1000MW烟气脱硝工程氨系统培训教材
脱硝系统培训教材
2021/2/8
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在火电机组锅炉燃烧排放的多种大气污染物中，氮氧化物是最近三十多年来受到 世界极大关注的一种污染物，NO占95%以上，氮氧化物的排放对人体的致毒作用、 对植物的损害以及在酸雨和光化学烟雾的形成、对臭氧层的破坏中所起的作用已经 得到了科学的证明。随着今后电力工业的发展，NOx排放量将越来越大。如果不加 强控制，NOx对我国大气环境污染所造成的严重后果将不堪设想。 二、概述
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• 在上述反应中，反应式(3-1)～(3-4)是NOx被还原生成为N2和水的反应，是希望发生 的反应，是这一过程的主要反应。由于NO是烟气中NOx的主要成分，所以主反应中 (2-1)式所代表的反应又是最主要的反应。
• 反应式(3-5)～(3-17)是不希望发生的反应，是该选择性还原过程的副反应。这些反应 虽然在整个化学过程中所占的比例不大，但其中有些反应的生成物属于对环境或对设 备有害的物质。比如其中式(3-8)～(3-11)的反应所生成的N2O是一种温室气体，能产 生温室效应影响气候，而且还对臭氧层有破坏作用。反应式(3-12)～(3-16)所代表的 化学反应中，烟气中的SO2被氧化成SO3，继而再和过量氨反应生成硫酸铵((NH4)2 SO4)或硫酸氢铵（NH4HSO4），这两种物质对下游设备造成的损害也是不能忽视 的问题，所以这些反应都是应该力图抑制的。反应式(3-17)表示可进一步与CO2或 HF产生的副反应。
• （1）4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O • （2）6NO+4NH3 → 5N2+6H2O • （3）6NO2+8NH3 →7N2+12H2O • （4）2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O • （5）4NH3+3O2→2N2+6H2O • （6）4NH3+5O2→4NO+6H2O • （7）4NH3+7O2→4NO2+6H2O • （8）2NH3+2O2→N2O +3H2O
脱硝系统培训资料
尿素溶液制备储存及水解制氨供应 系统
• 包括尿素溶解罐、尿素溶液输送泵、尿素 溶液储罐、高流量循环泵、过滤器、水解 器、背压控制阀、疏水箱、疏水泵、地坑 泵、蒸汽减温减压设备等。
脱硝系统主要设备
• 尿素溶解罐、尿素溶液储罐、尿素溶液混 合泵、尿素溶液供应与循环装置、伴热系 统、冲洗系统、加热蒸汽及疏水回收系统、 还原剂厂房通风系统、水解系统、氨喷射 格栅、
• 催化剂化学寿命大于24000运行小时，机械 寿命大于8年，并可再生利用。
系统的构成
• 脱硝反应区系统、尿素溶液制备储存系统、 尿素溶液供应与循环系统、水解制氨供应 系统、氨喷射系统（不包括SCR反应器烟道 内的喷氨栅格）和其他辅助系统和设备组 成。
尿素溶液制备储存和水解制氨供应 系统
• 本工程采用尿素来制备脱硝还原剂，采用尿素 水解工艺，乙方按照厂内2台炉（脱硝效率不 低于85%）尿素溶液制备储存、循环供应、水 解制氨供应系统的原则设计、供货、安装及运 营管理。
脱硝
脱硝工艺系统设计
• 脱硝工艺采用SCR法 • 脱硝设备容量按脱硝效率不低于85%考虑，SCR按入口
