脱硝运行规程
前言 1 范围
本规程规定了我厂#3机组脱硝系统的启动、停止的操作和停运后的维护、正常运行维护及事故处理。本规程适用于我厂#3机组脱硝系统的启动与停止,正常运行、事故处理工作。 2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
中华人民共和国电力行业标准 DL/T335-2010 原电力部颁部颁《电力工业技术管理法规》
中国华电集团公司颁《电力安全工作规程(热力和机械部分)》 原电力部颁《发电厂厂用电动机运行规程》
原电力部颁DL/T 611-1996《300MW 级锅炉运行导则》 原国家电力公司《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》
国家能源局颁《火电厂烟气脱硝(SCR )系统运行技术规范DLT 322-2010》 中国电集团公司颁《中国华电集团公司火电厂烟气脱硝技术导则2011版》
中华人民共和国环境保护部颁《火电厂烟气脱硝工程技术规范(选择性催化还原法)HJ562-2010》 中国华电集团公司颁《火电厂液氨罐区安全管理暂行规定(试行)》
1 脱硝系统概述
我厂#3机组脱硝系统由青岛华拓科技股份有限公司设计制造,采用选择性催化还原烟气脱硝(SCR )工艺,采用液氨为还原剂,SCR 按照入口NOx 浓度400mg/Nm3(干基,标态,6%O2),出口低于100mg/Nm3(干基,标态,6%O2)进行系统整体设计。SCR 工艺采用高灰型布置,按“2+1”模式布置催化剂及支撑,备用层在最下层。设2台SCR 反应器,不设反应器旁路和省煤器旁路。在设计煤种、锅炉最大连续出力工况(BMCR )、处理100%烟气量、2层催化剂化学寿命期内,脱硝系统入口烟气含尘量不大于49.52g/Nm3 (湿基,6%O2)、NH3/NOx摩尔比不超过保证值0.765条件下,SCR 脱硝效率不小于75%,氨的逃逸率不大于3ppm (2.28 mg/ Nm3),SO2/SO3转化率不大于0.75%。化学寿命期内,从脱硝系统入口到出口之间的系统压力损失不大于504Pa (设计煤种,100%BMCR工况,不包括附加催化剂层投运后增加的阻力),脱硝整套装置的可用率不低于98 %。在ECR 工况及原烟气中NOx 含量为400mg/Nm3时,液氨耗量为136kg/h。
2 脱硝系统脱硝系统设计基本参数及设备规范
2.3 脱硝SCR 区设备规范 2.3.1声波吹灰器
设备名称: 膜片式声波吹灰器 型号: SY15 设备台数: 12台 基本频率: 150Hz 电磁阀电压: 220VAC。 压缩空气温度: ≤40 ℃
压缩空气压力 : 供气压力 ≥0.6 MPa 工作压力 0.4-0.6 MPa 声波吹灰器压缩空气耗量: 0.48Nm3/min(平均值, 12个喇叭) 每台声波吹灰器用压缩空气: 2.4 Nm3/min(连续喷吹) 每天的吹扫频率(每个喇叭) : 6 次/小时(每次 10 秒) 制造厂: 北京时林机电设备有限公司 2.3.2 蒸汽吹灰器
设备名称: 耙式蒸汽吹灰器 型号: HXP-5 设备台数: 12台 行程(mm): 3265 吹扫时间(s ): 415
工作时间(s ): 435 吹扫压力(MPa): 1.5 蒸汽耗量(kg/min)(单台) : 57 蒸汽温度: 350℃ 电动机型号: Y90L-4 功率(kW ): 1.5 转速(rpm ): 1400 绝缘等级: F 动力电源 380V 控制电源 220V 2.3.3 压缩空气储罐
型号: DN1200X2508 设备台数: 1 容积: 2.0m3
尺寸(mm ): 生产厂家: 2.3.4 氨气/空气混合器
型号: QH250-10-2180 设备台数: 2 空气流量: 1800-1980Nm3 氨气流量: 90-99Nm3 2.3.5 稀释风机
型号: 9-19 设备台数: 2 转速(rpm ): 2900 风量: 4200Nm3/h 风压: 7200Pa 生产厂家 : 电机型号: Y180M-2 额定电压: 380V 额定电流: 42.4A 绝缘等级: F 功率: 22kW 2.3.6 催化剂
台 φ1200×2505(直段) 菏泽花王科技工贸有限公司台 台 淄博新华风机有限公司
型号: SP284
材料: 不锈钢,V2O5, TiO2等 催化剂元件尺寸(mm ): 464x464x660 催化剂模块尺寸(mm ): 1882x954x1540 模块内催化剂元件数量: 16个 每层催化剂模块数: 40个 催化剂通道内的烟气流速: 5.7m2 允许最高使用温度: 420℃ 允许最低使用温度: 320℃ 单层催化剂4400小时烟气阻力: ≤140Pa 单层催化剂24000小时烟气阻力:≤168Pa 催化剂化学寿命: 24000小时 催化剂机械寿命: 9年
允许最大温升速率: 20℃/min,当温度低于150℃ 50℃/min,当温度高于150℃ 允许最大温降速率: 20℃/min,当温度低于150℃ 50℃/min,当温度高于150℃ 生产厂家 : 大唐南京环保科技有限责任公司
3 脱硝系统启动前检查
3.1 脱硝SCR 区设备按检查卡检查完毕; 3.2 稀释风系统设备具备启动、投入条件;
3.3 喷氨混合器完好,氨混合器处氨气系统无泄漏,喷嘴无堵塞; 3.4 压力、差压、温度、流量等测量装置完好并投入正常;
