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脱硝技术问答100题(三)

来源:北极星大气网

二、运行操作篇


38 我厂#4机组烟气脱硝配置特点?


答:我厂#4机组烟气脱硝采用选择性催化还原法(SCR法)工艺,是一种干法脱硝工艺,反应器采用高飞灰布置方式,位于省煤器与空预器之间。催化剂为株式会社日立制作所生产的板式催化剂。用液态纯氨作还原剂,与烟气中的NOx进行反应生成氮气和水,从而降低烟气中的NOx排放。


4号机组烟气脱硝工程选用SIEMENSPCS7控制系统,采用可编程序控制器PLC加上位机控制方式,配有两台上位机操作电脑,一台为工程师(ES)站,一台为操作员站(OS),两台电脑都为单站结构,能够独立工作。并设置有脱硝系统PLC冗余控制主站、脱硝控制系统电源分配柜、SCR远程I/O站、氨区远程I/O站。


其中电源分配柜电源来自两路,一路常用电源接自氨区MCC,另一路备用电源引自400V除尘MCC4A段(控制中心),通过设置在电源柜内的双电源切换装置分配给各个用电负荷。UPS电源装置设在控制电源分配柜内,主要提供PLC、上位机、现场仪表阀门及氨气泄漏报警器等负荷的用电。通过设置在SCR远程I/O站机柜内的MODBUS模块(冗余)可以实现与主机DCS的通信。


39 我厂#4机组SCR的设计参数?


答:我厂SCR的设计条件下参数为:反应器压缩(附加层催化剂之前):81.6mmH2O(即800Pa);脱硝效率≥80%;出口NOx(干基)≤50.4ppm;NH3逃逸率(干基)≤3ppm;氧量基准值6%;NH3/NOx摩尔比≤0.812;SO2/SO3转化率≤1.0%(at365℃)。


40 我厂SCR的工艺流程?


答:我厂的SCR工艺流程为:还原剂液氨用罐装卡车运输,以液体形态储存于氨罐中;液态氨在注入SCR系统烟气之前经由蒸发器汽化,汽化的氨和稀释空气混合,通为喷氨格栅喷入SCR反应器上游的烟气中;充分混合后的还原剂和烟气在SCR反应器中催化剂的作用下发生反应,生成N2和H2O,去除烟气中的NOx。


41 我厂SCR脱硝系统的主要设备有哪些?


答:我厂SCR系统主要由脱硝反应系统、氨制备及氨储运系统和其他输助设备组成。其中脱硝反应系统由SCR反应器、喷氨系统、氨气/烟气混合器、稀释风机等组成;液氨储运系统包括卸料压缩机、氨储罐、氨蒸发器、缓冲罐等;SCR其他输助设备和装置主要包括SCR反应器的相关管路和吹灰装置等。


42 氨系统运行需注意那些要点?


(1)由于氨气的毒性和易燃易爆性,为了确保氨系统能够安全稳定的运行,液氨卸料和氨蒸发器投运和停运,以及氨蒸发器互相切换,必须严格按照操作票进行操作;


(2)氨稀释槽和废水池中的氨水,受热后会挥发氨气,为了避免因高浓度的氨水挥发大量的氨气,影响氨区工作人员的身心健康,因此应该定期将稀释槽和废水池中的含氨废水排出,用废水排至废水处理系统进行处理;


(3)应该定期检查氨系统(氨泄漏检测仪),保证氨系统的严密性;


(4)氨系统检修前后,需进行氮气置换;


(5)由于氨蒸发器原设计原因,为了防止氨蒸发器出现冷热分层现象,在氨蒸发器运行时,应该保持氨蒸发器的工艺水疏放阀和入口阀一定的开度,使氨蒸发器内的热水实现开始循环。


43 催化反应系统运行需注意那些要点?


