脱硝系统整套启动调试措施剖析.docx
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脱硝系统整套启动调试措施剖析
湖北华电襄阳发电有限公司2X600MW机组
烟气脱硝系统总承包工程
整套启动调试措施
中国华电工程（集团）有限公司
2013年6月
整套启动调试措施
批准:
审核:
编制:
目录
1．前言2
2．系统及设备的主要技术规范3
2.1SCR反应器系统3
2.2脱硝剂存储、供应系统5
2.3系统主要设计参数8
2.4主要设备规范和技术参数9
3．调试应具备的条件13
4．SCR脱硝系统调试组织及分工15
4.1试运组织部15
4.2试运领导小组15
4.3各专业组15
4.4调试工作分工16
4.4.4调试单位16
4.4.5生产单位17
4.4.6制造单位17
4.4.7监理单位17
5．脱硝系统整套启动前应具备的条件17
6．调试程序与内容18
6.1调试程序图18
6.2整套启动过程工作内容19
7．调试质量保证25
7.1组织机构及职责25
7.2质量控制措施27
8．安全注意事项28
附表：
湖北华电襄阳发电有限公司整套启动调试过程记录卡29
1前言
为了确保湖北华电襄阳发电有限公司2X660MW机组烟气脱硝改造及脱硝公用系统EPC总承包工程的调试工作能，优质、有序、准点、安全、文明、高效地进行，并使参加调试工作的各方对调试过程及要求有较全面的了解，特制定本调试方案。
本方案为原则性指导方案，详细的调试方案、调试组织管理等措施由调试单位结合本项目施工图进行细化。
本调试方案主要针对整套启动调试，即该工程设备、电气、控制等分系统已经验收合格并具备整套调试条件。
调试前应对有关设计图纸、设备使用说明、系统相关其他文件仔细阅读和理解。
调试方案编制依据文件及标准：
《火电工程启动调试工作规定》建质[1996]40号；
《火电工程调整试运质量检验及评定标准》电力部建质[1996]111号；
《火力发电厂基本建设工程启动及竣工验收规程》电建[1996]159号；
《电力建设安全工作规程（火力发电厂部分）》DL5009.1-2002；
《电力建设施工及验收技术规范（锅炉机组篇）》DL/T5047-95；
《液体无水氨》GB536-88；
《石油化工企业设计防火规范》GB50160-2008；
《常用危险化学品的分类及标志》GB13690-2009；
《电力生产安全工作规定》；
《电力安全工作规程（热力和机械部分）》；
《电力行业劳动环境监测技术规范》DL/T799.1～799.7-2002；
《火电厂烟气排放连续监测技术规范》HJ/T75-2001；
《火电厂大气污染物排放标准》GB13223-2011；
《锅炉启动调试导则》DL/T582-2004；
《电力建设施工及验收技术规范》DL/T5190.4-2004；
设备制造厂提供的图纸、设备安装和使用说明书；
国家、地方、行业颁布的标准、规程、规范均应是现行有效版本，如以上版本更新，采用最新版本。
2系统及设备的主要技术规范
2.1SCR反应器系统
SCR反应区主要设备系统有：
2.1.1烟道
SCR法烟气系统的主要设备有膨胀节、氨注入混合装置、导流板、碎灰网、整流层、反应器入口烟道灰斗等。
a）膨胀节：
在SCR反应器连接烟道上合理布置膨胀节以吸收烟道、反应器受热膨胀量，同时在反应器烟道与锅炉省煤器出口及空预器入口连接处需设置膨胀节。
膨胀节类型宜采用非金属型式。
b）氨注入混合装置：
采用喷氨格栅（AIG）装置。
c）导流板：
安装在烟道变截面和转弯处，优化烟气流场分布，主要有弧形和圆形等。
d）碎灰网：
安装在SCR反应器内顶层催化剂上游，防止大颗粒的灰或结块的灰堵塞催化剂，碎灰网的网孔径不宜大于25mm。
e）整流层：
安装在SCR反应器内顶层催化剂上游的碎灰网下，主要进行烟气整流，保证通过催化剂层的烟气流场分布满足脱硝要求。
2.1.2SCR反应器
反应器本体为全钢焊接结构。
反应器钢结构宜在工厂分段加工，现场拼接。
反应器本体采用整体支撑方式。
反应器截面尺寸根据烟气流速、催化剂模块尺寸及布置式等因素确定。
反应器有效高度根据催化剂模块高度、层数、层间净高、吹灰装置、烟气整流装置高度等因素综合考虑确定。
