華能北京熱電廠一期工程煙氣脫硝案例1參考課件華能北京熱電廠一期工程總裝機容量845MW，四臺鍋爐均為德國巴布科克設(shè)計，在初設(shè)時就考慮了氮氧化物的排放設(shè)置了低氮燃燒器，因此在很長一段時間，北京熱電廠的排放始終可以滿足地方標(biāo)準(zhǔn)，但隨著北京市環(huán)保要求的提高，電廠大氣污染物的排放濃度，已不能全部滿足北京市排放標(biāo)準(zhǔn)，同時，隨著北京2008年綠色奧運會的要求，北京市政府將我廠煙氣脫硝工程列入了2008年奧運會前的倒排工期折子工程，為此，我廠從2005年底，開始進行煙氣脫硝技術(shù)的調(diào)研工作，并根據(jù)文件要求，電廠1-4號爐煙氣脫硝工程于2006年2月開始籌備，至2007年12月正式投入運行。脫硝裝置采用選擇性催化還原脫硝（SCR）工藝，脫硝效率90%。脫硝工程改造簡介2參考課件脫硝工程改造簡介1、SCR工藝的確定 目前看國內(nèi)主要脫硝工藝主要有SCR、SNCR和混合法幾種工藝，考慮到SNCR工藝脫除效率較低，加之北京市大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)較高，因此我廠脫硝采用SCR法煙氣脫硝工藝。由清華同方環(huán)境有限責(zé)任公司引進意大利TKC公司技術(shù)，與意大利TKC公司進行配合設(shè)計。每臺鍋爐根據(jù)鍋爐原有煙道情況，在省煤器和空氣預(yù)熱器之間分別安裝了兩臺反應(yīng)器，每個反應(yīng)器采用3+1布置，進入噴氨隔柵的氨氣通過10組噴氨閥組進入反應(yīng)器入口煙道的煙氣中，含有氨氣的煙氣通過靜態(tài)混合器充分混合后進入催化劑入口整流器，整流器將氨氣煙氣混合氣體進行整流后均勻進入反應(yīng)器的第一層催化劑，接著進入第二和第三層催化劑，在各層催化劑的表面氨氣和氮氧化物反應(yīng)生成氮氣，從而達到脫除氮氧化物的目的。具體反應(yīng)原理如下：-4NO+4NH3+O2 4N2+6H2O （1）-6NO2+8NH3 7N2+12H2O （2）3參考課件煙道立體模型煙道立體模型導(dǎo)流板導(dǎo)流板導(dǎo)流板導(dǎo)流板2 2導(dǎo)流板導(dǎo)流板導(dǎo)流板導(dǎo)流板1 1導(dǎo)流板導(dǎo)流板導(dǎo)流板導(dǎo)流板3 3噴氨格柵噴氨格柵噴氨格柵噴氨格柵靜態(tài)混和器靜態(tài)混和器靜態(tài)混和器靜態(tài)混和器導(dǎo)流板導(dǎo)流板導(dǎo)流板導(dǎo)流板4 4導(dǎo)流板導(dǎo)流板導(dǎo)流板導(dǎo)流板5 5整流器整流器整流器整流器催催催催化化化化劑劑劑劑省煤器入口省煤器入口省煤器入口省煤器入口4參考課件還原劑選擇液氨(NH399%)最低的運輸費用最少的存儲空間危險氨水(NH329.7%，在美國典型是19%)較高的運輸和存儲費用較高能量消耗尿素?zé)o危險可用為固體運輸，噴射前混合較高的運輸和存儲費用昂貴5參考課件脫硝工程改造簡介2、還原劑的確定-脫硝還原劑主要集中在液氨、氨水和尿素三種材料，從場地情況來看，液氨和氨水系統(tǒng)的占地面積最大，尿素系統(tǒng)的用地面積最?。粡墓潭ㄍ顿Y投資（征地與系統(tǒng)投資）來看，氨水、熱解法尿素制氨與水解法尿素制氨的氨區(qū)建設(shè)投資最高，液氨最低。因此從經(jīng)濟性分析來看，液氨無疑是最好的，尿素次之，氨水最差。而從安全性來考慮，尿素最好，氨水次之，而液氨最差。由于北京熱電廠地處首都，又在城市之內(nèi)，安全無疑是初步設(shè)計時考慮最多的因素，因此我們選擇了尿素作為脫硝系統(tǒng)還原劑。6參考課件脫硝工程改造簡介3、制氨工藝的確定-初步設(shè)計時我廠經(jīng)過長期調(diào)研選擇了尿素?zé)峤庀到y(tǒng)作為還原劑分解方式。在初設(shè)時經(jīng)過調(diào)研，熱解法尿素制氨工藝具有如下特點：尿素溶液的濃度可達4050%，經(jīng)過特殊的噴嘴霧化后噴入熱解室；熱解室內(nèi)只有氣體與霧化液滴，溫度約300500，壓力為常壓；熱解室內(nèi)的熱量來源于天然氣或柴油的燃燒；與水解法工藝相比，對負(fù)荷變化的響應(yīng)快，只需510 秒；對熱解室內(nèi)氣體流場的分布及控制水平的設(shè)計要求較高；從對煙氣溫度的影響看，熱解法尿素制氨噴入煙道的氨氣混合物溫度約為300，對SCR入口煙氣溫度的影響很小；因此綜合考慮系統(tǒng)對NOx響應(yīng)調(diào)整與現(xiàn)場布置等因素，最終選擇采用熱解法尿素制氨工藝。7參考課件尿素?zé)峤庀到y(tǒng)原理及設(shè)計參數(shù)原理：CO(NH2)2 NH3+HNCO 尿素 氨 異氰酸 HNCO+H2O NH3 +CO2 異氰酸 水 氨 二氧化碳設(shè)計性能及設(shè)備參數(shù):設(shè)計氨氣量20142kg/h，可以為機組各種工況提供SCR充足的氨氣量。