尿素水解系统运行操作手册模板doc.docx

1、尿素水解系统运行操作手册模板doc烟气脱硝尿素催化水解系统操作维护手册（试运行版）前 言本手册列出了主要设备规格和技术参数，详述了系统功能和运行方式，对设备和系统的启动、运行、维护及事故处理等内容作了较为详细的介绍，目的是使运行人员通过阅读本文后能较清晰地了解本系统的设备性能和设计思想、各子系统功能、运行方式以及重要设备的保护项目。由于编写此手册时缺乏部分设备的数据和维护、操作说明，因此本手册为试运行版本，待设备资料齐全后补充完善。手册中有一部分数据尚未完善，也难免存在一些错误，各位在手册的使用过程中，如果有什么意见或建议，请能及时反馈给我们，以便我们进一步完善。谢谢！2018年11月一、工艺

2、概况常见烟气脱硝方式有选择性催化还原（SCR）、选择性非催化还原（SNCR）、分解法、吸附法、等离子体活化法和生化法等方式。选择性催化还原脱硝法（SCR）以其成熟的技术和良好的脱硝效果得到广泛应用，是目前发达火力发电机组普遍采用的减排方法。SCR脱硝的还原剂NH3可从无水液氨（NH3）、氨水（NH4OH）、尿素（CO（NH2）2）等原料中获取。采用无水液氨或者氨水制取脱硝还原剂气的工艺最为简单成熟，运行成本最低，但存在安全隐患，尿素制氨系统的投资及运行成本与液氨系统相比较高，但运输成本相当，并且尿素系统基本上没有安全隐患，是最安全的氨气制备技术。尿素制氨技术分为尿素热解制氨技术和尿素水解制氨技

3、术。尿素热解制氨技术利用热空气作为热源在450-600来快速分解40%-55%的尿素水溶液，其优点为近常压热解，操作压力低，反应速度快，但其能耗和运行费用很高。与尿素热解相比，尿素水解由于采用电厂较为丰富的蒸汽作为热源，能耗较低。尿素水解制氨技术又分为普通尿素水解制氨技术和尿素催化水解制氨技术。尿素催化水解制氨技术是指，在催化剂的作用下，熔融状态的尿素可在温度135-160、压力约0.4-0.9MPa下进行快速水解反应，反应速度较普通尿素水解法约提高10倍以上，响应时间可达到1min以内，能耗约为热解技术的一半。尿素催化水解制氨为吸热反应，其综合反应式：(NH2)2CO + H2O=CO2+

4、2NH3 （1-1）为了使反应速率恒定，尿素、水和热量都必须按照正确的比例供给反应器。反应器中装有固定量的催化剂，其主要作用是改变了反应路径，从而大大加快反应速率，降低响应时间。催化剂在反应器内可循环使用，在大修周期时进行更换。二、工艺流程及启停步骤尿素催化水解工艺的反应系统主要包含：尿素溶解系统、尿素溶液储存输送系统、反应器本体系统、催化剂供给系统、蒸汽加热供给系统、除盐水系统、废水和压缩空气系统、氨空混合喷氨系统等，2.1 尿素溶解系统尿素采用吨包装（袋装）尿素，叉车卸车，并采用通过吨袋拆包机拆袋后进斗提机输送到尿素溶解罐卸料口，从卸料口进入溶解罐里。在溶解罐中，用除盐水制成40-60%的

5、尿素溶液。尿素溶液配制采用计量罐方式。尿素溶液浓度的精准配制是通过装在循环回路上的尿素溶液密度计信号调节进入溶解罐的物料或溶解水。当尿素溶液温度过低时，蒸汽加热系统启动使溶液的温度高于结晶温度40 以上（确保不结晶）。溶解罐除设有流量、温度控制系统外，还采用尿素溶液输送泵将尿素溶液从储罐底部向侧部进行循环，使尿素溶液更好地混合。尿素溶解罐的溶解水进口设置两路，一为除盐水，二为疏水箱来水，两者可根据实际情况自动切换。 尿素溶液的制备系统操作按以下步骤： 启动条件： 罐内溶液液位达到尿素制备条件 罐内溶液温度达到尿素制备条件启动步骤：STEP1：启动除尘器风机。STEP2：打开溶解罐除盐水补水总门