NOx浓度300mg/Nm3（6%含氧量，干基，标态）设计， 且出口NOx含量不超过45mg/Nm3，催化剂层按“2+1”设计。 • 脱硝系统需满足30~100%BMCR全负荷脱硝。 • 氨SO逃2/S逸O3不转大化于率2小.28于m1g%/N。m3（标态，干基，6%O2，）， • 脱硝装置不设置烟气旁路和省煤器高温旁路系统。 • 脱硝反应器布置在锅炉省煤器和空预器之间。 • 脱硝还原剂采用尿素水解制氨工艺制取。尿素溶液的制 备、储存、尿素溶液供应与循环、水解制氨、喷射系统 以入口NOx浓度300mg/Nm3来进行设计。
烟气脱硝技术培训教材
▪ 热力型NOX：在高温燃烧时产生，高于1500℃生成量会比较 多。
▪ 燃料型NOX：燃料中固有的氮化合物经过复杂的化学反应后 生成，燃料型NOX 约占整个生成的NOX70～95%。
▪ 氮氧化物排放的经验值：
老燃煤电厂无低氮燃烧器 900～1000mg/Nm3；
新建电厂有低氮燃烧器 于500mg/Nm3。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
•
4、选择性催化还原脱硝工艺SCR
•特点： •SO2 + O2→SO3 转化率小于1％； •氨消耗量低，脱硝后氨逃逸率低：1
～3ppm，对后续设备影响较小；
•脱氮效率80－90％，甚至更高（可
达95％）
• 温度窗口宽：300~420℃，对主机
负荷、煤种变化适应性强。
•
世界范围内的NOx污染现状
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
•大气NO2浓度世界地图 •欧洲宇航局Envisat卫星 2003年1月至2004年6
月
•
2、NOx污染物的概述
▪ 电厂NOx的产生主要是由燃料（煤、燃气、燃油等）燃烧产 生的。
▪ NOx是指NO、N2O、NO2、N2O4等的混合物，其中最主要的氮氧 化物有NO和NO2。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
•
5、选择性非催化还原脱硝工艺SNCR
路漫漫其修SNCR
▪ SNCR技术是非触媒的炉內噴射工艺。
▪ SNCR是由美国Exxon公司首先开发成 功、首先在日本得到商业应用；
▪ SNCR无需催化剂，选择的还原剂与 SCR相同，也为NH3、氨水或尿素
▪ SNCR以还原剂在锅炉上方和水平烟 道喷入，与烟气中的NO x有选择的反 应生成无害的N2和H2O；
脱硝系统培训课件
反应器的类型与工作原理
反应器类型
反应器设计
反应器是脱硝系统的核心部件，根据 工艺和条件的不同，反应器可分为多 种类型，如炉内喷射型、催化剂型等 。
反应器的设计应考虑工艺流程、操作 条件、催化剂种类等因素，以确保其 高效、稳定运行。
工作原理
反应器的工作原理是通过还原剂与烟 气中的氮氧化物发生还原反应，生成 氮气和水蒸气，从而达到脱硝的目的 。
电缆连接
正确连接所有电缆，确保电气 安全。
管道连接
确保管道连接牢固，无泄漏。
系统的调试与运行
系统检查
检查所有设备是否正常工作。
性能测试
进行性能测试，确保系统达标。
参数设置
根据实际情况调整系统参数。
运行优化
根据实际运行情况优化系统性能。
常见故障的排查与处理
故障识别
快速识别故障类型和原因。
故障排除
根据故障类型采取相应措施进行排除 。
化工行业
化工行业生产过程中会产 生大量的氮氧化物，脱硝 系统可以有效降低其排放 ，保护环境。
脱硝系统的历史与发展
历史
脱硝技术的研究始于20世纪70年代，随着环保意识的提高和排放标准的日益严格，脱硝技术得到了迅速的发展和 应用。
