脱硝内容课件PPT.pptx

XX发电厂一 二期4 315MW机组技改项目烟气脱硝装置EPC总承包工程 脱硝系统运行培训2014年5月 介绍内容 一 为什么火力发电厂要上脱硝系统二 SCR工作原理三 脱硝有哪些系统四 脱硝系统常用术语五 脱硝系统启动基本要求六 脱硝系统逻辑说明七 脱硝系统设备启动八 脱硝系统运行调整原则九 脱硝系统运行监视和调整十 SCR主要性能指标 一 为什么火力发电厂要上脱硝系统 1 脱硝的概念锅炉煤炭燃烧烟气中去除氮氧化物的过程 就是脱硝 烟气中氮的氧化物主要成分的是NO和NO2 以NOx表示 在高温燃烧条件下 NOx主要以NO的形式存在 其中NO约占90 95 NO2占10 5 最初排放的NOx中NO在大气中极易与空气中的氧发生反应 生成NO2 在温度较大或有云雾存在时 NO2进一步与空气中水分子作用形成硝酸 HNO3 2 烟气排放污染物的危害煤燃烧产生的主要污染物NOx及SO2 对人体 环境和生态系统危害极大 SO2对人体的危害立竿见影 当时就有反应 SO2在氧化剂 光的作用下 能生成硫酸盐气溶胶 能使人致病 增加病人死亡率 而NOx的危害是在不知不觉中缓慢积累 其害隐蔽而持久 它会引发一系列明显的NOx综合症 诸如胸闷 头晕 呼吸系统不畅及老年痴呆症等 以致在人发病后竟不知病源来自何方 因此 NOx又被称为 隐形杀手 3 国家相关政策火电厂NOx排放控制是我国NOx排放总量控制关键所在 随着我国最新的 火电厂大气污染物控制排放标准 GB13223 2011 和 大气污染防治法 的颁布实施以及 京都议定书 的正式生效 国内对NOx的排放控制将日趋严格 在火力发电厂中采用有效的NOx排放控制措施势在必行 二 SCR工作原理 燃煤电厂在燃烧方面 减少NOx排放 目前能采用的技术措施多已被采用 仅依靠燃烧系统的优化已无法满足更高要求 现多采取选择SCR法 选择性催化还原法 降低NOx排放 SCR布置于省煤器与空预器之间 省煤器出口300 400 的烟气通过喷氨格栅及导流板后 在催化剂的环境下进行反应 烟气中的NOx与气氨发生反应 生成氮气和水 脱除NOx后的烟气依次经过空气预热器 静电除尘器和脱硫系统后进入烟囱排入大气 4NH3 4NO O2 4N2 6H2O4NH3 2NO2 O2 3N2 6H2O 8 脱硝用还原剂比较 三 脱硝有哪些主要系统 脱硝系统包括 烟气系统 SCR反应器和催化剂 声波吹灰系统 氨的空气稀释和喷射系统 连续排放监视系统 CEMS 反应器输灰系统 压缩空气系统 电气系统 液氨的存储和卸料系统 液氨的蒸发系统 喷淋系统 消防喷淋系统 氮气置换系统 工业水系统 其他由主系统接出的水 蒸汽等辅助系统 1 烟气系统 是指从锅炉尾部低温省煤器下部引出口至SCR反应器本体入口 SCR反应器本体出口至空预器入口之间的连接烟道 为了使与烟道连接的设备的受力在允许范围内 特别考虑了烟道系统的热膨胀 热膨胀通过膨胀节进行补偿 所有烟道将在适当位置配有足够数量和大小的人孔门和清灰孔 以便于烟道的维修和检查以及清除积灰 烟道将在适当位置配有足够数量测试孔 2 SCR反应器 锅炉配置2台SCR反应器 反应器设计成烟气竖直向下流动 反应器入口将设气流均布装置 喷氨格栅AIG 目的是确保催化剂表面分布的氨 氮氧化物摩尔比是均匀的 能够确保系统发挥最大性能 减少氨逃逸 并可有效地延长催化剂的使用寿命 3 催化剂 反应器内催化剂层按照2 1层设计 催化剂的型式采用蜂窝式 催化剂主要成分二氧化钛 TiO2 五氧化二钒 V2O5 三氧化钨 WO3 催化剂特性 具有将NOx NH3转换成N2 H2O的能力 最佳反应温度为315 370 催化剂供应商根据目前业主方提供的脱硝系统入口烟气参数 进行了严格的计算 最终得到最低连续喷氨温度为 315 议 在机组长期处于低负荷条件下运行时 为保证脱硝系统连续稳定运行 应当燃用含硫量低的煤种 4 吹灰系统 本工程设置吹灰器 采用声波吹灰系统 