集美热电脱硝运行及维护检修规程.docx
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集美热电脱硝运行及维护检修规程
荆州市集美热电有限责任公司
锅炉烟气SNCR脱硝系统
运行维护规程
（试行）
编制：
陈明
审核：
批准：
目录
第一章SNCR系统总貌……………………………………………….1
第一节存储及输送设备………………………………………..1
第二节SNCR系统电气部分…………………………………...5
第二章SNCR系统工艺介绍………………………………………….9
第三章SNCR系统启动前准备……………………………………….15
第四章SNCR系统启动……………………………………………….17
第一节电气系统检查及操作………………………….………17
第二节氨水存储系统检查及操作…………………………….18
第三节SNCR脱硝系统就地操作……………………………...19
第五章SNCR系统停止……………………………………………….20
第一节氨水储存系统停止…………………………………….20
第二节电气部分停止操作……………………………………20
第六章SNCR系统上位机操作………………………………………22
第七章运行与维护…………………………………………………..24
第一节SNCR烟气脱硝系统运行操作………………………24
第二节SNCR烟气脱硝系统运行维护……………………….25
第三节SNCR烟气脱硝系统设备维护………………………..27
第四节SNCR烟气脱硝系统检查与维护内容……………….33
第八章岗位职责………………………………………………………37
第九章安全生产注意事项………………………………………….39
第一章SNCR系统总貌
荆州市集美热电有限责任公司2ｘ48.5t/h发电锅炉SNCR脱硝工程分为两个主要系统：
氨水溶液储存、稀释输送系统和炉前喷射、计量系统和电气控制系统。
这两个主要系统又由数个子系统模块组成：
第一节、存储及输送系统
1、氨水溶液储罐模块
外购氨水运输至厂区后，通过卸氨泵送至氨水储罐。
储存质量分数为20%的氨水溶液（质量分数）作为还原剂储存，根据设计参数，氨水溶液储罐容积为50m3设计，氨水溶液储罐的设计压力为常压，设计温度为常温，储罐材质使用不锈钢材质储罐。
为了保证氨水溶液罐内有足量的氨水溶液，氨水溶液罐配置了液位计，另外配置了热电阻、排气管等附属设施。
为了便于维护、巡视和操作，氨水溶液罐外需要配置检修操作平台，设置相应的楼梯、爬梯走道等。
设有排水管道，以便氨水溶液及时排空或清洗。
2、氨水溶液输送模块
氨水溶液通过加压泵同时输送至分配系统，从而最终被输送至喷雾系统。
氨水溶液加压泵及其控制系统主要由两台离心泵（一用一备）、压力检测及相应电动阀和手动阀组成。
3、除盐水要求
本工程中选用的还原剂为氨水溶液，根据锅炉烟气中NOX浓度的变化情况，喷入锅炉中的氨水溶液是经过稀释后的溶液。
为了保证稀释水对SNCR系统管路没有腐蚀性并且减少结垢堵塞管路，作为稀释水应是具有软化水质量的纯水，满足下列规格：
ØpH值：
6～9；
Ø全硬度<3mmol/kg；
Ø钙硬度<2mmol/kg（作为CaCO3），最好<0.2mmol/kg；
Ø全碱度<2mmol/kg，最好<0.2mmol/kg；
Ø铁<0.5mg/kg；
Ø导电度<250µmhos；
Ø没有明显的浑浊和悬浮固态物。
该水在SNCR系统停机时可作为SNCR系统管路清洗水,氨水稀释水。
4、计量分配模块
计量及分配装置用于控制锅炉每个喷射区的氨水溶液流量，调节喷射区的压缩空气的喷射压力，计量分配系统就近布置在喷射系统附近锅炉平台上。
