SCR脱硝调试监理细则剖析.docx

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SCR脱硝调试监理细则剖析

贵州华电桐梓发电有限公司2×600MW机组新建工程

脱硝调试

监理细则

批准：

　　审核：

　　编制：

达华集团北京中达联咨询有限公司

贵州桐梓电厂项目监理部

2013年05月

2、调试方案编制依据文件及标准………………………………………………………………3

三、SCR反应器系统………………………………………………………………………………3四、脱硝剂存储、供应系统………………………………………………………………………5五、脱硝系统主要性能指标要求…………………………………………………………………8

六、分系统调试前应具备的条件…………………………………………………………………10

七、脱硝装置整套启动前应具备的条件…………………………………………………………11

一、工程概述

桐梓电厂位于桐梓县城东南侧，距县城直线距离约2.5km，公路里程约3.3km。

本期建设2×600MW超临界燃煤发电机组，锅炉采用“W”火焰炉，两台机组同步建设脱硝和脱硫装置。

本工程采用选择性催化还原（SCR）法脱硝工艺，布置于省煤器与空预器之间，100%烟气处理量，副产物为氮气和水，无二次污染。

在催化剂存在条件下，反应温度在320～430℃之间时，在设计煤种及校核煤种、锅炉最大工况（BMCR）、处理100%烟气量条件下脱硝效率不小于80％。

SCR法脱硝工艺HYPERLINK"环保人才网的主要反应方程式如下：

4NO+4NH3+O2→4N2+6H20（6-1）

NO+NO2+2NH3→2N2+3H2O（6-2）

6NO2+8NH3→7N2+12H2O（6-3）

其中式（6-1）和（6-2）为主要反应过程，因为烟气中90～95％的NOx以NO形式存在，5～10％的NOx以NO2形式存在。

在反应过程中，NH3选择性的和NOx反应生成无二次污染的N2和H2O随烟气排放。

SCR法脱硝工艺的还原剂可采用液氨、尿素或氨水，本脱硝工程选用液氨作为还原剂。

氨的物理特性：

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；熔点－77.7℃，沸点－33.35℃,自燃点651.11℃；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罐装存储，液态氨变为气态氨时会膨胀，并形成氨云；虽然氨的分子量比空气小，但液氨泄入空气中后迅速形成气态氨后，很容易与空气中的水形成水滴的氨气，形成液体氨滴。

所以当氨气泄漏时，氨气并不完全的往空气中扩散，而会在地面滞留。

氨气的燃烧爆炸性及腐蚀性：

气态氨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。

与硫酸或其它强无机酸反应放热，混合物可达到沸腾。

大量氨泄漏时，会对现场工作的人员及居住在附近社区的居民造成一定的危害。

液态氨将会侵蚀某些塑料制品、橡胶和涂层。

氨不能与下列物质共存：

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。

氨对人体的危害：

人体若与氨接触，对皮肤和眼睛有强烈的腐蚀作用，刺激呼吸系统粘膜和眼睛，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，将导致产生咳嗽或呼吸急促的支气管炎，甚至窒息。