6、，将液位补至一定位置；STEP3：启动蒸汽加热阀；维持储罐温度在40-60度之间；STEP4：启动尿素溶解循环泵将溶解罐内除盐水处于循环状态；STEP5：启动吨袋拆包机，启动斗提机。STEP6：将尿素通过吨袋拆包机拆袋，通过斗提机输送至溶解罐。STEP7：通过观察尿素溶解循环管线质量密度计密度值，待尿素溶至50%的尿素溶液后，开启尿素溶液进尿素储存罐电动阀，关闭尿素溶解泵回流电动阀，将尿素溶液输送至尿素储罐储存。停止步骤：STEP1:停运吨袋拆包机，停运斗提机。STEP2：关闭尿素溶液进尿素储存罐电动阀，停止尿素溶液泵，关闭尿素溶解泵入口阀及出口阀，打开尿素溶解泵回流电动阀；STEP3：打开排

7、空阀排空管路，排空后关闭排空阀，STEP4：打开尿素溶解泵冲洗水阀，冲洗90s后关闭冲洗水阀（如果长期停运需开排污阀排空管路）；2.2尿素溶液储存输送系统尿素溶液储罐存储浓度合格的尿素溶液。浓度合格的尿素溶液经输送泵进入尿素溶液储罐。储罐装有液位计、温度显示仪、通风孔及蒸汽加热装置（保证溶液温度高于配制浓度对应的结晶温度35以上）等。开启蒸汽供给阀，通过控制手动门开度调节蒸汽供给量，观察储罐内尿素溶液温度变化。 启动步骤：STEP1: 操作员手动启动尿素溶液输送泵前进行以下操作：关闭其入口阀、关闭出口阀、关闭冲洗水阀、关闭备用泵出口阀、关闭排空阀；STEP2:当以上操作完成后，打开泵入口阀；S

8、TEP3:当入口阀打开以后，启动尿素溶液输送泵，STEP4:当尿素溶液循环泵运行后，给定频率投入自动跟踪模式，打开尿素溶液输送泵出口门；STEP5:以上操作完成后，尿素溶液输送泵启动顺序完成。 停止步骤：STEP1:逐步减小给定频率，停止尿素溶液输送泵；STEP2:当尿素溶液输送泵停止后，关闭出口阀；STEP3:当出口阀关闭后，关闭入口阀，打开尿素溶液输送泵排放阀排空管路；STEP4:管路排空后关闭排空阀，打开尿素溶液输送泵冲洗阀；STEP5:然后打开尿素溶液输送泵出口阀，等待时间90s结束后，关闭出口阀（冲洗是观察水解器液位）；STEP6:出口阀关闭后关闭冲洗水阀；打开排空阀排空管路；STE

9、P7: 尿素溶液输送泵停止程序结束；2.3辅助系统催化剂单元催化剂为可溶于水的晶体颗粒物，配置方法需人工加入，浓度配比为1：1催化剂与除盐水混合溶解，溶解催化剂的除盐水需加热保持在80，溶解催化剂时需开启搅拌器一边搅拌一边倒入催化剂，溶解完成后的溶液要尽快注入反应器内，防止结晶或失效。催化剂溶液配置STEP1：打开催化剂箱补水阀STEP2：催化剂箱补除盐水液位达到1m后关闭补水阀STEP3：启动催化剂罐搅拌器STEP4：打开催化剂箱蒸汽加热手动阀STEP5：催化剂箱内除盐水加热温度至80以上STEP6：溶解催化剂催化剂溶液加注STEP1：打开反应器氨气出口管道高点放空阀STEP2：打开反应器催

10、化剂切断阀STEP3：打开催化剂泵入口手动阀STEP4：启动催化剂泵STEP5：将催化剂泵出口手动阀打开至适当开度STEP6：将催化剂泵出口压力0.1MpaSTEP7：将催化剂溶液打入反应器STEP7：停止催化剂泵【催化剂泵停运后，要将泵进出口管道进行冲洗，若用除盐水冲洗，可直接将冲洗水注入水解器内，否则通过排污阀将冲洗水排空】蒸汽加热及减温减压单元减压系统：蒸汽的减压是由减温减压阀来实现的。减温减压阀与电动执行器相连，当管道内的蒸汽压力变化时，电动执行器启动，带动减压阀瓣上下升降，调节减压比的大小，使管道内的蒸汽压力保持在规定的范围内。减温系统：由电动调节阀、喷嘴、混合管道、节流器、节流阀等

