南海长海发电有限公司脱硝新技术资料

1、南海长海发电有限公司#1、#2、#12锅炉环保 设施升级改造项目-脱硝部分技术资料摘录（来自调试文件）脱硝装置热解系统简介1 系统工艺、介质描述及名称尿素热解工艺，设计为SCR工艺提供安全可靠的脱硝还原剂NH3。尿素热解工艺中，尿素溶液在高温下可分解为氨气和异氰酸，这些反应生产物在SCR系统中催化剂的作用下，可以将NOx还原为无害的氮气和水。典型的尿素热解工艺由尿素溶液储存与制备系统、尿素输送与循环系统、尿素溶液计量与分配装置以及尿素溶液热解器等系统组成。尿素热解工艺系统流程图如下所示：如图，由卡车运输来的固体尿素经配置成4060的尿素溶液，经过给料泵输送至尿素溶液储罐，然后由尿素输送与循环泵

2、输送至计量与分配装置，尿素溶液的压力由变频泵以及背压控制阀站调节。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。尿素热解系统由SCR-PLC进行控制，就地不设操作员站。运行人员直接通过集中控制室内SCR-PLC操作员站完成对尿素热解系统及SCR装置的启/停控制、正常运行的监视和调整以及异常与事故工况的处理和故障诊断参数和设备的监控。控制系统由SCR-PLC、数据通讯网络、控制器、及现场仪表设备所组成。仪控系统组成：尿素溶液制备系统控制

3、；尿素溶液计量分配装置的控制（按机组划分）；热解炉的控制烟气脱硝工艺控制系统（按机组划分）。1.1 主要设备及其性能指标热解系统单位参 数1尿素溶液计量分配装置套每台炉含1路调节管路，成套供应2尿素热解炉套材料304，重10.5吨3尿素溶液喷射器套两相流喷枪，每炉共1只4加热炉套加热功率N1400kW，带控制柜1.2 主要参数的设定序号项目单位设计值说明1计量分配模装置1.1单支尿素喷枪流量m3/h 20050%（w/w）尿素溶液1.2单支尿素喷枪流量低m3/h0.04流量低，喷枪停止工作1.3单支尿素喷枪压力MPa0.780.60.95MPa1.4最小工作喷枪数支1小于1支，喷射系统停止1.

4、5单支喷枪雾化空气流量Nm3/h35最大值1.6单支喷枪雾化空气压力MPa0.55 0.40.8MPa2热解室及氨风系统2.1一次风入口温度300满足入口温度，加热器启动2.2一次风入口压力kPa8满足压力，加热器启动2.3一次风入口流量Nm3/h1240加热器启动2.4加热器出口温度650最高温度2.5加热器出口压力kPa66kPa7.5kPa2.6热解炉上部温度高650高于此温度，加热器停止2.7热解炉出口温度340满足此温度，喷射系统可启动2.8A、B侧AIG入口温度330300-360满足温度，喷射系统启动2.9A、B侧AIG入口压力kPa4 46kPaØ 尿素热解系统控制系

5、统流程：Ø （1）MDM的控制流程Ø MDM主要有三条工艺管线构成，分别是尿素管线，雾化空气管线，和冲洗水管线。由尿素制备和储存系统来的合格的尿素溶液进入到MDM的入口管线和由工厂来的雾化空气进入MDM管线共同供给到喷枪，经由喷枪喷嘴雾化后喷入DC炉，在DC炉内分解成NH3。MDM是一个顺序控制，启动顺序首先打开雾化空气阀，确认阀开，再打开尿素溶液阀，确认阀开，流量PID回路投入工作，在此过程中最重要的控制就是每支喷枪尿素溶液量的控制，我们采用条件流量PID控制，流量SP值是由氨需量来决定的。停止顺序关闭尿素溶液阀，确认阀关，打开冲洗水阀进行冲洗，此时流量调节阀全开，冲洗完

