淺談脫硝技術(shù)在660MW機(jī)組中的應(yīng)用

摘 要：文章主要介紹了脫硝技術(shù)的系統(tǒng)組成以及控制邏輯，以及該項(xiàng)技術(shù)在660MW機(jī)組中的應(yīng)用，主要對(duì)脫硝技術(shù)的工藝流程、邏輯保護(hù)以及運(yùn)行中的注意事項(xiàng)進(jìn)行闡述和總結(jié)，提高大家對(duì)脫硝系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)和掌握，為脫硝運(yùn)行中出現(xiàn)的衍生問(wèn)題提供理論分析的依據(jù)。

關(guān)鍵詞：SCR；氨氣；DCS

1 脫硝基本工藝流程

液氨從液氨槽車(chē)由卸料壓縮機(jī)送入液氨貯罐，液氨貯罐輸出的液氨經(jīng)過(guò)蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)為氨氣，氨氣經(jīng)加熱至常溫后送至緩沖罐，通過(guò)調(diào)壓閥減壓后，與稀釋風(fēng)機(jī)送來(lái)的空氣混合成氨氣體積含量為5%的混合氣體，經(jīng)輸送管道進(jìn)入鍋爐區(qū)噴氨格柵分布導(dǎo)閥的噴嘴均勻噴入煙氣中，然后氨氣的混合氣體在SCR反應(yīng)器內(nèi)與NOX在催化劑的作用下發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成N2和H2O。

化學(xué)反應(yīng)式如下：

4NO+4NH3+O2——4N2+6H2O

6NO2+8NH3——7N2+12H2O

6NO+4NH3——6H2O+5N2

2 脫硝技術(shù)在660MW機(jī)組中的工藝流程介紹

脫硝裝置在660MW機(jī)組中主要分為兩個(gè)區(qū)，一個(gè)是SCR反應(yīng)區(qū)，另外一個(gè)就是氨區(qū)。其中SCR反應(yīng)區(qū)中重要的設(shè)備都集中在鍋爐尾部區(qū)域，還原劑供應(yīng)系統(tǒng)的主要設(shè)備主要集中在氨區(qū)。

2.1 SCR反應(yīng)區(qū)

鍋爐布置兩臺(tái)SCR反應(yīng)器，煙氣從鍋爐省煤器后煙道引出通過(guò)SCR反應(yīng)器進(jìn)行脫硝反應(yīng)，再進(jìn)入空氣預(yù)熱器、電除塵器、引風(fēng)機(jī)和脫硫吸收塔，最后通過(guò)煙囪排入大氣。SCR系統(tǒng)主要由煙氣系統(tǒng)、SCR反應(yīng)器、、聲波吹灰系、氨噴射系統(tǒng)組成。

SCR反應(yīng)區(qū)系統(tǒng)的介質(zhì)流向：

原煙氣：來(lái)自鍋爐省煤器的原煙氣→SCR系統(tǒng)入口→噴氨格柵→煙氣/氨混合器→導(dǎo)流板→整流裝置→催化劑層

凈煙氣：催化劑層→SCR反應(yīng)器出口→空氣預(yù)熱器入口

氨：氨緩沖槽→氨/空氣混合器→噴氨格柵→煙氣/氨混合器→SCR反應(yīng)器

氮?dú)猓河傻獨(dú)鈨?chǔ)罐到氨/空氣混合器

2.1.1 SCR反應(yīng)器。SCR反應(yīng)器是指未經(jīng)脫硝的煙氣與NH3混合后通過(guò)安裝催化劑的區(qū)域產(chǎn)生反應(yīng)的區(qū)間。SCR反應(yīng)器本體內(nèi)裝有蜂窩狀催化劑，混合好的煙氣與氨進(jìn)入反應(yīng)器本體后，在催化劑的催化作用下煙氣中的NOX與氨進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，生成N2和水，達(dá)到脫硝的目的。每個(gè)SCR反應(yīng)器布置3臺(tái)稀釋風(fēng)機(jī)和2臺(tái)取樣風(fēng)機(jī)，稀釋風(fēng)機(jī)用于把氨氣稀釋到安全的濃度，氨氣與稀釋空氣的比例不超過(guò)5%。

2.1.2 聲波吹灰系統(tǒng)。聲波吹灰系統(tǒng)的作用是為了防止催化劑表面積灰堵塞反應(yīng)器。每層布置6個(gè)聲波吹灰器。使用介質(zhì)為雜用壓縮空氣，10秒鐘為一個(gè)運(yùn)行周期。每次最多3個(gè)聲波吹灰器在同一時(shí)間運(yùn)行。為了防止壓縮空氣壓力波動(dòng)，在壓縮空氣總管上設(shè)置了穩(wěn)壓罐。