11、组成。减温水经电动调节阀后，流入减温减压阀，经阀瓣喷孔喷入阀体内使水、汽直接混合来实现蒸汽的减温。减温启动STEP1：打开疏水箱至减温泵出口阀与减温泵入口阀；STEP2：启动减温泵；STEP3：开启减温泵出口阀；STEP4：通过参考减温调阀的最大开度调整减温泵出口回流阀的开度至合适位置STEP5：减温调阀投自动设定温度为165减温停止STEP1：减温调阀解除自动，并关到位STEP2：关闭减温泵；STEP3：关闭疏水箱至减温泵出口阀与减温泵入口阀疏水冲洗单元疏水箱水为除盐水，来源为两个，一为厂区来除盐水；二为所有箱罐加热疏水与水解器工使用蒸汽后产生的疏水。疏水箱水用处为三个，一为所有管路冲洗用冲

12、洗水；二为减温减压器减温所需冷却水；三为尿素溶解所需除盐水；疏水冲洗单元是为管路冲洗和尿素溶解所用除盐水而设。疏水泵运行启动条件：满足疏水箱液位保护要求；疏水泵启动STEP1：打开疏水泵入口阀；STEP2：启动疏水泵；STEP3：开启疏水泵出口阀；STEP4：打开溶解罐疏水进水阀（或开启需冲洗管路上的冲洗水阀）；疏水泵停止STEP1：关闭溶解罐疏水进水阀（溶解罐疏水进水阀）STEP2：关闭疏水泵出口阀STEP3：关闭疏水泵；STEP4：关闭疏水泵入口阀废水和压缩空气单元本系统由尿素区废水和压缩空气系统组成。压缩空气为厂区提供仪表用压缩空气气源至尿素区压缩空气储罐，再由压缩空气储罐分散供给至每个

13、用气仪表单元； 各个系统的排水及水解反应器排污水均回到废水坑，通过废水泵输送到厂区废水系统，废水泵启停根据液位自动控制。废水泵启动条件：满足废水坑液位保护要求；废水泵启动STEP1：启动废水泵；STEP2：开启废水泵出口阀；废水泵停止STEP1：关闭废水泵出口阀STEP2：关闭废水泵；2.4反应器本体系统反应器是尿素水解系统的主要设备，用于尿素催化水解制氨的反应装置。浓度约50%、温度为50的尿素溶液通过高压泵从尿素储罐打入反应器中，在压力0.4-0.9Mpa、温度135-160和催化剂的作用下进行水解反应，产生氨气、二氧化碳混合气。混合气通过反应器上面的汽水分离器分离后，经由减压、流量控制调

14、节与稀释风在氨空气混合器混合，稀释氨浓度至7%以下，最后进入SCR反应器内进行脱硝反应。尿素水解反应器上设有排污口和泄压口，与排污和安全系统相连。并设有三个雷达液位就和三个热电阻，用于测量反应器中溶液的液位和温度，进反应器的尿素管道上设有三个压力变送器，用于测量反应器的压力。水解器的启动启动步骤： STEP1: 操作员手动启动一台尿素溶液输送泵，投入变频自动，控制出口压力在0.7Mpa， STEP2:反应器启动注入尿素溶液。DCS操作员确定启动反应器，如果加入催化剂溶液后，反应器液位未到650mm，则需要再次通过催化剂泵为反应器补加除盐水，补加除盐水至反应器液位为650mm，关闭催化剂泵；打开