3.5 压缩空气储罐充气,声波吹灰器控制系统完好,具备投入条件;
3.6 蒸汽吹灰系统管道、阀门完好连接,蒸汽吹灰器控制系统完好,具备投入条件; 3.7 反应器本体严密无漏烟,膨胀指示正常,催化剂及密封系统安装检查合格; 3.8 烟道无腐蚀泄漏,膨胀节连接牢固无破损,人孔门、检查孔关闭严密; 3.9 氨泄漏报警系统投入正常;
3.10 喷氨速关阀、调节阀保护动作试验正常; 3.11 稀释风机做联锁试验正常;
3.12 锅炉运行正常,温度符合脱硝投运要求。 4 脱硝系统启动 4.1 稀释风机
4.1.1稀释风机启动条件 1)稀释风机无故障信号; 2)稀释风机远程启动允许; 3)任一送风机运行;
4.1.2 稀释风机启动(锅炉送风机启动后即启动) 1)确认稀释风机出口门开;
2)启动稀释风机,检查风机运行正常; 3)备用稀释风机投入联锁。 4.2 声波吹灰器启动
1)开启声波吹灰器压缩空气进气门; 2)将吹灰空气压力控制投入自动; 3)投入吹灰控制,启动吹灰程序运行。 4.3 蒸汽吹灰器启动
1)开启蒸汽吹灰母管电动门; 2)将吹灰蒸汽压力控制投入自动; 3)投入吹灰控制,启动吹灰程序运行。 4.4 脱硝吹灰器运行方式
脱硝系统声波吹灰和蒸汽吹灰不能同时进行,脱硝蒸汽吹灰和空预器蒸汽吹灰不能同时进行。脱硝系统声波吹灰和蒸汽吹灰逻辑上相互闭锁;脱硝蒸汽吹灰和空预器蒸汽吹灰逻辑上相互闭锁。
每台反应器2层6个声波吹灰器(不含备用层),共12个声波吹灰器,两台脱硝反应器上的声波吹灰器按下述方式运行,一组(1台)发声10s 后停止,间隔40s ,下一组发声,依次进行,循环反复。循环周期时间为10分钟,每个声波吹灰器每天的运行次数为144次,压缩空气的压力应维持在0.55MPa 以上。
蒸汽吹灰器所用蒸汽:1.5~2MPa , 350 ℃。蒸汽耗量:6.5t/h,(每层一台运行),允许两个反应器同时吹扫。每个吹灰流程时间约为10分钟。吹灰频率:每8小时吹灰1次。 4.5 SCR反应器的投入 4.5.1 SCR启动状态的规定
冷启动:催化剂在整个启动过程中温度低于150℃ ,则被视为冷启动。低于150℃ 时升温速度不允许超过20 ℃/min(反应器出、入口烟气温度差控制)。 大于150℃ 时升温速度不允许超过50 ℃ /min(反应器出、入口烟气温度差控制)。烟气进入反应器时的温度与催化剂的温差不允许超过 100℃。
温启动和热启动:温启动为整个启动过程中催化剂温度均大于150 ℃;热启动的定义为启动过程中整个催化剂温度保持在可喷氨的最低运行温度之上。温启动和热启动升温速度不允许超过 50℃/min(反应器出、入口烟气温度差控制)。 烟气进入反应器时的温度与催化剂的温差不允许超过 100℃。 设计最低连续喷氨运行烟温为300℃,最高连续运行烟温为420℃。为了安全运行要求,运行温度
达到420℃以上运行时间每次应控制在5小时以内(一年不超过三次)。 4.5.2 氨气速关阀开启条件
1)同侧SCR 反应器入口烟气温度大于320℃; 2)同侧氨/空气混合器稀释风流量大于1200Nm3/h 3)锅炉无MFT ;
4)任一台稀释风机运行; 5)任一台引风机在运行;
6)同侧SCR 反应器氨气供应压力大于0.18MPa 4.5.3 SCR的投入
1)确认烟气在线监测系统工作正常;
2)检查稀释风机运行正常,稀释空气总流量正常;
3)检查3A/3B声波吹灰系统运行正常,并投入吹灰自动方式; 4)确认锅炉设备运行正常,各参数稳定;
5)确认脱硝反应器入口烟气温度满足喷氨要求,且持续10min 以上;
6)打开至3A/3B氨混合器总门、3A/3B氨混合器速关阀前关断门、混合器速关阀、混合器调节阀、混合器调节阀后关断门、氨混合器旁路门,联系化学氨区运行人员对氨气设备和管道进行氮气吹扫; 7)吹扫完毕,关闭氨气/空气混合器速关阀、速关阀、氨混合器旁路门; 8)联系化学氨区运行人员管道充氨气,检查氨混合器前氨气压力正常;
9)当3A/3B侧SCR 入口烟气温度≥320℃时,打开氨气/空气混合器快关门,手动缓慢打开3A/3B 混合器调节门,进行试喷氨试验,当混合器调节门打开后,确认氨气流量计能准确测量出氨气流量。否则,暂停喷氨,联系处理好氨气流量计后再继续喷氨; 10)进行注氨操作时,应密切注意以下参数: a)每个SCR 反应器的氨注入量及氨逃逸浓度; b)稀释风流量;
c)SCR 反应器入、出口的NOx 浓度。
根据SCR 出口NOx 的浓度及氨气浓度,缓慢开大3A/3B混合器调节门,控制氨逃逸浓度在正常范围内。如在喷氨过程中,氨气分析仪的测量浓度大于3ppm ,或者反应器出口NOx 含量无变化或者波动较大时,应暂停喷氨,待分析解决后,再继续喷氨;
11)全面检查各个系统,确保烟气在线分析仪、氨气制备系统工作正常,参数控制稳定; 12)达到设计脱硝率后,将氨气流量控制回路切至“自动”; 13)检查SCR 脱硝系统运行稳定。 5 脱硝系统停运 5.1脱硝系统正常停运
1)联系化学氨区运行人员停运氨气制备系统,停止氨气供应,并对氨气输送设备、容器和管道进
行氮气吹扫;
2)管线吹扫完毕后,关闭3A 、3B 氨混合器速关阀、氨混合器调节阀;
3)按机组停运步骤停炉,保持稀释风机运行,供应空气对混合器进行吹扫,防止发生爆炸; 4)在SCR 反应器温度低于250℃以前,对催化剂进行一次全面吹灰;