按每一层催化剂设置4台声波式吹灰器 备用层也已安装声波吹灰器 声波吹灰器用气引自压缩空气 其母管设置滤网和调压阀 滤网防止杂质进入声波喇叭 调压阀用于防止压缩空气压力过大对喇叭膜片的破坏 两个反应器依次吹扫 每个反应器从最上层开始吹扫 每层的吹灰器依次吹扫 5 氨的空气稀释和喷射系统 每台锅炉设两台离心式鼓风机 一运一备 设两套氨 空气混合系统 分别用于氨与稀释空气的混合 为保证氨注入烟道的绝对安全以及均匀混合 将氨浓度降低到爆炸极限 其爆炸极限在空气中体积为16 25 下限以下 控制在5 以内 氨 烟气混合均布系统 每台炉12台涡流混合器 由氨 空气混合系统来的混合气体喷入位于烟道内的涡流混合器处 在注入涡流混合器前将设手动调节阀 在系统投运时可根据烟道进出口检测出的NOx浓度来调节氨的分配量 调节结束后基本不再调整 6 反应器输灰系统 在省煤器出口至SCR脱硝装置入口间设置八台星型锁气器 输灰至电除尘器入口烟道 7 压缩空气系统 反应器区声波吹灰器用气有2路 一路由脱硝系统专用压缩机提供 另一路炉厂房压缩空气系统提供 仪用空气由各自锅炉房区域仪表用气提供 8 反应器区电源系统 以 4炉为例 脱硝系统反应器区MCC电源取自 4炉PC LA PC LB 工作电源取自PC LB 备用电源取自PC LA 两路电源实现无扰切换 反应器区MCC主要负荷有 A B稀释风机 A B反应器灰斗锁气器就地控制箱 脱硝钢架电动葫芦铁壳开关 AB反应器区分析小间电源负荷 反应器区配电间正常照明箱及平台正常照明箱 反应器区配电间检修电源箱及平台检修电源箱 反应器区隔离变 9 液氨储存蒸发系统 液氨储存 制备 供应系统包括液氨卸料压缩机 储氨罐 液氨蒸发器 液氨泵 氨气缓冲罐 氨气稀释槽 废水泵 废水池 阀门 管路及附件等 此套系统提供氨气供脱硝反应使用 四 脱硝系统常用术语 1 SCR法 选择性催化还原法 SelectiveCatalyticReductio 2 SNCR法 选择性非催化还原法 还原剂喷入炉膛温度为850 1100 的区域 3 还原剂 通常采用液氨 氨水或尿素作为还原剂 4 催化剂 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 5 SCR反应器 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 6 CEMS 连续排放监视系统 ContinuousEmissionMonitoringSystem 7 脱硝率 NOx脱除率 脱硝率 C1 C2 C1 100 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 8 氨逃逸率 指在脱硝装置出口的氨的浓度 等于未经反应即排出的NH3量与喷入的NH3量之比 控制不好将导致 a 逃逸的氨与SO3生成硫酸氢铵 b 逃逸的氨进入灰中影响灰的出售 一般控制在3PPm 9 SO2 SO3转化率 在催化还原过程中SO2转化为SO3的程度 SO3和NH3作用生成硫酸铵或硫酸氢铵 造成设备腐蚀和堵塞 因此SO2 SO3转化率越小越好 压强一定时 温度升高时 SO2的转化率降低 2SO2 O2 2SO3NH3 H2O SO3 NH4HSO4 10 催化剂寿命 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 催化剂是SCR系统中主要部件 其成分组成 结构 寿命及相关参数直接影响SCR系统脱硝效率及运行状况 1 催化剂堵塞 2 催化剂磨损 3 催化剂中毒 11 附加层催化剂 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 12 氨区 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 氨混合器 将氨气和空气进行充分混合的设备 14 稀释风机 为氨气的稀释与混合提供空气的设备 