SCR系统调试课件

SCR系统调试Xi’anThermalPowerResearchInstituteCo.,Ltd.二○一二年八月二十三日[博士,研究员]

SCR系统调试[博士,研究员]1目录一、火电厂SCR系统调试的内容二、调试前的准备三、SCR分系统调试四、SCR整套启动调试

目录一、火电厂SCR系统调试的内容2一、火电厂SCR系统调试的内容调试的目的调试就是使SCR系统设备达到设计最优运行状态，装置各参数、指标达到设计保证值。调试内容完整的系统的调试一般包括：单体调试、分部试运、整体热态调试和整个系统168小时满负荷试运四个过程。一、火电厂SCR系统调试的内容调试的目的3一、火电厂SCR系统调试的内容工艺部分：系统吹扫及泄漏性试验、系统氮气置换、卸氨及贮存、液氨供给与停止、液氨蒸发、氨压力调节（缓冲罐）、喷淋系统、废水系统、脱硝CEMS、吹灰器系统、除灰系统、稀释风机组、SCR系统整体启动。电气热控：单体的传动及试转、系统逻辑连锁试验、参数整定。一、火电厂SCR系统调试的内容4二、调试前的准备调试前的准备氨站系统土建施工工作均已完成，应有的防腐施工完毕，排水沟畅通，所有地沟盖板应铺盖完毕，齐全平整；脱硝系统所需照明、通讯设施齐全，步道平台安全可靠；氨区的消防水、喷淋水、生活水、加热蒸汽已经接通，具备投入条件；氨区系统废水排放系统的地沟、废水池防腐施工完毕，经检验合格，清理干净无杂物、异物；系统所需的仪用压缩空气及杂用压缩空气系统具备投入条件；二、调试前的准备调试前的准备5二、调试前的准备系统各类仪表、安全阀等校验合格，并安装调试完毕，可以投入运行；系统动力电源、控制电源、照明电源均已施工结束，带电工作完成，可安全投入使用；系统各个设备、管道、箱、罐、挡板、阀门等标识齐全；系统设备、管道、阀门、泵等安装完毕，各类阀门操作灵活；阀门及测点的调试完成，所有测点显示准确,阀门就地(远方)操作正常，反馈正确。二、调试前的准备6二、调试前的准备脱硝系统的检查、设备内部的清扫、管路的冲洗完成、按设计图纸要求完成承压设备及管道的耐压试验。卸料压缩机、液氨供应泵、废水泵、稀释风机、吹灰器等设备启动试运结束，可投入运行。由于卸料压缩机不允许空转,因此只进行卸料压缩机电机的试运。控制系统已调试完毕，其中，硬件检查完毕、内部网络检查完毕、软件安装并运行正常、运行组态逻辑检查、控制系统对驱动设备可操作以及系统启动所需监视、联锁、报警、保护信号进入控制系统；准备充足的符合设计要求的液氨；准备调试期间符合要求的充足氮气；二、调试前的准备脱硝系统的检查、设备内部的清扫、管路的冲洗完7二、调试前的准备脱硝系统热态调试时锅炉尽量燃用设计煤种；调试期间准备所需的试验仪器设备，设备上仪器仪表校验合格；合格的运行人员上岗，保安人员值班，现场设风向标、正压自给式呼吸器、洗眼器和淋浴等防护用品及设施准备齐全；相关重要设备的制造厂家技术人员到场配合调试工作，并确认设备状态。有关脱硝系统的各项制度、规程、图纸、资料、措施、报表与记录齐全。二、调试前的准备脱硝系统热态调试时锅炉尽量燃用设计煤种；8三、SCR分系统调试整体系统的吹扫吹扫可以选用厂里的压缩空气或氮气。吹扫从氨储罐依次往下，经主管路、支管路、排放管路一次进行直至各管路端口，其中蒸发器出口的管路应吹扫至反应器区氨气管道与混合器的接口。整个系统可根据设计的排放口分成多段进行，分段吹扫干净了允许进入下一段吹扫。经过反复憋压和吹扫，在排压口不带水和杂物后视为合格。吹扫过程中管路中阀门要求全开，并且注意不能向卸料压缩机中带入水。