出口氨氣濃度小于5%，安全有保證。啟動速度比較快，負(fù)荷跟蹤能力比較強，自動化程度高（在我廠堅持下取消了就地PLC控制方式，全部進DCS控制）。熱解室本體高17米，直徑2.3米，室內(nèi)運行溫度在450600度。300650 300650 8參考課件尿素?zé)峤夥撓趿鞒淌疽饽蛩責(zé)峤夥撓趿鞒淌疽饪諝饪諝饪諝饪諝饪諝饪諝饪諝饪諝忸A(yù)熱器預(yù)熱器預(yù)熱器預(yù)熱器鍋爐鍋爐鍋爐鍋爐煙囪煙囪煙囪煙囪混合混合混合混合/給給給給料泵料泵料泵料泵SCRSCR反應(yīng)器反應(yīng)器反應(yīng)器反應(yīng)器柴油柴油柴油柴油稀釋風(fēng)機稀釋風(fēng)機稀釋風(fēng)機稀釋風(fēng)機尿素尿素尿素尿素筒倉筒倉筒倉筒倉溶解罐溶解罐溶解罐溶解罐HFDHFDPCVPCV溶液罐溶液罐溶液罐溶液罐MDMMDMAIGAIG稀釋風(fēng)稀釋風(fēng)稀釋風(fēng)稀釋風(fēng)尿素噴槍尿素噴槍尿素噴槍尿素噴槍熱解爐熱解爐熱解爐熱解爐9參考課件目 錄 華能北京熱電廠脫硝系統(tǒng)簡介華能北京熱電廠脫硝系統(tǒng)簡介一一電廠脫硝主要系統(tǒng)及設(shè)備介紹電廠脫硝主要系統(tǒng)及設(shè)備介紹二二電廠脫硝日常運行及維護工作介紹電廠脫硝日常運行及維護工作介紹三三電廠脫硝電廠脫硝系統(tǒng)存在的主要問題及整改系統(tǒng)存在的主要問題及整改四四10參考課件脫硝工程改造簡介1、脫硝尿素公用系統(tǒng) 華能北京熱電廠4臺鍋爐共用一個尿素儲存與供應(yīng)系統(tǒng)，尿素公用系統(tǒng)由國電龍源設(shè)計、供貨、安裝及調(diào)試。熱解制氨及其配套系統(tǒng)選用美國Fuel Tech公司的尿素?zé)峤庵瓢奔夹g(shù)。尿素?zé)峤夥ü孟到y(tǒng)包括尿素儲倉、尿素溶解罐、尿素溶液混合泵、尿素溶液儲罐、尿素溶液循環(huán)泵、計量和分配裝置、熱解爐(內(nèi)含噴射器、燃燒器)系統(tǒng)等。尿素儲存于儲倉，由螺旋給料機輸送到溶解罐里，用除鹽水將固體尿素溶解成50%質(zhì)量濃度的尿素溶液，通過尿素溶液給料泵輸送到尿素溶液儲罐；尿素溶液經(jīng)由供液泵、計量與分配裝置、霧化噴嘴等進入絕熱分解室，稀釋空氣經(jīng)加熱后也進入分解室。霧化后的尿素液滴在絕熱分解室內(nèi)分解，生成的分解產(chǎn)物為NH3、H2O和CO2，分解產(chǎn)物由氨噴射系統(tǒng)進入鍋爐脫硝煙道。11參考課件脫硝工程改造簡介尿尿素素溶溶解解系系統(tǒng)統(tǒng)12參考課件脫硝工程改造簡介脫硝工程改造簡介13參考課件脫硝工程改造簡介尿素筒倉 設(shè)置1只尿素筒倉，為碳鋼制造，筒倉容量按4臺機組滿負(fù)荷3天運行設(shè)計，并配檢修起吊設(shè)備，尿素通過計量罐輸送到尿素溶解罐。筒倉成錐形底立式罐，“錐形”斗部斜度不小于60，頂部有3的坡面，在筒倉的頂部有密封的防塵檢查門。筒倉配備防止尿素吸潮、架橋及堵塞等裝置。筒倉配有布袋過濾器，潔凈氣中最大含塵量不超過50mg/Nm3。在筒倉的卸料口裝有關(guān)斷裝置和卸料裝置，筒倉出口依靠兩道閘板門控制尿素輸送量同時可以避免堵料。在筒倉出口設(shè)有取樣口和取樣裝置，以便化驗和控制尿素的品質(zhì)。14參考課件脫硝工程改造簡介尿素溶解罐 系統(tǒng)設(shè)置一個尿素溶解罐，體積為20m3。在溶解罐中，用除鹽水制成4050%的尿素溶液。當(dāng)尿素溶液溫度過低時，蒸汽加熱系統(tǒng)啟動使溶液的溫度保持在合理的溫度，防止特定濃度下的尿素結(jié)晶。溶解罐除設(shè)有水流量和溫度控制系統(tǒng)外，還采用輸送泵系統(tǒng)將尿素顆粒從儲罐底部向側(cè)部進行循環(huán)，使尿素溶液得到更好的混合。溶解罐由304L不銹鋼制造，內(nèi)襯防腐材料，罐體保溫。尿素混合泵 尿素混合泵為不銹鋼本體碳化硅機械密封的離心泵，兩臺泵一運一備，并列布置。此外，混合泵還利用溶解罐所配置的循環(huán)管道將尿素溶液進行循環(huán)，以獲得更好混合。15參考課件脫硝工程改造簡介尿尿素素循循環(huán)環(huán)供供應(yīng)應(yīng)系系統(tǒng)統(tǒng)16參考課件脫硝工程改造簡介尿素溶液儲罐 設(shè)置兩只尿素溶液儲罐，為立式平底結(jié)構(gòu)?？?cè)萘堪?臺機組滿負(fù)荷運行5天（每天24小時）用量設(shè)計，每個罐的體積為150m3。罐體材料采用不銹鋼，內(nèi)襯乙烯樹脂涂層，使用蒸汽加熱來維持儲罐內(nèi)尿素溶液的溫度正常。17參考課件脫硝工程改造簡介尿素溶液循環(huán)系統(tǒng)尿素溶液循環(huán)系統(tǒng)可以使尿素溶液不斷的在計量/分配裝置和儲罐之間循環(huán)?？