烟气脱硝操作规程
发布时间：2024-07-23 10:07:37点击率：
烟气脱硝操作规程
章 工艺流程概述
本操作规程适用于山东华鲁恒升化工股份有限公司锅炉烟气脱硝系统。 燃煤锅炉燃烧过程产生的氮氧化物污染物主要包含NO和NO2，其中NO占95%以上，NO2占5%左右，工程上统称为NOx。NOx具有毒性，当浓度达到一定值后会对人体器官产生强烈刺激作用，此外，NOx还参与光化学烟雾和酸雨的形成。去除NOx的终目的主要是控制和减少大气中酸雨或酸雾的形成。选择性催化剂还原（SCR）法是使用还原剂（氨），利用催化剂使NOx还原成氮气（N2）和水（H2O）。本系统采用SCR法脱硝工艺，催化剂采用蜂窝式，放置在烟气系统中的SCR反应器中。烟气系统中放置催化剂的位置是由烟气温度、适宜的烟气流动方向和可利用的空间决定的。烟气从锅炉上级预热器出来后通过SCR反应器入口烟道进入SCR反应器，在SCR反应室入口烟道上设置有氨气喷射栅格（AIG），将氨/空气混合气体均匀的喷射到SCR反应室入口烟道中，使喷入的氨气能与烟气中的NOx充分混合，为了保证烟气能垂直的通过SCR反应室床层，在烟道转弯处均设置有烟气导流板，烟气通过导流板后均匀分布并流过催化剂层，在催化剂的作用下，NH3与NOx发生还原反应，生成无二次污染的N2和H2O，随烟气流经锅炉锅炉低温段省煤器，低温段空预器、除尘器、脱硫装置后，进入烟囱排放。从氨区输送过来的氨气与稀释空气在氨/空气混合器中混合均匀后，通过喷氨格栅注入SCR反应室入口烟道中。在催化剂存在条件下，反应温度在300～420℃之间时，SCR法烟气脱硝工艺的主要反应方程式如下：4NO+4NH3+O2 → 4N2+6H20 （4-1）2NO2+4NH3+O2 → 3N2+6H2O （4-2）NO+NO2+2NH3 → 2N2+3H2O （4-3）其中式（4-1）和（4-3）是主要的反应过程，因为烟气中90％以上NOx是以NO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。整个SCR区脱硝系统主要由以下部分组成：催化剂、反应器、烟道和氨存储和供应系统等。本系统一台机组同步脱硝，1台锅炉1个反应器，每个反应器安装二层催化剂，每层布置24个模块，共计48个催化剂模块。SCR反应器及烟道的布置是根据电厂提供的锅炉尾部布置图及相关条件进行设计。本脱硝系统采用一个垂直布置的反应器，反应器的截面为11650×4000。反应器内设计四层催化剂安装空间，安装二层催化剂，备用层用于已装三层催化剂活性不能满足要求时安装。催化剂模块通过电动葫芦提升到反应器所需层平台上，并通过每层的催化剂安装门进入反应器，催化剂在反应器内的移动通过手动推车和手动葫芦进行。在每层催化剂上方均安装了一排声波吹灰器，用于保持催化剂的清洁。学习锅炉知识，请关注微信公众号锅炉圈预留催化剂层也提供了一层吹灰器预留位置，暂不安装，直到预留层安装时才安装此层吹灰器。在SCR反应器侧面均设置了人孔门，用于检查人员周期性的对催化剂巡检。SCR反应器中，催化剂层间的压力差可以测量及并传输到电厂DCS中连续监视。SCR反应器出口烟道由于结构空间限制，不设置灰斗。烟道主要是用来连接上级空预器出口及反应器入口及反应器出口到低温省煤器到下级空预器入口的装置。烟气系统设计中布置了导流板，用于使烟道中的压力降到较低水平。喷氨格栅（简称AIG），每个烟道布置两侧，每侧布置12根，采用3排布置。氨/空气混合气体通过AIG管道及喷嘴，喷入到烟道中。喷入的氨量可进行分区域控制。每根喷氨管及喷嘴前设置有一块防磨板，用于保护管子和喷嘴。防磨板同时也起到了使烟气与氨气充分混合的效果。SCR入口的NOx、O2含量通过分析仪来监视。NOx、O2分析仪读此数据信号传输到电厂DCS上显示，并参与脱硝系统计算与控制。在每个反应器入口烟道上，布置了3个热电偶，用于监测入口烟道的温度。SCR出口烟道上布置有NOx、O2分析仪。NOx、O2分析仪数据信号传输到电厂DCS上显示，并参与脱硝系统计算与控制。氨流量控制启停和锅炉运行状况有关，在DCS中，根据锅炉负荷计算出NH3/NOx摩尔比作为调节氨喷射量的参考值。