5)机组停运后,保持一侧送、引风机运行,对SCR 区域进行通风,通风过程中严禁对催化剂进行强制冷却,控制催化剂降温速度不得超过最大降温允许温度,冷却空气和催化剂之间的温差不得超过100℃;
6)停炉后用稀释空气吹扫反应器,如果稀释风机出现故障不能运行,则用自然通风吹扫反应器; 7)锅炉冷却至环境温度后,停运稀释风机;
8)停运脱硝声波吹灰系统,关闭脱硝声波吹灰系统压缩空气总门。 5.2 脱硝系统故障停运
5.2.1 发生下列情况之一时,脱硝系统应立即停止喷氨,紧急停运: 1)锅炉紧急停炉;
2)SCR 反应器进口烟温低于300℃或高于420℃; 3)SCR 反应器出口氨逃逸浓度高于4ppm (3.38mg/m3); 4)稀释风机均(3A、3B 稀释风机) 停; 5)稀释风流量低于最低运行风量; 6)发现危及人身、设备安全的因素。
5.2.2 发生下列情况之一时,脱硝系统应申请停运:
1)氨逃逸浓度超过正常值(3ppm ),经过调整后仍不能达到正常值; 2)氨供应系统故障;
3)催化剂堵塞严重,经吹灰后仍不能维持正常差压; 4)喷氨速关阀、调节阀动作不正常;
5.2.3 脱硝系统紧急停运时,自动(或手动)关闭氨混合器快关门、氨混合器调节门,继续稀释风机运行,对喷氨管道进行吹扫。确认SCR 出口NOx 浓度上升,喷氨停止。 5.2.4 脱硝系统紧急停运后,应密切监视脱硝SCR 反应器内各参数。 5.3 停运后检查维护
5.3.1 对停运设备及输氨管道进行吹扫; 5.3.2 检查氨气管道各阀门关闭严密;
5.3.3 系统停运期间严禁任何有可能使催化剂进水的工作; 5.3.4 对催化剂进行检查,对催化剂试块进行测试; 5.3.5 按要求进行转动设备的换油和维护工作。 6 脱硝系统运行参数调整 6.1烟气参数控制要求
1)在满足NOx 脱除率、氨的逃逸率及SO2/SO3转化率性能保证条件下,SCR 系统设计最低连续运行烟温300℃,最高连续运行烟温420℃。当SCR 反应器入口烟气温度高于420℃或低于300℃时,应停止喷氨。
2)SCR 反应器内催化剂能承受运行温度450℃(每次不超过5h ,一年不超过三次);
3)烟气脱硝SCR 系统(锅炉省煤器出口至空预器入口膨胀节之间)的整体阻力三层催化剂时不大于750Pa ,两层催化剂时不大于500Pa 。 4)催化剂区域内烟气流速为4-6 m/s。 6.2 喷氨量的调整
1)根据锅炉负荷、燃料量、SCR 反应器入口NOx 浓度和脱硝效率调节喷氨量;
2)当氨逃逸率超过设定值,而SCR 反应器出口NOx 浓度高于设定值时,应减少氨气喷入量,把氨逃逸率降至设计值后,查找氨逃逸率高的原因;
3)若SCR 出入口差压超过450Pa ,应立即停止喷氨并增加吹灰频率,直至差压正常后再继续喷氨气;
4)氨气分配手动节流阀经试验确定开度后,运行中应保持不变。 6.3 稀释风流量的调整
1)根据脱硝效率对应的最大喷氨量设定稀释风流量,使氨/空气混合物中的氨体积浓度小于5%; 2)停止氨喷射时,应随锅炉运行一直保持稀释风机运行。 6.4喷氨混合器喷氨平衡优化调整
1)当脱硝效率较低而局部氨逃逸率过高时,应对喷氨3A/3B混合器调节门进行调整; 2)喷氨混合器的优化调整应在机组额定/长期运行负荷下进行;
3)喷氨混合器喷氨平衡优化调整应采取循序渐进的方式进行:首先将脱硝效率调整到设计值的60%左右,根据SCR 反应器出口的NOx 浓度分布调节喷氨混合器调节门,然后,在SCR 反应器出口的NOx 浓度分布均匀性改善后,逐渐增加脱硝效率到设计值,并继续调节喷氨支管阀门,使SCR 反应器出口的NOx 浓度分布均匀。 7 脱硝系统运行中的监视检查
7.1 SCR反应器本体严密无漏烟,膨胀指示正常;
7.2 监视SCR 催化剂进出口压差
7.8 及时排除压缩空气储罐内和空气过滤器的水分;
7.9 系统管道无泄漏,在线监测仪表、分析仪表运行正常; 8 脱硝主要设备定期切换
9 联锁保护
9.1 满足下列任一条件,联启备用稀释风机
1)任一氨/空气混合器稀释风流量小于1000Nm3/h,联启备用稀释风机; 2)运行稀释风机B 相电流超限,联启备用稀释风机; 3)运行稀释风机故障。
9.2 满足下列任一条件,联锁停止稀释风机
1)运行稀释风机B 相电流超限,且备用稀释风机启动运行正常; 2)稀释风机故障。
9.3 满足下列任一条件,联关SCR 反应器氨气速关阀 1)两台引风机全停; 2)两台稀释风机全停;
3) 同侧氨气空气混合器稀释风流量小于900Nm3/h
4) 同侧SCR 反应器入口烟气温度小于300℃,延时5s (三取二) 5) 同侧SCR 反应器入口烟气温度大于420℃,延时5s (三取二)
6) 锅炉MFT 。
7)氨/空气混合器区域氨泄漏含量达35ppm 。 9.4 速关阀关到位将调节阀指令置零。 10 脱硝系统主要故障处理 10.1故障处理的一般原则
脱硝系统发生故障时,应按规程规定正确处置,保证人员和设备安全,不影响机组运行安全。 故障处理完毕,运行人员应记录故障发生的时间、现象和所采取的措施,组织有关人员对事故进行分析、讨论和总结经验教训。 10.2稀释风机故障 a)原因
1)设备电气故障跳闸 2)稀释风机机械故障 b)处理
1)确认备用风机启动正常,稀释风压力、流量正常;若发生稀释风机电流超限故障,则需手动停运故障稀释风机;
2)如两台稀释风机同时跳闸,确认喷氨系统联锁保护动作正常,否则立即手动关闭喷氨速关阀、喷氨调节阀,通知化学停止液氨蒸发系统;