三、SCR分系统调试整体系统的吹扫9三、SCR分系统调试控制逻辑连锁氨区喷淋系统，监测氨区环境内的氨气泄漏，自动打开喷淋水系统,确保各喷淋阀动作准确,喷淋正常；污水排放系统，监测污水池的高低液位，自动开启污水泵，及时排走氨区内产生的污水；稀释水槽氨气吸收，监测系统氨的排放，及时吸收排放的废氨；液氨卸载及储存连锁，监测液氨储罐内的高低液位报警及卸料压缩机的状态，及时停止卸氨过程，保证液氨储罐内的液氨量不超过安全储存量，同时监测储罐的压力和温度，自动控制降温喷淋水，保证液氨储存的安全稳定；三、SCR分系统调试控制逻辑连锁10三、SCR分系统调试蒸发器自动控制，监测热媒温度，调节换热量，控制蒸发器安全稳定运行；稀释风机系统联锁，监测稀释风机空气流量及运行状态，能够自动投入备用风机，保证脱硝系统正常稳定运行；吹灰系统顺控系统，吹灰系统在满足启动允许条件后，能够自动启停催化剂吹灰顺控系统，完成吹灰顺控；脱硝系统启停，满足脱硝启动允许条件及发生脱硝退出条件时，脱硝系统能够快速安全启停。三、SCR分系统调试蒸发器自动控制，监测热媒温度，调节换热11三、SCR分系统调试系统泄漏性试验氨的储存和供应系统在吹扫试验结束后，需要进行泄漏性试验。试验介质宜为空气或氮气，试验压力按图纸或设计说明要求进行。压力升至试验压力后，无泄漏并保压足够的时间，一般不少于30分钟，压力保持不变视为合格。对采用空压机打压进行的泄露性试验，试验合格后需要对管路进行吹扫，以排干系统内的冷凝水。三、SCR分系统调试系统泄漏性试验12三、SCR分系统调试系统氮气置换系统氮气置换可先完成液氨储罐的置换，置换合格后可用罐内合格的氮气完成氨系统其它管路和设备的置换。氮气置换可采用下面方法之一，1）氮气直接对罐内空气进行稀释来进行置换，充氮排放的次数多，氮气用量较大；2）采用罐体充水置换，氮气用量少，一次充氮可完成，但置换后的氮气里含水分，会对压缩机造成伤害。置换后的氧含量小于3%视为合格。三、SCR分系统调试系统氮气置换13三、SCR分系统调试液氨卸料及存储系统调试卸料开始前已完成了储罐、管路系统的吹扫、泄漏性试验及氮气置换；卸载管路及卸料压缩机相关管路上各阀门开、关状态位置正确；卸载管路与储运槽车相连，用氮气检查卡车和卸料系统的连接处的密封性；确认液氨储罐罐内已保持较低的压力后，缓慢打开储运槽车至储罐的气相管路，利用气氨置换储罐内的氮气，待储罐排放口有氨味时关断气相管路阀门；缓慢打开储运槽车至储罐的液相管路，利用储运槽车相对储罐的压差对储罐充液氨；当储罐与槽车的压差变小，卸氨变缓后，打开储罐气相管路阀门，并连通卸氨压缩机准备卸氨。三、SCR分系统调试液氨卸料及存储系统调试14三、SCR分系统调试开始卸氨(1)开启压缩机卸氨(2)检查四通阀位置是否正确（压缩机的气氨出口与储运槽车气氨进口相连，压缩机的气氨进口与储罐气氨出口相连）；(3)启动压缩机，卸料开始；(4)压缩机的原料气来自储罐，氨气经压缩后进入液氨槽车，然后使液氨压入储罐。三、SCR分系统调试开始卸氨15三、SCR分系统调试停止卸氨(1）待液氨槽车与储罐的差压降至0.03-0.07MPa或槽车液位指示为0时,表示槽车内液氨已卸完。(2）关闭储罐液氨进口气动切断阀、卸氨液相截止阀；(3）闭槽车上的液相阀、槽车上的气相阀；(4）关闭储罐气氨出口气动切断阀、关闭卸氨气相截止阀。三、SCR分系统调试停止卸氨16三、SCR分系统调试卸载过程中，热控连锁保护投入，观察储罐的液位，温度、压力等信号。卸载过程中，控制系统监测液氨储罐液位开关报警信号，使卸入储罐的液氨量不超过储罐有效容积的85%；卸载过程中，控制系统监测液氨储罐的压力和温度信号，启动储罐降温喷淋保护。卸载过程中，控制系统监测环境氨气泄漏，启动事故喷淋保护。