为保证系统安全有效的运行，氨喷射系统至少与下列条件连锁：每一层催化剂上方均安装二套声波吹灰器。二层声波吹灰器安装在安装的二层催化剂上方。声波吹灰器以从锅炉房输送来的压缩空气为介质，用于吹扫催化剂表面及角落的灰尘。声波吹灰器的启停顺序可在DCS中设定，也可以远程操作某个吹灰器的启停。每台锅炉独立运行。安装2层时，单台锅炉运行方式如下:每个声波吹灰器每5min发声10s.同层相邻两个声波吹灰器为一组,同时发声，一组发生10s后，间隔60s，下一组开始发生，依次进行，循环反复。锅炉启动时,开启声波吹灰系统自动运行程序.锅炉停止时,声波吹灰系统停止运行。每个反应器入、出口烟道都设置一套Nox监测系统用于测量烟气中NOx含量，NOx含量送至DCS用于NH3/NOx摩尔比的设定和参考氨喷射量调节。
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此温度为SCR入口连续运行温度（290为“L”报警温度，到此温度时会立即停止喷氨）。
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为连续安全运行，SCR烟温应低于此指示温度。如果超过此温度，催化剂性能会有所下降。420℃为高温报警温度。SCR反应器连续承受运行温度420℃不小于5小时，而不产生任何损坏。
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由于电厂燃烧煤质会有变化，煤质中的硫含量对催化剂的影响较大，也影响到脱硝运行的温度，故为保证脱硝系统安全运行，保护催化剂及下游设备，在以上温度范围内时，投运脱硝系统。
第二章 岗位制度和联系
1.1严格交接工艺指标执行情况，设备运转、跑、冒、滴、漏和现场卫生情况。1.2交班者应稳定操作，工艺指标均在控制范围内，为下班创造良好的生产条件，写好交班记录。并有责任向接班者如实交待本班生产及事故情况。1.3接班者应提前20分钟进入岗位，进行全面检查，查看记录，了解情况。接班者有权询问生产情况和事故处理情况，并向班长汇报。1.4交接班出现不正常情况，处理事故和进行重大操作时，不得交接班，但接班者可在当班班长的统一指挥下协助工作，待事故处理或重大操作告一段落，交接双方协商经班长同意后，可进行交接班，并做好记录方可交接班。1.5岗位工具及防护用具，应妥善保管和交接，丢失或外接应做好记录以便查找。1.6在交接班过程中要严格执行“三交”、“五不交”制度（三交：口头交待；书面交待；现场交待。）、（五不交：大型操作未告一段落或异常事故处理未结束；设备保养及定期切换工作未按要求做好；环境及设备卫生不清洁；各项记录、车间所用工具（安全用具、试验仪表、消防器具）不齐全，仪表、设备等损坏未查明原因；接班人醉酒或精神不正常）。1.7交接班时，如发生意见分歧，应向班长汇报，由双方班长协商解决，不得在班中吵闹。2.3与电气、热工、检修联系，搞好设备维护，保证设备正常运行。2.4发生故障、事故及时向班长、值长汇报，做好工作联系。3.1根据记录表所列项目，定时检查，按时记录。根据检查情况，综合分析，随时掌握操作动向，以便及时调整。3.3对突然出现的不正常响声和气味，应及时查找原因及时解决。并向上级汇报，以免酿成事故。3.4正常生产中应检查仔细，确保各设备、管线、阀门、仪表、电器的完好。3.5保证压力点、测温点的清洁灵敏。杜绝跑、冒、滴、漏。在不影响生产的情况下，搞好环境和设备卫生。
第三章 工艺指标
锅炉BMCR工况脱硝系统入口（省煤器出口）烟气成分
*1:在下列条件下，对Nox脱除率、氨的逃逸率、SO2/SO3转化率同时进行考核：b)脱硝装置入口烟气中NOx含量300 mg/Nm3（干基，6％O2）；c)脱硝装置入口烟气中烟尘含量_30_ mg/Nm3（干基，6％O2）；*2:从脱硝系统入口到出口之间的系统压力损失 （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）。*3:催化剂寿命保证值：从通烟气开始到更换或加装新的催化剂之前。