6、成后，关闭冲洗阀，关闭流量调节阀，关闭雾化空气阀。Ø （2）DC炉的控制流程Ø DC炉的温度控制采用串级方案，主温度控制回路在DCS中，主温度PID回路的温度测点PV1是DC炉的出口，此点温度是工艺上要求稳定的正常温度是343度。主温度控制PID回路的输出OP1给副温度PID回路的SP2，副温度控制回路在电加热器系统中，温度测点PV2是电加热器的出口，副温度PID控制器具有自动/手动/串级模式，当投自动时，副回路的温度控制是独立的即SP2 由人为给定不受主温度回路的影响。当投串级时，副温度回路的温度控制是受主温度回路的影响的即SP2 由主温度回路给定的，并且随着主温度回路O

7、P1 的变化而变化。主温度回路PID具有PV跟踪功能，实现无扰切换。SP1PV2SP2控制框图主PID副PID副TT主TT功率控制PV1ØØØ （3）氨需量与尿素溶液转换计算如下：Ø Q尿素溶液=60÷（2×17）÷wt%÷×WNH3÷kØ Q尿素溶液：为尿素溶液体积流量，单位为升Ø 60：为尿素分子量Ø 17：为氨分子量（1mol尿素对应2mol氨）Ø wt%：为尿素溶液质量浓度，为50%Ø ：为尿素溶液密度（50%密度为1.14kg/l）&#

8、216; WNH3：为NH3耗量 （kg/hr）Ø K:为尿素纯度系数（一般为97.5%）ØØ 用电设备Ø 单枪尿素溶液开关阀Ø 单枪尿素流量调节阀Ø 单枪冲洗水电动阀Ø MDM模块压缩空气电动总阀Ø 单枪尿素溶液开关阀Ø 允许开启条件：任一HFD循环泵运行 且Ø 电加热器入口阀门开启 且Ø 至喷氨格栅阀门均开启 且Ø DC出口温度不低 且Ø 稀释风流量不低 且Ø 至喷氨格栅氨气温度不低 且Ø 对应单枪冲洗水电动阀关闭Ø 允许关闭条件：

9、无Ø 联锁关闭条件：HFD循环泵运行故障跳闸 或Ø 电加热器故障跳闸 或Ø DC出口温度底底报警 或Ø 稀释风流量低低报警Ø 在满足开、关的允许条件下，可手动开/关本阀门Ø 在满足开、关的允许条件下，可程控开/关本阀门Ø 单枪尿素流量调节阀Ø 允许开启条件：对应单枪尿素溶液开关阀开启 且Ø 对应单枪压缩空气流量不低 Ø 允许关闭条件：无Ø 在满足开、关的允许条件下，可手动开/关本阀门Ø 在满足开、关的允许条件下，可程控开/关本阀门Ø 单枪冲洗水电动阀Ø 允

10、许开启条件：对应单枪尿素溶液开关阀关闭Ø 允许关闭条件：无Ø 在满足开、关的允许条件下，可手动开/关本阀门Ø 在满足开、关的允许条件下，可程控开/关本阀门Ø MDM模块压缩空气电动总阀Ø 允许开启条件：任一HFD循环泵运行 且Ø 电加热器入口阀开启 且Ø 至喷氨格栅阀均开启 且Ø DC出口温度不低 且Ø 稀释风流量不低 且Ø 至喷氨格栅氨气温度不低 且Ø 对应单枪冲洗水电动阀关闭Ø 允许关闭条件：对应单枪尿素溶液开关阀关闭 且Ø 对应单枪冲洗水电动阀关闭Ø

11、 在满足开、关的允许条件下，可手动开/关本阀门Ø 在满足开、关的允许条件下，可程控开/关本阀门Ø 电加热器Ø 允许启动条件：电加热器入口阀开启 且Ø 至喷氨格栅阀门开启 且Ø DC出口温度不高 且Ø 稀释风流量不低 Ø 允许停止条件：无Ø 在满足启、停的允许条件下，可手动开/关本设备Ø 在满足启、停的允许条件下，可程控开/关本设备Ø MDM及DC炉启动步序Ø 检查HFD循环回路尿素溶液循环正常（MDM模块旁路全开）Ø 检查冲洗水母管供水总门全开水压正常Ø 检查MDM