梢赃^濾尿素溶液以保證噴射裝置的穩(wěn)定運行；補充溶液輸送途中損失的熱量以防還原劑結(jié)晶；提供內(nèi)部冗余系統(tǒng)以保證持續(xù)不間斷的運行。每套尿素溶液循環(huán)裝置包括兩臺帶變頻器調(diào)節(jié)電機的多級離心泵、在線過濾器、在線加熱器及所有用于循環(huán)及尿素溶液儲存系統(tǒng)本地/遠(yuǎn)程控制和監(jiān)測的壓力、溫度、流速、液位等儀表。裝置主要部件為不銹鋼。18參考課件脫硝工程改造簡介尿尿素素?zé)釤峤饨庀迪到y(tǒng)統(tǒng)19參考課件脫硝工程改造簡介 計量/分配裝置 計量/分配裝置主要是用于精確測量，并獨立控制輸送到每個噴射器的尿素溶液，布置在熱解室附近。該裝置通過使用一個獨立控制閥來為進入熱解室的噴射器提供尿素溶液，并始終響應(yīng)電廠DCS提供的尿素溶液需求信號并提供本地控制箱。分配模塊通過5個獨立的流量和區(qū)域壓力控制閥門來控制通往對應(yīng)噴射器的尿素和霧化空氣的噴射量。空氣和尿素量通過這個裝置來進行調(diào)節(jié)以得到適當(dāng)?shù)臍?液比，并最終得到最佳的SCR所需還原劑量。計量裝置通過接受脫硝效率信號或是反應(yīng)器出口Nox信號，來調(diào)節(jié)熱解所制的氨量。20參考課件脫硝工程改造簡介熱解爐利用熱源來完全分解要傳送到氨噴射系統(tǒng)的尿素溶液，在所要求的溫度下，熱解爐提供足夠的停留時間以確保尿素到氨的100%轉(zhuǎn)化。熱解爐從其進口開始算起，依據(jù)尿素的分解所需的體積來確定其容積的大小。熱空氣將通過燃燒器控制裝置以維持適當(dāng)?shù)哪蛩胤纸鉁囟?。尿素?jīng)過噴射器注入到熱空氣中。尿素的添加量是基于作為前饋信號的氨需求量來決定，負(fù)荷跟蹤性較好，系統(tǒng)將在管道出口處提供空氣/氨氣混合物。一個完整的熱解爐由出入口連接法蘭、內(nèi)部絕熱、帶燃燒器管理系統(tǒng)的燃燒器導(dǎo)引裝置和溫度控制、煙氣壓力控制，煙道內(nèi)混合器以及氨/空氣混合物的流量、壓力以及溫度的控制和過程指示等組成。21參考課件脫硝工程改造簡介熱解爐燃燒器 燃燒器是一個完全獨立的柴油燃燒器。由一個燃燒器、電子點火導(dǎo)引裝置和一臺火焰掃描儀組成。這些設(shè)備由一個經(jīng)認(rèn)可的燃燒器管理系統(tǒng)組合起來，控制燃燒器的燃燒。燃燒器安裝了一個系統(tǒng)出口熱電偶以便控制管道出口溫度。22參考課件脫硝工程改造簡介熱解爐噴射組件設(shè)計安裝在熱解爐本體上。噴射器均勻的布置在熱解爐的周圍。噴射器將根據(jù)在熱解爐內(nèi)獲得合適的尿素霧化和分布所需要的流量和壓力，來確定其大小和特性。所設(shè)計的噴射器裝置能阻擋任何高溫氣體回流到空氣中并提供吸氣口。噴射器組完全由不銹鋼制造。噴射器將通過熱解爐側(cè)面的入口孔插入。每一噴射器組件包括用于插入調(diào)整的調(diào)節(jié)器、用于尿素溶液和霧化空氣的快速接頭。尿素噴槍的噴射試驗，用以確定噴槍工作是否正常。23參考課件脫硝工程改造簡介2、脫硝煙氣及反應(yīng)系統(tǒng)、脫硝煙氣及反應(yīng)系統(tǒng) 煙氣系統(tǒng)包括從鍋爐省煤器出口至SCR反應(yīng)器本體入口、SCR反應(yīng)器本體出口至空預(yù)器入口之間的連接煙道。其主要流程如下：來自鍋爐省煤器的未脫硝煙氣SCR系統(tǒng)入口噴氨格柵煙氣/氨靜態(tài)混合器導(dǎo)流板整流裝置催化劑層凈煙氣SCR反應(yīng)器出口空氣預(yù)熱器入口。在整個煙氣系統(tǒng)當(dāng)中，主要的設(shè)備有反應(yīng)器、噴氨系統(tǒng)、催化劑及其輔助吹灰系統(tǒng)等。24參考課件脫硝工程改造簡介反反應(yīng)應(yīng)器器及及煙煙氣氣系系統(tǒng)統(tǒng)25參考課件脫硝工程改造簡介SCR反應(yīng)器本體及催化劑反應(yīng)器在鍋爐40100%負(fù)荷下能正常運行，能滿足煙氣溫度不高于400的情況下長期運行，為保持催化劑表面清潔配置了“蒸汽吹灰聲波吹灰”的聯(lián)合吹灰裝置。催化劑設(shè)置為四層，三用一備。根據(jù)工況條件、催化劑的活性、用量進行SCR反應(yīng)器內(nèi)催化劑的設(shè)計，在設(shè)計工況條件下氨的逃逸率3ppm，SO2氧化生成SO3的轉(zhuǎn)化率1%。催化劑模塊之間及模塊內(nèi)元件之間設(shè)計有效防止煙氣短路的密封系統(tǒng)，模塊間及模塊與反應(yīng)器內(nèi)壁之間使用焊接密封鋼片，模塊內(nèi)元件間的密封材料為陶瓷纖維，壽命不低于催化劑的壽命，各臺反應(yīng)器的每層催化劑層都安裝有可拆卸的測試塊，每層有8個測試塊，均勻布置。