3)查明稀释风机跳闸原因,处理后恢复脱硝系统运行;
4)若短时间不能恢复运行,按脱硝系统停运的有关规定处理(按紧急停机有关规定处理)。 10.3声波吹灰器故障
a)现象:声波吹灰器喇叭不发声或声响不足。 b)原因 1)供气不足; 2)吹灰器电磁阀故障; 3)膜片断裂或膜片弯曲度不足; 4)空气管路堵塞;
5)喇叭内部有杂质(发出高音声响); 6)供气中有水气。 c)处理
1)检查空气管路压力;
2)人工手动操作电磁阀(如果喇叭工作,检查电气控制系统连接是否适当、工作是否正常); 3)检查发声器和膜片,更换损坏膜片; 4)彻底清洗空气管路;
5)增加清洗和吹洗的次数和频率; 6)检查系统空气过滤器
7)若声波吹灰器故障较多,短时间不能恢复运行,应投入蒸汽吹灰运行。
8)若声波吹灰器、蒸汽吹灰器均故障,短时间不能恢复运行,按脱硝系统停运的有关规定处理。 10.4 氨泄漏处理
10.4.1 氨泄漏时,应立即切断泄漏源,停止供氨,停运脱硝系统;
10.4.2 加强现场通风,加速氨气扩散。高浓度泄露区,喷洒雾状水中和、稀释溶解氨气; 10.4.3 进入氨泄漏区域的应急处理人员应佩戴防毒面具和防毒服等。 10.5 SCR区域粘附油雾或未燃尽的固体可燃物
a) 原因: 机组启停时,未燃尽的燃油或未燃烧碳粘附在催化剂表面。 b)处理
1) 机组启停时,应特别注意监视CO 的浓度数值,加强燃烧情况的监测; 2)加强催化剂表面吹灰; 3)降低机组负荷,降低排烟温度;
4)当SCR 区域排烟温度持续升高无法控制时,按紧急停炉处理。 c) 防范措施
1)机组启、停时,注意控制炉侧烟气温度,按照升温曲线升温,控制升温速率。低于150℃ 时升温速度不允许超过20 ℃/min(反应器出、入口烟气温度差控制), 大于150℃ 时升温速度不允许超过50 ℃ /min(反应器出、入口烟气温度差控制);
2)运行中加强催化剂吹灰,当声波吹灰系统故障时,及时投入蒸汽吹灰,密切监视SCR 区域排烟温度,烟气流量,防止催化剂区域烟气滞留; 3)控制烟气中飞灰含碳量在允许范围;
4)如果由于误操作或锅炉故障,导致油雾进入到反应器中,调查油雾产生的原因并采取相应措施。采取措施后,点火,逐步提高SCR 系统的温度以蒸发黏附在催化剂上的油雾。 10.6 锅炉MFT 后的处理
锅炉MFT 动作跳闸期间,燃料有可能会落入到SCR 脱硝装置中,如果烟气中产生的未燃烬可燃物黏附在催化剂上,且SCR 催化剂处于“热封炉”状态,那么黏附在催化剂上的可燃物可能会发生氧化,使催化剂温度升高,从而导致催化剂热损坏。因此,MFT 后应将SCR 区域用大于30%的风量至少吹扫5分钟,并尽可能早地用空气将催化剂冷却到50℃以下。 10.7 SCR区域催化剂二次燃烧 a) 现象
1)催化剂区域排烟温度升高; 2)炉膛负压波动。 b)处理
1)当脱硝装置内发现沉积物自燃或过热时,应立即降低机组负荷,停止喷氨。若SCR 区域温度持续升高,应手动停炉处理。停炉后,应停止稀释风系统、喷氨系统运行,关闭送、引风机调节挡板,进行热封炉。在反应器的温度冷却到低于280℃之前,任何情况下都不能进行通风或任何增加氧含量的措施。若催化剂温度仍未降低,开启喷氨系统向催化剂充氮气,将脱硝装置冷却至温度远低于280 ℃以下;
2)禁止直接用水对SCR 区域灭火或冷却。 C)防范措施
1)锅炉运行期间,催化剂声波吹灰器必须保持连续稳定运行,以防止催化剂层积灰;
2)在机组启动初期,油枪投用期间,必须特别注意声波吹灰器运行情况,防止油雾或大量未燃尽煤粉沉积,发生二次燃烧;
3)锅炉启停过程中应保持氧量充足,尽量维持燃烧充分;
4)锅炉启动、停止及紧急停炉时,由于锅炉燃烧不稳定,参数变化剧烈,应特别注意SCR 出入口、催化剂层温度等参数的变化情况,防止发生二次燃烧;
5)注意锅炉停炉后SCR 烟温变化情况,当发现烟温停止下降或有上升趋势时,应考虑有发生二次燃烧的可能;
6)机组正常运行中,应定期检查催化剂前后烟温等参数变化情况,发现异常,及时分析并采取措
施处理;
7)锅炉停炉后,按规程规定的风量、时间充分通风,对催化剂充分进行冷却,使催化剂尽早冷却到50℃以下;
8)催化剂层发生二次燃烧,按锅炉尾部烟道二次燃烧处理。 11 脱硝设备运行注意事项
11.1 机组启动时,稀释风机在送风机启动后即可启动运行,锅炉停油后投入喷氨系统,投入SCR 运行。 11.2 脱硝系统因故停止喷氨后,应保持稀释风机连续运行。 11.3 机组停炉时,稀释风机运行至引、送风机停运前停运。
附:学习资料: 1、脱硝化学反应
4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H20 (1-1) 2NO2 + 4NH3 + O2 → 3N2 + 6H2O (1-2) NO + NO2 + 2NH3 → 2N2 + 3H2O (1-3)
其中式(1-1)和(1-3)是主要的反应过程,因为烟气中90%以上NOx 是以NO 形式存在。在反应过程中,NH3选择性的和NOx 反应生成无二次污染的N2和H2O 随烟气排放,我厂SCR 法脱硝工程还原剂选用液氨。为使催化剂充分发挥作用,脱硝反应必须在一定的温度区间内进行。
SCR脱硝反应原理示意图 2、脱硝系统工艺流程
SCR脱硝工程一般由还原剂系统、催化反应及烟气系统、辅助及公用系统组成。工艺流程见下图。
#3炉SCR 法烟气脱硝工艺流程图
3、SCR 区热工定值表