喷枪采用独立的流量和压力控制系统，为复杂的应用情况提供所需的高水平的控制。
该装置通过对锅炉的实时工况（如NOX及O2浓度等）进行分析，打开或关闭喷枪或调整其中喷枪氨水溶液的流量，或者调节压缩空气的压力，以此来控制喷射系统，使喷射系统能按满足锅炉实时工况的要求来喷射氨水溶液。
计量及分配装置采用分区独立控制，确保每个子系统能独立运行或关闭。
计量及分配装置包括：
氨水溶液调节阀、转子流量计、压力表、压缩空气调节阀、压力表、压缩空气稳压阀。
计量分配模块能根据锅炉系统不同运行工况以及燃料、原料变化情况下烟气中氮氧化物浓度变化，以及排放标准要求，实时的改变喷入锅炉尿素溶液的量，使氮氧化物达标排放。
5、氨水溶液喷射模块
喷枪是喷雾系统的核心也是整个SNCR系统的关键部件。
为提高脱硝反应的效率，本设计方案将喷枪布置在锅炉合适的位置，根据锅炉实际情况共布置2层，1#锅炉12支喷枪；2#锅炉12支喷枪。
喷枪采用316材质，保证喷枪在锅炉环境中的使用寿命。
喷枪退出锅炉前先停止氨水溶液喷射，调节压缩空气喷射量，保持少量压缩空气喷吹，防止粉尘堵塞喷枪，同时起到冷却作用保护喷枪。
喷枪能适应不同的氨水溶液的流量，在流量变化幅度较大时也能保持优良的雾化效果。
结合不同的工况采用多种喷射策略组合，可控制投入喷射的喷枪数量，也可控制每支喷枪的喷射量。
长时间不使用的喷枪可退出锅炉，保护喷枪，延长喷枪寿命。
枪本体、保护套管、雾化头三部分组成。
雾化介质的作用是加强氨水溶液与烟气混合，充分混合有利于保证脱硝效果，提高氨水溶液利用率，减少尾部氨残余。
雾化介质主要是提高氨水溶液喷射速度、增加喷射动量，而不要求把氨水溶液全部雾化成很小的液滴，而是一定比例的不同尺寸液滴。
小液滴在喷入口炉壁附近的低温区就挥发反应，而大液滴则可以深入锅炉才析出反应。
雾化介质的主要作用是提高液滴的喷射动量，喷射动量取决于喷射速度和喷射物的质量。
为了提高喷射动量，则主要集中在提高喷射速度上。
根据本项目的实际需要，本系统利用压缩空气气源作为雾化介质，到喷枪前的压力为0.4～0.6MPa。
表1-1氨水溶液喷射系统相关参数（单台锅炉）
用途
锅炉SNCR脱硝
1.基本数据
单层喷射量
kg/h
180-1280
层数
2层
系统工作压力
供气系统出口压力
bar
4-6
系统电耗
kW/h
<8.6
系统最大气耗
Nm3/h
9
2.喷枪
流量范围
kg/h
30-500
喷枪数量
支
12
平均喷雾颗粒
μm
60
最大喷雾颗粒
μm
100
喷雾长度（实验室条件下）
m
4-6
6、监测系统部分（CEMS）
监测仪器在SNCR系统中起到提供初始运行参数的作用，锅炉出口处已设置的环保在线烟气连续监测装置，通过此处来取得NOX的排放浓度，通过DCS控制系统获取NOx的排放浓度是否达标来调节氨水溶液和除盐水的流量及每支喷枪的流量，最终达标排放。
第二节、SNCR系统电气部分
1、供配电方案
SNCR烟气脱硝系统电气设计不单独设置变压器，脱硝系统电压等级与现有一致。
氨水溶液罐房设置总配电箱，氨水溶液罐房旁总配电箱电源引自中控楼配电室低压MCC柜，总配电箱以放射的方式向各个就地控制箱供电，各个模块的就地控制箱对各个模块的设备进行控制。
由DCS控制的泵有“就地”和“远程”两种控制方式，这两种控制方式由就地控制箱上的转换开关进行切换。
转换开关位于“就地”位置时，电动机的起停由就地控制箱上的按钮控制，机旁控制每台电机单独起停。
机旁控制用于设备检修及调试，机旁控制时设备之间没有联锁。
转换开关位于“远程”位置时，电动机的起停控制在中控室操作站进行操作，可实现电机顺序起停。