五 脱硝系统启动基本要求 1 系统各工序应完成并验收合格 2 现场消防 交通道路畅通 照明充足 3 防护用品 急救药品应准备到位 4 通讯设施应齐全 5 操作票应通过审批 6 应急预案通过审批 并经过演练 六 脱硝系统逻辑说明 一 SCR反应器入口加氨关断阀开允许1 无保护关 公共逻辑条件或 锅炉MFT 锅炉负荷低于158MW 延时5秒 SCR入口供氨压力 0 05MPa 延时5s 两台稀释风机均停止 延时5s热工仪表电源柜两路电源均失电 2 SCR入口供氨压力 0 15MPa 3 有一台稀释风机已启 4 无本阀保护关逻辑条件 单独逻辑或 引风机跳闸 空预器跳 稀释空气流量 1000m3 h或品质坏 延时5S 入口烟气温度 310 三取二 延时5S 入口烟气温度 420 三取二 延时5S 氨泄漏 25ppm 延时5S 氨紧急关断按钮动作 5 稀释空气流量 1400m3 h 延时3S 6 入口烟气温度 315 三取二延时3S 7 氨泄漏信号 20ppm 二 A侧SCR稀释风机允许启动 与 A稀释风机在远方 A稀释风机无故障信号 三 A侧SCR稀释风机允许停 或 A B侧反应器入口加氨关断阀均关闭 B侧稀释风机已启且A B侧风量均 1400m3 h 四 A侧SCR稀释风机备用联锁启 或 投备用 且B稀释风机已停 投备用 且B稀释风机已运行且A B任一侧稀释空气流量10 氨气流量调节阀定值和过程量偏差大 10 反应器入口加氨关断阀保护关条件动作 入口烟气分析仪故障 出口烟气分析仪故障 氨气流量品质坏 烟气流量品质坏 入口NOX品质坏 入口O2品质坏 出口NOX品质坏 出口O2品质坏 七 脱硝系统主要设备启动 1 稀释风机 各测量装置应完好并投入 设备周围清洁 无其他杂物 稀释风机电机绝缘合格 且具备启动条件 启动前检查电源已送工作位 出口手动门已关 分支管路调节门开度合适 启动一台稀释风机 确认启动电流与空载电流合格 缓慢全开出口手动门 随时监视电流 防止超过额定电流 电流过大说明分支管路调节门开度过大 调小直到电流合格为止 调节分支管路开度 再保证电流合适的前提下保证两侧稀释风量合适 2 声波吹灰系统 确认仪用压缩空气来气正常 压缩空气罐压力正常 电磁阀动作正常且对应 发声震动等符合要求 程控投入正常后 随机组启动程控持续投入 3 反应器锁气器输灰系统 启动注意事项 轴承 传动部件和减速机内应有足够的润滑油 全面检查锁气器各部分是否完好无损 滚子链松紧度是否合适 当上述各项准备工作做好后 先手动盘车 观察叶轮是否与壳体卡碰 当无缺陷后 可接通电源 点动启动 当运转正常后 即可进行空载运转 如发现问题应及时停止 当空载运转2小时 并对运转情况认为满意后 投顺控 八 脱硝系统运行调整原则 在烟气脱硝装置正常运行的条件下 为满足 火电厂大气污染物排放标准 规定和当地环保部门的要求 脱硝装置运行调整应遵循以下主要原则 1 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 2 脱硝装置投运所需的条件满足工艺设计范围 3 脱硝装置的运行调整服从于机组负荷的变化 4 脱硝运行调整宜采取顺序渐进方式 避免出现较大的波动 九 脱硝装置运行监视和调整 SCR装置运行过程中需进行监视调整的主要内容 进出口烟气温度 烟气流量 进出口氧量 进出口NO含量 进出口NOX含量 反应器进出口压力以及差压 氨喷射流量 供氨压力 氨逃逸率 稀释风电流 稀释风机流量 脱硝效率 吹灰器运行 锁气器运行 喷氨调阀开度 仪用空气压力等 1 运行烟气温度 SCR喷氨最低连续运行温度通常为300 以上 最低喷氨温度与烟气中SO2浓度 烟气中含湿量等参数有关 SO2浓度越高 最低喷氨的温度越高 如果在低于最低喷氨的温度下继续喷氨进行氮氧化物的脱除反应 会在催化剂的孔内形成硫酸氢氨等副产物 堵塞催化剂微孔 降低催化剂活性和寿命 除此之外 硫酸氢氨副产物还会对下游空预器的换热元件造成低温腐蚀。