(1)反应器声波吹灰系统的稳定运行对于机组和脱硝系统的安全稳定运行极为重要。因此无论是否喷氨,在锅炉引风机运行以后,就应该把声波吹灰系统顺控投入运行,当锅炉需要进行检修时,在引风机停运后方可把声波吹灰系统停运;


(2)声波吹灰系统在每一个反应器的每一层的就地管路上都有一个压力调节阀,应该把压缩空气的压力调整在0。5MPa,日常巡捡时应该检查该压力是否在0。5MPa左右,否则应该进行调整;


(3)稀释风机产生的稀释风不但起稀释氨气的作用,同时还具有防止AIG喷嘴堵塞的作用。因此,无论是否喷氨,在锅炉引风机投入运行之前,就应该把稀释风机投入运行,在锅炉引风机停运后,方可停运稀释风机;


(4)为了防止压缩空气中的水分腐蚀声波吹灰器的鼓膜,应该定期对声波吹灰器压缩空气缓冲罐进行排污。


(5)脱硝混合系统中所有手动碟阀的开度在调试过程中都进行了调整和确认,因此运行人员应该记录并标记所有手动碟阀的开度位置,并且在日常运行时,不要随意调整这些阀门的开度位置,以免影响脱硝系统的正常运行;


(6)为了保证脱硝系统的安全稳定的正常运行,进入反应器内的烟气温度不能过高,也不能过低。催化剂的正常工作温度为290℃-420℃,只有当烟气温度高于290℃且低于420℃时,方可向反应器内喷氨,当反应器烟气温度高于420℃时,应该对锅炉进行调整,以免催化剂发生高温烧结,从而导致催化剂活性迅速降低;


(7)应当对反应器进口温度和空预器进口温度进行关注,尤其是在机组启停阶段。当空预器进口温度远大于反应器进口温度时,就表明很有可能在反应器内发生了再燃现象,此时应该及时向脱硝技术供应商BHK进行咨询,以便采取适当措施;


(8)在正常情况下,锅炉满负荷运行时,反应器压差应该小于350Pa,若反应器压差过大,应引起注意,当反应器压差高于400Pa时,应该及时向脱硝技术供应商BHK进行咨询,以便采取适当措施;


44 我厂液氨蒸发器的结构是什么样的?


答:我厂液氨蒸发器是螺旋管式的,管内为液氨,管外为温水浴,以蒸汽喷入水中将水加热自42℃,再以温水将液氨汽化,并加热至常温。通过控制蒸气调节阀使液氨蒸发器水温保持在42℃,当水温超过45℃时则切断蒸汽截止阀。蒸发器前进氨管路上装有压力控制阀将氨气压力控制在0。15MPa,当出口压力达到0。2MPa时,切断进氨截止阀。


45 简述我厂4号炉SCR反应区工艺流程?


答:我厂4号炉SCR反应器位于锅炉下游的烟道上,氨喷射格栅位于反应器上游的烟道上;因此,在反应器入口处,通过导流板,能使氨气/空气混合气体在烟气中均匀分布。在反应器中,氨与烟气中的NOx发生反应,生成氮气和水;然后烟气进入空预器进行热交换后进入除尘器


46 我厂4号炉SCR反应器有什么特点?


答:我厂4号炉配有两个反应器。每个反应器中催化剂共有120块,分两层布置,每层布置12X5。初始催化剂体积为301m3/反应器。催化剂类型为板式。催化剂由1mm厚、间距7mm的催化剂元件组成,由日立提供。催化剂元件包含支撑板,在其上涂有表面有活性催化剂成分的二氧化钛载体。在每层催化剂上方装有催化剂测试片及其支架,可定期取出催化剂测试片进行试验测试,用来判断催化剂的运行情况。


为了防止烟气的飞灰在催化剂上沉积,堵塞催化剂孔道,在每层催化剂上安装了4个声波吹灰器,吹灰介质为压缩空气。为了防止烟气中的大颗粒飞灰在催反应系统内积聚,在每个催化反应器的进口烟道底部安装了1个灰斗,同时有4个压缩空气喷嘴,可以将积聚在进口烟道上的飞灰吹入灰斗。在催化反应器的底部还安装有3个灰斗,用来收集反应器内部的飞灰。


47 我厂4号炉SCR反应区压缩空气接自何处?


答:我厂4号炉SCR反应区吹灰所需的压缩空气由全厂检修用压缩空气系统供应,一般耗气量为360Nm3/h;SCR区催化反应器附近所需的仪用压缩空气由4#炉仪用压缩空气目管接出,主要用于气动阀和仪器仪表的反吹,平均耗气量为1.0Nm3/min。


48 我厂4号炉SCR氨气喷射系统有什么工艺特点?