26參考課件脫硝工程改造簡介氨噴射系統(tǒng)氨噴射格柵的作用是將氨與空氣的混合物注入煙道，噴射格柵上的氨噴嘴在煙道截面上均勻分布（每臺反應(yīng)器配置200個噴嘴），母管、支管及噴嘴內(nèi)的氨/空氣流量應(yīng)盡可能均勻，以使SCR反應(yīng)器入口NH3/NOx摩爾比的最大偏差不大于平均值的5%，每根氨與空氣混合物的注入管道上設(shè)置一個碟閥，煙道截面被分成多個小區(qū)，每個小區(qū)內(nèi)的氨噴射量通過對應(yīng)的碟閥獨立調(diào)節(jié)，每臺反應(yīng)器配有10個碟閥。靜態(tài)混合器設(shè)置在氨噴射區(qū)下游，可以使氨與煙氣充分混合。27參考課件脫硝工程改造簡介氨噴射系統(tǒng)氨噴射系統(tǒng)的作用是使氨與空氣混合物噴入煙道后，可在較短的距離內(nèi)與煙氣中的NOx充分混合，并能手動調(diào)節(jié)煙道截面上的氨濃度分布。靜靜噴氨格柵噴氨格柵28參考課件吹灰器設(shè)置吹灰及控制系統(tǒng)SCR反應(yīng)器采用“蒸汽吹灰+聲波吹灰”聯(lián)合吹灰模式。每層（#1、2爐國產(chǎn)時林設(shè)備，每層布置3個；#3、4爐進口GE設(shè)備，每層2個）聲波吹灰器和3個蒸汽吹灰器，預(yù)留層留有接口。29參考課件脫硝系統(tǒng)的啟動1、尿素溶解系統(tǒng)的啟動 尿素儲倉料位正常。溶解箱注水。投蒸汽加熱溶解水。啟動攪拌器，水溫度達到55時，啟動尿素下料功能組。啟動尿素混合泵，投入再循環(huán)方式。尿素溶液濃度滿足設(shè)計要求時，將溶液供應(yīng)至尿素溶液儲罐。30參考課件脫硝系統(tǒng)的啟動設(shè)計設(shè)計尿素尿素采用采用軌吊軌吊吊裝吊裝目前采目前采用斗式用斗式提升機提升機31參考課件脫硝系統(tǒng)的啟動2、尿素溶液循環(huán)系統(tǒng)的啟動 啟動尿素循環(huán)泵，待溶液回流至循環(huán)箱正常后，投入變頻器自動，設(shè)定背壓控制方式檢查尿素循環(huán)泵運行正常，將尿素溶液儲罐加熱蒸汽電動門投入自動方式。32參考課件脫硝系統(tǒng)的啟動3、SCR反應(yīng)器通煙：緩慢開啟SCR反應(yīng)器出口擋板，防止反應(yīng)器內(nèi)積灰大量進入空預(yù)器造成空預(yù)器堵塞。微開SCR反應(yīng)器入口煙氣擋板，在此位置停留30分鐘對催化劑進行預(yù)熱，待溫度正常后全開入口擋板，操作時要緩慢，過快易造成空預(yù)器入口煙氣溫度及出口熱風(fēng)溫度大幅下降，影響鍋爐正常運行。關(guān)閉旁路擋板，并注意控制爐膛壓力穩(wěn)定。33參考課件脫硝系統(tǒng)的啟動4、熱解爐投運開啟熱解爐出口氨氣管線調(diào)整門。投入尿素霧化空氣。投入稀釋風(fēng)及助燃風(fēng)，并控制風(fēng)壓、風(fēng)量穩(wěn)定。熱解爐燃燒器點火，熱解爐出口溫度及噴氨格柵入口氨氣溫度達到設(shè)計值后，投入尿素噴槍運行。投入蒸汽吹灰器、聲波吹灰器運行。34參考課件脫硝裝置的停運SCR系統(tǒng)的停運對SCR反應(yīng)器進行蒸汽吹灰一遍。停止尿素噴射系統(tǒng)運行。停止脫硝系統(tǒng)油燃燒器運行。停止聲波吹灰器運行。稍開反應(yīng)器旁路門，注意空預(yù)器壓差變化，操作過程應(yīng)緩慢，防止大量灰涌入空預(yù)器造成空預(yù)器堵塞。確認(rèn)旁路全開后，關(guān)閉反應(yīng)器入口門。關(guān)閉反應(yīng)器出口門。35參考課件脫硝的日常運行1、加強對燃煤煤質(zhì)變化的監(jiān)視和預(yù)判。煤揮發(fā)成分中的各種元素比會影響燃燒過程中NOx生成量，煤中氧/氮比值越大，NOx排放量越高；即使在相同氧/氮比值條件下，轉(zhuǎn)化率還與過量空氣系數(shù)有關(guān)，過量空氣系數(shù)大，轉(zhuǎn)化率高，使NOx排放量增加。此外，煤中硫/氮比值也會影響到SO2和NOx的排放水平，S和N氧化時會相互競爭，因此，在鍋爐煙氣中隨SO2排放量的升高，NOx排放量會相應(yīng)降低。因此運行值班員要密切關(guān)注燃燒狀況的變化，及時掌握入爐煤質(zhì)的變化，合理調(diào)整燃燒器配風(fēng)及還原劑的制備，這樣才能有效控制污染物的排放。36參考課件脫硝的日常運行2、控制煙氣溫度。當(dāng)煙氣的溫度升高時，更多氨氣會被氧化，從而使氧化氮（NOx）的濃度增加，氨氣（NH3）不足，導(dǎo)致脫硝率降低。同時有更多SO2隨溫度升高而氧化成SO3，影響催化劑活性。并且運行溫度過高將導(dǎo)致催化劑不能在其最適宜的溫度范圍內(nèi)工作，使催化劑表面積減少而鈍化。SCR反應(yīng)器入口煙氣溫度達385進行鍋爐長桿吹灰。SCR反應(yīng)器入口煙氣溫度不允許超過400，若SCR反應(yīng)器入口煙氣溫度超過40010分鐘內(nèi)無法恢復(fù)正常，申請降低鍋爐負(fù)荷，直至SCR反應(yīng)器入口煙氣溫度低于400。37參考課件脫硝的日常運行3、尿素噴射系統(tǒng)的監(jiān)視。