300MW級機(jī)組SCR脫硝系統(tǒng)的原理及啟動(dòng)調(diào)試

劉希健等

摘 要：電廠為了減少大氣污染物的排放，減小環(huán)境污染，向社會提供清潔能源，建設(shè)綠色環(huán)保企業(yè)，正在逐步建設(shè)煙氣脫硝系統(tǒng)，目前我國燃煤電廠投用的脫硝系統(tǒng)大部分采用的是選擇性催化還原法（SCR）來降低排氣中NOx的含量。本文就某電廠300MW機(jī)組脫硝系統(tǒng)的原理及啟動(dòng)調(diào)試過程進(jìn)行論述。

關(guān)鍵詞：脫硝系統(tǒng)；SCR；調(diào)試

1.SCR脫硝系統(tǒng)的原理

SCR脫硝工藝采用的是選擇性催化還原方法，實(shí)現(xiàn)脫除煙氣中氮氧化合物的目的。

化學(xué)還原反應(yīng)[1]：

4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O

2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O

SCR反應(yīng)器布置在省煤器之后空預(yù)器之前的煙道上。

2.SCR脫硝系統(tǒng)調(diào)試簡介

2.1 調(diào)試應(yīng)具備的條件

輸送管道安裝完畢，各閥門能遠(yuǎn)方操作，表盤指示與就地一致；輔助系統(tǒng)、風(fēng)煙管道、氨管道系統(tǒng)具備試驗(yàn)條件；周圍溝蓋板齊全，雜物清除，照明充足，腳手架拆除；集控室內(nèi)有關(guān)儀表均能正?？煽康耐度?；各種聯(lián)鎖、程控等，經(jīng)靜態(tài)試驗(yàn)合格并投入；各有關(guān)運(yùn)行人員熟悉設(shè)備，熟悉運(yùn)行規(guī)程；試驗(yàn)所需儀器、材料、工具準(zhǔn)備完畢（如鉗形電流表、數(shù)字萬用表、便攜式氧量測量儀、便攜式NOX 測量儀）。

2.2調(diào)試方法及步驟

2.2.1保證調(diào)試安全的措施

確認(rèn)現(xiàn)場和所調(diào)系統(tǒng)有關(guān)的其它工作已經(jīng)完成，調(diào)試區(qū)域必須用紅白帶隔離并掛有警示標(biāo)志，禁止和調(diào)試無關(guān)的人員進(jìn)入，主管調(diào)試的工程師及相關(guān)人員對將要調(diào)試的工作內(nèi)容清晰，通訊、照明等調(diào)試所需的設(shè)備到位，氨區(qū)應(yīng)配有洗眼淋浴器。

2.2.2 系統(tǒng)檢查

氨區(qū)系統(tǒng)連鎖試驗(yàn)，稀釋風(fēng)機(jī)連鎖試驗(yàn)已完成，熱工保護(hù)、電氣保護(hù)已投入，全部電動(dòng)機(jī)必須經(jīng)電工作絕緣檢查，合格后才能使用，工藝水系統(tǒng)投入，確保冷卻水暢通，消防水系統(tǒng)可靠投入，儀用壓縮空氣正常，設(shè)備所需的潤滑油均應(yīng)檢驗(yàn)合格，設(shè)備加油至最高液位。

2.2.3氨區(qū)調(diào)試

氨區(qū)系統(tǒng)調(diào)試前，應(yīng)對氨區(qū)各系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)吹掃、系統(tǒng)試壓、氣密性試驗(yàn)、氮?dú)庵脫Q等工作。①第一次液氨卸載

液氨卸載前應(yīng)確保所有明火作業(yè)已結(jié)束。至少有一個(gè)氮?dú)馄砍錆M氮?dú)猓淳_洗設(shè)施完好，噴淋水系統(tǒng)正常，防毒面具、保護(hù)手套和防護(hù)眼鏡完好方便取用，用氮?dú)饧胺试硭屑?xì)檢查卸載管和連接處的密封性。

打開在液相管線和儲罐的液相卸載管線上的遠(yuǎn)程控制閥及儲運(yùn)卡車的液相切斷閥，緩慢打開手動(dòng)閥提升液氨卸載速度，避免限流閥動(dòng)作。

在氨儲罐與儲運(yùn)卡車壓力差減小至0.1MPa以內(nèi)后，打開在氣相管線和儲罐的氣相卸載管線上的遠(yuǎn)程控制閥及儲運(yùn)卡車的氣相切斷閥，緩慢打開氣相管線處的手動(dòng)閥，啟動(dòng)卸料壓縮機(jī)。卸載完畢后停止卸料壓縮機(jī)，關(guān)閉氨區(qū)所有卸載管線上遠(yuǎn)程控制閥及手動(dòng)閥。