电动调解阀的控制采用集中控制方式，由DCS控制，机旁只能切断调解阀的220v电源（断电后保持原位）。
动力电缆选用YJV型电力电缆，控制电缆选用KVV型控制电缆，信号电缆选用KVVP型屏蔽软电缆。
电缆敷设以电缆沟、桥架、穿管相结合的方式敷设。
氨水溶液储存、装卸场所的所有金属装置、设备、管道、储罐等都与接地装置连接。
要求接地电阻小于4-10欧姆。
仪表系统主要由一次元件、变送单元和执行机构等现场仪表组成。
生产过程参数主要包括温度、压力、液位、流量等信号。
仪表采用4-20mA信号制。
仪表的的4-20mA信号均由DCS系统经进行实时监测。
所有信号电缆均采用信号屏蔽电缆。
以保证自动化控制系统的正常工作。
2、控制系统概述
SNCR脱硝系统的控制包括氨水溶液存储区、SNCR系统两部分，控制系统能够完成整个脱硝装置内所有的测量、监视、操作、自动控制、报警及保护和联锁、记录等功能。
根据在线监测的NOx浓度及脱硝效率等要求，对氨水溶液供应、SNCR部分的运行实现控制，并对关键参数进行监测。
SNCR系统采用独立的控制系统，能实现锅炉内喷氨量的自动控制，脱硝系统能跟随运行负荷变化而变化，使脱硝系统长期、可靠的安全运行。
就地控制柜包括了水泵的启停、切换、报警。
DCS控制柜对整个系统的控制，包括了对远程信号的接收、计算和传输。
3、控制系统的构成
SNCR烟气脱硝工程采用DCS控制，上位机布置在中央控制室。
操作员通过PC机画面可同时监视和控制脱硝装置的运行。
4、控制站的主要功能
控制站是DCS系统与工艺、电气设备之间的接口，直接与现场设备相连接，承担各种信号的输入、输出及信号转换。
控制站的检测功能：
检测设备的起停、运行、故障和位置等开关量信号，检测各模块中温度、压力、液位、流量、阀门开度等模拟量信号。
控制站的控制功能：
控制各模块设备的起停、正常运行和故障时联锁停机，控制各阀门电动执行器的开度等等。
5、控制站的开停机操作
控制站的开机按照以下顺序操作：
合上控制站进线总电源开关，合各单相供电空气开关，开起控制站柜顶散热风扇；然后合各电源模件上的开关，合输入/输出模件的24V工作电源，检查AC220V交流电源和DC24V直流电源是否正常。
6、操作站的主要功能
操作站是控制系统的人机界面，它输入操作员的控制操作状态及给定值等信号，同时向操作员提供各种工艺、电气和自动化信息，实现人对生产过程的控制。
操作站提供的主要人机界面有：
动态控制流程图：
图中显示整个脱硝系统的工艺流程、电机起停状态、电动开关阀的开关状态、电动调节阀开度以及一些工艺参数。
控制调节画面：
画面中显示给定值和检测值，设置数字窗口用于输入给定值。
实时和历史曲线：
显示关键参数的历史和实时曲线，直观的反应当前和最近一段时间的数据变化，为操作员提供最大的方便。
7、操作站的开停机操作
操作站主要设备有计算机主机、LCD液晶显示器等，开机顺序：
合操作台内多用插座的电源开关，然后打开LCD液晶显示器电源，再打开计算机主机电源。
第二章SNCR系统工艺介绍
1、SNCR工艺描述
选择性非催化还原（SelectiveNon-CatalyticReduction，以下简写为SNCR）技术是一种成熟的商业性NOx控制处理技术。
SNCR技术主要在870～1205℃下，将含氮的化学剂喷入锅炉烟气中，将NO还原，生成氮气和水。
2、SNCR影响因素
●温度范围
●✧合适的温度范围内可以停留的时间
●✧反应剂和烟气混合的程度
●✧烟气中NOx浓度水平
●✧喷入的反应剂与烟气中NOx的摩尔比－NSR
●✧气氛（氧量、一氧化碳浓度）的影响
●✧还原剂类型和状态
3、SNCR还原剂
选用氨水作为还原剂,采购过来的氨水放在氨水储罐中。
一次采购量应能保证脱硝工程一周的用量。