反应器入口段宜设烟气扩散段及导流板，促使烟气的流场均匀分布。
反应器出口宜设收缩段，其倾斜角度能避免该处积灰。
设置在催化剂上方的整流装置，保证烟气流场满足催化剂入口要求。
在反应器侧壁设置催化剂安装门和检修人孔门。
反应器内催化剂的支架可兼作催化剂安装时的滑行导轨，也可采用专用小车或其他方式装填或更换催化剂。
反应器本体外周设平台作为人行通道，平台宜采用格栅形式，平台根据需要考虑装填或更换催化剂时荷载。
SCR反应器的设计充分考虑与周围设备布置的协调性及美观性。
反应器设计成烟气竖直向下流动，反应器入口设气流均布装置，反应器入口及出口段设导流板，对于反应器内部易于磨损的部位设计必要的防磨措施。
反应器内部各类加强板、支架设计成不易积灰的型式，同时必须考虑热膨胀的补偿措施。
反应器设置足够大小和数量的人孔门。
反应器配有可拆卸的催化剂测试元件。
反应器设计还考虑内部催化剂维修及更换所必须的起吊装置。
反应器按照通用化原则设计，每层反应器的支撑、密封、高度等结构和尺寸，能够满足世界上各主要催化剂厂家的各种类型催化剂的安装要求，便于买方在将来添加和更换催化剂时在技术上和商务上有更多的选择。
SCR反应器能承受运行温度450℃不少于5小时的考验，而不产生任何损坏。
SCR反应区布置示意图见图3-1。
图3-1：
SCR反应区布置示意图
2.1.3催化剂
本项目催化剂由丹东金山热电厂业主采购。
其反应示意图见图3-2.
图3-2：
催化反应示意图
2.1.4吹灰及控制系统
每层催化剂均设置吹灰装置。
由于本项目烟气中灰分浓度较高，为了防止催化剂被堵塞，保证脱硝系统正常运行，吹灰系统采用声波吹。
2.2脱硝剂存储、供应系统
本工程采用液氨来制备脱硝剂。
液氨储存、制备、供应系统包括液氨卸料压缩机、储氨罐、液氨蒸发槽、液氨泵、氨气缓冲槽、稀释风机、混合器、氨气稀释槽、废水泵、废水池等。
此套系统提供氨气供脱硝反应使用。
液氨的供应由液氨槽车运送，利用液氨卸料压缩机将液氨由槽车输入储氨罐内，用液氨泵将储槽中的液氨输送到液氨蒸发槽内蒸发为氨气，经氨气缓冲槽来控制一定的压力及其流量，然后与稀释空气在混合器中混合均匀，再送达脱硝系统。
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厂处理。
废水泵采用自吸泵。
在事故状态下，能够满足在较短时间（60分钟）内将流入废水池中的废水排到电厂废水处理系统。
2.2.1卸料压缩机
液氨卸料可通过卸氨压缩机进行，在与槽车接口处设置用于卸氨前后排出管道中空气/氨的管道。
氨储存设备及运输管道上设有排空和氮气置换管路或接口。
选择的卸料压缩机能满足各种条件下的要求。
在1小时内能将液氨罐车内的液氨卸至液氨储罐中。
压缩机气相出口设有安全阀。
卸料压缩机抽取储氨罐中的氨气，经压缩后将槽车的液氨推挤入液氨储罐中。
卖方在选择压缩机排气量时，要考虑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。
2.2.2储氨罐
液氨储存和制备系统各装置按乙类可燃液体要求设计（GB50160）。
储氨罐不少于两个，储氨罐容积按照液氨密度0.578t/m3（温度40℃时）、充装系数按0.85-0.9计算。
液氨的储槽容量，按照2台锅炉BMCR工况，在设计条件下，每天运行24小时，连续运行5天的消耗量考虑。
储槽上安装有逆止阀、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（进口设备）、高液位报警仪和相应的变送器（进口设备）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。
进入蒸发器的液氨管道上设置过滤器，防止氨泥及其他杂质堵塞管道和设备。
2.2.4液氨供应泵
液氨进入蒸发槽，采用液氨泵来供应。
为保证氨的不间断供应，供应泵的流量按照不小于设计条件下锅炉BMCR工况液氨耗量110%选型。
氨泵按一用一备供应。
2.2.5液氨蒸发槽
液氨蒸发所需要的热量采用蒸汽加热来提供热量。
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，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2×110％容量设计。
