脱硝整套启动调试措施

甘肃大唐国际连城发电有限责任公司

2×330MW烟气脱硝改造工程项目

整套启动调试措施

措施批准：

措施审核：

措施编写：

中国大唐集团环境技术有限公司

2013年10月25日

目录

1 系统概述1

2 编写依据11

3 调试目的12

4 调试应具备的条件12

5 调试项目及调试工艺13

6 系统的相关报警和联锁保护22

7 质量标准22

8 组织分工23

9 安全注意事项23

1系统概述

甘肃连城项目2×330MW燃煤机组烟气脱硝工程，采用选择性催化还原法（SCR）脱硝工艺，SCR烟气脱硝系统采用高灰段布置方式，即SCR反应器布置在锅炉省煤器出口和预热器之间，在锅炉正常负荷范围内烟气脱硝效率均不低于80%。还原剂为液氨经热媒加热蒸发而成的氨气。反应系统主要作用是烟气和氨气充分混合后流经反应器内部的催化剂，烟气中的氮氧化物和氨气在催化剂的作用下反应生成氮气和水蒸汽，从而把氮氧化物脱除。系统主要的设备包括烟道、烟气导向挡板和整流装置、混合器、两个反应器。每个反应器内部安装有2层催化剂，预留增加1层催化剂的空间；每层催化剂上面有8支超声波吹灰器，另外还配有一些必要的检测装置，如SCR反应器出口的氮氧化物分析仪、氧气分析仪。

1.1 主要工艺系统的描述

本设计采用选择性催化还原法（SCR）脱硝工艺。脱硝剂为纯氨。利用催化剂，促使烟气中氮氧化物及氨气供应系统喷入的氨气混合后生成还原反应，将氮氧化物转变为氮气和水。

本工程共两套脱硝系统，全烟气脱硝效率80％。

SCR工艺系统主要包括烟气系统、SCR反应器、氨喷射系统、氨储存制备供应系统、超声波吹灰系统、蒸汽吹灰系统等

1.1.1烟气系统

脱硝系统装置布置在省煤器和空气预热器之间，不设置旁路。

1.1.2SCR反应器

本工程共配置两台SCR反应器，每台SCR反应器设计三层催化剂层（2＋1层），其中中、上层为预留层。烟气竖直向下流经反应器，反应器入口设置气流均布装置，反应器入口及出口处均设置导流板，对于反应器内部易于

磨损的部位设计必要的防磨措施。反应器内部各种加强板及支架均设计成不易积灰的型式，同时将考虑热膨胀的补偿措施。反应器设置有足够大小和数量的人孔门。反应器配置了可拆卸的催化剂测试元件。SCR 反应器能承受运行温度低于420℃长期运行的考验，而不产生任何损坏。 1.1.2.1反应原理

在金属催化剂作用下，以NH 3作为还原剂，将NOx 还原成N 2和H 2O 。主要反应方程式为：

O H N O NH NO 22236444+→++(1)

O

H N NH NO 223212786+→+(2)

或 O H N O NH NO 222326342+→++ (3) 1.1.2.2 催化剂

催化剂的型式采用蜂窝式催化剂，以不锈钢金属网作为中心支撑体，再在外面覆盖上催化剂活性成分。催化剂设计尽可能的降低压力损失。催化剂模块设计有防止烟气短路的密封系统，密封装置的寿命不低于催化剂的机械寿命。催化剂各层模块规格统一、具有互换性。催化剂设计考虑燃料中含有的任何微量元素可能导致的催化剂中毒。在加装新的催化剂之前，催化剂体积满足性能保证中关于脱硝效率和氨的逃逸率等的要求。催化剂采用模块化设计以减少更换催化剂的时间。催化剂模块采用钢结构框架，并便于运输、安装、起吊。 1.1.3 氨喷射系统

氨喷射系统包括氨喷射格栅(AIG)及流量孔板、喷氨分流阀门等组成。 每台SCR 反应器入口前配置一套完整的氨喷射系统，保证氨气和烟气混合均匀，喷射系统设置流量调节阀。喷射系统具有良好的热膨胀性、抗热变形性、抗振性和耐磨性。 1.1.4 氨储存制备供应系统

液氨储存、制备、供系统包括液氨卸缩机、液氨储罐、液氨输送泵、液氨蒸发槽、氨气缓冲槽、稀释风机、混合器、氨气稀释槽、废水池、废水泵等。此套系统提供氨气供脱硝反应使用，液氨的供应由液氨槽车运送，利用液氨卸料压缩机将液氨由槽车输入液氨储罐内，液氨储罐中的液氨通过压力和重力，输送到液氨蒸发槽内蒸发为氨气，（在冬天气温过低，液氨储罐压力不足以将液氨送至蒸发槽时，启动液氨输送泵，将液氨输送至蒸发槽。）经氨气缓冲槽，用混合器入口控制门来控制一定的压力及其流量，然后及稀释空气在混合器中混合均匀，再送到脱硝系统。氨气系统紧急排放的氨气则排入氨气稀释槽中，经水吸收后排入废水池，再经由废水泵送至电厂废水处理车间。

