脱硝规程.docx

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脱硝规程

第一节烟气脱硝工艺概述

1.1脱硝工艺一般性原理

氮氧化物是造成大气污染的主要污染源之一。

通常所说的氮氧化物有多种不同形式：

N2O、NO、NO2、N2O3、N2O4和N2O5，其中NO和NO2是重要的大气污染物。

我国氮氧化物的排放量中70％来自于煤炭的直接燃烧，电力工业又是我国的燃煤大户，因此火力发电厂是NOx排放的主要来源之一。

根据氮氧化物的三种生成途径：

（1）热力型NOx，指空气中的氮气在高温下氧化而生成NOx；

（2）燃料型NOx，指燃料中含氮化合物在燃烧过程中进行热分解，继而进一步氧化而生成NOx；（3）快速型NOx，指燃烧时空气中的氮和燃料中的碳氢离子团如CH等反应生成NOx。

在这三种形式中，快速型NOx所占比例不到5％；在温度低于1300℃时，几乎没有热力型NOx。

对常规燃煤锅炉而言，NOx主要通过燃料型生成途径而产生。

控制NOx排放的技术指标可分为一次措施和二次措施两类，一次措施是通过各种技术手段降低燃烧过程中的NOx生成量；二次措施是将已经生成的NOx通过技术手段从烟气中脱除。

烟气脱硝是目前发达国家普遍采用的减少NOx排放的方法，应用较多的有选择性催化还原法（Selectivecatalyticreduction，以下简称SCR）、选择性非催化还原法（Selectivenon-catalyticreduction，以下简称SNCR）、SNCR/SCR混合法等各种脱硝工艺。

我公司采用的是SNCR脱硝技术。

1.2选择性非催化还原法（SNCR）

1.2.1我公司根据锅炉的实际情况和低氮燃烧改造的情况，利用适合中小型锅炉的SNCR系统，利用机械式喷枪将氨基还原剂（如氨气、氨水、尿素）溶液雾化成液滴喷入炉膛，热解生成气态NH3，在950~1050℃温度区域（通常为锅炉对流换热区）和没有催化剂的条件下，NH3与NOx进行选择性非催化还原反应，将NOx还原成N2与H2O。