答:氨储存和蒸发系统为脱硝系统提供氨气,氨耗量随进口NOx值由氨流量控制阀来控制。氨气进入混合器后与稀释空气混合,(比例为19:1,以避免混合气体发生爆炸;在检修停止供氨时推荐用氮气吹扫管道中残留的氨气)。氨气在混合器和管道中与空气混合后,进入氨分配总管。


氨/空气喷射系统包括供应支管,喷嘴格栅和喷嘴。每个供应管道上都装有手动节流阀和流量孔板,通过调节可获得氨气在烟气中更均匀的分布。根据烟道中烟气取样分析得出NH3和NOx的分布值,据此来调节节流阀。氨喷射格栅安装在反应器前的竖直烟道中。氨喷射格栅包括格栅管和喷嘴。根据NOx浓度分布调节各个喷嘴的氨气/空气混合气体流量


49 简述我厂SCR控制系统的基本原理?


答:通过反馈控制提供氨量,保持出口NOx值恒定。进口NOx浓度和烟气流量的乘积为NOx流量信号,然后此信号与所要求的NH3/NOx摩尔比(取决于脱硝效率)相乘得到氨耗量信号。氨流量计算出后将信号送到控制器中,与实际氨流量进行比较。对误差信号进行PI调节,调整氨流量控制阀的开度。如果由于联锁失效而不能调节喷氨,则立即关闭氨流量控制阀。


50 我厂SCR系统供氨控制有什么特点?


答:我厂SCR系统供氨控制系统对氨流量用温度和压力因子进行修正。进口NOx信号送入控制器,根据程序计算氨流量。用氨流量控制阀控制氨流量,从而控制器能保持出口NOx的浓度值。在氨供应管道上有一个紧急切断阀。如联锁条件(烟气温度低于286℃或氨气稀释比例高于14%任何一条)满足,将关闭切断阀,保证安全运行,防止催化剂损坏。


51 我厂SCR系统稀释空气的供应控制有什么特点?


答:稀释风机提供到混合器中的稀释空气,流量可用手动挡板进行控制,一旦设定好空气流量,将不再随锅炉负荷进行调节。根据氨气占整个混合气体的比例约5%,计算稀释空气的流量。在低负荷或低NOx值时,氨气浓度将低于5%。将空气流量信号与氨流量信号相比得出稀释比例,以控制在爆炸极限范围内。在混合器上游的氨气管道上设有止回阀,防止倒流。


52 我厂SCR系统氨气/空气混合气体的供应控制有什么特点?


答:氨气与稀释空气在混合器中混合,然后混合气体进入分配总管,接着进入各喷氨支管。每个支管上都有手动节流阀和流量孔板,以保证混合气体能均匀地喷入到烟气中。


53 氨区由那些设备组成?


答:氨区作为脱硝供氨系统,主要包括液氨储存、氨气供应、废气排放和氨气泄漏报警等部分组成。


54 液氨储存由那些设备组成?


答:液氨储存主要包括两个液氨储罐和两台卸料压缩机(一用一备)。液氨储罐进口气动切断阀、液氨储罐气出口气动切断阀及卸料压缩机主要用于液氨槽车卸氨至液氨储罐,由现场卸氨人员在就地控制箱上操作,不参与顺控和连锁。


55 氨气供应系统由那些设备组成?


答:氨气供应主要包括两台液氨蒸发器分别对应两台氨气缓冲罐,系统为一用一备。蒸发器采用水浴的原理,运行时通过调节蒸发器气动调节阀来保证水温控制在42℃(首次启动前应将液氨蒸发器加满水),通过调节蒸发器进口气动调节阀来保证液氨蒸发器出口、缓冲罐达到正常设计压力。


56 氨气泄漏检查和喷淋装置作用?


答:在液氨储罐A、液氨储罐B、液氨蒸发器及氨气缓冲罐A/B、卸氨槽车处设置有氨气泄漏检查仪和喷淋装置。在投自动控制情况下,当出现液氨储罐压力≥1.485MPa或液氨储罐温度≥40℃或任一氨泄漏监测器氨浓度≥20ppm现象时,就地喷淋装置将自动启动开始喷淋,从而达到降温或者控制泄漏量的作用。


57 氨区废水池的作用?