運行中單支尿素噴槍的溶液流量超過100kg/h時應(yīng)增加運行的尿素噴槍數(shù)量，當(dāng)單支尿素噴槍的溶液流量低于40kg/s時應(yīng)減少運行的尿素噴槍數(shù)量，使尿素溶液調(diào)整門經(jīng)常保持在最佳工作狀態(tài)。4、NOx排放量的控制。運行中注意監(jiān)視SCR反應(yīng)器出口NOx排放量，監(jiān)視反應(yīng)器出口氨逃逸量不超過3ppm，若發(fā)生氨逃逸過量，應(yīng)立即聯(lián)系熱控人員檢查氨逃逸表計指示的準(zhǔn)確性，適當(dāng)減少尿素溶液流量，直至氨逃逸量調(diào)整到正常運行范圍，計劃內(nèi)的負(fù)荷調(diào)整，要提前做好尿素溶液濃度的調(diào)整。5、壓縮空氣的管理。每班對壓縮空氣母管放水一次，防止霧化空氣帶水。38參考課件脫硝的經(jīng)濟運行 脫硝相對于脫硫而言，系統(tǒng)簡單，運行工作量較少，但其生產(chǎn)成本相對較高，因此日常運行的一個重要工作就是經(jīng)濟運行。那么如何才能在確保排放正常的情況下，做到成本的有效控制呢？我們是從如下幾個方面入手的：1、控制尿素消耗。控制尿素消耗。積極開展對低氮燃燒器配風(fēng)的調(diào)整工作，有效地控制鍋爐燃燒室出口的NOx生產(chǎn)量，即達到了最好的最好的減排，同時減少了電廠相關(guān)費用的支出。要嚴(yán)格控制氨逃逸量，注意觀察日常反應(yīng)器工作狀況，在機組檢修后盡可能的做一次反應(yīng)器的均衡測試和噴氨格柵的調(diào)整。既控制了尿素的消耗，又減少了對脫硝下游設(shè)備的腐蝕或堵塞。39參考課件脫硝的經(jīng)濟運行2、控制燃油成本控制燃油成本提高稀釋風(fēng)風(fēng)溫。脫硝尿素?zé)峤鉅t的作用就是將尿素溶液充分熱解，燃油作為熱解空氣的主要熱源，電廠利用一次風(fēng)熱風(fēng)提高熱解風(fēng)（包含稀釋風(fēng)和助燃風(fēng)）的溫度至300，使每年的燃油消耗可以節(jié)省1/3以上。降低尿素?zé)峤鉅t出口NH3的溫度。根據(jù)現(xiàn)場試驗將溫度由342降低至320，同時滿足熱解爐的熱解需求?？刂茻峤鉅t和相關(guān)管道保溫質(zhì)量。減少不必要的熱量消耗，同樣可以提高尿素?zé)峤鉅t的熱效率，節(jié)省燃油消耗。提高大負(fù)荷時尿素?zé)峤鉅t出口NH3濃度，盡量接近5%，可以減少稀釋風(fēng)量，減少燃油消耗。提高尿素溶液濃度。在匹配的負(fù)荷下，適當(dāng)保證較高的尿素溶液濃度，可以節(jié)省燃油消耗，但需要運行人員在尿素溶液配置的過程中盡量精細(xì)操作。40參考課件脫硝的經(jīng)濟運行3、降低電耗降低電耗優(yōu)化轉(zhuǎn)動設(shè)備。用一次風(fēng)取代尿素?zé)峤鉅t阻燃風(fēng)和稀釋風(fēng)，取消稀釋風(fēng)機。尿素溶液循環(huán)泵變頻運行，可以起到節(jié)能作用。降低脫硝系統(tǒng)阻力。脫硝設(shè)備帶來的系統(tǒng)阻力主要由氨分配和混合裝置裝置和催化劑層的阻力造成，因此需要在初設(shè)時嚴(yán)格把好優(yōu)化流場的設(shè)計關(guān)，在日常運行中要加強對催化劑的吹灰管理，確保系統(tǒng)積灰在控制阻力范圍內(nèi)，實現(xiàn)風(fēng)機運轉(zhuǎn)電流的下降。同時還應(yīng)做好日常停機后的清灰工作，提高催化劑壽命的同時，有效控制阻力的上升。41參考課件脫硝的日常維護1、催化劑的日常檢查維護 電廠為了加強對SCR脫硝裝置的管理，及時了解催化劑工作狀況，會針對性的在機組檢修時安排相關(guān)檢查工作，如：檢查催化劑表面積灰、積垢情況，即便是很少的積灰也必須組織人員將其清理干凈，確?；謴?fù)啟動后可以正常運行。42參考課件運行4年來板式催化劑積灰情況比較輕，如下圖：脫硝的日常維護43參考課件脫硝的日常維護蜂蜂附：蜂窩催化劑與板式催化劑壓力損失變化：44參考課件脫硝的日常維護2、做好停爐時催化劑的保護工作，延緩催化劑的化學(xué)壽命做好停爐時催化劑的保護工作，延緩催化劑的化學(xué)壽命由于機組發(fā)電受到季節(jié)性和經(jīng)濟氣候的影響，機組可能長期停運，脫硝系統(tǒng)最怕的是受潮，根據(jù)北京市的氣候分析，每年的7月和8月如果機組長期停運最可能造成脫硝用催化劑受潮，在此時做好催化劑防潮措施是非常必要的。3、嚴(yán)格檢查吹灰系統(tǒng)、嚴(yán)格檢查吹灰系統(tǒng)，防止催化劑堵塞，防止催化劑堵塞在脫硝反應(yīng)器系統(tǒng)中，設(shè)計了合理的吹灰方式，但任何方式都不是萬能的，在脫硝系統(tǒng)檢修過程中要有針對性的對吹灰系統(tǒng)進行檢查，避免因局部吹灰不良造成系統(tǒng)流場紊亂失衡，導(dǎo)致催化劑層積灰阻力增大，甚至催化劑部分失效，引起脫硝效率降低，要充分利用脫硝系統(tǒng)檢修周期，精細(xì)的完成脫硝系統(tǒng)檢修，對降低脫硝系統(tǒng)阻力和延長催化劑的壽命非常關(guān)鍵。