2.1.3 氨噴射系統(tǒng)。氨噴射系統(tǒng)主要指噴氨格柵，布置有兩層格柵，由DN100的管道組成，格柵上有噴嘴，氨/空氣混合氣體通過(guò)噴嘴噴入煙道內(nèi)，與煙氣混合。噴氨格柵前裝有氨/空氣混合器，氨氣與稀釋空氣在氨/空氣混合器中混合，氨、空氣按照1：20的比例稀釋。噴氨格柵后裝有靜態(tài)混合器，用于均勻的混合噴入煙道中的氨氣和煙氣。

2.2 氨區(qū)

氨區(qū)由氨儲(chǔ)存及供應(yīng)系統(tǒng)、檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)組成。液氨儲(chǔ)存及供應(yīng)系統(tǒng)包括：液氨卸料壓縮機(jī)、液氨貯罐、液氨蒸發(fā)器、氨氣緩沖罐、氨氣吸收罐、廢水泵、廢水池。在氨罐區(qū)域裝有氨氣泄露檢測(cè)安全報(bào)警系統(tǒng)，以檢測(cè)氨氣的泄露，并顯示氨區(qū)空氣中氨的濃度。氨儲(chǔ)存系統(tǒng)設(shè)有三套氨泄漏檢測(cè)儀以檢測(cè)氨儲(chǔ)存區(qū)的游離氨。當(dāng)氨濃度達(dá)到30ppm時(shí)，氨泄漏檢測(cè)儀發(fā)出聲光報(bào)警。當(dāng)氨濃度達(dá)到75ppm位時(shí)，將關(guān)閉整個(gè)氨系統(tǒng)，并自動(dòng)打開(kāi)事故噴淋系統(tǒng)氣動(dòng)關(guān)斷閥。在卸料壓縮機(jī)、液氨貯罐、液氨蒸發(fā)器、氨氣緩沖罐、輸送管道及噴氨裝置分管閥后等處有氮?dú)獯祾呦到y(tǒng)，防止殘存氨氣與空氣混合發(fā)生爆炸。氨區(qū)設(shè)置2臺(tái)卸載壓縮機(jī)，一用一備，設(shè)置4個(gè)氨儲(chǔ)罐，液氨貯罐可以容納4臺(tái)機(jī)組7天BMCR工況下使用的無(wú)水氨，液氨氣化采用蒸汽加熱的方式。液氨貯罐上安裝有超流閥、逆止閥、緊急關(guān)斷閥和安全閥等為儲(chǔ)存液氨泄露保護(hù)所用，同時(shí)還裝有溫度計(jì)、壓力表、液位計(jì)、高液位報(bào)警儀和相應(yīng)的變送器將信號(hào)送到脫硝控制系統(tǒng)；貯罐有遮陽(yáng)棚，四周安裝有工業(yè)水噴淋管線及噴嘴；當(dāng)有微量氨氣泄露時(shí)，啟動(dòng)自動(dòng)淋水裝置，對(duì)氨氣進(jìn)行吸收。四臺(tái)蒸發(fā)器，正常狀態(tài)下兩臺(tái)蒸發(fā)器運(yùn)行，兩臺(tái)蒸發(fā)器備用。備用蒸發(fā)器為溫態(tài)備用，以便切換時(shí)能迅速啟動(dòng)供氨，不影響機(jī)組運(yùn)行。氨蒸發(fā)器所需熱量用蒸汽加熱器來(lái)提供熱量。氨氣緩沖罐通過(guò)調(diào)壓閥減壓至0.3MPa，再通過(guò)氨氣輸送管線送到鍋爐側(cè)的SCR反應(yīng)系統(tǒng)。氨氣吸收罐的液位由工業(yè)水或消防水滿(mǎn)溢流管線維持，吸收罐頂部淋水，液氨系統(tǒng)各安全閥所排放的氨氣由管線匯集后從吸收罐底部進(jìn)入，通過(guò)分散管將氨氣分散入吸收罐水中，吸收罐的液位控制補(bǔ)充水的關(guān)停。廢水池接納所有罐體、蒸發(fā)器、壓縮機(jī)和輸氨管線所排放的氨氣和淋水裝置的用水。