发展
目前，脱硝技术正朝着高效、低成本、环保的方向发展，新型的脱硝技术如选择性催化还原法（SCR）和选择性 非催化还原法（SNCR）等在国内外得到了广泛应用。同时，随着科技的不断进步，脱硝系统的性能和效率也将 得到进一步提高。
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脱硝系统的组成与原 理
还原剂的选择与特性
还原剂种类
选择合适的还原剂是脱硝 系统的关键，常用的还原 剂包括氨气、尿素等。
还原剂特性
还原剂应具备反应活性高 、无毒、无害、稳定性好 等特性，同时还要考虑成 本和可获得性。
电厂烟气脱硫脱硝技术(培训)
CO2 (aq) CO2 (g )
在有氧气存在时，HSO3－的氧化：
HSO3
1 2
O2
H
SO42
CaSO3和CaSO4的结晶：
Ca 2
SO32
K SP1
CaSO3
1 2
H 2O(s)
H SO42 HSO4
Ca2
SO4 2
K SP2
CaSO4
2H2O(s)
（2）典型工艺流程 石灰石—石膏湿法FGD系统图
电厂烟气脱硫脱硝工艺简介
第一部分 烟气脱硫技术
一、燃煤产生的污染 二、烟气排放标准 三、烟气脱硫技术概况 n 湿法烟气脱硫技术（WFGD技术） n 半干法烟气脱硫技术（SDFGD技术）
旋转喷雾干燥法 烟气循环流化床法脱硫 增湿灰循环脱硫(NID)
n 干法烟气脱硫技术（DFGD技术)
炉膛干粉喷射 高能电子活化氧化法(EBA) 荷电干粉喷射(CDSI)
脉冲悬浮系统
● 石膏脱水系统---石膏旋流站 ◇ 石膏进浆浓度8-15％；
◇ 底流浓度45-60％。
石膏旋流站
E2.美国巴威公司
美国巴威公司（B＆W）成立于1867年。巴威公司已有 40000MW以上的脱硫业绩，所有项目都达到性能需要，还成 功地改造了多座竞争对手的脱硫塔。
二、烟气排放标准
n GB 13223-2011最新《火电厂大气污染物排放标准》， 见附件一
n 史上最严厉的排放标准: 2012年1月1日之前的锅炉，在2014年7月1日起
n SO2 200mg/m3（2012年1月1日锅炉：100mg/m3） n NO2 100mg/m3（比美国现行标准低35mg/m3，甚
（2）吸收剂耗量低，钙硫比≤1.03； （3）石膏品位高，含水率≤10%。
脱硝运行培训教材
脱硝运行培训教材（#1炉部分）河北西柏坡发电有限责任公司发电部2013年7月前言为确保我公司#1锅炉脱硝改造项目按时投产，满足生产调试、环保项目运行工作的需要，控制氮氧化物排放，改善环境质量，保障人民健康，规范运行操作和设备维护工作，保证人身和设备安全，促进我公司#1锅炉脱硝改造项目持续、健康发展，发电部锅炉专业特编写了本运行维护手册。
本教材主要依据《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国大气污染防治法》、《火电厂大气污染物排放标准》、《火力发电机组烟气脱硝系统运行维护管理标准》、《防止电力生产重大事故的25项重点要求》等相关内容，及河北西柏坡发电有限责任公司#1锅炉脱硝改造项目设计资料、设备制造/供应方提供的使用、安装、运行维护操作说明书，同时参考其它发电企业脱硝系统的相关资料进行编写。
考虑到脱硝系统的特殊性和脱硝系统正在全国范围大面积普及这两方面实际，本教材在描述脱硝系统运行、维护等规范性内容的同时，对脱硝常识亦进行了详尽阐述。
本手册的编写得到了博奇有关技术人员的支持，提供了部分设计资料，在此表示感谢！受编者水平限制，加之资料不完整、编写时间紧，手册中存在有不妥或错误，希理解，并希望在实际执行、运行中提出改进、修改意见，以期逐步完善本手册。