液氨的储罐和氨站的设计满足国家的有关规定。液氨具有一定的腐蚀性，在材料、设备存在一定的应力情况下，可能造成应力腐蚀开裂；液氨容器除按压力容器规范和标准设计制造。

氨的供应量能满足锅炉不同负荷的要求，调节方便灵活，可靠；液氨储罐及其他设备、厂房等要有一定的安全防火防爆距离，并在适当位置设置室外防火栓，设有防雷、防静电接地装置；氨存储、供应系统相关管道、阀门、法兰、仪表、泵等设备选择时，其必须满足抗腐蚀要求，采用防爆、防腐型户外电气装置。氨液泄漏处及氨罐区域应装有氨气泄漏检测报警系统；系统的卸料压缩机、液氨储罐、氨气蒸发槽、氨气缓冲槽及氨输送管道等都备应有氮气吹扫系统，防止泄漏氨气和空气混合发生爆炸。氨存储和供应系统应配有良好的控制系统。在场地布置上应考虑氮气瓶储存位置，容量应满足一次启动用量要求。

氨储存制备供应系统主要设备包括液氨卸料压缩机、液氨储罐、液氨输送泵、液氨蒸发槽、氨气缓冲槽、氨气稀释槽、稀释风机、混合器、废水泵、废水池等。

1.1.4.1 液氨卸料压缩机

配置两台卸料压缩机（一运一备），能满足各种条件下的要求。卸料压缩机抽取液氨储罐中的氨气，经压缩后将槽车的液氨推挤入液氨储罐中。选择压缩机排气量时，考虑液氨储罐内液氨的饱和蒸汽压，液氨卸车流量，液氨管道阻力及卸氨时气候温度等。

1.1.4.2液氨储罐

液氨储罐容量，按照锅炉BMCR 工况，在设计条件下，每天运行24 小时，连续运行7 天的消耗量考虑。液氨储罐上安装有紧急关断阀和安全阀为液氨储罐液氨泄漏保护所用。液氨储罐还装有温度计、压力表、液位计、高液位报警仪和相应的变送器将信号送到脱硝控制系统，当液氨储罐内温度或压力高时报警。液氨储罐有防太阳辐射措施，四周安装有消防水喷淋管线及喷嘴，当液氨储罐槽体温度过高时自动淋水装置启动，对槽体自动喷淋减温；当有微量氨气泄露时也可启动自动淋水装置，对氨气进行吸收，控制氨气污染。

1.1.4.3液输送泵

氨区设计要求通风，无法保证氨区气温在一个合适的范围。连城冬季气温较低，气温过低时，液氨储罐的压力低，易导致液氨无法靠液氨储罐压力和自重输送至蒸发槽，特加设液氨输送泵，保证在严寒冬天氨区也能正常运行。

1.1.4.4液氨蒸发槽

两台机组共设置两台液氨蒸发槽，单台容量为两台机组的100%，本期脱硝工程，按照一运一备运行。

液氨蒸发器采用水作为加热液氨的热媒，所需要的热量由蒸汽提供，蒸汽加热水，控制一定的温度，热媒通过循环再加热液氨。当液氨蒸发槽液氨液位过高时，则切断液氨进料。当液氨蒸发槽水温过低时，切断液氨，使氨气至缓冲槽维持适当温度及压力，蒸发槽装有安全阀，防止设备压力异常过

高。

1.1.4.5氨气缓冲槽

从蒸发槽蒸发的氨气流进入氨气缓冲槽，氨气缓冲槽入口装有压力控制阀将氨气压力控制在一定范围，再通过氨气输送管线送到锅炉侧的脱硝系统。氨气缓冲槽能为SCR 系统供应稳定的氨气，避免受蒸发槽操作不稳定所影响。缓冲槽上设置有安全阀保护设备。

1.1.4.6氨气稀释槽

氨气稀释槽的液位由满溢流管线维持，稀释槽设计连结由槽侧进水。液氨系统各排放处所排出的氨气由管线汇集后从稀释槽底部进入，通过分散管将氨气分散进入稀释槽水中，利用大量水来吸收排放的氨气。

1.1.4.7稀释风机

喷入反应器烟道的氨气为空气稀释后的含5%左右氨气的混合气体。风机满足脱除烟气中NOx 最大值的要求，并留有一定的余量。稀释风机按两台100％容量（一运一备）设置。