由于氨对人体有严重危害，HYPERLINK"造价人才网调试过程中应采取必要安全防护措施，以免造成事故。

系统设备概述及特点

二、调试方案编制依据文件及标准：

《火电工程启动调试工作规定》建质[1996]40号；

《火力发电建设工程机组调试质量签收及评价标准》试行版-2010；

《火力发电建设工程启动试运及验收规程》DL/T5437-2009；

《电力建设安全工作规程（火力发电厂部分）》DL5009.1-2002；

《电力建设施工及验收技术规范（锅炉机组篇）》DL/T5210.2-2009；

《液体无水氨》GB536-88；

《石油化工企业设计防火规范》GB50160-2008；

《常用危险化学品的分类及标志》GB13690-2009；

《电力生产安全工作规定》；

《电业安全工作规程（热力和机械部分）》；

《电力行业劳动环境监测技术规范》DL/T799.1～799.7-2002；

《火电厂烟气排放连续监测技术规范》HJ/T75-2001；

《火电厂大气污染物排放标准》GB13223-2011；

《锅炉启动调试导则》DL/T852-2004；

设备制造厂提供的图纸、设备安装和使用说明书；

国家、地方、行业颁布的标准、规程、规范均应是现行有效版本，如以上版本更新，采用最新版本。

三、SCR反应器系统

SCR反应区主要设备系统有：

1、烟道

SCR法烟气系统的主要设备有膨胀节、氨注入混合装置、导流板、碎灰网、整流层、反应器入口烟道灰斗等。

a）膨胀节：

在SCR反应器连接烟道上合理布置膨胀节以吸收烟道、反应器受热膨胀量，同时在反应器烟道与锅炉省煤器出口及空预器入口连接处需设置膨胀节。

膨胀节类型宜采用非金属型式。

b）氨注入混合装置：

采用喷氨格栅（AIG）装置。

c）导流板：

安装在烟道变截面和转弯处，优化烟气流场分布，主要有弧形和圆形等。

d）碎灰网：

安装在SCR反应器内顶层催化剂上游，防止大颗粒的灰或结块的灰堵塞催化剂，碎灰网的网孔径不宜大于25mm。

e）整流层：

安装在SCR反应器内顶层催化剂上游的碎灰网下，主要进行烟气整流，保证通过催化剂层的烟气流场HYPERLINK"监理工程师论坛分布满足脱硝要求。

2、SCR反应器

反应器本体为全钢焊接结构。

反应器钢结构宜在工厂分段加工，现场拼接。

反应器本体采用整体支撑方式。

反应器截面尺寸根据烟气流速、催化剂模块尺寸及布置式等因素确定。

反应器有效高度根据催化剂模块高度、层数、层间净高、吹灰装置、烟气整流装置高度等因素综合考虑确定。

反应器入口段宜设烟气扩散段及导流板，促使烟气的流场均匀分布。

反应器出口宜设收缩段，其倾斜角度能避免该处积灰。

设置在催化剂上方的整流装置，保证烟气流场满足催化剂入口要求。

在反应器侧壁设置催化剂安装门和检修人孔门。

反应器内催化剂的支架可兼作催化剂安装时的滑行导轨，也可采用专用小车或其他方式装填或更换催化剂。

反应器本体外周设平台作为人行通道，平台宜采用格栅形式，平台根据需要考虑装填或更换催化剂时荷载。

SCR反应器的设计充分考虑与周围设备布置的协调性及美观性。

反应器设计成烟气竖直向下流动，反应器入口设气流均布装置，反应器入口及出口段设导流板，对于反应器内部易于磨损的部位设计必要的防磨措施。

反应器内部各类加强板、支架设计成不易积灰的型式，同时必须考虑热膨胀的补偿措施。

反应器设置足够大小和数量的人孔门。

反应器配有可拆卸的催化剂测试元件。

反应器设计还考虑内部催化剂维修及更换所必须的起吊装置。

反应器按照通用化原则设计，每层反应器的支撑、密封、高度等结构和尺寸，能够满足世界上各主要催化剂厂家的各种类型催化剂的安装要求，便于买方在将来添加和更换催化剂时在技术上和商务上有更多的选择。

SCR反应器能承受运行温度450℃不少于5小时的考验，而不产生任何损坏。

SCR反应器的使用寿命应不小于30年。

SCR反应区布置示意图见图3-1。

图3-1：

SCR反应区布置示意图

3、催化剂

4、本项目催化剂由华电桐梓发电厂业主采购。

其反应示意图见图3-2.

图3-2：

催化反应示意图

5、吹灰及控制系统

本工程吹灰系统采用进口声波吹灰系统，每层（初装2层）催化剂均应设置吹灰装置。

四、脱硝剂存储、供应系统

本工程采用液氨来制备脱硝剂。

液氨储存、制备、供应系统包括卸氨压缩机、液氨储罐、液氨蒸发器、液氨泵、氨气缓冲罐、稀释风机、混合器、氨气泄漏检测器、氨气稀释槽、废水泵、废水池等。

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，利用卸氨压缩机将液氨由槽车输入储氨罐内，用液氨泵将储槽中的液氨输送到液氨蒸发槽内蒸发为氨气，经氨气缓冲槽来控制一定的压力及其流量，然后与稀释空气在混合器中混合均匀，再送达脱硝系统。

