脱硝装置整套启动调试报告.docx
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脱硝装置整套启动调试报告
丹东金山热电厂（2×300MW）新建工程烟气脱硝工程
#1机组脱硝装置整套启动调试报告
.
中国华电工程（集团）有限公司
二零一二年十一月
编制：
年月日
审核：
年月日
批准：
年月日
目录
1前言1
2系统及设备的主要技术规范2
2.1系统说明2
2.2系统主要设计参数3
2.3主要设备规范和技术参数4
3调试程序与内容5
3.1调试程序图5
3.2整套启动过程工作内容5
3.3烟气脱硝系统整套启动内容：
5
3.4整套试运期间调整试验内容6
4调试仪器7
5调试结论及建议8
6附表9
1前言
丹东金山热电厂2×300MW机组烟气脱硝工程SCR法烟气脱硝工程是由中国华电工程公司公司成套提供。
该系统采用选择性催化还原法（SCR）脱硝方案，系统布置于省煤器之后，空预器之前，属于高尘布置方式。
还原剂为液氨经过热水加热蒸发而成的氨气。
液氨卸载和存储系统主要作用是把液氨从槽车上卸载下来，然后输送进液氨存储罐进行存储。
系统主要的设备包括两个液氨存储罐、两台卸料压缩机、一个废氨稀释槽、两台稀释风机、两个氨空气混合器、喷氨格栅、分析测量仪表及一些安全辅助设施。
烟气脱硝工程整组启动调试是检验机组脱硝系统的主要及其配套的附属设备制造、设计、施工、调试、生产准备情况质量的重要环节，是保证脱硝系统设备能安全、可靠、经济、文明地投入生产、发挥投资效益的关键性程序，是一项复杂而细致的系统工程。
整组启动的调试是整个脱硝工程调试的一个重要阶段。
丹东金山热电厂本着建设绿色环保型电厂的精神，在2x300MW机组新建工程中，同步建设一套脱硝装置。
采用选择性催化还原法（SCR）脱硝工艺，脱硝还原剂为液态纯氨，催化剂为板式催化剂，设计脱硝效率为80%。
设计脱硝装置可用率为98%。
这是一套完整的脱硝系统，可处理1号炉的全部烟气。
脱硝系统中SCR催化反应系统、氨储存制备系统等主要部分由中国华电工程（集团）有限公司负责设计，设备供应和烟气脱硝工程的分系统及整套启动调试工作。
根据能源局颁发《火力发电建设工程启动试运及验收规程》（DL/T5437-2009）的要求，同时也适应当前脱硝工程技术水平及自动化程度高的需要，提高工程整体质量和技术水平，充分发挥投资效益的原则，本工程将全面参照《火力发电建设工程启动试运及验收规程》（DL/T5437-2009）进行启动和验收。
脱硝工程整套启动调试工作参照原电力部颁发的〈火电工程启动调试工作规定〉进行，整套启动试运的验收评定工作参照原电力部颁发的《火电工程调整试运质量检验及评定标准》（1996年版）进行。
脱硝工作调整启动试运行过程也将同时参照有关国标、石油化工行标和原电力部颁的法规、规程、反事故措施、技术供应商和设备制造厂的技术规范执行。
1.1调试依据及标准
1.1.1调试依据
氨储存与制备系统调试应严格遵循以下有关规程：
《火力发电建设工程启动试运及验收规程》（DL/T5437-2009）；
《火电工程启动调试工作规定》；
《火电工程调整试运质量检验及评定标准》（1996年版）；
《电力建设施工质量验收及评价规程》（DL／T5210.2-2009）；
GB50235-97《工业金属管道施工及验收规范》；
《火力发电厂模拟量控制系统在线验收测试规定》DL/T657-1998