脱硝运行规程
前言 1 范围
本规程规定了我厂#3机组脱硝系统的启动、停止的操作和停运后的维护、正常运行维护及事故处理。本规程适用于我厂#3机组脱硝系统的启动与停止,正常运行、事故处理工作。 2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
中华人民共和国电力行业标准 DL/T335-2010 原电力部颁部颁《电力工业技术管理法规》
中国华电集团公司颁《电力安全工作规程(热力和机械部分)》 原电力部颁《发电厂厂用电动机运行规程》
原电力部颁DL/T 611-1996《300MW 级锅炉运行导则》 原国家电力公司《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》
国家能源局颁《火电厂烟气脱硝(SCR )系统运行技术规范DLT 322-2010》 中国电集团公司颁《中国华电集团公司火电厂烟气脱硝技术导则2011版》
中华人民共和国环境保护部颁《火电厂烟气脱硝工程技术规范(选择性催化还原法)HJ562-2010》 中国华电集团公司颁《火电厂液氨罐区安全管理暂行规定(试行)》
1 脱硝系统概述
我厂#3机组脱硝系统由青岛华拓科技股份有限公司设计制造,采用选择性催化还原烟气脱硝(SCR )工艺,采用液氨为还原剂,SCR 按照入口NOx 浓度400mg/Nm3(干基,标态,6%O2),出口低于100mg/Nm3(干基,标态,6%O2)进行系统整体设计。SCR 工艺采用高灰型布置,按“2+1”模式布置催化剂及支撑,备用层在最下层。设2台SCR 反应器,不设反应器旁路和省煤器旁路。在设计煤种、锅炉最大连续出力工况(BMCR )、处理100%烟气量、2层催化剂化学寿命期内,脱硝系统入口烟气含尘量不大于49.52g/Nm3 (湿基,6%O2)、NH3/NOx摩尔比不超过保证值0.765条件下,SCR 脱硝效率不小于75%,氨的逃逸率不大于3ppm (2.28 mg/ Nm3),SO2/SO3转化率不大于0.75%。化学寿命期内,从脱硝系统入口到出口之间的系统压力损失不大于504Pa (设计煤种,100%BMCR工况,不包括附加催化剂层投运后增加的阻力),脱硝整套装置的可用率不低于98 %。在ECR 工况及原烟气中NOx 含量为400mg/Nm3时,液氨耗量为136kg/h。
2 脱硝系统脱硝系统设计基本参数及设备规范
2.3 脱硝SCR 区设备规范 2.3.1声波吹灰器
设备名称: 膜片式声波吹灰器 型号: SY15 设备台数: 12台 基本频率: 150Hz 电磁阀电压: 220VAC。 压缩空气温度: ≤40 ℃
压缩空气压力 : 供气压力 ≥0.6 MPa 工作压力 0.4-0.6 MPa 声波吹灰器压缩空气耗量: 0.48Nm3/min(平均值, 12个喇叭) 每台声波吹灰器用压缩空气: 2.4 Nm3/min(连续喷吹) 每天的吹扫频率(每个喇叭) : 6 次/小时(每次 10 秒) 制造厂: 北京时林机电设备有限公司 2.3.2 蒸汽吹灰器
设备名称: 耙式蒸汽吹灰器 型号: HXP-5 设备台数: 12台 行程(mm): 3265 吹扫时间(s ): 415
工作时间(s ): 435 吹扫压力(MPa): 1.5 蒸汽耗量(kg/min)(单台) : 57 蒸汽温度: 350℃ 电动机型号: Y90L-4 功率(kW ): 1.5 转速(rpm ): 1400 绝缘等级: F 动力电源 380V 控制电源 220V 2.3.3 压缩空气储罐
型号: DN1200X2508 设备台数: 1 容积: 2.0m3
尺寸(mm ): 生产厂家: 2.3.4 氨气/空气混合器
型号: QH250-10-2180 设备台数: 2 空气流量: 1800-1980Nm3 氨气流量: 90-99Nm3 2.3.5 稀释风机
型号: 9-19 设备台数: 2 转速(rpm ): 2900 风量: 4200Nm3/h 风压: 7200Pa 生产厂家 : 电机型号: Y180M-2 额定电压: 380V 额定电流: 42.4A 绝缘等级: F 功率: 22kW 2.3.6 催化剂
台 φ1200×2505(直段) 菏泽花王科技工贸有限公司台 台 淄博新华风机有限公司
型号: SP284
材料: 不锈钢,V2O5, TiO2等 催化剂元件尺寸(mm ): 464x464x660 催化剂模块尺寸(mm ): 1882x954x1540 模块内催化剂元件数量: 16个 每层催化剂模块数: 40个 催化剂通道内的烟气流速: 5.7m2 允许最高使用温度: 420℃ 允许最低使用温度: 320℃ 单层催化剂4400小时烟气阻力: ≤140Pa 单层催化剂24000小时烟气阻力:≤168Pa 催化剂化学寿命: 24000小时 催化剂机械寿命: 9年
允许最大温升速率: 20℃/min,当温度低于150℃ 50℃/min,当温度高于150℃ 允许最大温降速率: 20℃/min,当温度低于150℃ 50℃/min,当温度高于150℃ 生产厂家 : 大唐南京环保科技有限责任公司
3 脱硝系统启动前检查
3.1 脱硝SCR 区设备按检查卡检查完毕; 3.2 稀释风系统设备具备启动、投入条件;
3.3 喷氨混合器完好,氨混合器处氨气系统无泄漏,喷嘴无堵塞; 3.4 压力、差压、温度、流量等测量装置完好并投入正常;