第四章 系统操作
在启动脱硝系统之前，必须先配置好各系统的设备，并检查各系统设备的安装情况。
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·确定所有的控制和监测装置均正常运转，均被校准并均正确的连入到系统中；
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在SCR系统运行前需确认下列所有的回路和子系统，以保证系统的平衡运行。
我方提供的SCR系统在整个运行过程中依靠自动操作，在锅炉启动前需确认下列DCS控制系统。
在系统启动后，电厂工作人员需对整个系统进行巡检，并进行检查运行状态。
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·检查稀释风机运行正常，没有不正常噪音和过度的振动；·确认自动开关阀门的状态与阀门清单上的操作状态一致。
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当锅炉引风机启动后，稀释风机自动启动。当SCR反应器入口烟温高于运行温度时，开始注入氨，这时氨管道的关断阀自动开启并开始注氨，SCR出口的NOx量会逐渐的降低。随着锅炉负荷的下降，SCR反应器入口烟温也随之降低。当入口烟温降低到运行烟温时，氨的注入会被立即切断。稀释风机会一直运转直到锅炉停止，以防止氨喷嘴被烟气中的灰尘阻塞。
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紧急停止程序仅在一种紧急情况下应用，需要立即切断氨向烟气中的喷射。这需要关闭所有自动阀门及转动的装置。此过程并不考虑过程的稳定性。程序必须配置一个完整的系统复位和自动重启功能。
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在正常运行过程中，紧急停止程序通过DCS控制实现。一旦紧急停止程序启动，氨的注入将立即停止。在系统复位后，将SCR系统重新运转之前，必须将所有的控制设置到自动状态。如果系统停止运行一段时间，必须对系统进行一次完整的冷启动。
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立即停止稀释风机的运转，会造成人身安全的问题。所以在与任何其他连接的设备操作之前，稀释风机需要将管线吹扫至少5分钟，以保证管线内向大气中排放的氨气浓度为0。
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随着紧急停止开始，稀释风机的电源供应也随之停止，但由于惯性，风机的叶轮还会旋转几分钟。因此，风机依旧具有危险性，只有到叶轮完全停下来，且风机电机已绝缘隔离后才可进行维护工作。
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独立的自动元件有时也可采用手动操作，但这时，所有的安全联锁和报警均不起作用了。这样操作的种类仅依靠人手动操作，仅在进行独立的设备维修时采用。
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系统中设备在手动操作模式下，自动关断、正常的安全联锁信号或紧急停止程序将不起任何作用。只有在需要时，才使用手动模式操作。
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除了氨的流量，氨的分布对整个脱硝系统运行也是非常重要的。为了获得合适的氨的分布，需要确定下列过程：从分配总管的连接的分支管道内，氨气的流量需要平衡分布，这通过调节分配管道上的阀门来实现。每一根支管上装有一个流量孔板，通过测量孔板前后的压力差可知每根支管的氨气流量是否大致相等。一般来说，这些支管上的阀门通常处于全开位置。学习锅炉知识，请关注微信公众号锅炉圈如果出口烟道NOx分布不均匀，则说明了氨/NOx摩尔比是不平衡的。