脱硝系统运行调整维护技术

发电部2013.12,脱硝系统运行调整维护技术课件,目 录,公司脱硝系统存在的主要问题及整改,公司2300MW机组（5、6号机组）脱硝采用尿素热解产生氨气制备还原剂，选择性催化还原法（SCR）烟气脱销工艺，脱硝装置按一炉两室布置。,脱硝工程改造简介,每台脱硝装置的烟气处理能力为BMCR工况时的106104 Nm3/h烟气量。脱硝装置入口NOx含量500mg/Nm3时，保证脱硝效率84%。NOx排放浓度不超过80mg/Nm3。SCR部分的催化剂层数按2+1层方案进行设计。,脱硝工程改造简介,脱硝装置在性能考核试验时（附加层催化剂不投运）NOx脱除率86%，并保证出口小于 80 mg/Nm3，氨的逃逸率不大于2.27 mg/Nm3，SO2/SO3转化率小于1%。SO2/SO3转化率小于1%；NH3/NOx摩尔比不超过0.8151 。,脱硝工程改造简介,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。烟气中的氮氧化物通常由95%的NO和5%的NO2组成 。,SCR工作原理,选择性催化还原技术：即在反应器入口烟道中喷入氨蒸汽，氨蒸汽与烟气充分混合后进入装有催化剂的反应器，在催化剂的作用下发生还原反应，实现脱氮氧化物。,SCR工作原理,化学反应式如下： CO(NH2)2H2O=2NH3+ CO2 4NO +4NH3O2=4N2+6H2O 2NO2+4NH3+O2=3N2+6H2O,SCR工作原理,脱硝工艺流程,热解炉,提升机,电加热,热一次风,压缩空气,目 录,公司脱硝系统存在的主要问题及整改,尿素溶液的制备,袋装尿素颗粒-提升机-溶解罐-50%质量浓度的尿素溶液-混合泵-尿素溶液储罐-高流量泵-计量分配模块-热解炉-氨注射栅格-喷入烟道内与烟气充分混合进入催化反应器-氨气与NOX发生催化还原反应-NOX还原N2和H2O,脱硝工艺流程,尿素溶解罐： 一个28m3尿素溶解罐，材料：316L不锈钢，尿素溶解罐配尿素输送设备。当尿素溶液温度过低时低于45时，蒸汽加热系统启动使溶液的温度高于45（确保不结晶）。 尿素混合泵 ： 两台混合泵一运一备，为不锈钢本体，碳化硅机械密封的离心泵。此外，混合泵再循环管道将尿素溶液进行循环，以获得更好混合。,脱硝工艺流程,尿素溶液储罐 ： 尿素溶液经由混合泵进入尿素溶液储罐。设置两只有效容积100 m3储罐，材料316L不锈钢制造。 尿素溶液储罐 ：储罐为立式平底结构，装有液位、温度显示仪、人孔、梯子、通风孔及蒸汽加热装置等。,脱硝工艺流程,尿素溶液循环系统 ： 尿素溶液循环系统可以使尿素溶液不断的在计量分配装置和储罐之间循环。通过滤尿素溶液以保证喷射装置的稳定运行；补充溶液输送途中损失的热量以防还原剂结晶；提供内部冗余系统以保证持续不间断的运行 。 尿素溶液循环装置：两台带变频器调节电机的多级离心泵、在线过滤器、在线加热器及控制和监测的压力、温度、流速、液位等仪表。装置主要部件为不锈钢。,脱硝工艺流程,尿素热解系统,尿素溶液,热空气,压缩空气,冲洗水,尿素溶液循环管道,尿素,斗提机,固体尿素斗,尿素溶液罐,输送循环装置,输送泵,去另一台机组,计量分配装置,热解室,溶解罐,热一次风,电加热器,？,300/ 68KPa,380V,稀释风机机,脱硝工艺流程,计量/分配装置 ：主要是用于精确测量，并独立控制输送到每个喷射器的尿素溶液，布置在热解炉附近。计量/分配装置 ： 该装置通过使用一个独立控制阀来为进入热解炉的喷射器提供尿素溶液，并始终响应DCS。,脱硝工艺流程,计量/分配装置 ：通过5个独立的流量控制阀门来控制通往对应喷射器的尿素和雾化空气的喷射量。空气和尿素量通过这个装置得到最佳的SCR所需还原剂量。计量装置通过接受脱硝效率信号或是反应器出口Nox信号，来调节热解所制的氨量。