3.5 压缩空气储罐充气,声波吹灰器控制系统完好,具备投入条件;
3.6 蒸汽吹灰系统管道、阀门完好连接,蒸汽吹灰器控制系统完好,具备投入条件; 3.7 反应器本体严密无漏烟,膨胀指示正常,催化剂及密封系统安装检查合格; 3.8 烟道无腐蚀泄漏,膨胀节连接牢固无破损,人孔门、检查孔关闭严密; 3.9 氨泄漏报警系统投入正常;
3.10 喷氨速关阀、调节阀保护动作试验正常; 3.11 稀释风机做联锁试验正常;
3.12 锅炉运行正常,温度符合脱硝投运要求。 4 脱硝系统启动 4.1 稀释风机
4.1.1稀释风机启动条件 1)稀释风机无故障信号; 2)稀释风机远程启动允许; 3)任一送风机运行;
4.1.2 稀释风机启动(锅炉送风机启动后即启动) 1)确认稀释风机出口门开;
2)启动稀释风机,检查风机运行正常; 3)备用稀释风机投入联锁。 4.2 声波吹灰器启动
1)开启声波吹灰器压缩空气进气门; 2)将吹灰空气压力控制投入自动; 3)投入吹灰控制,启动吹灰程序运行。 4.3 蒸汽吹灰器启动
1)开启蒸汽吹灰母管电动门; 2)将吹灰蒸汽压力控制投入自动; 3)投入吹灰控制,启动吹灰程序运行。 4.4 脱硝吹灰器运行方式
脱硝系统声波吹灰和蒸汽吹灰不能同时进行,脱硝蒸汽吹灰和空预器蒸汽吹灰不能同时进行。脱硝系统声波吹灰和蒸汽吹灰逻辑上相互闭锁;脱硝蒸汽吹灰和空预器蒸汽吹灰逻辑上相互闭锁。
每台反应器2层6个声波吹灰器(不含备用层),共12个声波吹灰器,两台脱硝反应器上的声波吹灰器按下述方式运行,一组(1台)发声10s 后停止,间隔40s ,下一组发声,依次进行,循环反复。循环周期时间为10分钟,每个声波吹灰器每天的运行次数为144次,压缩空气的压力应维持在0.55MPa 以上。
蒸汽吹灰器所用蒸汽:1.5~2MPa , 350 ℃。蒸汽耗量:6.5t/h,(每层一台运行),允许两个反应器同时吹扫。每个吹灰流程时间约为10分钟。吹灰频率:每8小时吹灰1次。 4.5 SCR反应器的投入 4.5.1 SCR启动状态的规定
冷启动:催化剂在整个启动过程中温度低于150℃ ,则被视为冷启动。低于150℃ 时升温速度不允许超过20 ℃/min(反应器出、入口烟气温度差控制)。 大于150℃ 时升温速度不允许超过50 ℃ /min(反应器出、入口烟气温度差控制)。烟气进入反应器时的温度与催化剂的温差不允许超过 100℃。
温启动和热启动:温启动为整个启动过程中催化剂温度均大于150 ℃;热启动的定义为启动过程中整个催化剂温度保持在可喷氨的最低运行温度之上。温启动和热启动升温速度不允许超过 50℃/min(反应器出、入口烟气温度差控制)。 烟气进入反应器时的温度与催化剂的温差不允许超过 100℃。 设计最低连续喷氨运行烟温为300℃,最高连续运行烟温为420℃。为了安全运行要求,运行温度
达到420℃以上运行时间每次应控制在5小时以内(一年不超过三次)。 4.5.2 氨气速关阀开启条件
1)同侧SCR 反应器入口烟气温度大于320℃; 2)同侧氨/空气混合器稀释风流量大于1200Nm3/h 3)锅炉无MFT ;
4)任一台稀释风机运行; 5)任一台引风机在运行;
6)同侧SCR 反应器氨气供应压力大于0.18MPa 4.5.3 SCR的投入
1)确认烟气在线监测系统工作正常;
2)检查稀释风机运行正常,稀释空气总流量正常;
3)检查3A/3B声波吹灰系统运行正常,并投入吹灰自动方式; 4)确认锅炉设备运行正常,各参数稳定;
5)确认脱硝反应器入口烟气温度满足喷氨要求,且持续10min 以上;
6)打开至3A/3B氨混合器总门、3A/3B氨混合器速关阀前关断门、混合器速关阀、混合器调节阀、混合器调节阀后关断门、氨混合器旁路门,联系化学氨区运行人员对氨气设备和管道进行氮气吹扫; 7)吹扫完毕,关闭氨气/空气混合器速关阀、速关阀、氨混合器旁路门; 8)联系化学氨区运行人员管道充氨气,检查氨混合器前氨气压力正常;
9)当3A/3B侧SCR 入口烟气温度≥320℃时,打开氨气/空气混合器快关门,手动缓慢打开3A/3B 混合器调节门,进行试喷氨试验,当混合器调节门打开后,确认氨气流量计能准确测量出氨气流量。否则,暂停喷氨,联系处理好氨气流量计后再继续喷氨; 10)进行注氨操作时,应密切注意以下参数: a)每个SCR 反应器的氨注入量及氨逃逸浓度; b)稀释风流量;
c)SCR 反应器入、出口的NOx 浓度。
根据SCR 出口NOx 的浓度及氨气浓度,缓慢开大3A/3B混合器调节门,控制氨逃逸浓度在正常范围内。如在喷氨过程中,氨气分析仪的测量浓度大于3ppm ,或者反应器出口NOx 含量无变化或者波动较大时,应暂停喷氨,待分析解决后,再继续喷氨;
11)全面检查各个系统,确保烟气在线分析仪、氨气制备系统工作正常,参数控制稳定; 12)达到设计脱硝率后,将氨气流量控制回路切至“自动”; 13)检查SCR 脱硝系统运行稳定。 5 脱硝系统停运 5.1脱硝系统正常停运
1)联系化学氨区运行人员停运氨气制备系统,停止氨气供应,并对氨气输送设备、容器和管道进
行氮气吹扫;
2)管线吹扫完毕后,关闭3A 、3B 氨混合器速关阀、氨混合器调节阀;
3)按机组停运步骤停炉,保持稀释风机运行,供应空气对混合器进行吹扫,防止发生爆炸; 4)在SCR 反应器温度低于250℃以前,对催化剂进行一次全面吹灰;