15、反应器尿素溶液开关阀、调节阀，注入尿素溶液至反应器液位为1000mm，关闭反应器尿素溶液调节阀。 STEP3:启动减温减压器：打开减温减压器蒸汽开关阀，减温减压器减压阀、减温阀自动调节（压力设定值为0.7MPa，温度设定值为170）； STEP4:反应器加热升压。手动控制反应器蒸汽调节阀，反应器升温至95等待5分钟，升温至为115，等待10分钟。关闭反应器氨气出口管道高点放空阀。手动控制蒸汽调节阀升压至0.45MPa，升压速率为0.02MPa/min，升压至0.45MPa后，反应器处于准备喷氨状态，可以随时喷氨。 STEP5: 收到“机组SCR要求喷氨开始指令”，并电话联系锅炉机组确定可以喷氨

16、，打开反应器氨气母管开关阀，反应器进入喷氨状态 STEP6:将反应器蒸汽调阀设定值为0.50.55Mpa、尿素入口调阀设定值在750mm STEP7:待水解反应系统各参赛稳定后，将氨蒸汽出口调阀、尿素入口调阀、蒸汽进口调阀投入自动调整，至此水解器启动完成、进入运行状态。 STEP8: 注意检查水解器温度、压力、液位及氨蒸汽压力是否正常，各调阀、关断阀位置及动作是否正常，将氨蒸汽出口管路上的与大气连通阀挂上禁止操作牌。注意：排空的水解器在冷态启动时，水解器中溶液不得超过28%尿素浓度，必须先补充除盐水至650mm，再加入尿素溶液，未稀释水溶液可能导致内部压力的快速增加和最终出现过压情况，这将会导

17、致水解器的事故关机。水解系统的停运（1）短期停运的操作如果锅炉SCR反应器只是短时停运（12小时之内），则水解系统不需停运，只需将水解器，压力降低至0.15MPA，温度在115左右就行，将尿素溶液循环泵停止运行（若另一台水解器运行，则循环泵也不停运）。（2）长期停运的操作 长期停运，应将水解系统中所有设备停止运行、将水解器排空并冲洗干净。停止步骤： STEP1：关闭反应器入口蒸汽调节阀。 STEP2：关闭反应器尿素溶液蒸汽调节阀、开关阀。 STEP3：当水解器压力降至0.15Mpa时，关闭氨蒸汽出口开关阀 STEP4：打开蒸汽吹扫门对氨蒸汽管道进行吹扫。原则上应吹扫10分钟以上、氨蒸汽管道压力

18、有明显下降、SCR处氨气管道中温度明显上升且升至150以上。 STEP5：开启水解器尿素排污阀开始排空水解器， STEP6：随着反应器内部液体排空，反应器的压力会进一步降低，反应器压力降低至0时，就地打开排污管道的放净阀，观察是否还有液体流出来判断水解反应器是否排空）， STEP7：关闭排污管道放净阀和水解器排污阀。 STEP8：打开蒸汽吹扫门对排污管道进行吹扫。原则上应吹扫2分钟以上，确保排污管道吹扫干净。 STEP9：吹扫干净后打开水解器排污管道放净阀，对排污管道进行放净。 STEP10：关闭减温减压装置减压调节阀、减温调节阀。若加热蒸汽已不需要，也关闭其手动门。 STEP10：停运电伴热

19、，水解反应器系统停止结束。水解器紧急泄压1)水解器压力0.9Mpa，自动触发气相泄压阀泄压。2)水解器压力1.2Mpa，自动触发安全阀泄压。3)其他见逻辑保护设定。当紧急停止过程中水解器压力降至正常压力时：若需恢复运行，则复位后按正常启动程序投入运行；若不恢复运行，则按正常停止程序操作。清洗反应器1)打开反应器底部排污开关阀、手动阀，将反应器排放干净后关闭开关阀（将反应器内混合溶液、混合气排放至催化剂箱，如无法排放则通过放净阀排放至地沟）。2)打开反应器蒸汽吹扫管开关阀，蒸汽吹扫2分钟后关闭阀门。3)打开反应器除盐水清洗开关阀、手动阀，将反应器注满水，即加除盐水至反应器高液位800mm，4)用