45參考課件脫硝的日常維護4、催化劑的測試 除了要進行正常的檢修清灰工作外，為了掌握催化劑活性變化，及時安排設(shè)備更新，還需要定期將催化劑模塊外送檢測，按照設(shè)計的條件分別進行定負(fù)荷下的NH3/NOx摩爾比的變化測試，驗證系統(tǒng)的各項性能保證指標(biāo)和分析催化劑的性能，該測試應(yīng)每年進行一次。46參考課件脫硝的日常維護脫硝的日常維護47參考課件脫硝的日常維護5、脫硝儀表的維護、脫硝儀表的維護 脫硝監(jiān)測用的各類儀表在實際使用中都比較嬌氣，主要容易損壞的是氮氧化物分析儀表和氨逃逸表，損壞形式包括光源損壞，控制板損壞和主機損壞。這些儀表國外產(chǎn)品居多，我廠氮氧化物分析儀表是SICKMAHAK生產(chǎn)，氨逃逸是SIEMENS生產(chǎn)，備件訂貨周期長、產(chǎn)品維修需返到國外，費用相當(dāng)昂貴，因此是電廠儀表維護工作的重點。48參考課件目 錄 華能北京熱電廠脫硝系統(tǒng)簡介華能北京熱電廠脫硝系統(tǒng)簡介一一電廠脫硝主要系統(tǒng)及設(shè)備介紹電廠脫硝主要系統(tǒng)及設(shè)備介紹二二電廠脫硝日常運行及維護工作介紹電廠脫硝日常運行及維護工作介紹三三電廠脫硝電廠脫硝系統(tǒng)存在的主要問題及整改系統(tǒng)存在的主要問題及整改四四49參考課件脫硝系統(tǒng)運行中遇到的主要問題1、熱解爐內(nèi)部結(jié)晶堵塞-試運行期間，發(fā)現(xiàn)熱解爐內(nèi)部有白色的結(jié)晶物，大量的結(jié)晶物沉積在熱解爐底部，造成熱解爐堵塞，無法正常運行。50參考課件脫硝系統(tǒng)運行中遇到的主要問題通過大量的試驗，分析總結(jié)出熱解爐內(nèi)部結(jié)晶的原因如下：通過大量的試驗，分析總結(jié)出熱解爐內(nèi)部結(jié)晶的原因如下：尿素溶液霧化用壓縮空氣品質(zhì)差壓縮空氣品質(zhì)差造成尿素噴槍的霧化噴嘴堵塞霧化噴嘴堵塞，使尿素溶液無法充分霧化，尿素液滴在熱解爐內(nèi)不能充分分解，未分解的尿素溶液附著在熱解爐壁，降溫后形成固體結(jié)晶物。霧化空氣的品質(zhì)以及合適的壓力是保證尿素溶液由噴槍噴出后能充分霧化、充分熱解最為主要的因素之一。當(dāng)采用含有較多油污和雜質(zhì)的壓縮空氣時，非常容易造成空氣流量計及其下游管路以及噴槍噴嘴的堵塞。系統(tǒng)長時間在霧化空氣壓力和流量不滿足設(shè)計工況情況的運行，造成了霧化不夠充分，尿素液滴過大，不能在熱解爐直段進行有效分解，從而會造成尿素在水平段的結(jié)晶。另外，霧化空氣在沒有壓力或者壓力很低的情況下，尿素溶液會進入噴槍內(nèi)霧化空氣腔內(nèi)，高溫的情況下尿素溶液很快燒結(jié)，從而造成噴槍的噴嘴局部堵塞（導(dǎo)致尿素霧化效果下降）甚至于完全堵塞。51參考課件脫硝系統(tǒng)運行中遇到的主要問題熱解系統(tǒng)在超過設(shè)計負(fù)荷下運行，造成熱解爐內(nèi)部溫度下降，降低到尿素分解溫度以下，這可能有兩種情況，a）所配制的尿素溶液的濃度過多偏離設(shè)計值；b）熱解爐運行時尿素溶液量超過系統(tǒng)最大設(shè)計出力。華能北京熱電廠尿素?zé)峤庀到y(tǒng)設(shè)計采用50的尿素溶液，如果尿素溶液流量相對較大并且負(fù)荷較高，熱解超過50的尿素則供熱不足，易造成殘余不分解的尿素堵塞。如果尿素溶液濃度過低，溶液中過多的水會造成燃燒器在全出力下不能夠分解超負(fù)荷的尿素溶液，從而容易導(dǎo)致熱解爐內(nèi)溫度偏低，造成尿素結(jié)晶。尿素?zé)峤庀到y(tǒng)最大出力都是根據(jù)SCR系統(tǒng)的最大氨需量設(shè)計的，當(dāng)系統(tǒng)在超過其設(shè)計負(fù)荷的情況下運行，會造成尿素溶液噴射量過大，尿素霧化液滴和燃燒器參數(shù)不能滿足全部尿素的分解要求。系統(tǒng)運行時超過系統(tǒng)最大設(shè)計出力，相對的尿素?zé)峤鉄崃坎蛔悖瑫斐赡蛩亟Y(jié)晶。52參考課件脫硝系統(tǒng)運行中遇到的主要問題-熱解爐內(nèi)溫度場分布不均，使尿素分解后重新結(jié)合出現(xiàn)結(jié)晶。尿素噴槍的運行方式不合理或單只尿素噴槍流量過大，造成熱解爐內(nèi)部溫度場分布不均，熱解爐分解區(qū)域及其下游出現(xiàn)低溫區(qū)，熱風(fēng)無法連續(xù)抵達應(yīng)該達到的的位置或死角，促成在低溫區(qū)分解后的尿素溶液重新結(jié)晶。-油品惡化或人為減油，造成燃燒器出力不足。熱解系統(tǒng)不滿足噴射要求的情況進行尿素溶液的噴射，持續(xù)數(shù)小時，這會導(dǎo)致尿素溶液的嚴(yán)重結(jié)晶。