5)机组停运后,保持一侧送、引风机运行,对SCR 区域进行通风,通风过程中严禁对催化剂进行强制冷却,控制催化剂降温速度不得超过最大降温允许温度,冷却空气和催化剂之间的温差不得超过100℃;
6)停炉后用稀释空气吹扫反应器,如果稀释风机出现故障不能运行,则用自然通风吹扫反应器; 7)锅炉冷却至环境温度后,停运稀释风机;
8)停运脱硝声波吹灰系统,关闭脱硝声波吹灰系统压缩空气总门。 5.2 脱硝系统故障停运
5.2.1 发生下列情况之一时,脱硝系统应立即停止喷氨,紧急停运: 1)锅炉紧急停炉;
2)SCR 反应器进口烟温低于300℃或高于420℃; 3)SCR 反应器出口氨逃逸浓度高于4ppm (3.38mg/m3); 4)稀释风机均(3A、3B 稀释风机) 停; 5)稀释风流量低于最低运行风量; 6)发现危及人身、设备安全的因素。
5.2.2 发生下列情况之一时,脱硝系统应申请停运:
1)氨逃逸浓度超过正常值(3ppm ),经过调整后仍不能达到正常值; 2)氨供应系统故障;
3)催化剂堵塞严重,经吹灰后仍不能维持正常差压; 4)喷氨速关阀、调节阀动作不正常;
5.2.3 脱硝系统紧急停运时,自动(或手动)关闭氨混合器快关门、氨混合器调节门,继续稀释风机运行,对喷氨管道进行吹扫。确认SCR 出口NOx 浓度上升,喷氨停止。 5.2.4 脱硝系统紧急停运后,应密切监视脱硝SCR 反应器内各参数。 5.3 停运后检查维护
5.3.1 对停运设备及输氨管道进行吹扫; 5.3.2 检查氨气管道各阀门关闭严密;
5.3.3 系统停运期间严禁任何有可能使催化剂进水的工作; 5.3.4 对催化剂进行检查,对催化剂试块进行测试; 5.3.5 按要求进行转动设备的换油和维护工作。 6 脱硝系统运行参数调整 6.1烟气参数控制要求
1)在满足NOx 脱除率、氨的逃逸率及SO2/SO3转化率性能保证条件下,SCR 系统设计最低连续运行烟温300℃,最高连续运行烟温420℃。当SCR 反应器入口烟气温度高于420℃或低于300℃时,应停止喷氨。
2)SCR 反应器内催化剂能承受运行温度450℃(每次不超过5h ,一年不超过三次);
3)烟气脱硝SCR 系统(锅炉省煤器出口至空预器入口膨胀节之间)的整体阻力三层催化剂时不大于750Pa ,两层催化剂时不大于500Pa 。 4)催化剂区域内烟气流速为4-6 m/s。 6.2 喷氨量的调整
1)根据锅炉负荷、燃料量、SCR 反应器入口NOx 浓度和脱硝效率调节喷氨量;
2)当氨逃逸率超过设定值,而SCR 反应器出口NOx 浓度高于设定值时,应减少氨气喷入量,把氨逃逸率降至设计值后,查找氨逃逸率高的原因;
3)若SCR 出入口差压超过450Pa ,应立即停止喷氨并增加吹灰频率,直至差压正常后再继续喷氨气;
4)氨气分配手动节流阀经试验确定开度后,运行中应保持不变。 6.3 稀释风流量的调整
1)根据脱硝效率对应的最大喷氨量设定稀释风流量,使氨/空气混合物中的氨体积浓度小于5%; 2)停止氨喷射时,应随锅炉运行一直保持稀释风机运行。 6.4喷氨混合器喷氨平衡优化调整
1)当脱硝效率较低而局部氨逃逸率过高时,应对喷氨3A/3B混合器调节门进行调整; 2)喷氨混合器的优化调整应在机组额定/长期运行负荷下进行;
3)喷氨混合器喷氨平衡优化调整应采取循序渐进的方式进行:首先将脱硝效率调整到设计值的60%左右,根据SCR 反应器出口的NOx 浓度分布调节喷氨混合器调节门,然后,在SCR 反应器出口的NOx 浓度分布均匀性改善后,逐渐增加脱硝效率到设计值,并继续调节喷氨支管阀门,使SCR 反应器出口的NOx 浓度分布均匀。 7 脱硝系统运行中的监视检查
7.1 SCR反应器本体严密无漏烟,膨胀指示正常;
7.2 监视SCR 催化剂进出口压差
7.8 及时排除压缩空气储罐内和空气过滤器的水分;
7.9 系统管道无泄漏,在线监测仪表、分析仪表运行正常; 8 脱硝主要设备定期切换
9 联锁保护
9.1 满足下列任一条件,联启备用稀释风机
1)任一氨/空气混合器稀释风流量小于1000Nm3/h,联启备用稀释风机; 2)运行稀释风机B 相电流超限,联启备用稀释风机; 3)运行稀释风机故障。
9.2 满足下列任一条件,联锁停止稀释风机
1)运行稀释风机B 相电流超限,且备用稀释风机启动运行正常; 2)稀释风机故障。
9.3 满足下列任一条件,联关SCR 反应器氨气速关阀 1)两台引风机全停; 2)两台稀释风机全停;
3) 同侧氨气空气混合器稀释风流量小于900Nm3/h
4) 同侧SCR 反应器入口烟气温度小于300℃,延时5s (三取二) 5) 同侧SCR 反应器入口烟气温度大于420℃,延时5s (三取二)
6) 锅炉MFT 。
7)氨/空气混合器区域氨泄漏含量达35ppm 。 9.4 速关阀关到位将调节阀指令置零。 10 脱硝系统主要故障处理 10.1故障处理的一般原则
脱硝系统发生故障时,应按规程规定正确处置,保证人员和设备安全,不影响机组运行安全。 故障处理完毕,运行人员应记录故障发生的时间、现象和所采取的措施,组织有关人员对事故进行分析、讨论和总结经验教训。 10.2稀释风机故障 a)原因
1)设备电气故障跳闸 2)稀释风机机械故障 b)处理
1)确认备用风机启动正常,稀释风压力、流量正常;若发生稀释风机电流超限故障,则需手动停运故障稀释风机;
2)如两台稀释风机同时跳闸,确认喷氨系统联锁保护动作正常,否则立即手动关闭喷氨速关阀、喷氨调节阀,通知化学停止液氨蒸发系统;