在NH3/NOx摩尔比2～3情况下，脱硝效率50％～70％。

在950-1050℃左右温度范围内，反应式为：

4NH3+4NO＋O2→4N2+6H2O（1-1）

8NH3+6NO2→7N2+12H2O（1-2）

当温度过高时，会发生如下的副反应，又会生成NO：

4NH3+5O2→4NO+6H2O（1-3）

当温度过低于700℃时，又会减慢反应速度，所以温度的控制是至关重要的。

1.3SNCR技术的优点

（1）无二次污染：

SNCR技术是一项清洁的技术，没有任何固体或液体的污染物生成，无二次污染。

（2）还原剂多样易得：

SNCR技术中脱除NOx的还原剂一般都是含氮的物质，包括氨、尿素、氰尿酸和各种铵盐。

但效果最好、应用最广的是氨和尿素。

（3）操作方便：

SNCR技术不需要对锅炉进行改动，也不需要改变锅炉的常规运行方式，对锅炉的主要运行方式也不会有显著的影响。

（4）脱硝效率可以达到国家环保标准：

SNCR技术应用在CFB锅炉上，长期现场应用一般能达到30%-70%。

（5）经济性好：

由于SNCR的反应是靠锅炉内高温驱动的，不需要昂贵的催化剂系统，因此投资成本和运行成本较低。

该工艺虽然不需催化剂，但是高温喷射对锅炉受热面安全有一定影响。

存在的问题是由于温度随锅炉负荷和运行周期而变化及锅炉中NOx浓度的不规则性，使该工艺应用时变得较复杂。

在同等脱硝率的情况下，该工艺的NH3耗量要高于SCR工艺，NH3的逃逸量有一定的增加。

第二节烟气脱硝设备设施概述

2.1脱硝方式：

我公司2×240t/h锅炉烟气脱硝工程，采用选择性非催化还原法（SNCR）脱硝方式。

2.2脱硝系统性能保证值

本项目在设计煤种BMCR工况下，当旋风分离器入口温度在870℃-970℃范围内，保证以下性能数据（单台锅炉）。

项目

锅炉容量

240t/h

燃料

校核煤种

处理前NOx基础浓度mg/Nm3（标况、干态、6%O2

400

SNCR处理后NOx控制浓度mg/Nm3（标况、干态、6%O2

<150

SNCR设计脱硝效率

>60

氨逃逸率ppm

10

旋风分离器入口温度℃

900-1050

旋风分离器出口温度℃

-

压缩空气总量Nm3/h

100-200

稀释水总量t/h

0.55-1.65

尿素/氨水总量t/h

0.55

2.3仪表及控制设备清单

名称

规格型号

单位

数量

制造厂

备注

及原产地

脱硝区DCS控制装置

套

1

国电智深

工控机

套

1

热工柜

面

1

江苏科行

烟气分析仪

（NO、O2、温度）

红外线、紫外线、化学荧光法

套

2

北京雪迪龙

主要元器件西门子

就地压力表

个

45

上仪三厂/川仪

不锈钢耐震

压力变送器

台

4

罗斯蒙特/横河川仪

带一个手操器

磁翻板液位计

台

3

上仪三厂/川仪

耐碱腐蚀

液位变送器

台

3

罗斯蒙特/横河川仪

水表

只

2

上仪三厂/川仪/天康

电磁流量计

只

3

E+H/罗斯蒙特

电动执行机构（开关型）

套

9

海特威尔

电动执行机构（调节型）

套

2

海特威尔

电磁阀

只

3

ASCO

2.4工艺设备

序号

名称

规格型号

单位

数量

供货商

一

氨水存储系统

1

氨水卸料泵

流量50m3/h、扬程30m材质316L不锈钢，立式离心泵

台

2

格兰富

2

氨水储液罐（含手动阀）

立式，不锈钢304，壁厚8mm,容积60m3。

手动球阀材质为不锈钢316L

套

2

江苏科行

二

高流量循环系统

1

高流量循环模块

套

1

江苏科行

1.1

高流量循环泵

流量6m3/h、扬程180m，材质316L不锈钢

台

2

格兰富

2

背压阀组

材质316L不锈钢

套

1

江苏科行

二

稀释水系统

1

稀释水箱（含电动开关阀、液位计及其变送器、手动阀）

不锈钢304，规格按照设计，需与氨水储罐匹配，壁厚≥8mm,3m3，带自动补水装置

套

1

江苏科行

三

稀释计量系统

1

稀释计量模块

套

2

江苏科行

1.1

稀释水输送泵

流量3m3/h、扬程120～180m

台

4

格兰富

三

分配系统

1

分配模块

套

4

江苏科行

四

还原剂喷射系统

1

喷枪

10

套

2

日本

2

喷枪套管

10

套

2

江苏科行

五

压缩空气系统

1

压缩空气缓冲罐

1m3，1.0MPa

只

2

江苏科行

2

减压阀

只

2

顺达/亚德客

3

油水分离器

只

2

顺达/亚德客

六

其他材料

1

管道及管件

材质为316L不锈钢

套

1

江苏科行

2

保温防腐材料

套

1

江苏科行

3

平台爬梯

套

2

江苏科行

七

其它

1

废水泵

台

1

太平洋

2

便携式干粉灭火器

MFZ/ABC4

套

8

3

洗眼器

就地安装

套

1

耐腐蚀

八

空压站系统

1

空压机

5m3/min，双螺杆式

套

1

烟台冰轮/复盛/英格索兰

2

储气罐

2m3

套

1

3

粉尘过滤器

套

1

4

冷干机

套

1

5

精密过滤器

套

1

2.5工艺布置

SNCR烟气脱硝系统工艺包括氨水存储系统、氨水稀释计量系统、分配系统、喷射系统、控制系统、电气系统等组成。

SNCR工艺流程如图1所示。

第三节SNCR脱硝系统的启停操作

3.1系统启动前检查和准备

3.1.1启动前的基本条件

（1）系统相关各工序完整；

（2）通讯设施应齐全；

（3）上岗人员资质审查合格，证件齐全；

（4）操作票应通过审批；

3.1.2启动前的试验

（1）电缆连续性试验；

（2）压缩空气系统的泄漏试验；

（3）转动设备开关电气试验应完成；

（4）各种联锁、保护、程控、报警值设置应完成；

（5）电（气）动阀门或挡板远方开、关，传动试验应完成；

（6）仪器仪表校验应合格，投入正常，包括烟气分析仪（NOx、02、NH3、CO如有）、流量、压力和温度变送器、控制系统的回路指令控制器、就地压力、温度和流量指示器。