这样就需要调整支管路上的手动调节阀门，使SCR反应器出口烟道内的NOx分布尽可能的平衡。若氨分配管内氨气均衡分布，则不需再调节阀门，除非系统参数已被修正。AIG喷嘴如果发生堵塞，同样会造成氨气分布不均衡。在这种情况下，就需要对堵塞的喷嘴进行处理，以保证在正常运行状态。下列因素也会影响到NOx脱除率，建立正确的操作习惯是非常重要的，以避免任何情况下有减少催化剂寿命的情况发生。1、如碱性物质和含有碱性物质的灰会堆积在催化剂表面上，这会削弱催化剂的活性，导致SCR反应器出口烟道的NOx和NH3的含量增加。这样，应特别注意，不允许有此类有毒物质进入SCR反应器，尤其是钾和钠碱性物质。2、因为催化剂在长时间潮湿的环境中，性能会下降，因此在任何会导致反应器进水的情况下（如锅炉清洗），催化剂模块表面需要采取防水措施。3、为了防止任何外界物质进入反应器，任何时间对SCR上游烟道进行检修后，在催化剂装入反应器内前，应保证SCR上游烟道清洁。4、的安装催化剂时间应在烟风系统调试完成后，且应保证上游系统中已清理干净，避免造成催化剂堵塞。在正常的操作过程中，需要检查下列项目，数据也要定期进行人工记录（记录间隔时间与锅炉同步）。如果有任何明显的变化出现，需要采取一定措施对参数进行修正。
第六章 监视和维护
持续的监视和评估系统的性能是确定设备是否需要维护和修理的的方法。关于催化剂，需要监视它的性能有无过度劣化，我们强烈推荐监视，确定造成过度劣化的原因并加以调整。在所有的设备均按正常程序操作，运行条件在设计状态下运行，此时可以监视催化剂性能，在停机后取出催化剂检测单元送到试验室进行更进一步的性能检测。在锅炉停炉期间，通过每层催化剂上方的人孔门来监视反应室内部催化剂层清洁情况。在反应室内任何时间都需要安全防护，这包括正确的照明、O2监视、温度监测、安全带等，所有的这些需安全操作。1、确认所有的催化剂模块是整齐的按照初始安装位置放置在反应室内；2、确认催化剂模块内每一个单元是完整的，没有断层或倾斜；如果催化剂孔道中有阻塞，就会减少有效的烟气流通面积。催化剂通道及表面的任何阻塞物都应用压缩空气去除，以减少催化剂磨损。千万不能用水或其他溶剂对催化剂冲洗。确保催化剂单元没有严重的损害（破碎、裂缝、显著脱色等）。学习锅炉知识，请关注微信公众号锅炉圈造成催化剂损害的原因应正确分析并修正。如果有大面积的催化剂单元被损害，则必须更换掉。确认所有的密封条是完整无缺的，松动或损坏的密封条需要被修补好。如果所有的系统检查和上述所有的监视情况，都不能解释催化剂的性能还是很差的原因，那这时有必要将催化剂样品送到试验室检验。通过烟道上的人孔门来监视烟道内部磨损情况，在烟道内任何时间都需要安全防护，这包括正确的照明、O2监视、温度监测、安全带等，所有的这些需安全操作。1、确认所有的烟道内撑杆状态是否良好，若磨损严重需及时更换；2、确认烟道内导流板状态是否良好，若磨损严重需及时更换；3、确认烟道内喷氨格栅状态是否良好，若磨损严重需及时更换，若堵塞需及时疏通。在SCR法脱硝过程中，由于烟气中存在灰分和重金属等其它污染物，会引起催化剂的失活。对于失活催化剂依次考虑的处理方式清洗、再生和废弃处理。对于失活催化剂依次考虑的处理方式清洗、再生和废弃处理。1）对于结构完整有部分孔道堵塞但仍有较高活性的催化剂，一般由专业厂家采用专用设备进行清洗回用；工人在搬运过程中要佩戴好防灰防尘的防护口罩和手套。皮肤不直接和废弃的催化剂接触。2）对于结构完整但活性不高的催化剂，一般由专业厂家采用专用设备进行再生处理，经检验合格后继续使用；工人在搬运过程中在操作时要佩戴好防灰防尘的防护口罩和手套。皮肤不直接和废弃的催化剂接触。3）对于结构不完整，活性低、没有再生必要的失活催化剂，按废弃处理。废弃的催化剂由专业公司或催化剂厂家进行回收处理。在需要时可以考虑与催化剂供货商联系，详见《催化剂运行与维护手册》。注意：在安装催化剂之前，应先通风吹扫烟道，以清除灰尘及杂屑。安装催化剂的时间，应该是燃烧调试完成之后。由于燃烧调试可能出现频繁的锅炉启停，将可能导致燃油对催化剂的污染。