3)查明稀释风机跳闸原因,处理后恢复脱硝系统运行;
4)若短时间不能恢复运行,按脱硝系统停运的有关规定处理(按紧急停机有关规定处理)。 10.3声波吹灰器故障
a)现象:声波吹灰器喇叭不发声或声响不足。 b)原因 1)供气不足; 2)吹灰器电磁阀故障; 3)膜片断裂或膜片弯曲度不足; 4)空气管路堵塞;
5)喇叭内部有杂质(发出高音声响); 6)供气中有水气。 c)处理
1)检查空气管路压力;
2)人工手动操作电磁阀(如果喇叭工作,检查电气控制系统连接是否适当、工作是否正常); 3)检查发声器和膜片,更换损坏膜片; 4)彻底清洗空气管路;
5)增加清洗和吹洗的次数和频率; 6)检查系统空气过滤器
7)若声波吹灰器故障较多,短时间不能恢复运行,应投入蒸汽吹灰运行。
8)若声波吹灰器、蒸汽吹灰器均故障,短时间不能恢复运行,按脱硝系统停运的有关规定处理。 10.4 氨泄漏处理
10.4.1 氨泄漏时,应立即切断泄漏源,停止供氨,停运脱硝系统;
10.4.2 加强现场通风,加速氨气扩散。高浓度泄露区,喷洒雾状水中和、稀释溶解氨气; 10.4.3 进入氨泄漏区域的应急处理人员应佩戴防毒面具和防毒服等。 10.5 SCR区域粘附油雾或未燃尽的固体可燃物
a) 原因: 机组启停时,未燃尽的燃油或未燃烧碳粘附在催化剂表面。 b)处理
1) 机组启停时,应特别注意监视CO 的浓度数值,加强燃烧情况的监测; 2)加强催化剂表面吹灰; 3)降低机组负荷,降低排烟温度;
4)当SCR 区域排烟温度持续升高无法控制时,按紧急停炉处理。 c) 防范措施
1)机组启、停时,注意控制炉侧烟气温度,按照升温曲线升温,控制升温速率。低于150℃ 时升温速度不允许超过20 ℃/min(反应器出、入口烟气温度差控制), 大于150℃ 时升温速度不允许超过50 ℃ /min(反应器出、入口烟气温度差控制);
2)运行中加强催化剂吹灰,当声波吹灰系统故障时,及时投入蒸汽吹灰,密切监视SCR 区域排烟温度,烟气流量,防止催化剂区域烟气滞留; 3)控制烟气中飞灰含碳量在允许范围;
4)如果由于误操作或锅炉故障,导致油雾进入到反应器中,调查油雾产生的原因并采取相应措施。采取措施后,点火,逐步提高SCR 系统的温度以蒸发黏附在催化剂上的油雾。 10.6 锅炉MFT 后的处理
锅炉MFT 动作跳闸期间,燃料有可能会落入到SCR 脱硝装置中,如果烟气中产生的未燃烬可燃物黏附在催化剂上,且SCR 催化剂处于“热封炉”状态,那么黏附在催化剂上的可燃物可能会发生氧化,使催化剂温度升高,从而导致催化剂热损坏。因此,MFT 后应将SCR 区域用大于30%的风量至少吹扫5分钟,并尽可能早地用空气将催化剂冷却到50℃以下。 10.7 SCR区域催化剂二次燃烧 a) 现象
1)催化剂区域排烟温度升高; 2)炉膛负压波动。 b)处理
1)当脱硝装置内发现沉积物自燃或过热时,应立即降低机组负荷,停止喷氨。若SCR 区域温度持续升高,应手动停炉处理。停炉后,应停止稀释风系统、喷氨系统运行,关闭送、引风机调节挡板,进行热封炉。在反应器的温度冷却到低于280℃之前,任何情况下都不能进行通风或任何增加氧含量的措施。若催化剂温度仍未降低,开启喷氨系统向催化剂充氮气,将脱硝装置冷却至温度远低于280 ℃以下;
2)禁止直接用水对SCR 区域灭火或冷却。 C)防范措施
1)锅炉运行期间,催化剂声波吹灰器必须保持连续稳定运行,以防止催化剂层积灰;
2)在机组启动初期,油枪投用期间,必须特别注意声波吹灰器运行情况,防止油雾或大量未燃尽煤粉沉积,发生二次燃烧;
3)锅炉启停过程中应保持氧量充足,尽量维持燃烧充分;
4)锅炉启动、停止及紧急停炉时,由于锅炉燃烧不稳定,参数变化剧烈,应特别注意SCR 出入口、催化剂层温度等参数的变化情况,防止发生二次燃烧;
5)注意锅炉停炉后SCR 烟温变化情况,当发现烟温停止下降或有上升趋势时,应考虑有发生二次燃烧的可能;
6)机组正常运行中,应定期检查催化剂前后烟温等参数变化情况,发现异常,及时分析并采取措
施处理;
7)锅炉停炉后,按规程规定的风量、时间充分通风,对催化剂充分进行冷却,使催化剂尽早冷却到50℃以下;
8)催化剂层发生二次燃烧,按锅炉尾部烟道二次燃烧处理。 11 脱硝设备运行注意事项
11.1 机组启动时,稀释风机在送风机启动后即可启动运行,锅炉停油后投入喷氨系统,投入SCR 运行。 11.2 脱硝系统因故停止喷氨后,应保持稀释风机连续运行。 11.3 机组停炉时,稀释风机运行至引、送风机停运前停运。
附:学习资料: 1、脱硝化学反应
4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H20 (1-1) 2NO2 + 4NH3 + O2 → 3N2 + 6H2O (1-2) NO + NO2 + 2NH3 → 2N2 + 3H2O (1-3)
其中式(1-1)和(1-3)是主要的反应过程,因为烟气中90%以上NOx 是以NO 形式存在。在反应过程中,NH3选择性的和NOx 反应生成无二次污染的N2和H2O 随烟气排放,我厂SCR 法脱硝工程还原剂选用液氨。为使催化剂充分发挥作用,脱硝反应必须在一定的温度区间内进行。
SCR脱硝反应原理示意图 2、脱硝系统工艺流程
SCR脱硝工程一般由还原剂系统、催化反应及烟气系统、辅助及公用系统组成。工艺流程见下图。
#3炉SCR 法烟气脱硝工艺流程图
3、SCR 区热工定值表