需要特別指出的是，尿素溶液結(jié)晶的產(chǎn)生和發(fā)展是一個逾演愈烈的遞增過程，一旦存在尿素結(jié)晶因素并持續(xù)運行時，由于結(jié)晶的積累，會導(dǎo)致流場熱流分配的破壞，結(jié)晶物會在某一個時間驟然猛增，嚴(yán)重的時候，會在很短的時間內(nèi)堵塞整個熱解爐尾管。-對噴槍沒有進行定期的檢查，系統(tǒng)在霧化空氣壓力/流量不夠、霧化空氣較臟的情況下，對堵塞的尿素噴槍沒有進行及時清理，出現(xiàn)噴槍霧化空氣管燒穿，這種情況下空氣從破損位置噴出，該噴槍的尿素溶液未經(jīng)霧化而直接噴入熱解爐內(nèi)。這種情況下，熱解爐會在很短的時間造成大量尿素沉積結(jié)晶。53參考課件脫硝系統(tǒng)運行中遇到的主要問題根據(jù)以上的分析，為避免尿素?zé)峤庀到y(tǒng)結(jié)晶，制定了以下處理措施：根據(jù)以上的分析，為避免尿素?zé)峤庀到y(tǒng)結(jié)晶，制定了以下處理措施：尿素溶液霧化用壓縮空氣采用無油壓縮空氣，并配置干燥器，保證霧化空氣清潔、壓縮空氣壓力達到設(shè)計要求。根據(jù)現(xiàn)場負(fù)荷情況合理調(diào)配尿素溶液濃度。嚴(yán)禁在熱解爐內(nèi)部溫度不滿足要求的情況下噴入尿素溶液。運行巡檢時，必須對尿素噴槍霧化空氣運行狀態(tài)進行檢查。如出現(xiàn)管路堵塞或壓力不夠，及時采取措施予以解決；運行監(jiān)盤時要注意霧化空氣報警情況，出現(xiàn)流量低報警時，及時退出該尿素噴槍運行。定期對尿素噴槍進行霧化試驗，觀察霧化效果，保證尿素噴槍霧化良好。每天對尿素噴槍的運行情況進行檢查，重點注意尿素溶液壓力、尿素溶液流量、尿素溶液調(diào)節(jié)閥開度、霧化空氣壓力、霧化空氣流量。根據(jù)調(diào)節(jié)閥門同一開度情況下對應(yīng)的尿素流量來判斷尿素噴槍噴嘴是否堵塞，對噴嘴堵塞的尿素噴槍必須及時停運并更換噴嘴。54參考課件脫硝系統(tǒng)運行中遇到的主要問題2、熱解爐、熱解爐燃燒室保溫?zé)龤紵冶責(zé)龤КF(xiàn)象及分析：電廠尿素?zé)峤鉅t初期除4爐以外，都發(fā)生過保溫?zé)龤У那闆r。判斷由于燃燒室過熱，燃燒器穩(wěn)燃盤略微偏燒造成保溫局部燒毀。整改措施：根據(jù)尿素的性能，在接近常壓的情況下，尿素?zé)峤獾臏囟确秶?50-600，我們當(dāng)時的工作范圍在500-600，接近尿素?zé)峤獾母呦?。參考電加熱熱解的熱空氣的設(shè)計溫度為420，這個值應(yīng)該有較大的調(diào)節(jié)余量，因此熱解室的熱空氣溫度維持在420450之間即可。通過設(shè)置出口氨氣的溫度減少燃油量，從而實現(xiàn)燃燒室溫度和熱解室溫度的降低，同時還實現(xiàn)了熱解系統(tǒng)燃油消耗的降低。55參考課件脫硝系統(tǒng)運行中遇到的主要問題2、噴氨格柵部分噴嘴堵塞，造成SCR反應(yīng)器入口煙氣中氨氣濃度分配不均脫硝投運初期，系統(tǒng)啟停相對較多，噴氨停止后沒有氣流從噴嘴流出，煙氣中的粉塵很容易進入噴嘴內(nèi)部形成堵塞。當(dāng)噴氨系統(tǒng)再次投入時，通過氨氣的壓力（4kPa）可以將疏松的積灰沖開，部分噴嘴保持暢通。采取的措施：1、SCR反應(yīng)器通煙狀態(tài)下保持稀釋風(fēng)連續(xù)運行，保證噴氨格柵的噴嘴處有氣流連續(xù)噴出。2、在反應(yīng)器的噴氨格柵閥門后增加一路雜用壓縮空氣，定期對噴氨閥門管道進行吹掃。通過采取以上兩種措施，基本保證了噴氨格柵的正常運行。56參考課件脫硝系統(tǒng)運行中遇到的主要問題3、催化劑蒸汽吹損 運行參數(shù):各層蒸汽吹灰器壓力為0.63-0.73 MPa。運行情況：蒸汽吹灰器各層每8小時運行一次。現(xiàn)場狀況：第一層催化劑表面未發(fā)現(xiàn)吹損現(xiàn)象。第二、三層催化劑表面發(fā)現(xiàn)吹損現(xiàn)象，吹損形成的形狀不規(guī)則，有圓形的，還有溝狀的。57參考課件脫硝系統(tǒng)運行中遇到的主要問題3、催化劑蒸汽吹損 原因分析：原因分析：各層催化劑與吹灰器距離不一致，第一層717mm，其他兩層313mm。解決辦法解決辦法根據(jù)不同的催化劑選擇不同的吹灰蒸汽參數(shù) 調(diào)整#1、4爐（蜂窩式催化劑）2，3層的蒸汽吹灰器的閥后壓力為0.58MPa，#2、3爐2，3層的吹灰壓力調(diào)整為0.38MPa。（板式催化劑）增大蒸汽吹灰器運行間隔由于本項目同時安裝了聲波吹灰器和蒸汽吹灰器。聲波吹灰器連續(xù)運行，蒸汽吹灰器每班運行一次或者更多。蒸汽吹灰器運行對催化劑有損傷，建議盡可能增大運行間隔。目前暫按每天運行1次的方式進行試運行，同時關(guān)注系統(tǒng)阻力變化。如果一切正常，以后即可按此方式運行，同時探索更長間隔的可能性。