本运行维护手册仅作为发电部各岗位培训使用。
本手册解释权在发电部。
编写人：韩国志高立涛审核人：郭强2013.07目录第一章烟气脱硝工艺概述 (1)1.1 脱硝工艺一般性原理 (1)1.2 SCR工艺描述 (4)第二章脱硝系统介绍 (10)2.1 脱硝系统设计技术依据 (10)2.2 影响SCR脱硝因素 (10)2.3 脱硝系统设计参数 (11)2.4 装置的工艺流程 (18)第三章脱硝系统运行操作与调整 (21)3.1 系统概述 (21)3.2 氨区主要设备介绍 (21)3.3 SCR区设备 (27)3.4 脱硝装置的启停及正常操作 (29)3.5 脱硝装置试运行规定 (33)第四章日常检查维护 (42)4.1 警报指示检查 (42)4.2 脱硝装置控制台检查 (42)4.3 观察记录器 (42)4.4 观察化学分析装置 (42)4.5 巡检的检查项目 (43)4.6 检修时的注意事项 (44)4.7 定期检查和维护 (44)第五章常见故障分析 (47)5.1 警报及保护性互锁动作 (47)附件部分 (48)附件一#1炉锅炉脱硝运行规程(试行) (49)附件二：SCR区域逻辑说明书 (66)附件三：空预器改造内容简介 (71)附件四：#1炉低氮燃烧改造介绍 (74)附件五：#1炉脱硝系统布置图 (77)附件六：#1炉脱硝系统流程图 (78)附件七：#1炉脱硝系统蒸汽吹灰系统图 (79)附件八：#1炉脱硝系统声波吹灰系统图 (80)第一章 烟气脱硝工艺概述1.1 脱硝工艺一般性原理 1.1.1 氮氧化物是造成大气污染的主要污染源之一。
脱硝培训手册(尿素)
电厂4×1000MW机组烟气脱硝改造工程脱硝理论培训手册1.概述2.系统组成3.系统的启动与停止4.运行控制5.安全注意事项1.1 原理介绍采用“选择性催化剂还原烟气脱硝”技术，其主要化学反应如下：4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O4NH3+2NO2+O2→3N2+6H2O其反应产物为对环境无害的水和氮气，但只有在800℃以上的条件下才具备足够的反应速度，工业应用时须安装相关反应的催化剂，在催化剂的作用下其反应温度降至400℃左右，锅炉省煤器后温度正好处于这一范围内，这为锅炉脱硝提供了有利条件。
SCR（脱硝系统）催化剂的工作温度是有一定范围的，温度过高（＞450℃）时催化剂会加速老化；当温度在300℃左右时，在同一催化剂的作用下，另一副反应也会发生。
2SO2+O2→2SO2NH3+H2O+SO3→NH4HSO4即生成氨盐，该物质粘性大，易粘结在催化剂和锅炉尾部的受热面上，影响锅炉运行。
因此，只有在催化剂环境的烟气温度在305-425℃之间时方允许喷射氨气进行脱硝。
1.2 主要设计参数1.2.1脱硝系统入口烟气参数表1 脱硝装置入口设计参数项目名称及符号单位设计煤种1 设计煤种2 备注工业分析收到基全水分 Mar % 14.00 9.61 空气干燥基水分 Mad % 8.49 3.89 收到基灰分 Aar % 11.00 19.77 收到基挥发分 Var % 27.33 22.82 收到基固定碳 FCar % 47.67 47.8 收到基低位发热量Qnet,arkJ/kg 22,760 22,440哈氏可磨系数 HGI 56 54.81元素分析收到基碳 Car % 60.33 58.00 收到基氢 Har % 3.62 3.36 收到基氧 Oar % 9.95 7.28 收到基氮 