SCR烟气脱硝工程液氨存储及卸料系统的调试研究

1、SCR烟气脱硝工程氨区系统的调试研究王兴隆（山东电力建设第二工程公司，济南工业北路297号，250100）摘要：由于在国内SCR烟气脱硝工程不是很多,所以SCR烟气脱硝工程的调试能借鉴的经验几乎没有, SCR烟气脱硝工程的调试在国内是一个新的课题, 本文笔者重点总结了甘肃兰州某330MW机组烟气脱硝工程氨区系统的调试经验, 详细介绍了SCR 烟气脱硝工程氨区系统的调试过程及SCR 烟气脱硝工程原理, 分析了氨区系统调试需要注意的问题，希望能为大家以后的脱硝施工有所帮助。关键词：SCR烟气脱硝工程 氨区系统调试 脱硝工程原理 1、引言我国是世界上最大的煤炭生产和消费国，原煤占能源消费总量的比例高

2、达70%左右，用于发电的煤炭约占煤炭总产量的40%。我国现有火电机组设备总体技术水平落后，性能与世界先进水平相比有较大差距，发电煤耗高；能源利用率低，进一步加剧了煤炭燃烧造成的气体排放及环境污染。因此以煤为主要能源的清洁煤发电技术在我国的推广具有重大的现实意义。我国煤燃烧所释放的SO2占全国总排放量的87%，NOx占67%，粉尘占60%，CO2占7l%，造成了严重的环境污染和生态破坏，所以常规煤燃烧设备的污染问题一直是我国环境污染治理的重点。为控制燃煤电厂NOx 的排放,国家环保总局在2003 年12 月发布了进一步修订的GB 13223 - 2003火电厂大气污染物排放标准。该标准规定,不同

3、时段的火电厂实行NOx 最高允许排放浓度。从2004年7月开始,对NOx 的排放征收0.60 元/ kg 的排污费。基于上述两点,今后将会有更多的电厂采取一些降低NOx 排放的措施,以达到国家的排放标准,同时减少NOx 的排污费。SCR烟气脱硝工程是近几年国内燃煤发电厂开始上的新项目，目前国内电厂气脱硝工程也主要以SCR 脱硝为主。 由于在国内SCR烟气脱硝工程不是很多,所以SCR烟气脱硝工程的调试能借鉴的经验几乎没有, SCR烟气脱硝工程的调试在国内是一个新的课题, 本文笔者重点总结了甘肃兰州某330 MW 机组烟气脱硝工程氨区系统的调试经验, 详细介绍SCR 烟气脱硝工程氨区系统的调试过程

4、, 分析了氨区系统调试需要注意的问题。SCR烟气脱硝工程的调试分为氨区系统的调试和SCR反应系统的调试,本文重点介绍SCR 烟气脱硝工程氨区系统的调试, 氨区系统的调试又分为液氨存储及卸料系统的调试和液氨蒸发系统的调试。2、SCR烟气脱硝工程简要介绍选择性催化还原法（SCR）脱硝技术是指在催化剂的作用下，还原剂（液氨）与烟气中的氮氧化物反应生成无害的氮和水，从而去除烟气中的NOx。 选择性是指还原剂NH3和烟气中的NOx发生还原反应，而不与烟气中的氧气发生反应。化学反应原理4NO + 4N H3 + O2 4N2 + 6 H2 O SCRCatalystNOxNOxNOxNH3NH3NH3N2

5、N2N2H2OH2OH2O净烟气原烟气NH36NO2 + 8N H3 7N2 + 12 H2 O 脱硝反应过程示例图SCR工艺流程：还原剂 (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蒸发气化；气化的氨和稀释空气混合，通过喷氨格栅喷入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，去除NOx。锅炉负载信号省煤器混合器液氨蒸发槽液氨储槽液氨缓冲槽氮氧化物监视器烟囱脱硫FIC空预器电除尘锅炉脱硝DeNOx稀释风机送风机FDFSCR工艺流程图3、氨区设备简要介绍(以甘肃兰州某330 MW 机组烟气脱硝工程为例)液