氨水分子式NH3·H2O，为有强烈刺激性气味。
易分解放出氨气，温度越高，分解速度越快，可形成爆炸性气氛。
若遇高热，容器内压增大，有开裂和爆炸的危险。
与强氧化剂和酸剧烈反应。
与卤素、氧化汞、氧化银接触会形成对震动敏感的化合物。
接触下列物质能引发燃烧和爆炸：
三甲胺、氨基化合物、1-氯-2，4-二硝基苯、邻—氯代硝基苯、铂、二氟化三氧、二氧二氟化铯、卤代硼、汞、碘、溴、次氯酸盐、氯漂、氨基化合物、有机酸酐、异氰酸酯、醋酸乙烯酯、烯基氧化物、环氧氯丙烷、醛类。
腐蚀某些涂料、塑料和橡胶。
腐蚀铜、黄铜、青铜、铝、钢、锡、锌及其合金。
4、工艺流程
选择性非催化还原法（SNCR）脱硝系统，采用的脱硝氨水溶液的有效成份为NH3。
脱硝系统原理是将氨水溶液（质量浓度20%）经过必要的稀释后通过雾化喷射系统直接喷入锅炉合适温度区域（850~1050℃），氨水溶液雾化后，其中的氨与锅炉烟气中NOX（NO、NO2等混合物）进行选择性非催化还原反应，将NOX转化成无污染的N2和H2O，从而达到降低NOX排放的目的。
该方法是以锅炉为反应器。
喷氨水后锅炉内发生的化学反应有：
4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O
6NO+4NH3→5N2+6H2O
6NO2+8NH3→7N2+12H2O
2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O
不同浓度氨水溶液有不同的反应温度范围，此温度范围称为温度窗。
NH3的反应最佳温度区为850～1050℃。
当反应温度过高时，由于氨的分解会使NOX还原率降低，另一方面，反应温度过低时，氨逃逸增加，也会使NOX还原率降低。
氨的逃逸会造成新的环境污染。
1）储存系统：
本部分装置用于储存氨水，浓度为20%左右的氨水通过卸氨泵输送到氨水储存罐供脱硝工艺使用。
在除盐水储存罐设有蒸汽加热盘管，并安装有温度计和设有现场指示的磁翻板液位计，供脱硝系统操作人员手动操作与监控，当温度计检测到罐内的温度低于10摄氏度的情况下，通过开启蒸汽阀门将蒸汽通入罐内的加热盘管进行加热，加热可以防止混合模块里面的氨水溶液在进入喷射模块的管道中结晶，并保证减小低温喷射影响炉膛效率。
2）输送系统：
输送系统主要设备如下：
序号
设备位号
设备名称
型号规格
单位
数量
备注
1
PUMP004A/B
卸氨泵
20m3/h,DN50
台
2
2
P0202A/B
稀释水泵
CRH-10-23
台
2
3
F02M01A/B
氨水过滤器
DN25
台
2
4
F02M09A/B
稀释水过滤器
DN65
台
2
5
F02M05
氨水压力控制阀
ZZYP-16K型
台
1
6
F02M13
稀释水压力控制阀
ZZYP-16K型
台
1
7
CP2301/2
压力变送器
EJA系列
台
4
8
CP0401
差压变送器
罗斯蒙特3051系列
台
1
输送系统的功能主要为通过输送泵加压和压力控制阀的共同作用，给稀释计量模块输送稳定压力和流量的的稀释水和氨水，多余的氨水又回流到贮罐。
为防杂质堵泵和后面的喷咀，分别在泵前加设管道过滤器。
3）稀释计量模块：
稀释计量模块主要设备如下：
序号
设备位号
设备名称
型号规格
单位
数量
备注
1
FCV102A/B
氨水电动阀
ZKJR-16KDN15PN16
台
2
2
FCV103A/B
稀释水电动阀
ZKJR-16KDN25PN16
台
2
3
FAV101A/B
调节阀
KHLSDN15PN16
台
2
4
FE101A/B
流量计
上海正举Kv0.16
台
2
稀释计量模块的功能为：