Nar % 0.69 0.79 收到基全硫 St,ar % 0.41 1.27灰融性变形温度 DT ℃1,130 1,110 软化温度 ST ℃1,160 1,190 流动温度 FT ℃1,210 1,270灰矿物组成二氧化硅 SiO2 % 36.71 50.41 三氧化二铝 Al2O3 % 13.99 15.73 三氧化二铁 Fe2O3 % 13.85 23.46 氧化钙 CaO % 22.92 3.93 氧化镁 MgO % 1.28 1.27 五氧化二磷 P2O5 % --三氧化硫 SO3 % 9.3 2.05 氧化钠 Na2O % 1.23 1.23 氧化钾 K2O % 0.72 1.1烟气参数机组负荷MW 1000 1000湿烟气流量kg/h 3,645,200 3,976,977 实际氧量湿烟气流量Nm3/h 2,761,515 3,012,861 实际氧量干烟气流量Nm3/h 2,501,104 2,753,454 实际氧量干烟气流量Nm3/h 2,996,323 3,304,145 6%氧量100%负荷烟气温度℃356 35350%负荷烟气温度℃310 307飞灰浓度g/Nm3 14.5 24.34烟气成烟气湿度% 9.43 8.61 NOx mg/Nm3 450 450 O2 % 2.74 2.74分及烟气污染物CO2 % 15.26 15.06 CO ppm 0 0SO2 ppm 379 1094 SO3 ppm 3.8 11.0F mg/Nm3 10.7 12.31Cl mg/Nm3 10.6 16.01 As mg/Nm3固态排渣炉，可忽略固态排渣炉，可忽略Hg mg/Nm3 <0.13 <0.12 Pb mg/Nm3 <0.13 <0.121.2.2煤质及烟气参数设计煤种：神府东胜煤，校核煤种：晋北煤。
大唐潮州2X1000MW电厂脱硝培训讲义
理化性质：无色气体,有刺激性恶臭味。分子式NH3。分子量 17.03。相对密度0.7714g/l。熔点-77.7℃。沸点-33.35℃。自燃点 651.℃。气体密度在0℃标准大气压101.325kPa 时为0.7708kg/m3。 氨气与空气混合物浓度在15～28%时，遇明火就会燃烧和爆炸。 如有油类或其它可燃性物质存在时更容易着火灾，则危险性更 高。与硫酸或其它强无机酸反应放热,混合物可达到沸腾。本程 两台炉用量为977kg/h.
• 稀释风机系统3#，4#炉各设置两台风机，并
互为备用。在风机进口设有手动风门，出口设 有止回阀和手动蝶阀，用于控制风机的启动和 切换。
• 为了监视二个反应器喷氨稀释风运行情况，在
风道上设置流量计。
声波吹பைடு நூலகம்系统
• 每台炉两个SCR反应器共使用28个DC-75喇叭，
每个反应器，第一、二两层各7个、第三层也 是7个（预留）。清灰的顺序为每次在一层上 运行两台声波喇叭，每一对喇叭每次运行十秒 钟，间隔27.5秒。
• 消防监控系统与自动喷淋系统联锁，喷淋水同
样进废水池。
SCR反应系统
• 烟气从省煤器底部导出，与带有氨气的稀释
空气混合，经一段烟道稳流，通过导流板进 SCR反应器反应。烟气经脱硝进入空预器。
• 反应温度320~420℃ ，稀释空气中含量5%，，
控制反应器出口烟气含NH3 小于3ppm。
稀释风机系统
液氨的供应由买方负责液氨槽车运送，液氨 槽车到达装卸站后，用快装接头连接到槽车的 气相和液相出口，连接氮气软管吹扫置换卸氨 系统（液氨储罐，液氨卸料压缩机及其连接的 管道）的空气，打开阀门，确保系统畅通，然 后开启液氨卸料压缩机，使液氨在压差作用下 进入储氨罐内，液氨卸料压缩机进口压力为液 氨储罐中液氨的饱和蒸汽压不大于1.6MPa ， 出口压力不大于2.1MPa 。液氨卸载完毕，用 氮气吹扫管路，避免氨气泄漏到大气