2.2.6氨气缓冲槽
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。
缓冲槽上设置有安全阀保护设备。
2.2.7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。
2.2.8稀释风机
喷入反应器烟道的氨气为空气稀释后的含5％左右氨气的混合气体。
所选择的风机满足脱除烟气中NOx最大值的要求，并留有一定的余量。
稀释风机采用离心式风机。
在锅炉BMCR工况下所需的氨稀释到5%（体积比）以下。
稀释风机风量裕度不低于10%，风压裕度不低于20%，且稀释风机风压一般不低于3500Pa。
风机按2台100%容量（1用1备）设置。
2.2.9氨气泄漏检测器
液氨储存及供应系统周边设有氨气检测器，以检测氨气的泄漏，并显示大气中氨的浓度。
当检测器测得大气中氨浓度过高时，在机组控制室会发出警报，操作人员采取必要的措施，以防止氨气泄漏的异常情况发生。
电厂液氨储存及供应系统设在炉后，采取措施与周围系统作适当隔离。
2.2.10排放系统
在氨制备区设有排放系统，使液氨储存和供应系统的氨排放管路为一个封闭系统，将经由氨气稀释槽吸收成氨废水后排放至废水池，再经由废水泵送到废水处理站。
废水泵采用自吸泵。
能将流入废水池中的全部废水排到电厂废水处理系统。
脱硝废水经处理后的排放标准达到GB8978和辽宁当地排放标准的相应要求。
2.2.11氮气吹扫系统
液氨储存及供应系统保持系统的严密性防止氨气的泄漏和氨气与空气的混合造成爆炸是最关键的安全问题。
基于此方面的考虑，本系统的卸料压缩机、储氨罐、氨气蒸发槽、氨气缓冲槽等都备有氮气吹扫管线。
在液氨卸料之前通过氮气吹扫管线对以上设备分别要进行严格的系统严密性检查和氮气吹扫，防止氨气泄漏和系统中残余的空气混合造成危险。
整个SCR法脱销系统主要装置布置图见图3-3，其工艺流程见图3-4。
图3-3：
SCR法脱硝装置布置图
图3-4：
SCR法主要工艺系统流程图
氨区工艺及辅助系统的主要功能是向SCR系统提供足够的氨气，以保证脱硝反应的顺利进行。
2.3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850（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）
NH3/NOX摩尔比
mol/mol
≤0.813（80%效率）
≤0.943（93%效率）
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
%
≥93
氨的逃逸量
mg/m³
≤2.28（标准状态，干基，过剩空气系数1.4）
二氧化硫氧化率
%
≤1
催化剂化学寿命
3年
≥24000
脱硝装置可用率
%
≥98
1.2
物质消耗量
液氨
Kg/h
114（80%脱硝效率）
耗电量
kw
11.5（正常运行）
压缩空气
m3/h
（仪用）60/（杂用）9.6（0.5MPa）
输灰系统用气待定
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/炉
尺寸
mm
8980×9680×14380
设计压力
pa
±9850
运行温度
℃
371
最大运行温度
℃
420
烟气流速
m/s
<6
2.2
氨喷射系统设计参数
型式
喷氨格栅
2.4主要设备规范和技术参数
序号
项目名称
单位
数据
1
烟道系统
（1）
烟道
－总壁厚
mm
6
－腐蚀余量
mm
1
－烟道材质
Q345
－设计压力
Pa
±9850
－运行温度
℃
371
－最大允许温度
℃
420
－烟气流速
m/s
<15
－保温厚度
mm
180
－保温材料
硅酸铝、岩棉
－保护层材料
铝合金波形板
－膨胀节材料
非金属
－灰尘积累的附加面荷载
kN/m2
1
－烟气阻力
Pa
450（不含反应器）
（2）
反应器
－数量
2/炉
－大小
mm
8980×9680×14380
序号
项目名称
单位
数据
－总壁厚
mm
6
－腐蚀余量
