脱硝运行培训教材.docx

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脱硝运行培训教材

火电厂烟气脱硝（SCR）装置运行

（培训教材）

济南诺尔环保科技有限公司

2012年11月5日

目次

1范围2

2规范性引用文件2

3术语2

4总则2

5脱硝系统启动2

5.1启动前的基本条件2

5.2系统启动步骤2

5.3卸氨操作2

5.4液氨蒸发系统启动2

5.5稀释风机启动2

5.6吹灰器启动2

5.7SCR反应器投入2

6运行调整2

6.1运行调整的主要原则2

6.2液氨蒸发系统主要运行调整内容2

6.3脱硝装置主要运行调整内容2

6.4脱硝系统运行中的检查维护2

7脱硝系统停运2

7.1停运前的基本要求2

7.2正常停运2

7.3紧急停机2

7.4停运后检查维护及注意事项2

8脱硝系统主要故障处理2

8.1故障处理的一般原则2

8.2脱硝系统故障停运2

8.3液氨蒸发系统故障处理2

8.4稀释风机故障处理2

8.5吹灰器故障处理2

8.6催化剂运行故障处理2

8.7发生火警时的处理2

8.8脱硝装置运行故障处理对策2

9氨区安全2

9.1一般原则2

9.2氨区管理要求2

9.3氨区安全技术要求2

9.4氨泄漏的处理2

10运行和维护管理2

10.1一般规定2

10.2人员与运行管理2

10.3维护保养2

脱硝系统定期分析检查。

2

11　范围

本规范对火力发电厂SCR法烟气脱硝系统的启动、运行调整、停运、定期试验、故障处理和运行安全等进行了规定。

12　规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。

凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

GB150钢制压力容器

GB536液体无水氨

GB8976污水综合排放标准

GB/T12348工业企业噪声标准

GB13223火电厂大气污染物排放标准

GB/T16157固体污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样办法

GB50058爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范

DL558电业生产事故调查规程

国务院令第549号特种设备安全监察条例

13　术语

下列术语和定义适用于本标准。

13.1　SCR法selectivecatalyticreduction

采用还原剂脱除烟气中氮氧化物（NOx）的选择性催化还原脱硝工艺。

13.2　还原剂reducingagent

通常采用液氨、氨水或尿素等作为还原剂。

13.3　催化剂catalyst

加速氨与烟气中的氮氧化物还原反应的重要触媒，通常有蜂窝式、板式、波纹式催化剂。

13.4　SCR反应器SCRreactor

使用化学处理方法除去烟气中氮氧化物的装置，包括催化剂及其金属容器，是SCR脱硝工艺中的重要单体设备。

13.5　脱硝率（NOx脱除率）SCRsystemefficiency

式中：

C1——脱硝装置运行时SCR反应器入口烟气中NOx含量，mg/Nm3；

C2——脱硝装置运行时SCR反应器出口烟气中NOx含量，mg/Nm3。

13.6　氨逃逸率ammoniacslip

在反应器出口处氨的浓度，用ppm表示。

13.7　SO2/SO3转化率SO2toSO3conversionrate

在催化还原过程中SO2转化为SO3的程度。

13.8　NH3/NOx摩尔比ammonia/NOxmolerate

吸收单位量的NOx需要反应的NH3量，通常采用摩尔数值比。

13.9　脱硝装置压力损失pressurelossofdenoxingequipment

从脱硝装置入口到出口之间的系统压力损失，包括催化剂、烟道和附件，分在性能考核试验时和附加催化剂层投运后等情况。

13.10　脱硝装置可用率appliancerateofdenoxingequipment

式中：

A——脱硝装置统计期间可运行小时数，h；

B——若相关的发电单元处于运行状态，SCR装置本应正常运行而不能投运的小时数，h；