6、氨用罐装卡车运输，以液体形态储存于氨储罐中；液态氨在注入SCR系统烟气之前经由蒸发器蒸发气化，并经过缓冲罐稳压后供应反应器脱硝使用，这部分工作都是在氨储存制备供应系统内完成的。氨区设备主要由卸料压缩机、液氨储罐、液氨蒸发槽、氨气缓冲槽及氨输送管道等，并备有氮气吹扫系统。3.1 卸料压缩机设计两套卸料压缩机，一用一备。卸料压缩机抽取液氨储罐中的氨气，经压缩后将槽车的液氨推挤入液氨储罐中。在选择压缩机排气量时，考虑液氨储罐内液氨的饱和气压，液氨卸车流量，液氨管道阻力及卸氨时气候温度等。3.2 液氨储罐储罐的总容量设计应能满足2台锅炉BMCR工况、在设计条件下、每天运行20小时、连续运行10天的消耗

7、量。采用2台液氨储罐。储罐上安装有流量阀、逆止阀、紧急关断阀和安全阀等，并装有温度计、压力表、液位计、液位变送器等。储槽有防太阳辐射的遮阳盖，四周安装有工业水喷淋管线及喷嘴，当储罐本体温度过高时，自动启动淋水装置降温。储罐排风孔经密闭系统通到稀释槽，对氨气进行吸收以降低氨气味的发散。3.3 液氨蒸发槽设计2套液氨蒸发槽，液氨蒸发槽按在BMCR工况下2×100容量设计。液氨蒸发所需要的热量采用蒸汽加热来提供热量。蒸发槽上装有压力控制阀将氨气压力控制在一定范围，当出口压力过高时，切断液氨进料。在氨气出口管线上装有温度测量装置，当温度过低时切断液氨，使氨气至缓冲槽维持适当温度及压力。蒸发槽

8、也装有安全阀，以防止设备压力异常过高。3.4 氨气缓冲槽与液氨蒸发槽相对应，设计2套氨气缓冲槽，与液氨蒸发槽组成2套制氨系统。每一套组成一个单元为两台锅炉供氨，供氨系统一运一备。从蒸发槽来的氨气进入氨气缓冲槽，通过调压阀减压到一定压力，再通过氨气输送管线送到锅炉侧的脱硝系统。氨气缓冲槽能为SCR系统稳定供氨气，且能避免蒸发槽操作不稳定所带来的影响。每套缓冲槽也设置有安全阀保护。3.5氨气稀释槽氨区设置一个氨气稀释槽，设有槽顶淋水和槽侧进水，水槽液位由满溢流管控制。液氨储存及供应系统各处排出的氨气由管线汇集，从稀释槽底部进入，通过分散管将氨气分散引入稀释槽水中，利用大量水来吸收安全阀排放的氨气。

9、槽顶通风管出口的最大氨浓度小于2µL/L，以避免氨气味的发散。3.6废水池和泵在氨制备区设有排水系统，使液氨储存和供应系统的氨排放管路为一个封闭系统，氨气被稀释槽内的水吸收后排放至废水池，再经由废水泵送到酸碱池去中和。4、 氨区系统的调试4.1液氨存储及卸料系统的调试4.1.1卸料压缩机的试运把卸料压缩机的进口管路和出口管路对空，检查卸料压缩机具备启动条件后，就地启动卸料压缩机进行8小时试运，试运其间详细记录卸料压缩机的振动、温度等参数。在卸料压缩机试运结束后，联合热工人员对卸料压缩机的远方信号进行联调。4.1.2水压试验4.1.2.1氨储罐、蒸发槽、缓冲槽单体设备因设备厂家出厂前做

10、过水压试验，此次不在进行，只对管线、阀门等进行水压试验，根据国家标准相关规定，试验压力为设计压力的1.5倍。4.1.2.2利用水压试验的机会往液氨罐充水时,对液氨罐的液位进行实际校验,确保液位指示正确，报警指示正确无误。4.1.3系统管路的吹扫试压结束后，排尽试压余水。用仪用气源加入液氨储罐内，压力加至0.6MPa,吹扫时应连续补压。吹扫必须用大气量连续吹扫,反复吹除,直到吹除口无黑点为至。吹扫工作要按程序分段进行吹除，由于程序比较复达，具体在这不再介绍。4.1.4系统的严密性试验 气密性试验先用仪用气源加压，后用压缩机加压2.16MPa。气密性试验加压分西个阶段进行，分为0.1MPa，0.5