《火力发电厂顺序控制系统在线验收测试规程》DL/T658-1998
《火力发电厂电子计算机监视系统在线验收测试规程》（试行）
《石油化工剧毒、可燃介质管道工程施工及验收规范》SH3501-2002
技术供应商《调试大纲》、《运行维护手册》、《培训手册》；
氨储存与制备系统P&ID图纸；SCR催化反应系统P&ID图纸；
烟气脱硝系统其它制造商有关系统及设备资料。
1.1.2调试质量标准
参考原部颁《火电工程调整试运质量检验及评定标准》（1996年版）中相关的质量标准要求，全部检验项目合格率100%，优良率90%以上。
2系统及设备的主要技术规范
2.1系统说明
丹东金山热电厂2×300MW机组烟气脱硝工程采用选择性催化还原法（SCR）是国际上应用最多，技术最成熟的一项烟气脱硝技术。
其主要反应是在一定的温度和催化剂的作用下，氨气与烟气中的NOx反应生成对空无害的氮气和水汽。
SCR最佳反应温度320～420℃，为前置式布置，在省煤器出口和空预器前温度为350℃左右的位置。
使用纯氨法，液氨由槽车运送到液氨储罐，液氨储罐输出的液氨在氨气蒸发器内经80℃左右的热水蒸发为氨气，并将氨气加热至常温后，送到氨气缓冲槽备用。
缓冲槽的氨气经调压阀减压后，送入各机组的氨气/空气混合器中，与来自送风机的空气充分混合后，通过喷氨格栅（AIG）的喷嘴喷入烟气中，与烟气混合后进入SCR催化反应器。
其工艺流程如下图所示：
卸氨机
储氨箱氨气吸收箱污水池污水泵废水池
氨气蒸发器
氨气缓冲箱
稀释空气氨空混合器吹灰器
省煤器SCR入口烟道SCR反应器空预器除尘、脱硫烟囱
由于氨是一种可燃性气体，与空气混合时易发生爆炸，其与空气混合的爆炸下限为15.7%，爆炸上限为27.4%，同时氨气是恶臭毒性气体。
为了防止因氨气泄漏危害作业人员的健康，氨储存和制备系统还设计了氮气吹扫系统和水喷淋系统。
吹扫置换氮气能够把储罐和管道中的残余氨气吹入氨气吸收箱中，并用水喷淋吸收。
来自卸氨机、储氨箱、氨气缓冲箱及相应连接液氨、氨气管道中的超压紧急排放氨气经管道收集后，集中送至氨气吸收箱用水吸收稀释。
在氨气吸收箱中吸收了氨气的污水被疏放至污水池，然后通过污水泵输送至化学污水处理系统进行处理。
相关系统图为：
氨站系统图
烟气脱硝喷氨系统图
2.2系统主要设计参数
序号
项目
单位
参数
1
脱硝系统性能设计参数
1.1
性能保证参数
脱硝装置总压降
Pa
小于1000（附加层催化剂投运前、BMCR工况下）
小于1000（附加层催化剂投运后，BMCR工况下）
催化剂层压降
Pa
350（BMCR工况下）
NH3/NOX摩尔比
mol/mol
≤0.813
脱硝装置在性能考核试验时（首次喷氨后六个月内）的脱硝效率
%
≥93
氨的逃逸量
ppm
≤3
二氧化硫转化率
%
≤1
催化剂化学寿命
h
≥24000
脱硝装置可用率
%
≥98
1.2
物质消耗量
液态纯氨
Kg/h
114（BMCR工况）
耗电量
kw
压缩空气
Nm3/min
4.56
1.3
设备噪声等级（max）
设备噪声（在声源1m处测量）
dB（A）
≤85
2
脱硝装置设计参数
2.1
反应器设计参数
数量
2
尺寸
m
9.68x8.98x14.38
设计压力
pa
运行温度
℃
398
最大运行温度
℃
420
2.2
氨喷射系统设计参数
型式
母管支管式
喷氨格栅数量
12×2
2.3主要设备规范和技术参数
序号
设备名称
设备规格
单位
数量
生产厂家
1
储氨罐
容积：
28m3
设计压力：