答:氨区设置有氨气吸收罐、废水池和废水泵。当液氨储罐、液氨蒸发器、氨气缓冲罐氨区阀动作时,或者罐体和管道置换时,排出的气体经氨气收集总管进入氨气吸收罐溶于水后流至废水池,通过废水泵,打往化学区域的酸碱废水暂存水池。


58 为何液氨蒸发器的水源要保持流运状态?


答:这是由于氨蒸发器原设计原因,为了防止氨蒸发器出现冷热分层现象,在氨蒸发器运行时,应该保持氨蒸发器的工艺水疏放阀和入口阀一定的开度,使氨蒸发器内的热水实现流动循环。


59 液氨蒸发器水温是如何控制的?


答:通过控制蒸发器气动调节阀阀门开度大小,来调节进入液氨蒸发器中的过热蒸汽的流量,从而达到控制液氨蒸发器热水温在42℃左右的目的。每台液氨蒸发器蒸汽正常流量为300kg/h。


60 液氨蒸发器出口氨气压力是如何控制的?


答:通过控制蒸发器进口气动调节阀阀门开度大小,来调节进入液氨蒸发器中的液氨流量,从而达到控制液氨蒸发器出口氨气压力、缓冲罐压力在0.15MPa左右的目的。液氨进口调节阀正常流量为360kg/h。


61 4号机氨区所用的压缩空气、蒸汽和水分别取自哪里?


答:氨区仪用气接自4号机主机仪用气母管,主要用于气动阀,平均耗气量为1.2Nm3/min;氨区蒸发器所需蒸汽由4号炉锅炉空预器吹灰用蒸汽管道上接出(辅汽至空预器吹灰手动门后,电动门前),一般耗蒸汽量为0.3t/h;氨区所用水源来自4号机组主机一次风机旁杂用水,一般耗水量为75t/h。


62 声波吹灰系统的运行规定有哪些?


答:1)、反应器声波吹灰系统的稳定运行对于机组和脱硝系统的安全稳定运行极为重要。因此无论是否喷氨,在锅炉引风机运行以后,就应该把声波吹灰系统顺控投入运行,当锅炉需要进行检修时,在引风机停运后方可把声波吹灰系统停运;


2)、声波吹灰系统在每一个反应器的每一层的就地管路上都有一个压力调节阀,应该把压缩空气的压力调整在0。5MPa,日常巡捡时应该检查该压力是否在0。5MPa左右,否则应该进行调整;


3)、为了防止压缩空气中的水分腐蚀声波吹灰器的鼓膜,应该定期对声波吹灰器压缩空气缓冲罐进行排污。


63 稀释风机应在何时投运和停止?


答:稀释风机产生的稀释风不但起稀释氨气的作用,同时还具有防止AIG喷嘴堵塞的作用。因此,无论是否喷氨,在锅炉引风机投入运行之前,就应该把稀释风机投入运行,在锅炉引风机停运后,方可停运稀释风机;


64 催化反应系统对烟气温度的要求有哪些?


答:为了保证脱硝系统的安全稳定的正常运行,进入反应器内的烟气温度不能过高,也不能过低。催化剂的正常工作温度为290℃-420℃,只有当烟气温度高于290℃且低于420℃时,方可向反应器内喷氨,当反应器烟气温度高于420℃时,应该对锅炉进行调整,以免催化剂发生高温烧结,从而导致催化剂活性迅速降低;


65 脱硝混合系统中的手动碟阀是否可以调整?