通过电动调节阀和电磁流量计配合调节氨水分配总管的流量，以将20%的氨水稀释成5～10%。
4）分配模块：
本系统分配模块每台炉1套，分配模块供12支枪，分配功能为将压缩空气和低浓度的氨水按要求比例分配到各支喷枪，以确保喷射效果。
压缩空气作用有二，一为雾化作用，二为冷却喷枪作用，防止高温烟气烧坏喷枪。
故千万注意，在停止氨水喷射时，只要喷枪还在炉内，就不要完全关闭压缩空气，防止炉内高温烟气回流烧坏喷枪及其连接软管。
长期不喷时则应将喷枪抽出。
5）喷射装置：
全不锈钢喷枪，型号：
1/4KSAMM105-30型，每台炉12支喷枪，装于炉壁和出口水平烟道适当位置，用于直接向炉堂内喷射氨水，使之与高温烟气充分混合和反应，达到脱硝目的。
6）GEDCS自动控制模块：
本工程自控系统采用独立的GEXDPS-400+控制系统。
SNCR系统既可手动运行，亦可自动运行。
在自动运行时，能自动控制氨水喷入量，并根据锅炉负荷自动选择氨水喷射量，系统通过PID自动调节阀门开度，保证选定的喷射流量。
还可根据尾部烟道的NOx的含量（在线监测系统），通过PID调节进一步精确控制喷入炉膛内的氨水的流量，达到脱硝的目的，使烟气中NOx含量符合国家排放标准及本项目的技术要求。
5、设计消耗指标
项目
内容
单位
参数
备注
烟风
参数
锅炉蒸汽量
t/h
48.5
锅炉负荷
%ECR
80~110%
烟气流量（干基、6%O2）
Nm3/h
13-15万
100%
设计
性能
初始浓度NOx@6%O2
mg/Nm3
400
控制后排放浓度NOx@6%O2
mg/Nm3
150
总体脱硝效率
%
＞62.5%
炉膛出口的CO限值
ppm
\
NH3逃逸
μL/L
<10
20%氨水消耗量
kg/h
326
每台锅炉
单位时间
的消耗品
压缩空气量（4~6bar）
M3/min
9.0
除盐水用量
M3/h
0.5
蒸汽（0.35MPa）
适量
系统耗电量
Kw
8.6
说明：
上述为设计值，最终的NOx排放保证需建立在锅炉燃烧优化和稳定运行后。
第三章SNCR系统启动前准备
1、初始状态检查表
氨水
氨水储备是否充足？
水
检查稀释用水管道是否接通？
检查溶解用水进水手动阀门是否开启？
电
检查工艺用电是否接通？
能否达到要求？
检查照明用电是否接通？
检查各用电设备绝缘情况？
压缩空气
检查气源是否接通？
测试/检查气源是否符合工艺要求？
加热
检查蒸汽阀是否打开？
检查蒸汽伴热管道是否正常，无渗汽，滴漏现象？
气温低于10摄氏度时，检查除盐水储罐蒸汽阀门是否打开？
伴热蒸汽压力是否达到工艺要求？
场地
检查场地清洁度
检查场地是否积水过多
用电设备
检查电源是否接通？
电源开关状态？
检查设备是否故障状态？
自控设备
检查自控设备电源、气源是否正常？
检查自控设备信号线连接是否正常？
喷枪
检查喷枪与氨水管连接是否正常？
检查喷枪与压缩空气管连接是否正常？
安全消防
检查消防实施是否完备
试运行前应先用手盘动轴，检查转动是否灵活，如盘动不动或有异响，应及时检查。
点动电机，观察运转方向是否正确。
所有阀门位置进行检查，确保输送泵进出水及回水循环通路正常，启动前将混合模块处进水总阀关闭。
初次启动前需要在泵本体进行排空操作。
SNCR系统氨水泵、稀释水输送泵单机试运行，通入压缩空气后做喷枪雾化试验，雾化试验合格后投入喷枪。
注意：
喷枪入炉后必须通入压缩空气和稀释水，防止烧坏喷枪。
2、工程师站参数设置
氨水投入量30吨
氨水储罐最高液位4.5米
储罐最低液位0.5米
氨水喷射压力0.35MPa
第四章SNCR系统启动
第一节：
电气系统检查及操作
1、GGD动力配电柜
a）检查系统周围的环境安全状况，；