3.1.3启动前的检查

启动前，应对脱硝系统及与其相关联系统进行全面检查，保证各相关系统符合启动相关要求。

主要检查如下。

3.1.3.1一般检查项目

（1）检修工作全部结束，脚手架拆除，所有设备齐全、完好，现场无杂物。

（2）各通道、栏杆、楼梯完好畅通，各沟、孔盖板齐全并盖好。

（3）各管道完好，保温齐全。

各种流程标志方向正确。

（4）管道、池、罐等内部已清扫干净、无留物，各人孔门、检查孔检查后应关闭严密。

（5）DCS及PLC系统投入，各系统仪表用电源投入，各组态参数正确，测量显示和调节动作正常。

（6）就地显示仪表、变送器、传感器工作正常，初始位置正确。

（7）各压力、温度、液位、流量等测量装置应完好并投入。

（8）就地控制盘及所安装设备工作良好，指示灯试验合格。

（9）所有机械、电气设备的地脚螺丝齐全牢固，联轴器防护罩完整，联接件及紧固件安装正常。

（10）手动门、电动门、调节门开关灵活，指示正确，CRT显示应与就地指示相符。

（11）电气系统表计齐全完好，开关柜内照明充足，端子排、插接头等无异常松动和发热现象。

（12）各种开关的分合闸指示明显、正确，分合闸试验合格。

3.1.3.2罐、池、仓的检查

（1）氨水储罐及废水池等外形完整无变形，各焊接处焊接牢固，内部应清洁，人孔封闭完好,各管道膨胀自由；

（2）各罐排放门开关灵活、无卡涩且关闭严密；

（3）各罐溢流管、对空排气管畅通无堵塞；

（4）设备周围清洁，无积水、积油及其他杂物。

3.1.3.3转动机械的检查及试运转

3.1.3.3.1常规检查

（1）减速器、轴承油室油位正常，油面镜清晰，油质良好，有高、低、正常油位标志，轴承带油良好。

采用润滑油脂润滑的轴承，应有足够的油脂。

（2）联轴器连接牢固，旋转灵活无卡涩，地脚螺丝紧固，保护罩安装完整、牢固。

（3）转动机械周围应清洁，无积油、积水及其它杂物。

（4）电动机绝缘合格，电源线、接地线连接良好，旋转方向正确。

电流表、启、停开关指示灯应完好，电流表应标有额定电流红线。

3.1.3.3.2泵的检查

（1）检查各泵机械密封装置完好，无泄漏。

（2）各泵吸入口清洁无杂物堵塞。

（3）各电源线、接地线应连接良好。

（4）泵及电机周围清洁，不允许任何杂物存放，妨碍泵的安全运行。

（5）泵及电机、电机底座固定螺母牢固。

（6）泵的各部件连接牢固，用手盘动靠背轮，灵活自如。

（7）转动部位防护罩安全可靠。

（8）检查罐出口门、泵的进、出口门状态正确、罐液位正常。

3.1.3.3.3转动机械的试运转

（1）转动机械新安装或大修后应进行试运转，试转时间不少于2h，以验证其可靠性。

转动机械试运行时，应遵守《电力安全工作规程》的有关规定。

（2）试转完毕，将负荷减至最小，然后分别用事故按钮逐个停止转机运行。

（3）转机试运转动方向应正确

（4）转动机械应无摩擦、撞击等声音。

（5）轴承温度与振动应符合有关规定。

（6）检查转机各处无油垢、漏液。

3.1.4SNCR脱硝各子系统检查与准备

3.1.4.1氨水储存系统的检查准备

（1）检修工作结束，工作票终结，安全措施已拆除，设备及周围环境清洁。

（2）检查储罐内部清洁无异物，人孔门关闭完好。

（3）检查管道、截门完整，各罐体及管道放水门关闭无泄漏。