三、SCR分系统调试卸载过程中，热控连锁保护投入，观察储罐17三、SCR分系统调试液氨蒸发系统调试蒸发器系统的检查（1）蒸发器热媒已添加，热媒液位正常，各阀门开关位置正确；（2）采用蒸气加热方式的蒸汽已接通，采用电加热方式的电源已接通；三、SCR分系统调试液氨蒸发系统调试18三、SCR分系统调试蒸发器投入运行，蒸发器自动控制投入，热媒温度控制在正常水平；液氨供给的操作（1）打开储罐底部的液氨出口阀门，用液氨自身的压力将液氨压入蒸发器。（2）当环境温度较低，液氨自身的压力不足以将液氨压入蒸发器时，可启动液氨输送泵输送。三、SCR分系统调试蒸发器投入运行，蒸发器自动控制投入，热19三、SCR分系统调试蒸发器的操作（1）打开蒸发器出口管道上阀门；（2）缓慢打开蒸发器液氨进口阀门，观察蒸发器热媒温度、出口气氨压力及温度等参数；蒸发器出口自力式调节阀调节供氨管道上稳定的气氨压力至气氨缓冲罐，为脱硝系统提供状态稳定的气氨。三、SCR分系统调试蒸发器的操作20三、SCR分系统调试反应器系统调试稀释风机调试及喷氨系统冷态调整：启动稀释风机后调节稀释风量及调整流向两台反应器的稀释风量平衡。对于喷氨格栅式的喷氨系统，需要完成各个喷氨支路的流量调平衡，并且保证即使脱硝停运的情况下，稀释风机要伴随锅炉一起运行，以保证氨气喷嘴不被堵塞；对于涡流混合式的喷氨系统，需要完成各个喷氨支路的流量调平。在线烟气分析仪的调试：脱硝反应器出口的氮氧化物分析仪、氨气分析仪、氧量分析仪已经完成静态调试，并经标定合格，满足热态试运的条件；吹灰系统顺控系统完成逻辑试验，满足启动允许条件后，能够自动启停催化剂吹灰顺控系统，满足热态试运条件；脱硝干除灰系统调试，通过机组带负荷后的试运，能够实现可靠投入。三、SCR分系统调试反应器系统调试21三、SCR分系统调试脱硝系统启动（1）确认烟气在线监测系统工作正常；（2）确认稀释风机运行状态正确；（3）确认脱硝反应器入口的烟气温度满足要求，且持续10min以上，则可以向系统注氨；（4）确认氨区供应系统工作正常及阀门的开关位置；（5）液氨经换热蒸发后已供应至注氨流量控制阀前；（6）上述条件满足后，打开SCR系统注氨速关阀，手动缓慢调节脱硝反应器的注氨流量控制阀，进行试喷氨试验，当控制阀打开后，要确认氨气流量计能够准确的测量出氨气流量。（7）根据SCR出口氮氧化物的浓度及氨气浓度，缓慢的逐渐开大注氨流量控制阀。如果在喷氨过程中，氨气分析仪的浓度>3ppm，或者反应器出口NOx含量无变化或者明显不准时，就需要暂停喷氨，解决问题后，才能继续喷氨。（8）首次喷氨，脱硝效率稳定在一个相对较低的安全水平后，全面检查各个系统，确保烟气在线分析仪都工作正常，确保氨气制备正常，参数控制稳定，能够稳定的制备出足够的氨气。三、SCR分系统调试脱硝系统启动22三、SCR分系统调试脱硝系统的短期停运（1）关闭蒸发器出口氨气管道控制阀；（2）关闭蒸发器入口液氨管道控制阀；（3）关闭液氨存储罐液氨出口管道控制阀；（4）关闭氨气缓冲罐氨气出口控制阀；（5）关闭SCR注氨速关阀。（6）其它系统设备或者阀门等保持原来的运行状态。三、SCR分系统调试脱硝系统的短期停运23三、SCR分系统调试脱硝系统的长期停运（1）关闭液氨存储罐液氨出口管道控制阀。（2）关闭蒸发器液氨入口管道控制阀。（3）继续加热蒸发器数分钟，待蒸发器出口氨气压力几乎降为零后，逐渐关闭蒸发器入口的蒸汽控制阀门，然后关闭其手动阀；（4）缓冲罐压力基本为零后，关闭其出口控制阀门；（5）关闭SCR注氨速关阀，氨气流量控制阀。（6）在SCR出口温度低于250℃以前，锅炉暂停继续降负荷，对催化剂进行一次全面吹灰。吹灰结束后继续降负荷。（7）如锅炉需要停运，则待锅炉已经完全冷却至环境温度后，停运稀释风机，至此，脱硝系统完全停止运行。三、SCR分系统调试脱硝系统的长期停运24四、SCR系统的整套启动调试启动前的基本要求