氨气系统紧急排放的氨气则排入氨气稀释槽中，经水的吸收排入废水池，再经由废水泵送至废水处理厂处理。

废水泵采用立式自吸泵。

在事故状态下，能够满足在较短时间（60分钟）内将流入废水池中的废水排到电厂废水处理系统。

1、卸料压缩机

液氨卸料可通过卸氨压缩机进行，在与槽车接口处设置用于卸氨前后排出管道中空气/氨的管道。

氨储存设备及运输管道上设有排空和氮气置换管路或接口。

选择的卸料压缩机能满足各种条件下的要求。

在1小时内能将液氨罐车内的液氨卸至液氨储罐中。

压缩机气相出口设有安全阀。

卸料压缩机抽取储氨罐中的氨气，经压缩后将槽车的液氨推挤入液氨储罐中。

卖方在选择压缩机排气量时，要考虑储氨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。

2、储氨罐（四个储氨罐）

液氨储存和制备系统各装置按乙类可燃液体要求设计（GB50160）。

储氨罐不少于四个，储氨罐容积按照液氨密度0.578t/m3（温度40℃时）、充装系数按0.85-0.9计算。

液氨的储槽容量，按照2台锅炉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，储罐上应安装有超流阀、逆止阀、紧急关断阀和安全阀为储罐液氨泄漏保护所用。

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，当储罐内温度或压力高时报警。

储罐应有防太阳辐射措施，四周安装有工业水喷淋管线及喷嘴，当储罐罐体温度过高时自动淋水装置启动，对罐体自动喷淋减温；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。

3、液氨供应泵

液氨进入蒸发槽，可以使用压差和液氨自身的重力势能实现；也可以采用液氨泵来供应。

如选择液氨泵应选择专门输送液氨的泵；为保证氨的不间断供应，氨泵应采用一用一备。

供应泵的流量按照不小于设计条件下锅炉BMCR工况液氨耗量110%选型。

4、液氨蒸发槽

液氨蒸发所需要的热量采用蒸汽加热来提供热量。

蒸发槽上装有压力控制阀将氨气压力控制在一定范围，当出口压力达到过高时，则切断液氨进料。

在氨气出口管线上应装有温度检测器，当温度过低时切断液氨，使氨气至缓冲槽维持适当温度及压力，蒸发槽也应装有安全阀，可防止设备压力异常过高。

蒸发槽蒸发能力不低于2台锅炉BMCR工况下液氨耗量的110%。

5、氨气缓冲槽（氨气积压器）

从从蒸发槽蒸发的氨气流进入氨气缓冲槽，通过调压阀减压成一定压力，再通过氨气输送管线送到锅炉侧的脱硝系统。

液氨缓冲槽应能满足为SCR系统供应稳定的氨气，避免受蒸发槽操作不稳定所影响。

缓冲槽上也应设置有安全阀保护设备。

6、氨气稀释槽

氨气稀释槽为一定容积水槽，水槽的液位应由满溢流管线维持，稀释槽设计连结由槽顶淋水和槽侧进水。

液氨系统各排放处所排出的氨气由管线汇集后从稀释槽低部进入，通过分散管将氨气分散入稀释槽水中，利用大量水来吸收安全阀排放的氨气。

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。

所选择的风机满足脱除烟气中NOx最大值的要求，并留有一定的余量。

稀释风机采用离心式风机。

在锅炉BMCR工况下所需的氨稀释到5%（体积比）以下。

稀释风机风量裕度不低于10%，风压裕度不低于20%，且稀释风机风压一般不低于3500Pa。

风机按2台100%容量（1用1备）设置。

8、氨气泄漏检测器

液氨储存及供应系统周边设有氨气检测器，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设在炉后，采取措施与周围系统作适当隔离。