11、MPa，1.0MPa，2.16MPa。检查方法用浓肥皂水涂刷各密封点和焊点，无气泡冒出。加压至2.16MPa后，保压24小时，前2小时压力下降要小于0.03MPa，后22小时压力下降要小于0.02MPa为合格。气密性试验必须得到有关部门认可。气密性试验结束后，放尽系统内的压力。4.1.5废水泵的试运废水泵的试运与普通泵的试运一样，在这就不再介绍。4.1.6卸料前置换气体无水氨和空气混合浓度在16%25%（V/V），容易发生爆炸，因此在卸氨前要对卸氨管路和存储罐进行置换。置换方法可采用抽真空法。4.1.7卸氨操作利用卸料压缩机，把液氨卸进存储罐，卸料原理主要如下：用卸料压缩机提高槽车内压力，使槽

12、车内压力高于存储罐压力，利用压差将槽车内的液氨压入存储罐。4.1.8存储罐之间液氨置换利用卸料压缩机，可以把液氨从一个存储罐倒换至另外一个存储罐，这个主要用于存储罐有紧急情况把液氨转移至另一个存储罐时使用。4.1.9喷淋系统的试验模拟液氨存储罐压力高或者温度高或者任何一个氨气泄露检测装置到达报警上限，液氨存储系统的喷淋水应该能自动打开。4.2液氨蒸发系统调试4.2.1稀释风机的调试 就地启动稀释风机进行8小时试运，试运其间详细记录稀释风机的振动、温度等参数,在稀释风机试运结束后，联合热工人员对稀释风机的远方信号进行联调。4.2.2系统管路的吹扫和存储罐的清洗用仪用气源对氨管路进行吹扫，反复吹除

13、,直到吹除口无黑点为至。往液氨蒸发槽充水,对液氨蒸发槽的液位计进行实际校验,确保液位正确,报警指示正确无误。4.2.3系统的严密性试验用压缩机加压至2.16MPa，用浓肥皂水涂刷各密封点和焊点，无气泡冒出为止。4.2.4液氨蒸发系统的操作液氨是靠自身的压力从存储罐输送到液氨蒸发槽，液氨在蒸发槽中被蒸汽加热成气氨进入到氨气缓冲槽内。液氨蒸发及喷射系统管路进氨前利用氮气置换空气。氨系统在首次通入氨气或者检修后再次通入氨气前，需要通入氮气置换液氨蒸发槽、氨气缓冲槽及管道内的空气。包括液氨存储罐至液氨蒸发槽管道的充氮气置换，氨气缓冲槽入口管道的充氮气置换，氨气缓冲槽出口管道的充氮气置换，氨/空气混合气

14、入口充氮气置换，由于比较复达，具体置换步骤不再详说。4.2.5经过蒸发槽的蒸发及喷射操作步骤及氨气供给的正常中断顺序因不同的脱硝设计而不同，在这不再详说。4.2.6喷淋系统的试验模拟液氨蒸发区域的任何一个氨气泄露检测装置到达报警上限，液氨存储系统的喷淋水应该能自动打开。5、氨区调试过程中应注意的问题 氨区调试需要注意以下几方面的问题5.1由于氨是一种亲水化合物, 因此氨区设备管道进行水压试验时, 要确保系统中的水能够彻底排干净, 对不能排干净水的设备, 考虑不参与水压试验,为保证水能够彻底排干净, 系统中的水排放结束后, 再用压缩空气把系统中残留的水吹扫干净。5.2由于氨气和空气混合后的体积分

15、数为16 %25 %时易引燃爆炸, 所以首次进氨前必须按照要求把系统中的空气利用氮气置换到氧的体积分数为1 %2 %; 进氨时先通入气态氨气, 检查系统无泄漏后再启动卸料压缩机通入液氨。卸氨结束后按照要求把相关卸氨管道利用氮气吹扫干净。5.3由于氨是一种危险的有腐蚀性的化学品,因此调试人员在调试过程中要充分认识氨气和液氨的特性, 熟悉接触到氨后的相关事故抢救办法。另外现场调试必须配备必要的防护用品及便携式的氨气泄漏检测仪。5.4氨区管道焊接一定要严格按照要求进行, 对DN50以下的管道全部采用氩弧焊接方式，管径DN 50以上的管道，全部采用氩弧焊打底电焊盖面工艺。5.5安装结束后需对管线进行水压试验，切不可对压缩机组进行水压试验，压缩机内绝对不允许进水。水压试验后，还应对新装管线、阀门及压缩机进行气密性试验，检查有无泄漏，合格后排空再以氮气对压缩机及新安装的管线进