C——脱硝装置NOx脱除率没有达到设计值的运行小时数，h；

D——脱硝装置氨的逃逸率没有达到设计值的运行小时数，h。

13.11　催化剂寿命catalystlife

从脱硝装置首次注氨开始到催化剂更换之前，催化剂活性仍能保证脱硝率（设计值）的运行小时数为催化剂的化学寿命值。

13.12　附加层催化剂add-onscatalyst

催化剂活性降低到不能保证脱硝率（设计值）时新加装的催化剂，设计时在反应器内预留空间和支撑结构。

13.13　氨区ammoniaarea

脱硝还原剂（液氨、氨水或尿素等）卸载、储存、蒸发（热解）、输送等工艺设备、电控装置和安全设施布置区域。

13.14　卸氨压缩机ammoniaunloadingcompressor

用于在液氨运输车与氨罐之间，或氨罐与氨罐之间进行导送液氨的设备。

13.15　储氨罐ammoniastoragetank

用于储存液氨的的设备。

13.16　液氨输送泵liquidammoniatransferpump

用于输送液氨的设备。

13.17　氨蒸发器ammoniaevaporator

将液氨转变为气氨的设备。

13.18　气氨缓冲罐gaseousammoniabuffertank

用于储存气氨，起到稳定供应气氨作用的设备。

13.19　气氨稀释罐gaseousammoniadilutiontank

喷水吸收废弃气氨的容器。

13.20　氨混合器ammoniagasmixer

将氨气和空气进行充分混合的设备。

13.21　静态混合器staticmixer

安装在反应器入口，将氨混合器出口的混合气体与高温烟气通过静态混合器，充分均匀混合。

13.22　稀释风机dilutionfan

为氨气的稀释与混合提供空气的设备。

13.23　循环取样风机samplingfan

从反应器入口和出口分别取出烟气，送入分析仪室，并将分析后的烟气送入反应器入口的设备。

13.24　脱硝系统启动thewholefluegasdenoxingsystemstartup

按既定操作程序将脱硝系统从停止状态转变为运行状态，烟气进入脱硝系统。

13.25　脱硝系统停运thewholefluegasdenoxingsystemstop

按既定操作程序将脱硝脱硝系统从运行状态转变为停止状态，烟气停止进入脱硝系统。

14　总则

14.1　火电厂采用SCR工艺的烟气脱硝系统的运行、维护管理具有通用性和指导性，各电力企业可根据本标准、制造厂技术文件和具体情况编制脱硝装置现场运行规程，并建立脱硝系统运行维护管理制度。

14.2　脱硝系统运行维护管理人员及操作人员必须经过专业培训合格，持证上岗。

15　脱硝系统启动

15.1　启动前的基本条件

启动前的基本要求

a）系统各工序应完成并验收合格；

b）现场消防、交通道路畅通,照明充足；

c）氨站危险区应设置正式围栏、警告标志齐全；

d）防雷、防静电接地得到当地相关部门的测试，应有测试合格记录；

e）消防系统应验收合格，投入正常；

f）所有的压力容器应报当地的计量监督部门备案，并取得压力容器使用许可证；

g）氨的储存与使用应取得当地安全监察部门的危险化学品储存和使用证；

h）脱硝系统内的所有安全阀均应校验合格；

i）防护用品、急救药品应准备到位；

j）通讯设施应齐全；

k）上岗人员资质审查合格，证件齐全；

l）操作票应通过审批；

m）应急预案通过审批，并经过演练。

启动前的试验

试验包括：

a）电缆连续性试验；

b）动力电缆和仪用电缆的绝缘电阻试验（测电缆绝缘时，断开仪表间的电缆）；

c）氨气、杂用气和仪用气的泄漏试验；

d）转动设备开关电气试验应完成；

e）各种联锁、保护、程控、报警值设置应完成；

f）电（气）动阀门或挡板远方开、关，传动试验应完成；

g）仪器仪表校验应合格，投入正常，包括烟气分析仪（NOx、02、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。

启动前的检查

启动前，应对液氨储存与稀释排放系统、液氨蒸发系统、稀释风机系统、循环取样风机系统、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。