9、排放系统

在氨制备区设有排放系统，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，再经由废水泵送到废水处理站。

废水泵采用自吸泵。

能将流入废水池中的全部废水排到电厂废水处理系统。

脱硝废水经处理后的排放标准达到GB8978和贵州当地排放标准的相应要求。

10、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与空气的混合造成爆炸是最关键的安全问题。

基于此方面的考虑，本系统的卸料压缩机、储氨罐、氨气蒸发槽、氨气缓冲槽等都备有氮气吹扫管线。

在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。

整个SCR法脱销系统主要装置布置图见图3-3，其工艺流程见图3-4。

图3-3：

SCR法脱硝装置布置图

图3-4：

SCR法主要工艺系统流程图

氨区工艺及辅助系统的主要功能是向SCR系统提供足够的氨气，以保证脱硝反应的顺利进行。

五、脱硝系统主要性能指标要求

1、脱硝装置在锅炉负荷波动时的适应特性

脱硝装置能在锅炉40%BMCR工况和100%BMCR工况之间的任何点运行，并能适应机组的负荷变化和机组启停次数的要求。

在燃烧设计煤种的情况下，无论烟尘含量如何变化，脱硝装置均能正常可靠运行。

装置和所有辅助设备能投入运行而对锅炉负荷和锅炉运行方式不能有任何干扰。

脱硝装置烟道和SCR反应器设计承压能力按不小于±5.98kPa考虑，最大瞬时承受压力按±9.98kPa考虑，当炉膛突然灭火或送风机全部跳闸，引风机出现瞬间最大抽力时，脱硝装置烟道和SCR反应器及支承件不产生永久变形。