mm
1
－材质
Q345
－设计压力
Pa
±5980
－运行温度
℃
398
－最大允许温度
℃
420
－烟气流速
m/s
<6
－保温厚度
mm
180
－保温材料
硅酸铝、岩棉
－保护层材料
铝合金波形板
－膨胀节材料
非金属
－灰尘积累的附加面荷载
kN/m2
0.4（局部）
－烟气阻力
Pa
50（不含催化剂）
（3）
氨加入系统
－型式
喷氨格栅
－喷嘴数量（如有）
个
600（单台机组）
－管道材质
20#
（4）
催化剂
（所有微观数据，至少包括但不限于以下所列各项）
－型式
蜂窝式
－层数
2+1
－活性温度范围
320～420
－孔径或间距（pitch）
8.2
－基材
TiO2
－活性物质
V2O5
序号
项目名称
单位
数据
－体积
m3
209.95（单台机组）
体积比表面积
m2/m3
425
-重量
kg
950/模块
-烟气流速
m/s
≤6
模块尺寸
mm
950×1910×950
2
脱硝剂制备及供应系统（纯氨）
（1）
卸料压缩机
型号
往复式
数量
台
2
排气压力
MPa
2.4
排气量
m3/h
60
功率
kw
22
（2）
储氨罐
型号
卧式
数量
台
4
容积
m3/罐
100
设计压力
MPa
2.3
设计温度
℃
50
工作温度
℃
常温
工作压力
MPa
常温饱和氨蒸气压
材料
16MnR
（3）
液氨供应泵
型号
化工泵
数量
台
2（1用1备）
出口压力
MPa
0.5
序号
项目名称
单位
数据
功率
kw
0.5
流量
m3/h/台
1.5
（4）
液氨蒸发槽
型号
立式
数量
台
2（1用1备）
热量消耗
kJ/h/台
37844
耗汽量
kg/h
170
（0.29～0.53MPa；250℃）
蒸发能力
kg/h/台
250
材料
组合件
（5）
氨气稀释槽
型号
立式
数量
台
1
设计温度
℃
50
设计压力
MPa
常压
容积
m3
4
材料
碳钢
（6）
氨气缓冲槽
型号
立式
数量
台
1
容积
m3
3
运行压力
MPa
0.3
运行温度
℃
50
（7）
稀释风机
型号
离心式
数量
台
2（单台机组）
流量
Nm3/h/台
3450
压头
Pa
4000
序号
项目名称
单位
数据
功率
kW
11
（8）
混合器
型号
圆筒式
数量
台
2（单台机组）
设计容积
m3
-
材料
16MnR
设计压力
MPa
0.35
（9）
氨气泄漏检测器
型号
扩散式
数量
5
（10）
废水泵
型号
自吸式
数量
台
2
扬程
MPa
0.3
功率
kw
15
流量
m3/h/台
60
3调试应具备的条件
SCR烟气脱硝系统中设备经分系统试运合格，有关连锁、保护、信号及调节装置调试完毕，可正常投用，并已办理验收签证。
同时整套脱硝系统应具备以下条件：
3.1脱硝系统应具备的条件
3.1.1整套启动范围内的土建工程和生产区域的设施，已按设计完成并进行了验收。
生产区域的场地已平整，道路畅通，平台栏杆和沟道盖板齐全，脚手架、障碍物，易燃物、建筑垃圾等已经清除。
3.1.2调试、运行及检修人员均已分值配齐，运行人员已经培训并考试合格，整套启动方案和措施报审完毕，并按进度向有关参与试运的人员交底。
3.1.3烟气脱硝系统生产准备已将运行所需的规程、制度、系统图表、记录表格、安全用具、运行工具、仪表等准备齐全。
3.1.4有关照明（包括事故照明）、通讯联络设备和按设计要求的防寒、通风设施已安装完毕，能正常投入使用。
3.1.5消防系统已完成安装调试，并经消防部门检查合格，有上级部门的正式书面文件。
3.1.6设备命名、挂牌工作已全部结束，气、水、氨气等各种介质管道按规定已涂色或色环，并标明介质流向。
3.1.7液氨和钢瓶氮气已准备充足。
3.1.8保温油漆工作已按设计完工，并验收合格。
3.1.9管道支吊架安装完工，恢复调整结束并验收合格。
3.1.10电缆沟封堵已完成。
3.2SCR催化反应系统应具备的基本条件
3.2.1反应进出口脱硝CEMS分析仪冷热调试结束，可正常投用。
3.2.2反应器进口烟道吹灰调试结束，吹灰顺控步序动作正确，吹灰效能良好。
3.2.3催化剂已经吊装结束，催化剂模块间密封条、催化剂模块与反应器壁面向密封条按要求焊接结束，并且验收合格。