②液氨蒸發(fā)設(shè)備

開啟蒸發(fā)器，待蒸發(fā)器溫度大于設(shè)定值，開啟蒸發(fā)器出口閥，開啟蒸發(fā)器入口閥，開啟氨儲罐液氨出口手動(dòng)閥為50%開度，開啟氨儲罐液氨出口閥，液氨開始在蒸發(fā)器蒸發(fā)，根據(jù)蒸發(fā)器出口壓力、溫度、緩沖罐壓力溫度、蒸發(fā)器熱煤水溫度、蒸發(fā)器入口壓力還有就是蒸發(fā)器系統(tǒng)管道結(jié)霜情況對氨儲罐液氨出口手動(dòng)閥開度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，確保液氨在蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)。

2.2.4 SCR反應(yīng)區(qū)調(diào)試

SCR區(qū)系統(tǒng)包括[2]：煙氣系統(tǒng)、催化劑吹掃系統(tǒng)。煙氣系統(tǒng)主要包括稀釋風(fēng)機(jī)、氨/空氣混合器，氨流量控制閥，噴氨關(guān)斷閥，噴氨格柵等。催化劑吹掃系統(tǒng)主要包括催化劑，蒸汽吹灰器。催化劑一般是分兩層放置于反應(yīng)器中，每層設(shè)置3至4臺吹灰器。

2.2.4.1SCR系統(tǒng)噴氨柵格冷態(tài)調(diào)平試驗(yàn)

逐個(gè)調(diào)整反應(yīng)器氨平衡分配管手動(dòng)閥開度約80%，記錄每個(gè)玻璃管孔板壓差，調(diào)整手動(dòng)閥平衡每一個(gè)氨注射柵格流量一致。記錄稀釋風(fēng)壓力和稀釋風(fēng)總風(fēng)量。

2.2.4.2吹灰器系統(tǒng)調(diào)試

吹灰器投入前首先進(jìn)行疏水，疏水溫度>300℃后兩個(gè)反應(yīng)器各啟動(dòng)一臺吹灰器。

2.2.4.3稀釋風(fēng)機(jī)調(diào)試

為了防止噴氨柵格堵塞影響脫硝效果，稀釋風(fēng)機(jī)在煙氣通過脫硝裝置期間盡量保持運(yùn)行狀態(tài)。

2.2.4.4氨系統(tǒng)啟動(dòng)

檢查氨區(qū)側(cè)信號正常，鍋爐運(yùn)行穩(wěn)定，反應(yīng)器進(jìn)口溫度在300-430℃。

氨流量調(diào)節(jié)閥投手動(dòng)控制，開啟氨快關(guān)閥，手動(dòng)緩慢控制氣氨流量調(diào)節(jié)閥開度由小變大，將氨流量調(diào)整到反應(yīng)器出口NOX濃度接近要求值，氣氨流量調(diào)節(jié)閥投自動(dòng)。

2.2.4.5SCR系統(tǒng)噴氨柵格熱態(tài)調(diào)平試驗(yàn)

用便攜式煙氣測量儀逐一測量反應(yīng)器最下層催化劑后測量柵格的NOX濃度和氧量，單側(cè)反應(yīng)器為36-60個(gè)點(diǎn)，同時(shí)記錄。如偏差>10%，則調(diào)整對應(yīng)的反應(yīng)器噴氨柵格手動(dòng)門。穩(wěn)定后測量該點(diǎn)及附近區(qū)域測量柵格的NOx濃度和氧量，記錄。待所有的測量柵格的NOX濃度和氧量偏差<10%，調(diào)整結(jié)束。

2.2.4.6SCR系統(tǒng)停止

短期停運(yùn)，氨蒸發(fā)器處于備用狀態(tài)。關(guān)蒸發(fā)器進(jìn)口閥，15分鐘后關(guān)氣氨調(diào)節(jié)閥開度至0，關(guān)閉氣氨關(guān)斷閥。

長期停機(jī)（15天以上），在關(guān)閉蒸發(fā)系統(tǒng)前，蒸發(fā)器中殘余液氨需完全蒸發(fā)并使用完畢，鍋爐停運(yùn)以后可關(guān)閉稀釋風(fēng)機(jī)。

3.調(diào)試過程中的要點(diǎn)

氨氣極易容與水，地埋管道存水較難吹掃干凈，顧地埋管不參加水壓試驗(yàn)，只進(jìn)行氣壓試驗(yàn)。

鍋爐點(diǎn)火后，尤其是煤油混燒時(shí)，特別注意加強(qiáng)吹灰，防止未燃盡的煤粉在催化劑上沉積燃燒，造成催化劑及尾部煙道損壞。

4.結(jié)束語

本套SCR脫硝系統(tǒng)采用先進(jìn)、成熟、可靠的技術(shù)，造價(jià)經(jīng)濟(jì)、合理，便于運(yùn)行維護(hù)。該系統(tǒng)可利用率高，節(jié)省能源、水和原材料；脫硝裝置在閉合狀態(tài)運(yùn)行，密封裝置的泄漏率為零；能快速啟動(dòng)投入，能適應(yīng)鍋爐的啟動(dòng)、停機(jī)及負(fù)荷變動(dòng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]李慶.燃煤電廠SCR煙氣脫硝系統(tǒng)調(diào)試過程及要點(diǎn)，1999，39（5）： 51-53.

[2]SCR脫硝裝置操作、運(yùn)行和維護(hù)說明，2009.02.