3 脫硝技術(shù)在660MW機(jī)組中的控制邏輯

3.1 控制邏輯

SCR反應(yīng)器跳閘邏輯：（1）MFT。（2）SCR反應(yīng)器出、入口溫度>420℃（延時(shí)600秒）。（3）SCR反應(yīng)器出、入口溫度<300℃。（4）稀釋風(fēng)流量低低3590m3/h（延時(shí)60秒）。（5）氨氣/空氣比例>10%，延時(shí)5秒。（6）稀釋風(fēng)機(jī)全部跳閘。

3.2 儲(chǔ)氨罐邏輯

（1）壓力高于2.0Mpa開(kāi)啟噴淋裝置，低于0.2Mpa聯(lián)關(guān)出口門(mén)。（2）溫度高于45℃，開(kāi)啟噴淋裝置。（3）液位高于2.6米，關(guān)閉液氨入口閥，停止卸氨泵；低于0.2米，聯(lián)關(guān)液氨出口門(mén)。

3.3 液氨蒸發(fā)器邏輯

（1）出口壓力高于2.0Mpa，關(guān)液氨入口閥。（2）液氨蒸發(fā)器介質(zhì)穩(wěn)定低于40℃，聯(lián)鎖關(guān)閉液氨進(jìn)口閥。（3）液氨蒸發(fā)器介質(zhì)溫度高于85℃，聯(lián)鎖關(guān)閉蒸汽進(jìn)口閥。（4）液氨蒸發(fā)器氣氨出口壓力大于

0.3Mpa，聯(lián)鎖關(guān)閉氣氨出口閥。

4 脫硝系統(tǒng)運(yùn)行中注意事項(xiàng)

（1）升、降負(fù)荷時(shí)及時(shí)調(diào)整噴氨量，以免出現(xiàn)長(zhǎng)期欠噴（效率降低），嚴(yán)防出現(xiàn)過(guò)噴現(xiàn)象（造成空預(yù)器堵塞）。（2）正常運(yùn)行中應(yīng)調(diào)整脫硝效率在60%左右，同時(shí)應(yīng)經(jīng)常監(jiān)視，防止因爐內(nèi)燃燒工況發(fā)生變化影響NOX含量變化引起欠噴或過(guò)噴情況。（3）當(dāng)噴氨調(diào)門(mén)在手動(dòng)位時(shí)，開(kāi)大噴氨調(diào)門(mén)時(shí)應(yīng)緩慢，防止出現(xiàn)因瞬時(shí)噴氨量過(guò)大導(dǎo)致液氨蒸發(fā)槽出力不夠?qū)е職獍睖囟冉档同F(xiàn)象。（4）運(yùn)行中應(yīng)監(jiān)視脫硝塔催化劑層差壓，差壓增大時(shí)加強(qiáng)吹灰。（5）運(yùn)行中應(yīng)監(jiān)視稀釋風(fēng)機(jī)流量、電流、出口壓力等參數(shù)，如有降低或升高現(xiàn)象時(shí)立即查找原因。（6）運(yùn)行中應(yīng)經(jīng)常對(duì)比各種工況下的脫硝效率和噴氨量，出現(xiàn)異常時(shí)及時(shí)分析原因，以防過(guò)噴造成空預(yù)器堵塞。（7）機(jī)組發(fā)生異常緊急降負(fù)荷或發(fā)生RB時(shí)，應(yīng)及時(shí)減少?lài)姲绷浚仩t運(yùn)行穩(wěn)定后及時(shí)調(diào)整效率。（8）當(dāng)SCR脫硝塔出口氨氣逃逸率大于3ppm，確認(rèn)不是測(cè)量故障時(shí)，降低脫硝效率至50%以下或停運(yùn)氨氣噴射系統(tǒng)，同時(shí)增加空預(yù)器吹灰次數(shù)。（9）每日按定期工作要求檢測(cè)氨區(qū)、脫硝塔區(qū)域氣氨管道、設(shè)備的氨氣泄漏情況。

5 結(jié)束語(yǔ)

隨著環(huán)境污染問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，脫硝技術(shù)在機(jī)組運(yùn)行中的重要性已經(jīng)不言而喻，作為運(yùn)行一線員工必須清楚的掌握脫硝技術(shù)的原理以及整個(gè)脫硝流程，進(jìn)而才能對(duì)脫硝運(yùn)行中出現(xiàn)的其他衍生問(wèn)題進(jìn)行很好的分析和處理。

參考文獻(xiàn)

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