽加热，蒸汽走盘管加热蒸发槽内部介质（乙二醇），以提高介质温度，利用介质温度加热盘管内的液氨。
蒸发槽上装有压力控制阀将氨气压力控制在一定范围，当出口压力达到过高时，则切断液氨进料。
在氨气出口管线上装有温度检测器，当温度过低时切断液氨，并自动打开蒸汽阀，对液氨进行加热，当温度达到80度时，自动关断蒸汽阀，停止加热，使氨气至缓冲槽维持适当温度及压力，蒸发槽也装有安全阀，可防止设备压力异常过高。
液氨蒸发槽按照在BMCR工况下2×100％容量设计。
液氨蒸发槽一运一备。
3.4氨气缓冲槽（氨气积压器）
从蒸发槽蒸发的氨气流进入氨气缓冲槽，通过调压阀减压成一定压力，再通过氨气输送管线送到锅炉侧的脱硝系统。
液氨缓冲槽能满足为SCR系统供应稳定的氨气，避免受蒸发槽操作不稳定所影响。
缓冲槽上也设置有安全阀保护设备。
3.5液氨输送泵
设置2台液氨输送泵（输送能力1m3/h，功率：
1.5kw）将液氨从氨储存罐输送至氨蒸发器。
液氨输送泵一用一备。
3.6氨气稀释槽
氨气稀释槽为一定容积水槽，水槽的液位由满溢流管线维持，稀释槽设计连结由槽顶淋水和槽侧进水。
液氨系统各排放处所排出的氨气由管线汇集后从稀释槽低部进入，通过分散管将氨气分散入稀释槽水中，利用大量水来吸收安全阀排放的氨气。
4.液氨品质参数
液氨的性质类似液化烃，气氨的火灾危险类别属乙类气体。
在常温下压力较高，挥发度大，毒性程度为中度危害。
液氨的主要杂质由水、油和不凝性气体组成，密度618kg/m3（15℃）。
标准状态下，其密度为0.771kg/m3，常压下的沸点为-33.41℃，临界温度为132.5℃，临界压力为11.48MPa，常温下应在压力容器内一定压力下储存。
在常温常压下1体积水能溶解900体积氨，溶有氨的水溶液称为氨水，呈弱碱性。
氨气与空气或氧气混合能形成爆鸣性气体，遇明火、高热能引起燃烧爆炸，爆炸下限为15.7%，爆炸上限为25.4%，引燃温度为651℃。
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
水分
%
—
油含量
mg/kg
—
重量法
铁含量
mg/kg
—
红外光谱法
密度
kg/L
0.618
25℃时
压力
MPa
1.6
沸点
℃
标准大气压
5主要设备规范
序号
项目名称
单位
数据
1
还原剂制备及供应系统（纯氨）
（1）
卸料压缩机
型号
D491AM3FBBNSNN-108
数量
台
2
处理介质
氨气
容积流量
m3/min
≈10
进气压力
MPa
≤16
排气压力
MPa
≤24
进气温度
℃
≤40
排气温度
℃
≤177
额定功率
KW
11
电源
V/ph/Hz
380/3/50
（2）
储氨罐
编号
R13-146
数量
台
2
容积
m3/罐
65
设计压力
MPa
2.16
设计温度
℃
-19/50
工作温度
℃
＜40
最高允许工作压力
MPa
2.25
主体材料
Q345R
（3）
液氨气化器
型号
LSW-NH3-300
数量
台
2
汽化能力
kg/hr/台
300（液氨）
加热方式：
蒸汽加热
液氨管程：
（介质：
液氨）
液氨管程设计压力
MPa
2.16
液氨管程工作压力
MPa
1.6
液氨管程设计温度
℃
90
液氨管程工作温度
℃
-15~80
蒸汽管程：
（介质：
蒸汽）
蒸汽管程设计压力
MPa
1.0
蒸汽管程工作压力
MPa
0.8
蒸汽管程设计温度
℃
280
蒸汽管程工作温度
℃
260
本体壳程：
（介质：
乙二醇）
本体壳程设计压力
MPa
0.09
本体壳程工作压力
MPa
常压
本体壳程设计温度
℃
90
本体壳程工作温度
℃
80
（4）
氨气稀释槽
型号
ф1600，H~3500
数量
台