20、除盐水清洗尿素输送管道和反应器，然后将水排放干净。5)清洗完成后重新注水至高液位1000mm。对反应器进行升温煮洗，温度约130-140，压力约0.3-0.4Mpa，煮洗时间不少12小时，煮洗过程每小时排污一次，排污时间3分钟，煮洗过程中尽量不要排气，如压力太高则可适当排气至废水池。6)煮洗完成后，关闭主蒸汽，关闭减温减压器，打开反应器氨气出口总管手动阀和高点放空阀、降低反应器压力至0.15MPa7)打开反应器底部排污手动阀，底部排污开关阀，将反应器排放干净。2.5氨空混合喷氨系统反应器出口氨气分两路稀释，由混合前体积浓度为37.7%，稀释到体积浓度5%以下。配备计量、调节、混合及测点仪表等。

21、热风取自原有稀释风机中部蒸汽暖风器加热，稀释后的氨气通过风道送至原有的SCR反应器喷氨格栅母管上。2.6电气系统新建尿素区为2路电源供电供电电源点分别为3、4号机组脱硫380V PC A段和PC B段，现场预留有备用开关，原有电缆通道可以利旧，无电缆通道区域，由投标方负责建设管沟或桥架。两段母线间设联络柜，乙方提供的尿素制备车间MCC柜（包括柜内元器件）的型式和生产厂家需与主厂房一致，柜内元器件配置原则和品牌也与主厂房一致，配电柜为南京大全电气公司生产，框架断路器使用ABB公司生产，抽屉开关的空气开关和接触器采用施耐德产品。乙方提供的MCC开关柜需留有15的备用回路。2.7热控系统尿素制氨供应

22、系统由辅网DCS进行控制，就地设操作员站一套，在甲方脱硫控制室内设操作员站一套，并将画面传输至集控室。本工程辅网DCS采用上海新华XDC800的软硬件。尿素制氨控制系统需与辅网DCS保持一致，并作为辅网DCS系统的一个子站，运行人员可以直接通过集中控制室内辅网DCS操作员站完成对尿素制氨供应系统的启/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。三、尿素制氨供应系统启动前的检查3.1检查所有程序是否已经完成。3.2检查所有需要的维护程序是否已经完成，确保所有管道和阀门气密性符合要求，确保所有管道以及反应器都已经清洗干净。3.3检查所有电气系统是否已经连接并可操

23、作。3.4检查所有伴热是否打开并正确运作。3.5检查所有主机管道系统是否正确连接并可操作。3.6检查所有过滤器是否无杂物。3.7检查DCS是否被连接并可操作。3.8检查所有仪器和驱动阀是否与DCS通信正常。3.9检查所有手动阀门是否处于其正常运行位置。3.9.1.尿素溶液管道上手动阀全开，放净阀全关，旁路阀全关。3.9.2.除盐水输送管道上手动阀全开，放净阀全关。3.9.3.蒸汽管道上手动阀全开，放净阀全关，旁路阀全关。3.9.4.催化剂管道上手动阀全开，放净阀全关。3.9.5.蒸汽凝液排放管道上手动阀全开，放净阀全关。3.9.6废气排放管道上手动阀全开。3.9.7.反应器至氨空混合器的氨气管

24、道上手动阀全开，旁路阀全关。3.10按比例配置好催化剂溶液，并检查催化剂是否溶解完全，催化剂泵是否做好运行准备。3.11检查尿素溶液存储罐是否准备向反应器供应尿素溶液，尿素输送泵、反应器模块是否做好运行准备。3.12确保尿素、尿素溶液、催化剂溶液、蒸汽和除盐水都满足要求。3.13疏水箱已经准备好适量除盐水，液位在500mm以上，除盐水补水阀在关闭状态。且疏水泵联锁已投入。3.16在产生氨气前确保氨气管线已经加热至工作温度。3.17检查安全风机是否做好准备。3.18所有转机完好，润滑油、润滑脂正常，已经在准备投入状态。四、水解制氨系统的运行操作水解制氨系统的操作主要指对水解反应器本体的操作和辅助

25、系统的操作，当水解系统制氨完毕后，机组需要氨气时，打开至1#锅炉氨气开关阀氨气即供应至调节阀组处。4.1 初次投入反应器的要求首次启动反应器需要在加入适量的反应液，该溶液由50%除盐水和50%的尿素溶液及适量催化剂混合而成。首先加入已经配备好的催化剂溶液，之后加入适量的除盐水至反应器液位为650mm，最后加入尿素溶液至反应器液位为1000mm。反应器中尿素的初始浓度大约为25%。然后按照以下所述的启动顺序进行启动。注意：反应器中初始稀释启动的尿素溶液浓度不得超过28%。4.2 反应器运行控制方式正常运行情况下，反应器系统的正常操作由DCS控制的。DCS具有监测、手动操作、自动控制、高低位报警、