12、模块和热解炉系统杂用压缩空气、仪用压缩空气各截门全开，母管压力0.45MaØ 检查MDM模块控制箱的电源及开关、指示灯正常Ø 关闭MDM系统所有排放阀Ø 全开MDM系统冲洗水、雾化压缩空气、仪用压缩空气、所有喷枪手动阀门等各截门并检查压力表指示正常Ø 全开MDM尿素进、出门并关闭MDM旁路门，再次检查HFD系统循环正常，压力、流量、温度正常且在允许范围内Ø 开启两侧喷氨格栅挡板门Ø 开启稀释风挡板门Ø 开启电加热器入口阀Ø 启动电加热器Ø 当DC炉尾部出口温度达到343 (三个测点取两个测点平均值，剔除坏

13、点) 后，延时30min允许喷枪投入自动Ø 当喷氨格栅入口温度达到343时，通知主系统运行可以喷氨Ø 经主系统确认后，将两侧喷氨格栅开始喷氨Ø 热解炉或喷氨系统投入后，注意以下事项：Ø 要加强相关参数的监视调整和与单元的联系Ø 应加强对尿素溶液罐液位、密度的监视和调整Ø 应加强对热解炉热解室温度和热解炉出口温度的监视，确保至喷氨格栅温度340Ø 应加强对需氨量、NOx参数、喷氨格栅出口流量和压力，尿素喷枪工作状况及尿素溶液总流量的监视Ø 主系统应重点监视催化剂压力、压差在允许范围内，需氨量、NOx手动、自动的切换应

14、通知热解系统Ø 发现参数异常，按事故处理中的要求进行，事故处理中没有提到事故处理，运行人员可根据事故处理原则处理Ø 尿素喷枪的停止步序Ø 同时关闭单枪尿素溶液开关阀 Ø 开启对应单枪冲洗水电动阀Ø 将对应单枪尿素流量调节阀开度调约60-70%，确保喷枪冲洗时喷枪水侧压力不高于气侧压力，冲洗时调节阀设定开度可根据现场情况确定，冲洗时间设定为约5分钟。Ø 关闭单枪冲洗水电动阀 Ø 关闭单枪尿素流量调节阀 Ø 关闭MDM模块压缩空气电动总阀Ø 热解炉（DC炉）的停止Ø MDM系统停止喷氨Ø

15、尿素喷枪水冲洗Ø 检查热解室温度、热解炉出口温度、至喷氨格栅温度应下降Ø 保持稀释风的运行，延时30minØ 停止稀释风电加热器Ø 保持稀释风的运行，给热解室降温Ø 当热解室温度降到或接近环境温度时，再关闭一次冷风挡板门Ø 如暂时（2小时以上）不启动热解炉，应将至喷氨格栅及稀释风挡板关闭ØØ 尿素喷枪运行程序Ø 共1支尿素喷枪。Ø 喷枪分组运行方式：Ø 喷枪投入运行或退出运行；Ø 喷枪运行原则：Ø 1#和12#炉单支喷枪流量控制范围在0.020.12m3/h之间，单

16、枪低流量定值可设定在0.02m3/h，总尿素喷射量不应超过设计值；Ø 喷枪发生故障应尽快消除缺陷后及时投入运行；Ø 计量分配模块中喷枪雾化空气压力0.55 MPa(g)。SCR系统简介1 系统工艺、介质描述及名称SCR系统包括：烟气系统、触媒及其吹扫系统。烟气系统主要包括高温增压风机系统、热解炉系统，喷氨计量模块控制系统，喷氨格栅等。每台热解炉对应 1 台计量与分配装置（MDM），计量与分配装置（MDM）根据锅炉不同负荷的要求，自动控制并分配给雾化喷枪，然后喷入热解炉（DC），同时稀释空气经电加热器加热后进入热解炉。由控制系统控制热解室达到还原所要求的温度。雾化后的尿素液滴