1
设计温度
℃
60
设计压力
MPa
0.25
容积
m3
8
材料
20R正火
（5）
氨气缓冲罐
编号
R13-148
数量
台
2
容积
m3
5
设计压力
MPa
0.6
工作压力
MPa
0.4
设计温度
℃
-20/50
（6）
液氨供应泵
台
2
型号
N74-212HBM-40-25-200
系统压力
MPa
0.2
流量Q
m3/h/台
1.0
扬程H
m
40
功率N
kw
3.7
电源
V/ph/Hz
380/3/50
（7）
压缩空气罐
编号R13-151
容积
M3
2.0
设计压力
MPa
1.0
工作压力
MPa
0.8
设计温度
℃
-20/50
主体材料
S30408
（8）
氨气泄漏检测器
型号
数量
6套
（9）
废水泵
型号
液下，不锈钢
数量
台
2
扬程
m
50
功率
kw
2.5
流量
m3/h/台
12
（10）
稀释风机（单台机组）
数量
台
3
型号
流量
Nm3/h/台
1700
压头
Pa/台
6000
电机功率
KW
7.5
第三章气氨的制备供应及停运
第一节气氨的制备供应
1.气氨制备供应前的设备检查及准备工作
1.1就地检查气氨制备及供应系统有关检修工作结束，临时安全措施拆除，现场清洁无杂物，工作票已终结；
1.2检查液氨储罐备用良好，温度≤33℃，液位在300mm～2400mm之间，压力在0.25～1.6MPa之间；
1.3检查液氨蒸发器备用良好，且已注入质量合格的加热介质且液位正常；
1.4检查液氨蒸发器加热蒸汽压力、温度正常；
1.5检查气氨缓冲罐备用良好；
1.6检查氨气稀释槽、废水池备用良好，蒸汽、工业水供应正常；
1.7液氨储罐安全阀、液氨蒸发器安全阀、气氨缓冲罐安全阀已校验合格，投运正常；
1.8检查氮气系统连接完好，供应充足；
1.9检查气氨制备及供应系统的相关测点，表计均已投运，且显示正确；
1.10.检查仪用压缩空气压力在0.6～0.8MPa范围；
1.11.就地氨气泄漏检测装置显示正常，无异常报警；
1.12检查各气动门开关位置和就地一致；
1.13检查#3机/#4机组气氨供应手动门已开启；
1.14检查氨/空气混合器入口调阀前、后手动门已开启；
1.15检查脱销反应器气氨喷射系统各分配手动门已开启（共32个）。
1.16初次或检修后投运，需用氮气对液氨蒸发器、气氨缓冲罐及其连接管道进行加压和吹扫，以便排出系统内的空气和校验系统的严密性，通过各管路的排放阀排放，分段进行，反复进行，直至合格。
2.气氨制备供应
2.1开启液氨储罐液氨出口手动门；
2.2开启液氨储罐液氨出口气动阀；
2.3开启液氨蒸发器疏水门；
2.4缓慢开启液氨蒸发器供汽总门，预暖后全开；
2.5手动缓慢开启液氨蒸发器蒸汽调阀，控制加热介质温升率，防止系统产生振动；
2.6设定加热介质温度为80℃，将液氨蒸发器蒸汽调阀投自动；
2.7液氨蒸发器内加热介质温度升至80℃时：
2.7.1开启液氨蒸发器入口手动门；
2.7.2开启液氨蒸发器入口调节阀至一定开度，并将其投入连锁；
2.7.3开启液氨蒸发器出口手动门；
2.7.4开启气氨缓冲罐入口手动门。
2.8缓冲罐压力上升约0.2MPa时：
2.8.1开启气氨缓冲罐出口压力调阀的前手动门和后手动门；
2.8.2开启气氨缓冲罐出口压力调阀，设定液氨蒸发器出口压力调阀压力为0.2MPa，并将其投自动。
第二节氨站系统停运
1正常停运
1.1关闭液氨储罐出口气动门；
1.2将液氨蒸发器入口关断阀连锁解除，关闭液氨蒸发器入口关断阀；
1.3继续加热液氨蒸发器数分钟，然后手动逐渐关小液氨蒸发器蒸汽调阀，直到完全关闭；
1.
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