脱硝培训资料(1)
• 根据入口NOx实际测量值以及出口NOx设定值计 算出预置摩尔比，预置摩尔比作为摩尔比控制器的基 准来输出，出口NOx实际测量值与出口NOx设定值 进行比较后通过PID调节器的输出作为修正，最终确 定控制系统当前需要的摩尔比值。
第二部分、控制策略
一、SCR脱硝系统控制策略
• SCR法烟气脱硝系统主要分为两大部分， 一是还原剂制备系统，即NH3区；另一个 为反应塔系统，即SCR区。SCR法烟气脱硝 自动控制系统主要有三个控制任务：
• ①保持液氨蒸发器水温的恒定； • ②保持氨气缓冲罐氨气压力恒定； • ③对喷氨氨气流量进行自动控制。
• 自动时，经过反应器进口氧气浓度计算后的反应器 进口NOx浓度和烟气流量的乘积产生NOx流量信号， 此信号乘上所需NH3/NOx摩尔比就是基本氨气流量 信号，该信号作为主动流量送到氨气流量调节器(副 调)，与喷氨流量测量值进行比值调节(粗调)，调节过 程结束后，若反应器出口NOx浓度与其设定值不相 等，则反应器出口NOx浓度调节器(主调)根据其入口 偏差进一步修正NH3/NOx摩尔比(细调)，改变喷氨 流量，使反应器出口NOx浓度等于给定值，保证脱 硝效率。
第一部分、运行方式
一、运行方式概述
• 在SCR烟气脱硝系统中，SCR反应器与还 原制备区(即氨制备区)的联系，在工艺上只 有喷氨格栅的人口，在控制上只有脱硝控 制系统的氨量需求信号。脱硝控制系统根 据烟气NO浓度、设计脱硝率和烟气量的计 算得出氨量需求信号对喷氨管道上的阀门 进行调节，调整合适的喷氨量。通常， SCR烟气脱硝的运行操作包括正常的起动、 停止和自动保护停止。
脱硝系统培训资料
虑。 • 脱硝设备年利用小时和投运时间与锅炉一致。 • 脱硝装置可用率不小于100%。 • 脱硝系统服务寿命为30年。
SCR反应器本体功能
• 在SCR反应器内，烟气与NH3的混合物在通 过催化剂层时，烟气中的NOx在催化剂的作 用下与NH3反应生成N2与H2O，从而达到除 去烟气中NOx的目的。
脱硝脱硝工艺系统设计Fra bibliotek• 脱硝工艺采用SCR法 • 脱硝设备容量按脱硝效率不低于85%考虑，SCR按入口
NOx浓度300mg/Nm3（6%含氧量，干基，标态）设计， 且出口NOx含量不超过45mg/Nm3，催化剂层按“2+1”设计。 • 脱硝系统需满足30~100%BMCR全负荷脱硝。 • 氨SO逃2/S逸O3不转大化于率2小.28于m1g%/N。m3（标态，干基，6%O2，）， • 脱硝装置不设置烟气旁路和省煤器高温旁路系统。 • 脱硝反应器布置在锅炉省煤器和空预器之间。 • 脱硝还原剂采用尿素水解制氨工艺制取。尿素溶液的制 备、储存、尿素溶液供应与循环、水解制氨、喷射系统 以入口NOx浓度300mg/Nm3来进行设计。
主要设备
• （3）尿素溶液混合泵 • 尿素溶液混合泵为不锈钢本体，碳化硅机械密封的
离心泵，1台尿素溶解罐配置2台泵，一运一备，并 列布置。 • （4）尿素溶液供应与循环装置 • 本期尿素溶液供应与循环装置按2台机组统一考虑。 尿素溶液供应与循环装置设置1套。每套尿素溶液 循环装置包含3台全流量的多级SS离心泵，可以变频 调速（流量不小于120%,一运二备）、1套内嵌双联 式过滤器、电加热器（如有）、1只可远程调节的 背压控制阀及用于远程控制和监测循环系统的压力、 温度、流量以及浓度等仪表等。