2.32MPa
外形尺寸：
ID2500×H5000
只
2
常州德尔松压力容器有限公司
2
卸氨机
流量：
1m3/min
吸气压力：
1.6MPa
排气压力：
2.4MPa
电机功率：
18.5KW
台
2
蚌埠市联合压缩机制造有限公司
3
液氨蒸发器
蒸发能力：
250kg/h
设计压力：
2.5MPa
个
2
天津市奥利达设备工程技术有限公司
5
氨气吸收罐
容积：
4.0m3
设计温度：
50℃
工作压力：
常压
个
1
常州德尔松压力容器有限公司
6
催化剂
平板式、氧化钒/氧化钛催化剂
套
2
成都东方凯特瑞环保催化剂有限公司
7
氨气/空气混合器
混合单元型式：
文丘里式DN300，L=1600mm
只
2
天津市奥利达设备工程技术有限公司
8
CEMS分析仪
套
4
北京中电兴业技术开发有限公司
3调试程序与内容
3.1调试程序图
系统条件检查
调试技术方案交底
主机条件检查
土建条件检查
调试须满足的条件确认
运行、检修条件检查
安全条件满足
脱硝系统的首次整套启动
脱硝系统投入、出系试验
整套试运期间调整试验
系统运行
3.2整套启动过程工作内容
烟气脱硝系统整套启动试运阶段是从首次向反应器内喷氨开始，到完成所有调试项目移交电厂试运为止。
烟气脱硝系统整套启动试运分启动阶段、调整阶段和满负荷168试运阶段三个阶段进行，首先进行系统的启动和烟气脱硝的投入出系试验，接着进行相关的调整试验，最后进行满负荷168小时试运。
3.3烟气脱硝系统整套启动内容：
2012年10月31日11：
32开始，烟气脱硝系统顺利完成了首次喷氨任务，实现烟气脱硝，期间的主要运行参数见试运参数记录表。
烟气脱硝系统首次整套启动步骤如下所述。
3.3.1氨系统液氨卸料步骤：
10月30日上午检查氨区设备，将储氨箱B处于进氨状态，10月30日10：
30开始卸氨操作，将卸氨车上的气侧和液侧分别用软管与系统的气侧和液侧进行连接，用氮气对连接管道进行置换3次，每次升压0.3MPa，静止1分钟，泄压到0.2MPa左右，慢慢打开液侧阀门向储氨箱A进行充压，10：
45左右储氨箱压力升到0.3MPa，做了紧急放氨吸收试验，排放氨量70公斤左右，排放吸收正常，过程中未发现排放吸收系统有漏氨现象。
到储氨箱B继续升压，当压力与卸氨车上的压力基本平衡，启动卸氨机B，调节卸氨机旁通，控制卸氨机进出口压差在0.4MPa，11；40卸氨结束，卸氨5吨。
3.3.2液氨蒸发步骤：
（操作前先检查氨站系统处于热备用状态）10月30日下午15：
00启动氨蒸发器A，待氨蒸发器筒体内水温≥70℃后。
开启蒸发器A进氨，储氨箱B出氨，将蒸发器出氨调节阀手动将开度放在10%，然后将蒸发器出氨调节阀放在自动（AUTO）位置，设置压力在0.25MPa，蒸发器出氨调节阀自动将缓冲箱压力维持在0.24MPa。
停止蒸发器A，蒸发器A进氨，氨箱A出氨自动关闭。
在整个168整组启动调试期间，阀门的自动开关都正常，蒸发器电加热器的工作能稳定在75-85偏差1℃以内，在不同的反应器进口NOX浓度（350-140mg/m3）情况下，电加热的起停周期在25-30分钟左右，蒸发器出口气氨温度大部分在75-78℃之间。
11月1日21：
35脱硝系统正式进行168h投运，开始时蒸发器出口压力和脱硝效率调节振荡幅度很大，将喷氨调节阀转自动时的开度到100%取消。
观察压力和效率自动调节，压力平稳范围在0.25-0.28MPa,脱硝效率做了几个扰动试验，回复时间在5分钟左右，将脱硝效率稳定控制在84%。