2、NOx脱除率、氨的逃逸率、SO2/SO3转化率

脱硝装置的NOx脱除率不小于80%，氨的逃逸率控制在3ppm以内（标准状态，干基，过剩空气系数1.4）以下，SO2/SO3转化率小于1%；

上述3项性能保证指标的条件为：

1）燃用设计煤质；

2）锅炉40%BMCR-100%BMCR负荷；

3）烟气中NOx含量不大于1100mg/Nm3（干基，6%含氧量）；

4）脱硝系统入口烟气含尘量不大于50g/Nm3（干基，6%含氧量）；

5）NH3/NOx摩尔比不超过保证值0.805（80%效率）时。

脱硝效率定义：

脱硝率=

C1-C2

×100%

C1

式中：

C1——脱硝系统运行时脱硝入口处烟气中NOx含量（标准状态，干基，过剩空气系数1.4）（mg/Nm3）。

C2——脱硝系统运行时脱硝出口处烟气中NOx含量（标准状态，干基，过剩空气系数1.4）（mg/Nm3）。

氨的逃逸率是指在脱硝装置出口的氨的浓度。

3、压力损失

1）从脱硝系统入口到出口之间的系统压力损失在性能考核试验时不大于800Pa（设计煤种，100%B-MCR工况，不考虑附加催化剂层投运后增加的阻力）；

2）从脱硝系统入口到出口之间的系统压力损失不大于1000Pa（设计煤种，100%BMCR工况，并考虑附加催化剂层投运后增加的阻力）。

4、脱硝装置可用率

从首次通烟气开始直到最后的性能验收为止的质保期内，脱硝整套装置的可用率在最终验收前不低于98%。

脱硝装置的可用率定义：

A：

锅炉每年总运行时间，单位为小时（h）

B：

脱硝装置每年因自身故障导致的停运时间，单位为小时（h）。

5、系统连续运行温度

在满足NOx脱除率、氨的逃逸率及SO2/SO3转化率的条件下，SCR系统具有正常运行能力。

最低连续运行烟温320°C

最高连续运行烟温430°C

最低喷氨温度320°C

6、其它消耗

在BMCR工况下，含尘量50g/Nm3（湿基，6％O2）时，

1）纯氨蒸发用蒸汽480kg/h

2）声波吹灰器，催化剂吹扫用压缩空气用量0.81Nm3/min（10min平均值）

每天的吹扫频率　　　　　　　　　　　288次（10min吹1次）

主厂房区域仪用空气用量0.4Nm3/min

储氨区域仪用空气用量0.6Nm

六、分系统调试前应具备的条件

分系统调试前应对所有参加调试人员进行关于氨气相关知识教育以及基本自救和救护常识的学习。

涉氨设备在带氨运行后的试运行期间，所有人员应配备必要防护、检测设备。

由于脱硝系统整体调试和锅炉调试同时进行，应在保证锅炉系统运行安全的原则下进行。

在进行系统调试时涉及到的设备请结合设备使用说明书对设备进行操作，如本方案中有关描述与设备使用说明矛盾，则以设备使用说明为准进行相关操作。

1、氨储存与制备、供应管路系统

氨储存与制备、供应管路系统已清洗、吹扫、充氮完毕，且四个液氨储罐中的液氨的量满足单台锅炉至少7天的用氨量。

2、工艺设备系统

氨区及SCR区所有设备及分系统已单体调试合格。

包括吹灰系统、氨气吸释系统、消防及冷却系统、排污系统等。

3、电气设备系统

电气方面调试包括：

送配电系统、UPS电源系统、PLC控制、电气中央信号系统、事故照明、电气测量、电气保护、联锁、报警及自动等系统及其附属系统已调试合格。

4控制设备系统

检查并确认所有软硬件工作正常，所有仪表工作正常，设备通信正常。

控制系统已调试完毕。

4、烟气温度

锅炉运行正常，检查并确认SCR进口烟气温度在320℃~450℃之间。

七、脱硝装置整套启动前应具备的条件

1）场地基本平整，消防、交通及人行道路畅通，厂房各层地面已完成，试运现场已设有明显标志和分界（包括试运区和运行区分界），危险区设有围栏扣和警告标志。

2）试运区的施工脚手架已全部拆除，现场（含电缆井、沟）清扫干净。

3）试运区的梯子、平台、步道、栏杆、护板等已按设计安装完毕，正式投入使用。

4）厂内外排水设施能正常投运，沟道畅通，沟道及孔洞盖板齐全。

5）试运范围的工业、生活用水系统和卫生、安全设施已投入正常使用，消防系统已经当地政府消防部门检查并投用。

6）试运现场具有充足的正式照明，事故照明能及时自动投入。

7）各运行岗位已有正式的通讯装置，试运增设的临时岗位，亦设有可靠的通讯联络设施。

8）试运区的空调装置、采暖及通风设施已按设计能正常投入使用。

9）启动试运液氨、备品备件及其它必需品已备齐。

10）环保、职业安全卫生设计及监测系统已按设计要求投运。

11）保温、油漆及管道色标完整，设备、管道和阀门等已有命名和标志。

12）设备的容器内保证无杂物。

13）与脱硝装置配套的电气工程能满足要求。

14）各专业在整套启运前，应进行的分系统试运、调整已结束，并核查分系统试运记录，确认已能满足整套启动试运条件。

15）运行操作人员已经培训，确实能胜任本岗位的运行操作和故障处理。

16）施工单位已根据脱硝装置整套试运方案和措施的要求，配备了足够的维护检修人员，并有明确的岗位责任制；维护检修人员应熟悉所在岗位的设备（系统）性能，并能在整套试运组统一指挥下胜任检修工作，不发生设备、人身事故和中断试运工作。

17）施工单位已备齐脱硝装置整套试运的设备（系统）安装验收签证和分部试运记录。

18）调试单位已按部颁布《火电工程启动调试工作规定》及工程设计、设备资料，编制机组整套试运方案和措施，经试运总指挥审定，并在试运前向参与试运的各有关单位人员交底。

19）已在试运现场备齐有关运行资料如系统流程图册、控制及保护逻辑图册、设备保护整定值清册、制造厂家的设计、运行和维修手册等有关技术文件。

八、调试质量保证

调试工作严格根据国家的有关调试标准（《火力发电厂基本建设工程启动及竣工验收规程》、《火电工程启动调试工作规定》、《火电工程调整试运质量检验及评定标准》试行版-2010）和要求对设备和系统进行调整、试验。

在整个项目中建立严格的安全、质量保证体系。

调试过程中严格执行有关的计划编制、报审程序。

在实际调试时，严格按试验计划和方案执行，并现场监测、现场试验，根据调试调试手册的试验表格形式记录试验情况，并签署试验人员

九、安全保证体系

根据工程建设的总体规划，建立完备的安全管理体系，并通过监理和业主的审核。

调试组应建立安全组织机构，并在工程中做到：

1、进入现场前进行安全学习,并通过考试合格者方能进入现场

2、严格执行两票三制制度

3、配备必要的安全防护用品

4、对有危险的调试作业要采取必要的安全措施,每一项调试都要在方案措施中写明安全技术措施，做好事故预想和安全交底工作

十、监理单位

负责对调试过程中的质量、安全和进度进行监督控制，对调试过程中的信息进行管理，组织并参加调试方案、措施的讨论，参加质量验收签证，组织并参加重大技术问题解决方案的讨论，组织检查和确认进入分系统或整套试运行的条件是否符合要求，审查调试安全措施，并督促各项安全措施的落实执行。

主持审查调试计划、调试措施，参与协调分系统试运行和整套试运行工作。