脱硝系统安装、分系统调试验收合格；

现场消防、交通道路畅通，照明充足；

氨区应设置正式围栏，警告标志齐全；

防雷、防静电接地经当地相关部门的测试合格，应有测试记录；

消防系统应验收合格，投入正常；

所有压力容器报当地劳动监督部门备案，并取得压力容器使用许可证；

氨的储存与使用取得当地安全监察部门的危险化学品储存和使用证；

脱硝系统内的所有安全阀均应校验合格；

防护用品、急救药品应准备到位；

通讯设施齐全；

上岗人员资质审查合格；

操作票通过审批；

应急预案通过审批，并经过演练。四、SCR系统的整套启动调试启动前的基本要求25四、SCR系统的整套启动调试启动前的试验动力电缆和仪用电缆的绝缘电阻试验；

氨气、杂用气和仪用气的泄漏试验完成；

转动设备开关电气试验；

电（气）动阀门或挡板远方开、关，传动试验；

各种联锁、保护、程控、报警值设置完成；

仪器仪表校验应合格，投入正常，包括烟气分析仪（NOx、O2、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。开始喷氨的前一天，将烟气分析仪投入运行。四、SCR系统的整套启动调试启动前的试验26四、SCR系统的整套启动调试启动前的系统检查启动前，应对液氨储存与稀释排放系统、液氨蒸发系统、稀释风系统、循环取样风系统、吹灰器、SCR烟气系统进行全面检查，保证各系统符合启动相关要求。四、SCR系统的整套启动调试启动前的系统检查27四、SCR系统的整套启动调试液氨储存与稀释排放系统检查