17、在热解炉内分解，生成 NH3、H2O和 CO2，分解后的氨由稀释空气稀释到低于 5%氨浓度的混合气体送到氨喷射系统（AIG）再进入脱硝系统。热解炉系统包括热解炉本体，电加热系统等。喷氨格栅包括喷氨母管，4路喷氨支管，每根支管上由手动流量调节装置，其作用为粗调进口烟道截面上的喷氨浓度分布。喷氨检测装置为每个反应器一套，进口分布三个温度测点、NOX的入口含量、O2含量、流量测点，出口分布三个温度测点、NOX的出口含量、O2含量及氨逃逸。触媒吹扫系统主要包括触媒(即脱硝装置催化剂)，声波吹灰器。触媒分三层放置于反应器中，两运一备，上两层工作触媒每层两侧各设置4台声波吹灰器，最下一层触媒暂不设置，但预

18、留开孔。为防止布置于高尘环境的触媒在运行中积灰及受污损发生，在每层触媒设置4台声波吹灰器，其初始介质为主机供压缩空气，通过吹灰器不断吹扫，吹扫全部触媒的横截面及所有死角，保证触媒在一种清洁状态运行，吹灰器吹灰统一由PLC控制。1.1 声波吹灰系统启动5.2.1 顺序控制启动条件：压缩空气压力高于设定值启动顺序：1.1.1.1 逐个启动吹灰器，按次序吹灰，一组吹灰器吹扫结束后才启动下一组，如遇某个吹灰器发生故障，则跳过该吹灰器继续启动下一组吹灰器。1.1.1.2 次序为：1.1.1.3 PA1、PA2吹扫10秒，延时65秒，PA3、PA4吹扫10秒，延时65秒，PA5、PA6吹扫10秒，延时65

19、秒，PA7、PA8吹扫10秒，停止10Min再PA1吹扫，如此循环，吹扫时注意：吹灰器分贝小于85，工作压力在0.48-0.7MP，在冷态状态下将吹灰装置阀门等调试正常。1.1.2 连锁保护以下情况之一时，PLC发出当前吹灰的吹灰器停止指令。1.1.2.1 压缩空气压力高；1.1.2.2 压缩空气压力低；1.1.2.3 吹灰器噪音等级高；1.1.2.4 声波吹灰器设计参数序号项目单位数值1吹灰器台82工作压力Mpa0.480.623空气耗量Nm³/min0.724工作频率Min105吹扫时间/台S46噪音等级（最大值）dB(A)851.2 蒸汽吹灰系统启动1.2.1 顺序控制启动条件

20、：蒸汽压力高于设定值启动顺序：1.2.1.1 打开蒸汽阀 1.2.1.2 当温度到达设定值后，关闭疏水阀 1.2.1.3 逐个启动吹灰器，按次序吹灰，一个吹灰器吹扫结束后才启动下一个，如遇某个吹灰器发生故障，则跳过该吹灰器继续启动下一个吹灰器。次序为：PA1-PA2-PA3-PA41.2.1.4 关闭蒸汽阀1.2.1.5 当温度到达设定值后，打开疏水阀1.2.1.6 吹扫时注意：尽可能避开SCR吹灰器与锅炉和空预器的吹灰器同时运行；在冷态状态下将吹灰装置行程、阀位等调试正常后，在热态状态下还须将作为吹扫介质的蒸汽的吹扫压力按要求设置正常（即设计值1.2MPa）1.2.2 以下情况之一，PLC发

21、出当前吹灰的吹灰器后退命令，但不中止整个吹灰顺控：吹灰器未在设定时间（4分钟）内结束前进状态1.2.3 以下情况之一，PLC跳过当前吹灰的吹灰器，直接启动下一个吹灰器，不中止整个吹灰顺控：当前吹灰器未在设定时间（4分钟）内结束后退状态1.2.4 设计参数序号项目单位数值1吹灰器台8蒸汽工作压力Mpa1.01.3蒸汽工作温度350蒸汽耗量kg/h682行程mm1475吹扫行程mm1325工作时间/台S300吹扫时间/台S300速度m/min0.51.3 SCR系统启动1.3.1 SCR 烟气脱硝装置系统调试前准备及流程检查1.3.1.1 辅助系统：确定仪表风系统、杂用空气系统阀门开启，压力范围在