答:脱硝混合系统中所有手动碟阀的开度在调试过程中都进行了调整和确认,因此运行人员应该记录并标记所有手动碟阀的开度位置,并且在日常运行时,不要随意调整这些阀门的开度位置,以免影响脱硝系统的正常运行;


66 SCR反应器进出口差压应在什么范围?


答:在正常情况下,锅炉满负荷运行时,反应器压差应该小于350Pa,最高不超过400Pa。


67 SCR设置灰斗的作用?


答:BMCR工况下省煤器出口烟气流速设计为9.7m/s,省煤器灰斗除灰占总灰量的5%,烟气在SCR的流速为5.0m/s左右,势必形成一定的积灰,为保证SCR内的催化剂的催化效果,在SCR内配置的吹灰器将把积灰吹入空预器,因此,在保留省煤器灰斗的基础上,在SCR后布置灰斗。此外投运SCR后,逃逸的氨(氨的逃逸率一般控制在3ppm以下)在230℃时与SO3产生化学反应形成NH4HSO4,NH4HSO4具有粘性,在空预器内会形成堵灰和腐蚀,SCR灰斗的设置可以减少进入空预器内的灰份,这对空预器的安全运行是十分有利的。


68 氨区设备的正常运行维护内容?


答:1)、每月对水喷淋系统的功能进行一次检查并试验正常;


2)、定期对各安全阀的氨泄漏情况进行检查;


3)、调节阀和切断阀每班都要检查以下方面:阀门功能是否正常、压力、温度设定是否正确、有无泄漏情况。


4)、管道在运行期间要检查泄漏和振动情况;


5)、卸料压缩机系统检查内容:曲轴箱油压、曲轴箱油位、压缩机进出口压力、气液分离器排液每天一次;6)、废水泵轴承润滑油油位正常;


7)、液氨蒸发器、氨气缓冲罐、氨气吸收罐完整无泄漏;8)、蒸发系统每半月切换一次。


69 蒸发器投运操作步骤?


答:(以投运由液氨储罐A供应液氨的蒸发器A为例)


1)确认氨区给水总管就地压力表压力显示在0。2~1。0MPa之间,供往氨区的蒸汽压力在0。8Mpa左右、温度不高于350℃,供往氨区的仪用空气压力在0。7Mpa左右。


2)确认氨稀释槽给水截止阀、吸收罐排污截止阀、排污总阀截止阀、废水泵排水截止阀在全开状态。


3)打开氨稀释槽进水口气动切断阀向氨稀释槽供水,当液位达到1900mm后,将该阀与氨稀释槽排水气动切断阀投入自动控制。4)将废水泵、氨泄漏检测仪和喷淋装置投入自动控制。


5)确认蒸发器A蒸汽进口截止阀3(旁路)、蒸发器A排水截止阀在关闭状态;确认蒸汽总管截止阀、给水总管截止阀在开启状态。


6)打开蒸发器A给水截止阀,向蒸发器A筒体内供水,当蒸发器A水位达到2300mm时,逐渐关小蒸发器A给水截止阀的阀门开度,只保持有少量水源进入蒸发器A筒体内。并少量开启蒸发器A排水截止阀,使蒸发器A中水源处于循环流动状态,且保持液位稳定。确认有水从该阀排至雨水井。


7)打开蒸发器A蒸汽进口截止阀1、蒸发器A蒸汽进口截止阀2、蒸发器A蒸汽进口气动切断阀。


8)以10%的速率缓慢开启蒸发器A气动调节阀,使蒸汽进入蒸发器筒体加热里面的水。当蒸发器A水温达到42℃后,把该气动调节阀投入自动控制,温度值设定为42℃。


9)打开储罐A液氨出口截止阀1、液氨储罐A液出口气动切断阀、储罐A液氨出口截止阀2、蒸发器A进口气动切断阀、储罐A液氨出口截止阀3、蒸发器A出口截止阀、缓冲罐A出口截止阀1、缓冲罐A出口气动切断阀、缓冲罐A出口截止阀2。


10)以10%的速率缓慢开启蒸发器A进口气动调节阀,使液氨进入蒸发器盘管经高温、高压蒸汽蒸发成气态氨。当蒸发器A出口压力达到0.15Mpa时,将该气动调节阀投入自动控制,压力值设定为0.15Mpa。


11)把液氨蒸发器选择模块选择为蒸发器A,使蒸发器B处于待机状态;把液氨储罐选择模块选择为储罐A,使储罐B处于待机状态。


12)把液氨储罐A液出口气动切断阀、蒸发器A进口气动切断阀、缓冲罐A出口气动切断阀、蒸发器A蒸汽进口气动切断阀投入自动控制。13)把“蒸发系统启停控制”模块投入自动控制。

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