3.2.4AIG管道已经完成严密性试验，并验收合格。
3.2.5稀释风机试运完成，联锁正确，可正常投用。
3.2.6氨管路已经完成氮气置换。
3.3氨储存与制备系统应具备的基本条件。
3.3.1氨卸料压缩机试运完成，可正常投用；
3.3.2废水泵、循环水泵试运完成，联锁正确，可正常投用；
3.3.3氨蒸发器试运完成，联锁正确，可正常投用；
3.3.4氨稀释槽及喷淋系统调试完成，联锁正确，可正常投用；
3.3.5氨泄漏检测仪调试完成，参数设置正确，联锁正确，可正常投用；
3.3.6氨系统管路已经完成严密性试验，且验收合格；
3.3.7氨管路已经完成氮气置换；
3.3.7工艺水、除盐水管道内有水供应，水压力为0.2~0.3MPa；
3.3.8氮气钢瓶内充满氮气，钢瓶已和汇流排连接，处于准备状态；
3.3.9氨气稀释罐内水位在非低液位状态；
3.3.10废水池内液位高过伸入池内的废液管。
3.4热控设备应具备的基本条件
3.4.1控制系统工作正常；
3.4.2有关变送器、电磁阀、压力、温度、液位、流量及位置开关、气动、电动等操作装置调整校验结束，处于正常工作状态；
3.4.3各系统程控及自动调试完毕，联锁保护准确，可正常投用；
3.4.4机组其它热工控制装置、程控装置调试完成可投用，烟气脱硝工程进行整套启动前已经完成质量监督检查。
4SCR脱硝系统调试组织及分工
4.1试运组织部
根据湖北华电襄阳发电有限公司2X660MW机组烟气脱硝改造及脱硝公用系统EPC总承包工程的特点，结合电力部有关启动调试的规定，在本工程调试中，将组建脱硝试运领导小组，以便组织和指挥调试工作按步骤、有条理地开展。
该领导小组由湖北华电襄阳发电有限公司、中国华电工程（集团）有限公司、监理单位、安装单位和调试单位共同组成。
下设工艺、热控、电气、生产准备、综合等专业组。
各专业组由各相关单位代表组成。
专业组长由领导小组和有关单位协商后任命。
4.2试运领导小组
全面组织领导和协调脱硝岛的启动调试工作，对试运中的安全、质量、进度等全面负责，审批主要调试方案和措施，协调解决启动试运中的重大问题，组织领导和协调各专业及各阶段的交接签证工作。
4.3各专业组
负责设备试运行前的检查和操作，承担设备的启、停及试运、调整试验过程中的操作、值班、监控、现场设备的巡检及事故处理，承担运行过程中的表盘工况与参数记录。
4.4调试工作分工
4.4.1建设单位
1）全面协助试运领导小组做好启动试运全过程中的组织管理；
2）参与试运各阶段检查协调、交接验收和竣工验收的日常工作；
3）协助总承包商作好现场的保卫、消防工作；
4）协助调试单位联系、协调与锅炉主体相关的调试工作。
4.4.2总承包单位
1）组织启动试运的全过程工作；
2）组织试运各阶段的检查、交接验收和竣工验收工作；
3）组织施工单位做好现场的保卫、消防工作；
4）全面协调试运全过程中施工单位、调试单位的工作。
4.4.3施工单位
1）参与并配合启动试运工作；
2）负责完成启动需要的建筑和安装工程及试运中的临时设施；
3）组织编制分部试运阶段的方案和措施；
4）全面完成分部试运工作及分部试运后的验收签证；
5）提交分部试运阶段的方案和措施；
6）做好试运设备与运行或施工中设备的安全隔离措施，和临时连接设施；
7）做好机组整套启动和性能试验需要的试验测点和设施的安装工作，负责进行设备检查，及时消除设备缺陷,积极作好文明启动工作；
8）移交试生产前，负责试运现场的安全、消防、治安保卫；
9）提交与脱硝工程配套的所有文件资料、备品配件和专用工具等；
10）负责设备单体运行阶段的参数监测和记录、并填写辅机及辅助系统试转报告。
4.4.4调试单位
1）负责编制脱硝系统整套启动调试措施；
2）审核脱硝系统整套启动的调试方案和措施；
3）配合施工单位实施分部试运及以后的验收签证；
4）安排调试计划和调试程序；
5）全面检查脱硝装置的完整性和合理性；
6）组织协调并实施完成启动试运全过程中的调试工作；
7）建立并填写《调试验评》有关表格，提交启动调试阶段有关的记录和文件；
8）负责解决启动试运中重大问题的方案或建议，提出调试报告和调试
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