（4）氨水卸料泵、氨水储罐地脚螺栓牢固。

（5）氨水卸料泵电机接地线完好，绝缘合格送电备用。

（6）各电动阀电源投入，各电动阀及手动阀严密且开关灵活，各电动阀开关指示与DCS或PLC相符。

（7）检查各就地控制柜指示灯试验合格，方式开关放“就地”位置。

（8）系统表计齐全完好，PLC和就地控制柜分合闸指示灯指示正确。

（9）检查卸料泵前后的阀门全开，进入氨水储罐的阀门全开。

3.1.4.2高流量循环装置（HFD）

（1）检修工作结束，工作票终结，安全措施已拆除，设备及周围环境清洁。

（2）检查管道、阀门完整，无泄漏。

（3）HFD循环泵、滤网地脚螺栓牢固。

（4）HFD循环泵电机接地线完好，绝缘合格送电备用。

（5）检查各手动阀门严密且开关灵活。

关闭系统各排放门，投入系统压力表、流量计。

（6）检查各就地控制柜控制面板及HFD总电源，水泵电源开关投入，指示灯显示正确。

（7）系统表计齐全完好，上位机和就地控制柜分合闸指示灯指示正确。

（8）检查氨水储罐底部排放阀关闭，氨水储罐出口阀全开。

检查相对应背压模块截止阀稍开，其前后球阀全开，回氨水溶液储罐球阀开启。

（9）检查并开启HFD变频循环泵出、入口门。

3.1.4.3稀释计量系统

（1）检修工作结束，工作票终结，安全措施已拆除，设备及周围环境清洁。

（2）检查管道、阀门完整，无泄漏。

（3）稀释水罐地脚螺栓牢固。

（4）稀释水泵电机接地线完好，绝缘合格送电备用。

（5）检查各手动阀门严密且开关灵活。

关闭系统各排放门，投入系统压力表、流量计。

（6）检查各就地控制柜控制面板及总电源，水泵电源开关投入，指示灯显示正确。

（7）系统表计齐全完好，上位机和就地控制柜分合闸指示灯指示正确。

（8）检查除盐水系统管道、阀门安装完好，各阀门应严密关闭，除盐水母管压力正常。

（9）各炉启动前应检查各模块溶液进、出口旁路阀关闭，冲洗水阀门关闭。

（10）检查模块内两路管路入口阀及出口阀开启。

（11）检查系统各压力表、流量变送器投入正常。

（12）检查将要投入的就地盘柜电源及其他面板、指示灯等显示正常

3.1.4.4分配模块的检查和准备

（1）检修工作结束，工作票终结，安全措施已拆除，设备及周围环境清洁。

（2）检查管道、阀门完整，无泄漏。

（3）检查雾化压缩空气系统管道、截门阀门安装完好，各阀门应严密关闭，压缩空气系统母管压力正常。

（4）检查压缩空气各截门应开关灵活，无卡涩现象，开关位置指示正确。

（5）检查压缩空气手动压力调节阀动作灵活，无卡涩现象。

3.1.4.5喷枪系统的检查和准备

（1）检查喷枪安装完毕，喷枪本体跟喷枪套管结合紧密，快装接头工作良好。

（2）氨水溶液及压缩空气软管连接正确、良好，无泄漏。

（3）软管有一定的弯度，不紧绷，能够保证喷枪方便的抽出和安装。

3.1.5系统联锁保护试验

脱硝装置在启动前，各联锁和保护试验调试完成。

3.1.6系统冲洗

系统安装完成后，启动前需要对所有管路进行冲洗。

冲洗注意事项如下：

现场HFD模块、计量模块及分配模块应在出厂前已经做过压力试验、接线上电等完整FAT测试，并且撬块上仪表管件集中布置，所以当现场对系统管路进行打压试验及管路冲洗时，需绕过以上撬块，中间用临时管道连接，等系统管道打压试验及冲洗完成后进行撬块的安装就位。