（1）氨区电气系统投入正常；（

2）仪表电源正常，特别是双电源切换；（3）仪用空气压力达到系统运行要求；（4）吹扫用氮气准备到位，品质符合要求；（5）消防水系统、消防报警投入正常；（6）氨区液氨存储和氨气制备区域的氨气泄漏检测装置报警值设定完毕，工作正常；（7）氨稀释槽、液氨储存罐内部清洁，废水池清洁；（8）氨稀释系统正常；四、SCR系统的整套启动调试液氨储存与稀释排放系统检查28四、SCR系统的整套启动调试（9）氨区废液吸收系统具备投入条件；（10）废液排放泵系统具备投入条件；（11）液氨储存罐降温喷淋具备投入条件；（12）卸氨压缩机具备投启动条件；（13）压力、温度、液位、流量等测量装置完好，并投入；（14）在上位机上检查确认系统连锁保护100%投入；（15）检查确认防护用品、急救用品准备到位；（16）紧急措施、应急预案稳妥，并经过演练；（17）安全阀一次门及其他阀门应在正确位置；（18）氨系统用氮气置换或抽真空处理完毕，氧含量达到要求。四、SCR系统的整套启动调试（9）氨区废液吸收系统具备投入29四、SCR系统的整套启动调试液氨蒸发系统及其气氨缓冲系统检查（1）液氨蒸发器、氨缓冲罐内部清洁，人孔封闭完好；（2）氮气置换系统已经置换；（3）压力、温度、液位、等测量装置完好，并投入；（4）加热蒸汽应具备投入条件；（5）氨缓冲罐具备供氨条件；（6）安全阀一次阀门及其他阀门处于正确位置。四、SCR系统的整套启动调试液氨蒸发系统及其气氨缓冲系统检查30四、SCR系统的整套启动调试稀释风系统检查（1）稀释风管、加热器内部应清洁；（2）氨混合器（喷氨格栅）完好，喷嘴无堵塞；（3）压力、压差、温度、流量等测量装置完好，并投入；（4）稀释风机具备启动条件；（5）系统阀门应处于工作位置。四、SCR系统的整套启动调试稀释风系统检查31四、SCR系统的整套启动调试CEMS循环取样风系统检查（1）循环取样风机进出口管道内部应清洁；（2）压力测量装置完好，并投入；（3）烟气在线分析仪、氨逃逸检测仪完好，并具备投入条件；（4）循环取样风机润滑油应正常，且具备启动条件；（5）系统阀门应处于正确位置。四、SCR系统的整套启动调试CEMS循环取样风系统检查32四、SCR系统的整套启动调试吹灰系统检查（1）蒸汽吹灰系统的蒸汽管道应吹扫干净，符合规范要求；（2）压力、温度、流量等测量装置应完好，并投入；（3）吹灰器进、退应无卡塞，与支架平台无碰撞，限位开关调整完毕；（4）吹灰器控制系统应完好，具备投入条件；（5）系统阀门应处于正确位置。四、SCR系统的整套启动调试吹灰系统检查33四、SCR系统的整套启动调试SCR反应器系统检查（1）催化剂及密封系统安装检查合格；（2）导流板、整流器、混合器完好；（3）烟道内部、催化剂应清洁，无杂物；（4）烟道应无腐蚀泄漏，膨胀节连接牢固、无破损；人孔门、检查孔关闭严密；（5）压力、温度等热工仪表完好，投入正常；（6）氨泄漏报警系统投入正常；（7）锅炉运行正常，温度应符合脱硝要求。四、SCR系统的整套启动调试SCR反应器系统检查34四、SCR系统的整套启动调试SCR系统的整套启动脱硝系统的整套启动包括：氨气的制备启动、SCR区吹灰器的启动、脱硝系统投入\退出试验、脱硝系统运行启动、喷氨格栅调试和脱硝系统的主要运行调整。四、SCR系统的整套启动调试SCR系统的整套启动35四、SCR系统的整套启动调试氨气的制备启动液氨蒸发器暖机，确定蒸发器各阀门状态，开始对热媒加热，待系统稳定后投入自动；液氨蒸发器液氨注入（1）开启液氨储罐出口控制阀，并缓慢打开气化器液氨入口控制阀,使液氨进入蒸发器，待压力表读数稳定后逐步开足；（2）手动缓慢开启气化器氨气出口阀及其后所有相关阀门，使氨气进入缓冲罐；（3）待系统稳定后,检查确认稳压罐压力为0.2~0.25MPa、温度≥10℃，并确认系统投自动。四、SCR系统的整套启动调试氨气的制备启动36四、SCR系统的整套启动调试脱硝系统运行启动SCR区吹灰器的启动：确认吹灰器启动条件满足，所有吹灰器处于热启动状态，根据吹灰要求，可手动启动或投入整套吹灰程序；