1.1.4.8氨气/空气混合器

每台SCR反应器配置一台氨气/空气混合器，确保氨及空气混合均匀。

1.1.4.9氨气泄漏检测器

液氨储存及供应系统周边设置8个氨气检测器，#3SCR、#4SCR区分别设置一个氨气检测器，以检测氨气的泄漏，并显示大气中氨的浓度。当检测器测得大气中氨浓度过高时，在机组控制室会发出警报，操作人员采取必要的措施，以防止氨气泄漏的异常情况发生。电厂液氨储存及供应系统采取必要措施及周围系统作适当隔离。

1.1.4.10氨气排放系统

在氨制备区设置排放系统，使液氨储存和供应系统的氨排放管路为一个

封闭系统，将经由氨气稀释槽吸收成氨废水后排放至废水池，经由废水泵送至电厂废水处理系统。

1.1.4.11氮气吹扫系统

液氨储存及供应系统保持系统的严密性，防止氨气的泄漏和氨气及空气的混合造成爆炸。在氨系统的卸料压缩机、储氨罐、氨气蒸发槽、氨气缓冲槽等设置氮气吹扫管线。在检修或液氨卸料之前通过氮气吹扫管线对以上设备分别要进行严格的系统严密性检查和氮气吹扫，防止氨气泄漏和系统中残余的空气混合造成危险。

1.1.5吹灰系统

根据本工程灰的特性，设置吹灰及控制系统。吹灰系统细配置如下：

1.2 还原剂无水氨的特性

烟气脱硝反应所用的还原剂为氨气，氨气是靠存储在液氨存储罐的液氨进入蒸发器加热蒸发而成的。无水氨（anhydrous ammonia），在GB12268-90《危险化学品》名录中规定为危险品，危险物编号为23003。在GB536-1988《液体无水氨》中的 6.1条指出液氨是强腐蚀性有毒物质。而在GB18218-2000《重大危险源辨识》中把氨归为有毒物质，在生产场所如果存储量大于40t就是重大危险源，在存储区如果存储量大于100t也是重大危险源。有鉴于此，在此重点介绍一下无水氨的特性。

1.2.1 物理特性

●无水氨，又名液氨，为无色气体，有刺激性恶臭味。分子式NH3，分

子量17.03,相对密度0.7714g/ml；熔点－77.7℃，沸点－33.35℃,自燃点651.11℃；蒸汽密度0.6，蒸汽压1013.08kPa(25.7℃)；水溶液呈强碱性。

●氨散逸后的特性：无水氨通常存储的方式是加压液化，液态氨变为

气态氨时会膨胀850倍，并形成氨云；另外，液氨泄入空气中，会

形成液体氨滴，放出氨气，其比重比空气重，虽然它的分子量比空

气小，但它会和空气中的水形成水滴的氨气，而形成云状物。所以

当氨气泄漏时，氨气并不自然的往空气中扩散，而会在地面滞留，

带给附近民众及现场工作人员带来伤害。

1.2.2 燃烧爆炸性及腐蚀性

●气态氨气和空气混合物的爆炸极限浓度是16～25％（V/V），最易引

燃浓度是17％，氨气和空气混合物达到上述浓度范围遇明火会燃烧和爆炸；按照GB50160《石油化工企业设计防火规范》中的有关的规定，爆炸浓度下限≥10%的气体为乙类火灾危险的可燃气体，所以氨气属于乙类火灾危险气体。如有油类或其它可燃性物质存在，则危

险性更高。及硫酸或其它强无机酸反应放热，混合物可达到沸腾。

氨泄漏时，会对现场工作的人员及居住在附近社区的居民造成相当

程度的危害。

●液态氨将会侵蚀某些塑料制品、橡胶和涂层。

●氨不能及下列物质共存：乙醛、丙烯醛、硼、卤素、环氧已烷、次

氯酸、硝酸、汞、氯化银、硫、锑、双氧水等。

1.2.3 对人体的危害

●人体若及氨接触，对皮肤和眼睛有强烈的腐蚀作用，刺激粘膜和眼

睛，使眼睛暂时或永久失明，产生严重疼痛性灼伤，并导致头痛、

恶心、呕吐等。

●严重时，会导致呼吸系统积水（肺或喉部水肿），可能导致死亡。

●长期暴露在氨气中，会伤肺，导致产生咳嗽或呼吸急促的支气管炎，

甚至窒息。

1.3 主要的设计参数

1.3.1 煤质分析

脱硝SCR系统按以下煤质分析设计：

1.3.2脱硝系统入口烟气参数

1.3.3纯氨分析资料

脱硝系统用的反应剂为纯氨，其品质符合国家标准GB536-88《液体无水氨》技术指标的要求，如下表：