26、自动停车联锁功能。反应器撬块正常运行后可实现自动控制，操作参数出现异常DCS系统会自动发出警报，由DCS操作员根据现场情况，确定是进行维修或紧急停车。4.3 反应器的控制指标4.3.1反应器系统伴热温度设定表在启动反应器本体之前，应先投入管道的电伴热自控系统，系统运行期间电伴热系统禁止停运。各管道的伴热温度设定如下表：表1 管道伴热温度设定值管道仪表单位介质温度C伴热温度除盐水、尿素溶液管道C50-8050废液排放管道、仪表C130-140120催化剂溶液管道C130-140120废气排放管道C130-140120氨气管道C130-140130蒸汽、疏水管线C130-140120说明以除盐水管

27、道为例，如果温度低于70-2=68C，伴热自动开始工作，如果温度高于70+2=72C，伴热自动停止工作4.3.2 反应器控制参数报警设定值和正常设定值见下表。表2 反应器的各操作状态下设定值警报设置反应器（检测到有渗漏）压力135C 反应器液位 高 1200mm反应器液位 高-高1100mm 反应器液位 低900mm 反应器液位 低-低 800mm 反应器压力变化率 变化率0.02Mpa/min 反应器压力 低 0.4Mpa 反应器压力 低-低 0.7Mpa反应器压力高-高0.8Mpa 反应器放空压力 0.9MPa反应器安全阀动作压力1.2MPa反应器温度 低 120C 反应器温度 低-低 1

28、50C反应器温度高-高 155C 表3 反应器操作参数设定值定位点设置反应器液位 设定值1000mm 反应器初始液位 除盐水设定值650mm 反应器压力P1(可以喷氨压力)0.45MPa 反应器氨气出口压力P2（喷氨时压力）0.5MPa反应器压力PSTOP停运压力值0.15MPa反应器温度T1(加热状态)45C 反应器温度T2 (加热状态)65C 反应器温度T3 (加热状态)95C 反应器温度T4 (加热状态)115C 反应器温度T5 (停止运行保护值)115C反应器温度T6 (正常运行温度)130C-140C4.3.3 各箱管控制参数表4 各箱罐设备操作参数设定值定位点设置废水池液位低800

29、mm 废水池液位低-低600mm废水池液位高2500mm废水池液位高-高2700mm疏水箱液位低1000mm疏水箱液位低-低800mm疏水箱液位高3000mm疏水箱液位高-高3200mm尿素溶解罐液位低1500mm尿素溶解罐液位低-低1300mm尿素溶解罐液位高2500mm尿素溶解罐液位高-高2700mm尿素溶解罐温度低45C 尿素溶解罐温度低-低40C 尿素溶解罐温度高60C 尿素溶解罐温度高-高65C 尿素溶液储存罐液位低1400mm尿素溶液储存罐液位低-低1300mm尿素溶液储存罐液位高7000mm尿素溶液储存罐液位高-高7100mm尿素溶液储存罐温度低45C 尿素溶液储存罐温度低-低4

30、0C 尿素溶液储存罐温度高60C 尿素溶液储存罐温度高-高65C 减温减压器压力低0.6MPa减温减压器压力高0.8MPa减温减压器压力设定值0.7MPa减温减压器温度低155C 减温减压器温度高175C 减温减压器温度设定值165C 4.4 反应器定期排污4.4.1 排污时间及频率由于尿素及催化剂的含有杂质，以及反应过程中产生的污染物，所以需要定时清理反应器中的固体、沉积物和其他污染物，使其保持至最小值。建议排污时间及频率：反应器废水排污：建议排污时间20秒，每周进行一次，将反应器底部杂质排净；反应器表面排污：建议排污时间20秒，每3周进行一次，将反应器表面杂质排净。4.4.2排污操作步骤1)表面排