58參考課件脫硝系統(tǒng)運行中遇到的主要問題4、SCR反應(yīng)器出口氨逃逸超標(biāo)-試運行期間，請來西安熱工院的技術(shù)人員測試SCR反應(yīng)器出、入口煙氣中氮氧化物的分布情況，發(fā)現(xiàn)SCR反應(yīng)器入口氮氧化物分布基本均勻，偏差在10%左右，SCR反應(yīng)器出口氮氧化物分布嚴(yán)重不均，局部區(qū)域氮氧化物濃度到零，氨氣沒有與氮氧化物完全反應(yīng)，造成氨氣逃逸。通過逐一對噴氨格柵手動門開度的調(diào)整，將SCR反應(yīng)器出口氮氧化物排放濃度調(diào)平。5、脫硝裝置投運對空預(yù)器傳熱元件的影響-脫硝裝置投運4年來，空預(yù)器換熱元件的積灰腐蝕情況都未明顯加劇，分析原因主要有以下兩方面：SCR反應(yīng)器后氨逃逸量很?。ㄟ\行中將SCR反應(yīng)器后氨逃逸控制在3ppm以下）；鍋爐燃用低硫煤（硫分0.5%），煙氣中SO2、SO3含量低，SCR反應(yīng)器后煙氣中生成的硫酸氫氨量較少。59參考課件脫硝系統(tǒng)運行中遇到的主要問題6、尿素的存放問題、尿素的存放問題電廠運行初期忽視了尿素本身的特性，存放尿素只是簡單按照不淋雨、不與水接觸這個標(biāo)準(zhǔn)來存放，結(jié)果發(fā)生了尿素吸濕結(jié)塊板結(jié)的現(xiàn)象，既影響了現(xiàn)場裝卸，又影響了使用質(zhì)量。通過查閱資料以及與尿素廠家的溝通得知，在尿素使用前，一定要保持尿素包裝袋（一般為雙層防水包裝）完好無損，運輸過程中要輕拿輕放，防雨淋，要貯存在干燥、通風(fēng)良好、溫度在20度以下的地方。同時電廠考慮到實際生產(chǎn)中需要大量貯存，建設(shè)了專用的尿素倉庫，并且在廠區(qū)相對較好的環(huán)境還另外設(shè)置了堆放點，并按照規(guī)定在尿素最高層上部與房頂留有50公分以上的空隙，以利于通風(fēng)散濕，垛與垛之間還留出過道，以利于檢查和通風(fēng)，對相對長期的尿素優(yōu)先調(diào)配使用。60參考課件脫硝系統(tǒng)運行中遇到的主要問題7、催化劑的處置、催化劑的處置-催化劑的主體成分V2O5、WO3、Mn03等金屬氧化物均為有毒元素，這也就造成了其不能隨意處置的特點。在國外由于環(huán)保發(fā)展較早，因此對于催化劑有成熟的處理工藝。我國廢催化劑回收工作起步較晚，目前國內(nèi)還沒有專門從事SCR廢催化劑回收的公司，隨著大量脫硝裝置的投運，新的污染源將伴隨出現(xiàn)，因此需要認(rèn)真研究催化劑的壽命管理，做好相關(guān)工作。61參考課件脫硝系統(tǒng)運行中遇到的主要問題8、尿素的采購與供應(yīng) 尿素作為一種重要的農(nóng)用化肥，在中國每年有將近七千萬噸的產(chǎn)量。但絕大部分為供應(yīng)農(nóng)業(yè)施肥使用和對外出口。由于農(nóng)業(yè)的季節(jié)性需求和國際出口的窗口期效應(yīng)（即中國每年僅有三四個月的時間，尿素出口采取優(yōu)惠稅率），導(dǎo)致尿素在國內(nèi)的市場價格全年波動巨大，并且由于中國化肥廠的分布不均勻，導(dǎo)致甚至在局部特殊地區(qū)短時出現(xiàn)尿素供應(yīng)短缺情況。并且電廠所購買的尿素為工業(yè)應(yīng)用，無法享受到農(nóng)業(yè)應(yīng)用的相關(guān)政策優(yōu)惠，單是火車運送費用環(huán)節(jié)就要差很多。所以在采購尿素的時間、品種以及供應(yīng)區(qū)域方面都需要電廠去做很多工作，以保證一個穩(wěn)定、經(jīng)濟的供貨源，這是火力發(fā)電企業(yè)尿素脫硝系統(tǒng)全面投運后，在后期運營中所面臨的主要問題之一。同時，如何高效，便捷的滿足脫硝系統(tǒng)每天上千公斤的尿素使用需求，也將成為尿素脫硝系統(tǒng)在自動化處理與降低人工費用方面的重要議題。62參考課件脫硝系統(tǒng)節(jié)能措施尿素?zé)峤庀到y(tǒng)原設(shè)計稀釋風(fēng)采用室內(nèi)空氣加蒸汽加熱方式。2009年4月實施了熱解爐稀釋風(fēng)系統(tǒng)改造，從空預(yù)器后一次母管引熱一次風(fēng)，取消原稀釋風(fēng)管道，將進入熱解爐的稀釋風(fēng)溫度由150提高到310，因一次風(fēng)的含塵量比空氣中含塵量大，所以改造后熱解爐內(nèi)部的飛灰存積量比改造前有所增加，但不會影響熱解爐正常運行，只需每次停爐檢修過程中對積灰進行清理即可，從而實現(xiàn)了節(jié)油經(jīng)濟的目的。液態(tài)排渣爐由于高溫燃燒，NOx排放量要遠(yuǎn)高于1000mg/NM3，電廠積極開展燃燒調(diào)整試驗，充分利用德方設(shè)計的低NOx燃燒器進行調(diào)整，有效地將NOx生成量控制在400mg/NM3，即達到了減排，同時減少了電廠相關(guān)費用的支出。63參考課件