使用压缩空气对连接喷射区计量模块、分配模块空气供应管线进行冲刷。

3.2脱硝运行控制说明

本脱硝DCS控制系统采用的1套DCS控制系统。

除了与本系统各设备之间的I/O信号连接，脱硝DCS控制系统还与电厂其它系统存在一些交互信号。

取自脱硝系统外部的信号有：

锅炉负荷（用于换算烟道烟气流量）和MFT，电厂锅炉脱硝许可信号，NOx信号等等。

本脱硝DCS控制系统主要完成的计算和控制有：

氨水需求量计算、氨水溶液喷射装置调节控制等相关辅助设备控制。

由于脱硝系统的设备启停过程需要按照一定的工艺顺序进行，DCS系统设置氨水制备系统顺控程序及SNCR系统顺控程序等。

注：

保护信号是长信号，联锁信号是脉冲信号。

3.2.1氨水储存区逻辑说明

3.2.1.1卸料泵A（B类似）

启动条件：

（逻辑与）

（1）设备处于远控位置；

（2）无故障信号；

（3）设备无保护停信号；

（4）卸料泵A进出口阀打开及氨水储罐的阀打开进入；

（5）备用泵停反馈信号

手动启：

手动启动即可

启动步骤：

（1）启动指令输出

（2）启动A泵

（3）B泵投入备用状态

停止条件：

设备处于远控位置

手动停：

手动停止即可

自动停：

氨水储罐液位大于4.5m

启动后的泵为主泵，另一台人工投入备用状态。

3.2.1.2高循环输送泵变频调节：

（1）循环泵A/B投自动变频调节。

（2）初次启动时，把循环泵A或B调节到25Hz运行，然后调节管道的回流手动截止阀，将回流压力调节到0.7Mpa左右。

（3）正常运行时，通过调节循环泵A或B频率把回流压力调节到0.7Mpa-0.8MPa。

3.2.2稀释\计量和分配模块控制逻辑说明

3.2.2.1控制设备

稀释水进口电动球阀

稀释水泵

冲洗水入口阀

稀释水出口阀

氨水溶液入口电动阀

氨水溶液调节阀

3.2.2.2模块中设备逻辑控制

稀释水进口电动球阀

⑴启动条件：

稀释水罐液位低（<0.4m）

⑵关闭条件：

稀释水罐液位低（＞1.5m）

稀释水泵

（1）启动条件：

稀释水罐液位正常（未低报警）

（2）备用联锁：

两台稀释水泵互为备用，在远程/自动模式时，运行泵故障停止运行或泵出口压力低（<0.4MPa），则备用泵启动运行

（3）在满足开、关的允许条件下，可手动启/停本电机

（4）在满足开、关的允许条件下，可程控启/停本电机

（5）当泵处于就地/手动模式时，现场手操即不受DCS连锁条件的限制

（6）稀释水泵的变频器与稀释水泵出口压力变送器组成PID回路，通过变频调节来维持稀释水泵出口压力值恒定，（SP值可在画面手动输入，设计值不小于0.6MPa）

氨水溶液调节阀PID控制

氨水溶液流量PID控制回路由氨水溶液调节阀和氨水溶液流量计组成，氨水溶液调节阀是操作变量，氨水溶液流量计作为PV。

这个PID回路有3种控制模式：

第一种模式是手动控制，这种模式下运行人员根据经验手动对进行调节；

第二种模式是自动控制，这种模式时SP是操作员手动给定的；

第三种模式是表单控制（跟踪机组负荷自动调节），在系统调试阶段制作一个表单，表单有2列，一列是锅炉负荷，另一列是氨水溶液流量设定值（氨水溶液浓度按20%取）。

3.2.2.3稀释\计量模块和分配模块整体控制

3.2.2.3.1SNCR投用条件

（1）电厂锅炉脱硝许可信号

（2）氨水循环泵A或B运行正常信号反馈

（3）水箱进口电动球阀正常信号反馈

（4）稀释水泵A或B运行正常信号反馈

3.2.2.3.2稀释/计泵量模块控制

稀释/计量模块控制有两种方式：

一种是手动模式，运行人员根据工艺的要求进行相应设备操作；另一种模式是顺控模式，通过顺控实现工艺系统控制，满足工艺系统运转需求。

正常运行时一般采用顺控模式，

顺控启动步序：

（1）启动开始；

（2）开启压缩空气母管电磁阀（对应分区）；

（3）冲洗水入口阀已关；

（4）开分区出口阀