而在无油或者少油点火燃烧调试的时候，又容易产生大量的未燃尽的煤粉随烟气流向反应器，附着在催化剂上，堵塞催化剂表面，导致催化剂失活，更严重的是附着的煤粉使催化剂存在烧结的风险。1)催化剂正常的连续运行烟温为298℃～410℃ ，正常的连续运行烟温为420 ℃，温度小于300℃或大于420℃关喷氨速关阀。3)燃烧器必须按照制造商提供的运行指导手册运行，小心控制燃烧状态，避免由于不完全燃烧而产生大量的可燃物。4)除了点火和主燃烧器熄火外，燃油点火器不应连续单独运行。燃油点火器不应用于为燃烧器运行服务外的其他目的。为使产生的油雾小化，一旦点火失败，立即关闭燃油点火器，进行通风将烟道吹扫干净，然后进行重新点火。5)锅炉启动时维持适当的过量空气是非常重要的，它能在锅炉启动和停机时有效降低烟气中的可燃物（油雾，未燃烬碳等）的产生，对于过量空气系数的要求参见锅炉供货商的要求。1) 监视燃料系统仪表：注意燃料流量计、燃料压力表、炉内烟气检测器和CO分析仪的显示变化。通过炉内烟气检测器的报警或燃料流量计、燃料压力表的显示变化，发现有异常情况，应立即采取措施（锅炉制造商提供的应对措施）防止燃料泄漏。2)监视SCR脱硝系统仪表：仔细监视SCR脱硝装置仪表，如果黏附在催化剂上的可燃物开始氧化，烟气的特性可能发生变化，参见表1异常情况。通常可通过安装在SCR烟气系统上的O2分析仪和热电偶来监测数值变化。机组停机后，监视这些仪表是否有异常情况发生。
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由于可燃物的氧化而产生热量，使反应器中烟气温度保持稳定或升高了。
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1）燃烧器跳闸：如果锅炉或燃烧器跳闸时，应用大于25% BMCR的空气量至少吹扫5分钟。跳闸期间，燃料有可能会落入到SCR脱硝装置中，应尽可能早地用空气将催化剂冷却到50℃以下。2）消除可燃物的操作：如果烟气中产生的未燃烬可燃物（如燃油启动时在油雾中含有较高的未燃烬碳）黏附在催化剂上，且SCR催化剂处于“热封炉”状态，那么黏附在催化剂上的可燃物可能会发生氧化，使催化剂温度升高，从而导致催化剂热损坏。学习锅炉知识，请关注微信公众号锅炉圈因此，特别是在启动和停机期间，监视锅炉的运行状态避免产生未燃烬可燃物是非常重要的。万一在脱硝装置内发现可燃物的沉积，沉积物的自燃或过热，任何情况下都不能进行通风或任何增加氧的含量的措施。根据电厂的现有条件，脱硝装置必须有惰性保护气体（含有尽可能低氧含量和低可燃物质含量的烟气）和在可控制的方式下能够将脱硝装置冷却至温度远低于280 ℃以下的措施。在反应器的温度冷却到低于280℃前，严禁对反应器通风。禁止直接用水灭火或冷却。可燃物的氧化是一种放热反应，能加热SCR反应器中的空气。用安装在反应器进出口上的温度计检测这种温度的异常变化。伴随着可燃物氧化的温度上升会产生NOx、SOx和CO。 如上所述，当向含有高未燃烬碳的飞灰供应空气时，可能会发生爆炸。因此，为了不向未燃烬可燃物供应空气，确定关闭所有空气源的挡板门。充分冷却催化剂后再进入反应器。预防催化剂热损坏的方法是降低蓄积在催化剂上的可燃物。(1)保持良好的燃烧状态，尽可能降低可燃物的产生（如油雾和未燃烬碳）。(2)运行和热封炉期间至少需检测和记录如下数据以便及早发现异常情况（脱硝装置运行期间推荐的监测记录见运行与维护手册）：l 锅炉烟气成分(NOx、 O2、 CO、SO2等)。(3)定期和在如下场合时测量烟气中飞灰浓度以及飞灰含炭量：如果在催化剂上积有飞灰，应用干空气或真空机进行吹除。l 停机期间，如果在催化剂上积有飞灰，应用干空气或真空机进行吹除；吹扫催化剂的大压缩空气压力可选用9 kg/cm2，吹扫催化剂的方向是沿着催化剂内部表面方向，喷气口的方向与催化剂表面垂直。l 如果燃料或其他情况影响了燃烧状态，要时间分析积在催化剂上的飞灰数量和飞灰特性（如飞灰含碳量和粒径等）。
第七章 系统故障及排查
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