脱硝系统投入\退出试验：对每台反应器对应的氨气快速关断阀进行逻辑连锁保护试验，保证脱硝系统能够安全投入\退出。稀释风机的启动，稀释风机已调试完成，工作正常。另外，针对喷氨格栅式的氨喷射系统，为保证喷射系统不出现堵塞情况，即使没有投入脱硝，稀释风机要求伴随锅炉一起运行；SCR的投运，打开SCR系统注氨速关阀，手动缓慢调节脱硝反应器的注氨流量控制阀，控制喷氨量，脱硝系统投运。四、SCR系统的整套启动调试脱硝系统运行启动37四、SCR系统的整套启动调试脱硝系统的主要运行调整SCR装置启动运行后需进行调整的内容主要包括：液氨蒸发器温控参数优化、运行烟气温度优化、氨喷射流量控制参数优化、AIG喷氨平衡优化、稀释风流量优化、吹灰器吹灰频率优化、氨氮摩尔比变化测试、负荷波动试验等。四、SCR系统的整套启动调试脱硝系统的主要运行调整38四、SCR系统的整套启动调试液氨蒸发器温控参数优化热工检查液氨蒸发器的热媒温度自动控制及氨气缓冲罐的压力的变化，热源的供应要满足氨气蒸发的需要，进行控制参数的调整，确保上述参数控制准确。四、SCR系统的整套启动调试液氨蒸发器温控参数优化39四、SCR系统的整套启动调试运行烟气温度优化

确保烟气温度高于最低连续运行温度。一般为300℃。在机组低负荷下，当SCR入口烟气温度低于最低设计烟气温度时，如果设计了省煤器烟气旁路，可通过调整省煤器烟气旁路与省煤器出口烟道挡板的开度，使SCR入口烟气温度高于最低连续喷氨温度，保障SCR正常运行。当SCR入口烟气温度低于最低设计烟气温度时，如果没有设计省煤器烟气旁路，则需要停止氨喷射。否则，在低温下喷氨短暂运行一段时间后，应根据催化剂供货商的要求，尽快提高机组负荷，通过高温烟气来消除硫酸铵盐的影响。

SCR入口烟气温度大于450℃时，容易引起催化剂烧结，降低脱硝性能。应避免烟温过高。四、SCR系统的整套启动调试运行烟气温度优化40四、SCR系统的整套启动调试氨喷射流量控制参数优化注氨流量是通过锅炉负荷、燃料量、炉膛出口NOx浓度及设定的NOx去除率的函数值作为前馈，并通过脱硝效率或出口NOx浓度作为反馈来修正；当氨逃逸浓度超过设定值，而SCR出口NOx浓度没有达到设定要求时，不要继续增大氨气的注入量，而应先减少氨气注入量，把氨逃逸浓度降低至允许的范围后，再查找氨逃逸高的原因，把氨逃逸率高的问题解决后，才能继续增大氨气注入量，以保持SCR出口NOx在期望的范围内；喷氨流量的调节的前提是SCR反应器进出口的氮氧化物分析仪、氨气分析仪、氧量分析仪工作正常，测量准确。如有问题，需及时处理。四、SCR系统的整套启动调试氨喷射流量控制参数优化41四、SCR系统的整套启动调试AIG喷氨平衡优化当脱硝效率较低，而局部氨逃逸浓度过高时，应考虑对喷氨格栅AIG的手动流量控制阀门进行调节。机组负荷的变化对SCR入口烟气NOx浓度有一定影响，AIG的优化调节应在机组习惯运行负荷下进行。AIG喷氨平衡优化调整易采取顺序渐进的方式进行：首先将脱硝效率调整到设计值的60%左右，根据SCR出口截面的NOx浓度分布调节AIG阀门；然后，在SCR出口NOx浓度分布均匀