（5）开稀释水出口阀；

（6）稀释水出口阀已开；

（7）启动任一稀释水泵；

（8）任一稀释水泵已运行；

（9）稀释水泵出口压力正常（>0.4MPa）；

（10）预开氨水溶液调节阀15%开度；

（11）开稀释计量模块氨水溶液入口阀；

（12）稀释计量模块氨水溶液入口阀入口阀已开；

（13）投入氨水调节阀和电磁流量计的PID控制回路

（14）结束。

顺控停止步序：

（1）停止开始；

（2）关稀释计量模块氨水溶液入口阀；

（3）稀释计量模块氨水溶液入口阀已关并全开氨水溶液调节阀；

（4）氨水溶液调节阀已全开；

（5）开冲洗水阀；

（6）冲洗水阀已开

（7）关稀释水出口阀；

（8）稀释水出口阀已关；

（9）停稀释水泵；

（10）所有稀释水泵已停止；

（11）关冲洗水阀；

（12）冲洗水阀已关

（13）关氨水溶液调节阀；

（14）关闭所选区域的电动门；

（15）关闭压缩空气电磁阀；

（16）结束。

3.2.2.3.3系统连锁报警定值表

编号

报警名称

报警值

低低

低

高

高高

01

储存罐液位（LIT-0103）m

0.5

4.5

02

HFD出口流量（FIT-0201）Nm3/hr

0.2

03

HFD出口压力（PIT-0201）Mpa

0.2

1.5

04

HFD返回压力（PIT-0202）Mpa

0.2

1.5

06

氨水流量（FIT-00~003）Nm3/hr

0.05

0.1

07

稀释水流量（FIT-004）Nm3/hr

0.05

0.1

08

稀释水罐液位（LIT-0103）m

0.4

1.5

3.2.3系统启动操作说明

3.2.3.1卸料泵

为保证系统的安全运行，建议卸氨水时卸料泵采用就地操作，并派专人看护。

⑴将卸料口与氨水车接口相连；

⑵排空进口管道中的空气；

⑶卸料泵处于就地模式；

⑷开启卸料泵1#或2#；

⑸液位高于4.5m时，停泵；

3.2.3.2循环泵

为保证系统的正常运行，必须先对设备进行常规的检查，确保设备正常。

⑴氨水罐液位高于0.5m；

⑵开启氨水罐出口手动阀门和循环泵进口手动阀门；

⑶开启循环泵出口手动阀门和氨水罐进口手动阀门；

⑷确保旁路上手动阀门和排污阀门关闭；

⑸远程开启循环泵1#或2#；

⑹调节氨水罐进口截止阀，维持管路压力0.8—0.9MPa;

3.2.3.3稀释水泵

为保证系统的正常运行，必须先对设备进行常规的检查，确保设备正常。

⑴稀释水罐液位高于0.4m；

⑵开启稀释水罐出口手动阀门和稀释水泵进口手动阀门；

⑶开启稀释水泵出口手动阀门和稀释水路手动阀门；

⑷关闭冲洗水路手动阀门和排污阀门；

⑸打开稀释水泵进口电动阀门和稀释水路电动阀门；

⑹开启DW—MM模块出口手动阀门和DM模块水路手动阀门；

⑺远程开启稀释水泵1#或2#；

⑻维持稀释水泵出口压力0.7—0.8MPa;

⑼检查DM模块水路压力约0.3—0.4MPa左右，如果出现异常，须排查是否喷枪或管路堵塞。

3.2.3.4压缩空气

为保证喷枪的正常运行，建议喷枪冷却风保持畅通，当系统停止喷氨时，，避免高温烧坏喷枪。

⑴压缩空气母管手动阀门打开；

⑵开启冷却风管路手动阀门，保证喷枪出口有较大的冷却风流出。

⑶调节DM模块空气路手动阀门，保持压力0.35MPa—0.4MPa；

⑷调整空气路手动阀门开度，查看喷枪的雾化效果；

3.2.3.5系统运行

为保证系统的正常运行，必须先对设备进行常规的检查，确保设备正常。

⑴开启DW—MM模块进口的手动阀门；

⑵开启DW—MM模块进口的电动阀门；

⑶开启DW—MM模块进口的电动调节阀门开度15%—20%；

⑷观察稀释水和氨水的流量变化，注意氨水路压力比稀释水路略高，保证混合效果；

⑸根据烟气出口的氮氧化物和氨逃逸数据，调整DW—MM模块进口的电动调节阀门开度，保证烟气出口的氮