,脱硝工艺流程,热解炉 ： 热解炉是一个反应器，在所要求的温度下，热解炉提供了足够的停留时间以确保尿素到氨的100% 转化率。 热解炉从其进口开始算起，依据尿素的分解所需的体积来确定其容积的大小。,尿素溶液/空气雾化/ 尿素微滴,氨/空气混合气体/去AIG,热空气,脱硝工艺流程,热解反应 ：尿素溶液经过计量与分配装置精确计量分配，然后经过专门设计的喷枪喷入尿素热解室中，尿素溶液在高温下分解为NH3、水与CO2，与稀释风机输送来的稀释空气混合成为氨浓度小于5的氨/空气混合物，供后部SCR系统使用。,脱硝工艺流程-脱硝烟气及反应系统,烟气系统包括：从锅炉省煤器出口至SCR反应器本体入口、SCR反应器本体出口至空预器入口之间的连接烟道。 来自锅炉省煤器的未脱硝烟气SCR系统入口喷氨格栅烟气/氨静态混合器导流板整流装置催化剂层净烟气SCR反应器出口空预器入口。,脱硝工艺流程-脱硝烟气及反应系统,在整个烟气系统当中，主要的设备有反应器、喷氨系统、催化剂及其辅助吹灰系统等。,脱硝工艺流程-吹灰及控制系统,SCR反应器采用“蒸汽吹灰+声波吹灰”联合吹灰模式。每台脱硝反应器设计成21层催化剂布置方式，反应器安装吹扫装置，每层催化剂设置8台声波吹灰器和4台蒸汽吹灰器，共安装24台声波吹灰器和12台蒸汽吹灰器。,目 录,公司脱硝系统存在的主要问题及整改,尿素溶液的制备,溶解罐注水至1.5米启动尿素溶解罐风机。投蒸汽加热将水温加热至60以上。启动尿素溶解罐搅拌器，开始人工加尿素。尿素溶解罐液位2.83.2米，停止加尿素。启动混合泵,尿素溶液的制备,密度11301150kg/m3。密度合格后将溶液储罐进口电动门打开，向溶液储罐进液。完毕后要对输送管道及混合泵水冲洗。,尿素溶液循环系统投运,计量分配模块投入。高流量泵投运，启动高流量泵。流量、压力、温度和就地一致。通过背压阀控制计量模块处压力在0.6-0.8MPa。将尿素溶液储罐加热蒸汽电动门投入联动方式。,计量分配模块投运,开启计量分配模块冲洗水进口总阀。投运喷枪雾化压缩空气。开启计量分配模块进口/出口总阀，关闭联络阀。开启计量分配模块至PCV联络阀。开启喷枪15号冲洗水手动阀。缓慢开启喷枪雾化空气15手动阀。关闭喷枪15号密封风开启喷枪15号手动阀。,热解炉投运,开启甲、乙侧AIG氨/空混合气隔离阀。关闭稀释风机旁路风门、环境风门。开启热一次风甲乙侧至稀释风机入口门。启动1号稀释风机或2号稀释风机将备用侧稀释风机出口门打开，联备投入.,热解炉投运,当SCR进口温度烟温达到320以上并稳定，在DCS上启动电加热，电加热器将280左右的热一次风加热到400500，作为热解炉内分解尿素溶液的热源。在CRT上将脱硝热解炉出口温度设定360，投入脱硝电加热器温度自动控制。检查脱硝热解炉运行正常。,SCR投运,SCR进口烟气温度达到320（三取二），可以开始喷氨。喷枪投入（1）投入时应逐步投入喷枪，关注热解炉出口温度不能下降过多，确保两侧氨/空混合温度不低于335。,SCR投运,喷枪投入（2）手动缓慢调节喷枪的喷氨流量调节阀，先进行试喷氨试验，当调节阀打开后，要确认氨气流量计能够准确的测出氨气流量。否则，要暂停喷氨，把氨气流量计处理好后再继续喷氨。首次喷氨时，脱硝效率暂时控制在3050%。每支喷枪流量控制在20-150L/h，低于20或者压缩空气流量低报警都会将自动解除,SCR投运,喷枪投入（3）准备投入自动时要确保各喷枪流量合适，计算氨需求量和供氨量偏差不能过大，方可投入自动，效率设定要5%更改。,SCR运行注意事项-脱硝参数,脱硝参数：效率80%、出口NOx100Nmg/m3。NO3逃逸率3ppm。脱硝效率不要过高，不要超过90%，防止氨气过多逃逸与SO3生成硫酸氢铵，堵塞催化剂和空预器。