主要检查内容有：

5.1.3.1液氨储存与稀释排放系统检查

液氨储存与稀释排放系统检查包括：

a）氨区系统电气系统投入应正常；

b）仪表电源应正常，特别是双电源切换；

c）仪用空气压力应达到系统运行要求；

d）吹扫用氮气应准备到位，质量符合要求；

e）消防水系统、消防报警应投入正常；

f）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，工作应正常；

g）氨稀释槽、氨灌内部应清洁；废水池宜清洁。

h）氨稀释系统应正常；

i）氨区废液吸收系统应具备投入条件；

j）废液排放泵系统应具备投入条件；

k）液氨罐降温喷淋应具备投入条件；

l）压缩机应具备投启动条件；

m）压力、温度、液位、流量等测量装置应完好，并投入；

n）在上位机上检查确认系统连锁保护应100%投入；

o）检查确认防护用品、急救用品应准备到位；

p）紧急措施、应急预案稳妥，并经过演练；

q）安全阀一次门及其他阀门应在正确位置；

r）氨系统应用氮气置换或抽真空应处理完毕，氧含量达到要求。

5.1.3.2液氨蒸发系统及其气氨缓冲系统检查

液氨蒸发系统检查包括：

a）液氨蒸发器、氨缓冲罐内部应清洁，人孔封闭完好；

b）系统已经置换应合格；

c）压力、温度、液位、等测量装置应完好，并投入；

D）加热蒸汽应具备投入条件；

E）氨罐应具备供氨条件；

F）安全阀一次阀门及其他阀门应处于正确位置；

G）设备周围应清洁，无积水及其他杂物。

5.1.3.3稀释风机系统检查

稀释风机系统检查内容包括：

a）稀释管道、加热器内部应清洁；

b）喷氨隔栅完好，喷嘴齐全、无堵塞；

c）压力、压差、温度、流量等测量装置应完好，并投入；

d）设备周围清洁，无积水、积油及其他杂物；

e）加热蒸汽及其输水系统应具备投入条件；

f）稀释风机润滑油应正常，且具备启动条件；

g）系统阀门应处于工作位置。

5.1.3.4循环取样风机系统检查

循环取样风机系统检查内容包括：

a）循环取样风机进出口管道内部应清洁；

b）压力测量装置应完好，并投入；

c）烟气在线分析仪、氨逃逸检测仪应完好，并具备投入条件；

d）设备周围清洁，无积水、积油及其他杂物；

e）循环取样风机润滑油应正常，且具备启动条件；

f）系统阀门应处于正确位置。

5.1.3.5声波、蒸汽吹灰系统检查

声波、蒸汽吹灰系统检查内容包括：

a）蒸汽管道吹扫应干净，符合规范要求；

b）压力、温度、流量等测量装置应完好，并投入；

c）吹灰器进、退应无卡塞，限位开关调整完毕；

d）设备周围清洁，无积水、积油及其他杂物；

e）吹灰器固定支架与平台距离应合理,无碰撞；

f）吹灰器控制系统应完好,且具备投入条件；

g）系统阀门应处于正确位置。

5.1.3.6SCR反应器系统检查

SCR反应器系统检查内容包括：

a）烟气挡板、循环取样风机、稀释风机、烟道膨胀节、吹灰器应完好，具备投入条件；

b）喷氨隔栅喷嘴应齐全、完好、无堵塞；

c）催化剂及密封系统安装检查应合格；

d）导流板、整流器、混合器应完好；

e）吹灰器动作灵活、无卡塞；

f）导流板、整流器应完好；

g）烟道内部、催化剂应清洁，无杂物；

h）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；

i）差压、压力、温度等热工仪表应完好，投入正常；

j）氨泄漏报警系统应投入正常；

k）吹灰蒸汽系统、仪用空气系统应具备投入条件；

l）锅炉运行正常，温度应符合脱硝要求。

转动设备的试转

5.1.4.1试转条件

新安装和经过检修后的转动设备，在试转前，应进行各项检查，且具备下述条件：

a）现场清洁，照明充足；

b）联轴器、皮带联接应良好，保护罩完整，地脚螺拴无松动；

c）轴承油位应正常，油质合格；采用强制润滑时，润滑油系统油压、油温应符合制造厂规定；

d）电动机接地线良好，绝缘合格，事故按钮应完整；

e）挡板、阀门传动试验应合格；

f）仪表、联锁、保护、控制和报警装置应正常投入。

5.1.4.2转动设备试转

转动设备试转合格应符合下列要求：

a）旋转方向正确；

b）无异声、摩擦和撞击；

c）轴承温度应符合制造厂规定。

若无规定时，滚动轴承温度应不超过80℃，滑动轴承温度不超过70℃；

d）轴承振动值应符合国家行业标准和制造厂规定。

e）无漏油、积灰、漏浆、漏风、漏水等现象，冷却水温度应符合要求，润滑油系统的油温、油压不超标。

稀释槽、液氨蒸发器的冲洗和上水

5.1.5.1稀释槽的冲洗

稀释槽的冲洗步骤：

a）打开稀释槽底部排水阀，打开稀释槽补水阀，向稀释槽进水；

b）冲洗干净后，关闭底部排水阀，将稀释槽补水阀投入自动。

5.1.5.2液氨蒸发器的冲洗和进水

液氨蒸发器的冲洗和进水步骤：

a）打开液氨蒸发器底部排水阀，打开蒸发器补水阀，向蒸发器内进水（需要注明采用除盐水冲洗）；

b）冲洗干净后，关闭底部排水阀，打开蒸发器补水阀加水或热载体至说明书要求的位置。

氨系统置换

氨系统置换包括：

a）被置换的设备、管道等应与系统进行可靠隔绝；

b）置换前应制定置换方案，绘制置换流程图，根据置换和被置换介质密度不同，合理选择置换介质入口、被置换介质排出口及取样部位，防止出现死角；

c）置换要求用水作为置换介质时，应要保证设备内注满水，且在设备顶部最高处溢流口有水溢出，并持续一段时间，严禁注水未满。

用惰性气体作置换介质时，置换是否彻底，置换作业是否符合安全要求，不能只根据置换时间的长短或置换介质的用量判断，而应根据取样分析是否合格为准；

d）按置换流程图规定的取样点取样分析应达到合格。

15.2　系统启动步骤

系统启动步骤如下：

a）氨区系统吸收设备（氨吸收）及管线充水应完成，氮气瓶备用到位；

b）启动废液吸收系统；

c）液氨输入氨气储存罐；

d）开启液氨蒸发器的加热系统；

e）手动开启氨罐的液氨排出阀门；

f）先开启液氨蒸发器入口的气动阀，然后再徐徐打开氨蒸发器的液氨入口手动阀门，使气氨缓冲罐内达到预定的压力；

g）先开启稀释风机，再开启氨混合器的气氨入口阀门；

h）根据分析仪检测的浓度，调整相应参数。

15.3　卸氨操作

卸氨操作包括:

a）液氨系统置换合格应确认，氨罐具备进氨条件；

b）氨区氨稀释系统应投入自动；

c）氨区废水排放系统应投入自动；

d）氨罐降温喷淋系统应投入自动；

e）氨区氨泄漏报警系统应投入自动；

f）按照操作票对系统阀门状态进行应确认，阀门处于正确位置；

g）检查液氨槽车，允许合格槽车进入现场,并接地；

h）把气、液相金属软管与液氨槽车气、液相接口进行连接,连接应可靠；

i）打开氨系统气相管路上阀门；

j）打开氨系统液相管路上阀门；

k）微开液氨槽车液相阀门，检查无泄漏后，缓慢打开至设计卸氨流量；

l）当槽车压力与液氨储罐A压力相差0.1MPa～0.2MPa时，微开液氨槽车上气相管路阀，检查确认金属软管与法兰连接处无液氨泄漏后，缓慢全开此阀门；

m）按照卸料压缩机正常启动步骤，启动氨卸料压缩机，并调整压缩机出口压力；

n）当液氨槽车液位指示为0或氨罐液位达到设计规定的装填液位，应关断氨罐上液相阀门和气相阀门，同时停止氨卸料压缩机，并关闭氨卸料压缩机进出口阀门；

o）关闭液氨槽车上气相截止阀；

p）关闭液氨槽车上液相截止阀；

q）吹扫卸氨气相、液相管路；

r）取下连接液氨槽车与液氨储罐的气、液相金属软管，确认分离完全后，启动槽车。

15.4　液氨蒸发系统启动

液氨蒸发系统启动包括：

a）向液氨蒸发器加蒸汽；

b）加热蒸发器的蒸汽或水温应至设计温度，将温度控制投入自动；

c）液氨蒸发器进氨；

d）缓冲罐压力调节应投入自动，压力设定为设计值。

15.5　稀释风机启动

稀释风机系统启动包括：

a）将系统阀门应置于正确位置；

b）启动稀释风机；

c）投入稀释风加热系统，稀释风温度应控制在设计值。

15.6　吹灰器启动

蒸汽吹灰器启动包括：

a）将系统阀门应置于正确位置；

b）吹灰蒸汽压力投入自动；

c）投入吹灰控制系统（PLC），启动吹灰。

15.7　SCR反应器投入

SCR反应器投入包括：

a）SCR反应器内应保证催化剂温升要求；

b）核实烟气分析仪已投入运行；

c）启动循环取样风机系统；

d）启动吹灰系统；

e）启动液氨蒸发系统；

f）核实氨切断阀是关闭的，将氨流量控制器切换到“手动”模式，关闭氨流量控制阀。

g）启动锅炉，观察烟气温度和燃烧工况。

h）启动稀释风机，开始供应足够的稀释空气；

i）核实氨气压力为设计值；

j）如果以下条件满足，打开氨切断阀：

1）进口烟气温度大于设定值；

2）氨设备和所有仪表都准备好投入运行。

k）达到喷氨温度后，启动喷氨系统，逐渐提高喷氨量和脱硝效率，防止氨逃逸率超标；

l）通过手动调节流量控制阀，为氨/空气混合器供应氨气，并将氨/空气混合气通向氨喷射格栅。

（在氨喷入烟气前，氨/空气分配支管上的节流阀应处于全开状态）；

m）增加氨流量以达到设定的脱硝率，然后将氨流量控制器切换到“自动”模式；

n）确认SCR系统运行稳定；

o）至少纪录如下数据：

1）氨供应的数据（压力、储罐液位等）；

2）氨喷射流量；

3）SCR反应器进出口NOx浓度；

4）SCR反应器进出口O2浓度；

5）SCR反应器进口烟气流量；

6）SCR反应器进口烟气温度；

7）锅炉负荷。

16　运行调整

16.1　运行调整的主要原则

在烟气脱硝装置正常运行的条件下，为尽可能提高脱硝性能，并确保运行安全，满足GB13223规定和当地环保部门的要求，SCR脱硝系统需要进行调整。

脱硝装置运行调整应遵循以下主要原则：

a）脱硝装置相关的所有设备与管路系统正常稳定投入运行，所有监测参数准确可靠；

b）脱硝装置投运所需的条件满足工艺设计范围；

c）脱硝装置的运行调整服从于机组负荷的变化，且宜在机组负荷稳定运行的条件下进行调整；