蒸发器的出口压力自动调整正常。
11月1日，脱硝系统运行正常，来氨10吨卸在储氨箱B，卸氨压缩机A启动运行时8分钟时自跳，发现温度保护跳及时恢复至正常，检查系统，设备状态正常，20：
00点启动脱硝系统，控制效率在80%，自动调节正常。
3.3.3烟气脱硝系统投入步骤：
启动稀释风机A运行正常，并且投入联锁。
手动缓慢开启A/B氨气调节阀，当脱硝效率达到80%后，调节阀根据需要调整或设为自动控制。
脱硝系统投运，修改了蒸发器出口自动调节阀和喷氨调节阀的逻辑，把水温80℃，将开度开到10%，暂时定在3%，待168后将取消此条件，将喷氨调节阀转自动时的开度到100%取消。
观察压力和效率自动调节，压力平稳范围在0.25-0.3MPa,脱硝效率做了几个扰动试验，回复时间在5分钟左右，将脱硝效率稳定控制在80%。
检查系统，设备状态正常，脱销效率在80%，自动调节正常。
3.4整套试运期间调整试验内容
3.4.1喷氨量自动控制：
设计时的喷氨量自动控制是根据烟气中的NOX含量、烟气量得到NOX的总量，根据设定的脱硝效率（相当与摩尔比），计算出需要的喷氨流量与喷氨流量计进行比较来确定自动喷氨阀门的开度，我厂1号机组主机DCS系统中没有烟气量这个参数。
目前在逻辑里组态的是PID纯反馈自动控制技术，根据操作人员设定的脱硝效率（相当与摩尔比）与实时（进口NOX-出口NOX）÷进口NOX×100%进行比较，实行PID控制，通过168期间的运行观察，此种技术完全能满足机组设计参数运行工况的变化，自动调节相当灵敏有效，在168期间，设定了82%的脱硝效率，从曲线上看，脱硝系统的效率稳定运行在80%±2%之间。
喷氨自动控制精确有效，机组超过设计工况运行状态下基本保证60%以上的脱销效率。
为了防止出口氨逃逸超标，我们根据催化剂厂家性能曲线图，增加了设定值随着入口NOX的变化而自动设定功能，经过试运期间考察，运行正常。
NOX（mg/Nm3）
≤350
≤385
≤400
≤420
>420
自动设定值（%）
80
75
70
65
50
3.4.2喷氨格栅（AIG）阀门调整试验：
喷氨格栅阀门的试验目的是将烟气中的NOX浓度降到我们设定的指标，同时氨的逃逸率要控制在线性范围内，也就是说进口NOX与NH3均匀地在催化反应器中进行反应，防止局部过喷氨使氨的逃逸率超过控制标准。
在调试前，调试人员对喷氨格栅的调整进行了充分的认证和调研工作，调整的方法一般有两种，一种是将喷氨格栅调节阀全开，阀前风压相对较低而且由于管道阻力的不同，风压有一定的不同，需要我们测量每个喷氨格栅的出口风压来利用喷氨格栅调节阀开度的不同来调整到相同的喷氨混合气量。
还要根据反应器出口不同的部位的脱硝效率和氨逃逸率的测量反馈来反复调整才能达到脱硝系统合格的性能指标。
还有一种是在满足氨空混合气量的前提下，将每个喷氨格栅调节阀调节到一致的开度，尽量提高喷氨格栅阀门前的风压，使风压在每个喷氨格栅阀前都基本相同，这样每个喷氨管的喷氨量基本相同，使进口NOX与NH3在反应器中均匀的反应达到合格的性能指标。
在整套启动试运期间，采用了后面一种调节技术，10月31日，首先将稀释风气启动，然后将喷氨格栅调节阀逐个调整至50%左右，用U形管差压计测量孔板前后差压在450Pa左右，风机的出口风压保持在2.8Kpa,在脱硝系统168运行期间，当脱硝效率调整到80%左右时，氨的逃逸率在0.5ppm以下，脱硝系统处于良好的运行状态中。