,SCR运行注意-防止催化剂、空预器堵塞,催化剂、空预器堵塞原因主要是烟气中SO3的增加，引起酸腐蚀和酸沉积堵灰程度增加产生硫酸氢氨和硫酸氨NH3+SO3+H2ONH4HSO4/(NH4)2SO4 防止催化剂、空预器堵塞措施：差压正常范围：空预器1.2kPa、催化剂800Pa。严控氨逃逸率3ppm，超标必须降低脱硝效率减少喷按量运行。保持合适的脱硝效率，不要超过90%。保持高于露点的排烟温度，冬季热风再循环全开。空预器吹灰疏水一定要尽且超过215，每班两次，每次不少于30min。,SCR运行注意-喷枪冲洗,喷枪的冲洗正常情况下退出喷枪时，要对喷枪进行冲洗，注意喷枪流量。如果程序启动后造成喷枪退出，将强制关闭溶液电动门，调节门全开，冲洗水电动门联开冲洗180s后方可进行操作，此时要注意热解炉出口温度不能下降过快。,SCR运行注意-防止结晶,结晶的原因主要是溶液的温度低于晶体析出的温度，50%浓度的尿素溶液低于28就会产生结晶。防止结晶的措施：保持储罐温度高4575之间。保持氨空混合温度高于325以上。每班不少于两次对电伴热带的检查，确保各喷枪、表计、PCV调整阀组、高流泵等处伴热可靠。供回液管道蒸汽伴热工作良好。按规定对混合泵、喷枪的冲洗，确保无残余溶液。,脱硝装置的停运,SCR系统的停运对SCR反应器进行蒸汽吹灰一遍。停止尿素喷射系统运行，喷枪退出自动，手动水冲洗时间不少于180s，尽量避免多个喷枪同时冲洗造成热解炉出口温降过大和除盐水压力低影响冲洗效果。短时间停运，尽量保持溶液打循环运行，通过调整背压阀维持计量模块处压力在0.6-0.8MPa直接稳定循环。同时要监视各蒸汽伴热和电伴热运行正常，各溶液罐温度在40-70度之间。,脱硝的日常运行注意事项,1.加强对燃煤煤质变化的监视和燃烧调整。 煤中氧/氮比值越大，NOx排放量越高；即使在相同氧/氮比值条件下，转化率还与过量空气系数有关，过量空气系数大，转化率高，使NOx排放量增加。此外，煤中硫/氮比值也会影响到SO2和NOx的排放水平，S和N氧化时会相互竞争，因此，在锅炉烟气中随SO2排放量的升高，NOx排放量会相应降低。因此需要密切关注燃烧状况的变化，及时掌握入炉煤质的变化；同时合理调整燃烧器配风及燃尽风使用，降低SCR入口NOx含量，这样才能有效控制污染物的排放。,脱硝的日常运行注意事项,2、控制烟气温度。 烟气温度过高，更多氨气被氧化，氧化氮（NOx）浓度增加，氨气（NH3）不足，脱硝率降低。更多SO2随温度升高而氧化成SO3，影响催化剂活性。SCR反应器入口烟温385要进行吹灰。SCR反应器入口烟温不允许超过420，若SCR反应器入口烟温超过42010分钟无法恢复，要申请降低锅炉负荷。（目前6号机存在150MW时SCR入口烟温低的问题）,脱硝的日常运行注意事项,3、NOx排放量的控制。 运行中注意监视SCR反应器出口NOx排放量，监视反应器出口氨逃逸量不超过3ppm，若发生氨逃逸过量，应立即联系热控人员检查氨逃逸表计指示的准确性，适当减少尿素溶液流量，直至氨逃逸量调整到正常运行范围，计划内的负荷调整，要提前做好尿素溶液浓度的调整,脱硝的日常运行注意事项,4、尿素喷射系统的监视。 运行中单支尿素喷枪的溶液流量超过110m3/h时应增加运行的尿素喷枪数量，当单支尿素喷枪的溶液流量低于30m3/h时应减少运行的尿素喷枪数量，使尿素溶液调整门经常保持在最佳工作状态。5、压缩空气的管理。 每班对压缩空气母管放水一次，防止雾化空气带水。,脱硝的经济运行,1、控制尿素消耗。 积极开展对低氮燃烧器配风的调整工作，有效地控制锅炉燃烧室出口的NOx生产量，即达到了最好的减排。2、要严格控制氨逃逸量，注意观察日常反应器工作状况。,脱硝的经济运行,3、降低电耗优化转动设备。用一次风取代稀释风，稀释风机保持备用。只要风量保证即可。关注电加热器自动运行情况，根据负荷及时调整热解炉出口风温。4、严格检查吹灰系统，防止催化剂堵塞，蒸汽吹灰投入时需彻底疏水