22、0.50.7MPa。1.3.1.2 风管道系统：确定稀释风机进口阀门，稀释风机出口切断阀开启动作并最终处于关闭状态。仪表压力、流量阀打开（孔板阀、现场压力表）并投入使用。风机监测仪表投入使用。杂用空气吹扫阀关闭。1.3.1.3 氨管道系统：确定边界阀门、控制阀旁路及上下游阀关闭。确定放空及扫线阀关闭。1.3.1.4 仪表压力、流量阀打开（孔板阀、现场压力表）并投入使用，控制阀、氨进混合器切断阀开启动作并最终处于关闭状态。1.3.1.5 烟道系统：检查烟道人孔、检测孔关闭，差压指示阀门打开并投入使用，烟道进出口O2、NOX测量仪和烟道进出NH3测量仪（详见仪表说明书）投入使用。1) 锅炉侧信号正

23、常包括锅炉出力指令（MDF），锅炉额定负荷，单、双边运行信号（空预器及其进口烟气挡板状态信号），燃煤信号，MFT信号。1.3.2 稀释风机启动1.3.2.1 第一次时开启注氨分支管手动调节阀致半开，第一次调试完成后, 以后阀门开度,保持常开不变；1.3.2.2 按操作步骤启动风机；1.3.2.3 检查风机压力表压力约8-10kPa；1.3.2.4 开风机进口蝶阀调节流量至1230Nm³/h以上；1.3.2.5 检查氨平衡分配管处孔板压差指示(50160mmH2O,约5001600Pa)。1.3.3 氨系统启动1.3.3.1 信号检查1) 锅炉侧信号正常；2) 锅炉侧运行稳定（燃煤流量

24、稳定、反应器进口NOX稳定）；3) 确定风机启动达到上述要求；4) 反应器进口温度范围（320420）；5) 记录锅炉额定负荷。1.3.3.2 启动流程1) 检查现场气尿素区各仪表；2) 启动尿素循环泵；3) 尿素关断阀开启；4) 开启尿素调节阀；5) 手动缓慢控制尿素控制阀开度由小变大，检查氨的允许流量（根据脱硝效率、进口NOX浓度、烟气流量的计算）。注意脱硝率的变化和氨/氮摩尔比以及出口NOX浓度，注意氨逃逸率。最终给出氨控制阀开度与氨流量关系曲线；6) 运行注氨量调整接近正常所需反应器出口脱硝浓度后，尿素控制阀投自动（反应器出口NOX浓度控制）；1.4 SCR系统停止1.4.1 短期停机

25、流程：关闭尿素关断阀 关闭尿素流量调节阀阀及其进出口手动截止阀 停止稀释风机 关闭稀释风机进出口阀门1.4.2 长期停机流程：关闭尿素关断阀门 将计量模块切旁路 降低尿素循环泵频率，出口压力 停止稀释风机1.5 入口烟道喷氨平衡注入手动调节1.5.1 以下条件应满足设计要求1.5.1.1 锅炉负荷（BMCR）1.5.1.2 稳定的脱硝进口浓度1.5.1.3 稳定的烟气流量（燃煤流量以及送风机、引风机流量）1.5.1.4 温度320以上1.5.1.5 锅炉其他信号正常1.5.1.6 当脱硝装置系统开始接收烟气后，在温度低于420时，脱硝系统处于热备用状态1.5.2 调整前确认以下系统运行状态1.

26、5.2.1 氨注入阀现场压力（0.200.40MPa）1.5.2.2 稀释风机已启动，并且出口流量大于1240m3/h、出口压力正常。1.5.2.3 O2含量1% 。1.5.2.4 注意各分配管上流量计流量（50160Kg/h）。热工控制PLC系统简介工程概况南海长海电厂1#、2#、12#炉烟气脱硝工程采用选择性催化还原法（SCR）脱硝装置，在设计煤种及校核煤种、锅炉最大工况（BMCR）、处理100%烟气量条件下脱硝效率不小于 80，脱硝催化剂层数按2+1设置。脱硝工艺系统包括：(1)、尿素区系统（尿素溶液存储、尿素溶液溶解、尿素溶液循环装置、尿素溶液热解装置、计量分配装置、消防系统、蒸汽系统