性能指标与其它电厂脱硝系统相比，性能优良。
3.4.3脱硝效率和氨硝摩尔比调整试验：
摩尔比的定义是脱硝效率÷100＋氨逃逸量÷进口NOX浓度，当氨逃逸率很小时，摩尔比基本是脱硝效率÷100。
做脱硝效率和氨硝摩尔比调整试验的目的是在氨逃逸率在控制指标范围内，脱硝系统的最大脱硝效率和最大稳定脱硝效率，来指导脱硝系统运行人员的参数调节。
10月30日脱硝系统投运后，用手动调节喷氨阀的开度来进行脱硝效率试验，控制氨逃逸率在3PPM以下时，最大脱硝效率可以达到93%。
4调试仪器
序号
仪器名称
型号
精度
厂家
数量
1
红外线测温仪
1℃
1
2
测振仪208
1%
1
3
对讲机
/
4
4
信号发生器
0.02%
1
5
万用表
1%
3
6
氧分析仪
0.1%
1
5调试结论及建议
丹东金山热电厂#1炉烟气脱硝工程整组启动试运，调试顺利，试运期间设备运行稳定，仪控可靠，联锁保护正常投运。
在带负荷和满负荷运行阶段，各项技术性能指标均达到设计要求，整套调整试运阶段调试质量验评合格率100%，优良率100%。
烟气脱硝系统168小时试运期间，平均脱硝效率为84.3%（设计脱硝效率为80%），平均氨逃逸量仅为1ppm，该指标远低于3ppm的合同保证值，这不但为机组的安全运行提供了保障，而且也节省了氨消耗量，168小时试运期间共耗氨18吨，日均耗氨仅2吨左右，比设计耗氨量低0.2吨/天。
调试期间按照调试措施中危险源辨识及预控措施，对存在的各危险源采取了相应的防范与控制措施，未因调试发生设备损坏和人员伤亡事故。
5.1脱硝喷氨系统中所有手动碟阀的开度在调试过程中都进行了调整和确认，因此运行人员在日常运行时，不要随意调整这些阀门的开度位置，以免影响脱硝系统的正常运行。
5.2为了保证脱硝系统的安全稳定的正常运行，进入反应器内的烟气温度不能过高，也不能过低。
催化剂的正常工作温度为310℃-420℃（目前温度保护设定在330℃，运行人员可根据机组参数情况做适当的调整），只有当烟气温度高于335℃且低于420℃时，方可向反应器内喷氨，当反应器烟气温度高于420℃时，应该对锅炉进行调整，以免催化剂发生高温烧结，从而导致催化剂活性迅速降低。
5.3在正常情况下，锅炉满负荷运行时，反应器压差正常应该小于300Pa，若反应器压差过大，应引起注意，当反应器压差高于400Pa时，应该及时调整吹灰器的吹灰时间和缩小间隔时间。
5.4脱硝系统的喷氨量通过A/B两个气动调节阀，分别对A/B两路AIG的喷氨量进行调节。
日常运行时，应该将其投入自动控制，由于该自动控制系统的控制目标不是脱硝效率，而是反应器进出口NOx浓度表的计算值，因此，当进出口NOX浓度表任一发生故障时，可以根据实际情况，将喷氨阀改为手动控制。
脱硝效率过高时，可能会导致反应器出口氨逃逸量超标，从而危及催化剂以及锅炉的安全运行，因此，当反应器出口氨逃逸量超标时，应适当降低脱硝效率，减少喷氨量。
为此，特增设自动调节设定值的自动生成器（根据催化剂的性能曲线）。
5.511月9日使用配制的氨水对氨泄漏检测仪进行再次校验，当浓度达到25ppm以上时都能发出报警信号达到良好的实验效果，DCS显示正常，但由于主机消防系统未投自动，消防喷淋未能联动正常。
建议尽快将消防系统投自动，以保证氨区的安全。
6附录
SCR反应系统运行画面
氨区系统运行画面
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