d）脱硝装置的运行调整宜采取顺序渐进方式，避免出现较大的波动。

16.2　液氨蒸发系统主要运行调整内容

液氨蒸发器的运行调整目的是产生合适压力和流量的氨气，相应的调整项目主要包括液位、加热蒸汽流量、蒸发气氨压力等。

当液氨蒸发器采用蒸汽盘管式加热时，蒸汽盘管与液氨盘管外的加热媒介常采用除盐水或乙二醇，需要监测媒介液位，并根据需要经常补充媒介。

对于蒸汽采用喷射式直接加热液氨盘管外的媒介时，可通过溢流阀门控制媒介液位。

液氨蒸发器正常运行过程中，通过调节加热蒸汽的流量来控制加热媒介的温度，媒介温度通常控制在30~60℃之间，且维持稳定。

当加热媒介温度过低时，应关小或切断蒸发器的液氨供应阀门；当加热媒介温度过高时，应关小蒸汽流量阀门。

从液氨蒸发器出来的气态氨减压进入氨气缓冲槽，在缓冲槽内维持设定压力（通常为0.2MPa）

16.3　脱硝装置主要运行调整内容

SCR装置运行过程中需进行调整的内容主要包括：

运行烟气温度、氨喷射流量、稀释风流量、AIG喷氨平衡优化、吹灰器吹灰频率等。

6.4.2运行烟气温度

6.4.2.1SCR喷氨最低连续运行温度通常为300℃，受锅炉燃煤硫含量及SCR入口NOx浓度影响而变化。

在最低设计运行烟气温度下，喷入烟道内的NH3易与NOx反应生成硫酸铵盐，氨盐沉积在催化剂中会引起催化剂失活，且大量没反应的氨气会造成空预器低温段严重积灰堵塞。

6.4.2.2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。

6.4.2.3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。

6.4.2.4SCR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。

通常，锅炉满负荷运行时的省煤器出口烟气温度小于400℃，SCR设计连续运行的最高温度在此基础上增加30℃。

在脱硝系统运行中，还应注意烟气温度过高的问题。

6.4.3氨喷射流量

6.4.3.1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。

6.4.3.2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。

6.4.3.3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。

6.4.4稀释风流量

6.4.4.1稀释风流量通常是根据设计脱硝效率对应的最大喷氨量设定，以使氨空气混合物中的氨体积浓度小于5%。

6.4.4.2在氨/空气混合器内，氨与空气应混合均匀，并维持一定的压力。

6.4.4.3对于喷嘴型氨喷射系统，当停止氨喷射时，为避免氨喷嘴飞灰堵塞，应一直伴随锅炉运行而投运稀释风机。

6.4.5AIG喷氨平衡优化

6.4.5.1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。

6.4.5.2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。

6.4.5.3AIG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手动阀，最终使SCR出口NOx浓度分布比较均匀。

6.4.6吹灰器吹灰频率

6.4.6.1在SCR注氨投运后，要注意监视反应器进出口压损的变化。

若反应器的压损增加较快，与注氨前比较增加较多，此时要加强催化剂的吹灰。

6.4.6.2对于声波式吹灰器，通常每个吹灰器运行10s后，间隔30s后运行下一个吹灰器，所有的