b）打开GGD柜主电源闸刀开关；
c）打开脱硝系统电源空气开关QF0；
d）打开就地控制柜控制电源开关；
e）打开各个泵的动力电源开关；
f）打开24CDC控制电源开关；
g）检查各个用电电气设备的安全状况；
2、GEXDPS-400+控制柜
a）打开DCS控制柜电源总开关
b）打开DCS11柜电源开关PSA，PSB。
c）打开48VDC,24VDC,5VDC电源开关。
d）检查DCS11控制柜内安全状况。
3、就地控制箱
a）打开氨水输送系统就地控制箱电源开关；
b）打开稀释水输送系统就地控制箱电源开关；
c）打开稀释计量模块就地控制箱总电源开关；
d）打开稀释计量模块内各个阀门电源开关；
e）打开稀释计量模块内电磁流量计电源开关。
第二节氨水储存系统检查及操作
1、通过磁翻板液位计确认氨水储罐内有没有液体，判断标准为磁翻板液位计刻度显示为小于20厘米，液位小于20厘米即认为是空罐，当液位小于50厘米需要补充氨水。
当气温低于10摄氏度时开启蒸汽伴热，维持除盐水温度10-15摄氏度左右。
2、SNCR脱硝输送系统开启顺序
a）开启除盐水输送泵，调节压力控制阀稳定稀释水的压力为
0.7～1.0MPa；
b）开启氨水输送泵，调节压力控制阀稳定氨水的压力至
0.9～1.2MPa；
c）开启压缩空气电磁阀，检查分配模块压力表的读数是否正常（压力大于0.35MPa）；
d）开启稀释水电动切断球阀；
e）调节分配模块球型调节阀，保证每支枪的流量在80-130L/h之间；
f）开启氨水电动调节阀；
g）手动输入调节阀的开度控制整个系统的氨水消耗量，同时确保NOx达标排放。
第三节SNCR脱硝系统“就地”操作
1、调整控制柜功能开关为就地控制。
2、开启电控柜所有电源开关。
3、检查手动阀门是否打开。
4、打开氨水储罐球阀，检查储罐罐液位。
5、打开SNCR脱硝系统中所有常开手动切断阀；（常闭阀和排污阀除外）
6、就地开稀释水输送泵，检查稀释水输送模块的泵后压力在0.7～1.0MPa；
7、就地开启氨水输送泵，检查氨水输送模块的压力在0.9～
1.2MPa；
8、开启分配模块中的压缩空气旁路截止阀，至每支喷枪的压力
为0.3～0.4MPa；
9、利用摇把开启稀释计量模块中的除盐水电动切断球阀与氨水
电动切断球阀；
10、利用摇把开启稀释计量模块中的氨水电动调节阀，控制氨水
的喷射量；
11、控制每支枪的喷射总流量为80-130L/H，推荐流量在100L/H.
第五章SNCR系统停止
第一节氨水储存系统停止
1、SNCR脱硝系统停止顺序
单台炉运行情况下的停止顺序
a）关闭氨水电动调节阀；
b）关闭氨水电动切断球阀；
c）三分钟后关闭软化水电动切断球阀；
d）关闭氨水输送泵；
e）关闭软化水输送泵；
f）关闭压缩空气电磁阀；
2、SNCR脱硝系统“就地”状态停止
a）关闭氨水切断阀
b）氨水切断阀关闭3分钟后关闭稀释水切断阀；
c）稀释水切断阀关闭后，SNCR暂停工作状态。
第二节电气部分停止操作
1、就地控制箱
a）关闭稀释计量模块流量计电源开关
b）关闭稀释计量模块内各个阀门电源开关
c）关闭稀释计量模块就地控制箱总电源开关
d）关闭稀释水输送系统就地控制箱电源开关
e）关闭氨水输送系统就地控制箱电源开关。
2、GEXDPS-400+控制柜
检查DCS11控制柜内安全状况
a）关闭48VDC,24VDC,5VDC电源开关
b）关闭电源开关PSA，PSB
c）关闭DCS11控制柜电源总开关
3、GGD动力配电柜
a）关闭泵的动力电源开关
b）关闭就地控制箱控制电源开关
c）关闭GGD柜主电源空气开
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