27、、给排水系统等）。(2)、氨喷射系统（稀释风机、氨喷射器、氨/空气混合系统等）。(3)、催化剂（包括催化剂装卸系统等）。(4)、反应器系统（入口烟道、反应器本体、出口烟道、烟道接口、膨胀节、吹灰器、烟道内的导流与整流装置、SCR进口灰斗及输灰系统、压缩空气等）。脱硝系统配置完整的仪表和控制系统，监控范围包括还原剂储存、制备及供应控制系统、烟气脱硝吸收反应控制系统、烟气成分监测系统、吹灰及输灰控制等。1.1 1.1控制系统简介 脱硝系统采用集中控制方式，采用西门子S7-300PLC控制系统。脱硝反应区控制器纳入主机PLC控制系统，实现与现有控制系统的软、硬件统一。SCR区的PLC控制系统按照每台

28、机组增加一个CP站点考虑，需增加模件柜及端子柜各一个，相关电源模件/通讯模件及通讯电缆请配置齐全,在主控制室操作员站进行操作监视。氨区的操作员站放置在化水车间，PLC机柜放置在氨区控制室，通过两路冗余光纤连接到化水车间。尿素区控制系统采用两路电源：MCC柜电源以及脱硫综合室UPS电源。1.2 1.2控制范围 脱硝装置控制系统主要由以下部分组成：反应区PLC(工程师站、操作员站、电源)CEMS（连续烟气排放监视系统）就地控制开关最终控制元件设备，包括：泵、阀门、风机、吹灰器等初级采样元件本系统与锅炉PLC通讯信号热工控制系统实现对本脱硝系统中的所有现场信号仪表远程显示，报警，数据记录；分系统及整

29、套系统的启停及连锁保护；实现系统自动调节控制功能；就地设备就地控制远程监视。同时热工系统调试将配合机务及电气相关专业完成设备带电的试运，系统冷态及热态调试期间的现场信号系统逻辑确认等工作。1.3 1.3控制方式及控制水平 采用集中控制方式，脱硝SCR反应区控制系统纳入主厂房PLC系统，完成数据采集、顺序控制和调节控制功能。氨区系统采用集中监控方式，设置一台操作站做为建设期调试用，并通过光纤通讯在化水程控室实现远程监控。；脱硝控制系统建成后，运行人员通过PLC操作员站可完成对整个脱硝工艺系统的启/停控制、正常运行的监视，调整以及异常与事故工况的处理和故障诊断。1.4 1.4烟气连续排放检测系统（

30、CEMS）在每台SCR反应器上游和下游的烟道上各装设一套烟气分析仪表，SCR进、出口烟道上设置NOx/O2取样分析仪，SCR出口烟道上设置NH3 逃逸取样分析仪，具体监测项目如下：SCR入口原烟道：NOX、O2SCR出口净烟道：NOX、O2、NH3、以上信号通过硬接线全部进入PLC中进行监视、计算，并在PLC内实现自动控制加氨量。1.5 1.5氨气泄漏检测系统按照国标GB 5044-1985对职业性接触毒物危害程度分级的要求，和化工系统标准HG20660-2000对压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度的分类，氨属于中度危害的化学介质。所以电厂液氨储存及供应系统设在厂区范围内，将采取措施与周

31、围系统作适当隔离措施，同时液氨储存及供应系统周边将设有氨气检测器，以检测氨气的泄漏。按照规范，当检测器测得大气中氨浓度过高时，将在控制室发出警报，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。可燃气体和有毒气体的检测报警，分为一级报警或二级报警，常规的检测报警，宜为一级报警。当工艺需要采取联锁保护时，将采用一级报警和二级报警。在二级报警的同时，输出接点信号供联锁保护使用。本工程在尿素区及热解炉制氨区域均装设有独立的水喷淋系统，水喷淋和氮气置换系统是整个氨气系统的安全保障，当氨气泄露检测装置监测到发生泄露情况并达到二级报警时，可以分区域自动联锁开启相应的水喷淋系统，吸收泄露的氨气，同时开启排放系统，将喷淋水收集后，排往指定位置。1.6 1.6 PLC系统控