某电厂脱硝装置启动措施

本期烟气脱硝装置以及附属系统，主要包括：工艺系统；仪表与控制系统；电气系统；土建部分；其他部分。

本工程烟气脱硝采用选择性催化还原（SCR）脱硝工艺，一炉两个反应器，液氨卸料、储存、蒸发等为公用系统。

1．1工艺系统

烟气脱硝系统包括：

（1）烟气系统；

（2）SCR反应器和催化剂；

（3）催化剂的吹灰系统；

（4）液氨的存储和卸料系统；

（5）液氨的蒸发系统；

（6）氨的空气稀释和喷射系统；

（7）烟气取样系统；

（8）工业水系统；

（9）其他由主系统接出的水、蒸汽等辅助系统的设计。

1.1.1  烟气系统

烟气系统是指从锅炉尾部低温省煤器下部引出口至SCR反应器本体入口、SCR反应器本体出口至回转式空预器入口之间的连接烟道。

烟道壁厚按6mm设计。

为了使与烟道连接的设备的受力在允许范围内，特别考虑了烟道系统的热膨胀，热膨胀通过膨胀节进行补偿。

所有烟道将在适当位置配有足够数量和大小的人孔门和清灰孔，以便于烟道的维修和检查以及清除积灰。

烟道将在适当位置配有足够数量测试孔。

1.1.2  SCR反应器

锅炉配置2台SCR反应器，反应器断面尺寸为12.98X11.64m，高约15m。反应器设计成烟气竖直向下流动，反应器入口将设气流均布装置。反应器内部各类加强板、支架设计成不易积灰的型式，同时将考虑热膨胀的补偿措施。

反应器将设置足够大小和数量的人孔门。

反应器设计还将考虑内部催化剂维修及更换所必须的安装门。

SCR反应器将能承受运行温度420℃不少于5小时的考验，而不产生任何损坏。

1.1.3  催化剂

反应器内催化剂层按照两层，并预留一层设计。催化剂的型式采用蜂窝式。

蜂窝式催化剂节距10mm，壁厚1.43mm。催化剂设计将考虑燃料中含有的任何微量元素可能导致的催化剂中毒。

催化剂模块将设计有效防止烟气短路的密封系统，密封装置的寿命不低于催化剂的寿命。

催化剂将能承受运行温度420℃不少于5小时的考验，而不产生任何损坏。催化剂保证寿命为24000运行小时。

1.1.4  吹灰系统

根据本工程灰份高的特性，设置吹灰器，采用蒸汽吹灰系统，按每一层催化剂设置4台耙式吹灰器进行设计。预留层吹灰器只预留吹灰器接口，预留层吹灰器不在供货范围内。

蒸汽吹灰器用汽引自空预器吹灰蒸汽，蒸汽母管设有电动关断阀和调节阀，待蒸汽品质合格后，对催化剂表面进行吹扫，注意避免蒸汽带入冷凝水。建议的吹扫频率为每班一次，每个反应器从最上层开始吹扫，每层的吹灰器依次吹扫。蒸汽疏水排至机组定排扩容器。

1.1.5  氨的空气稀释和喷射系统

每台锅炉设两台100%容量的离心式稀释风机，一用一备。设二套氨/空气混合系统。分别用于两台SCR反应器的氨与空气的混合。

为保证氨（NH3）注入烟道的绝对安全以及均匀混合，将氨浓度降低到爆炸极限（其爆炸极限在空气中体积为 15％～28％）下限以下，控制在5％以内。供方将按此要求以脱硝所需最大供氨量为基准（即脱硝效率为80％时）设计氨稀释风机及氨/空气混合系统。

稀释风机的性能将保证能适将锅炉40～100%BMCR负荷工况下正常运行，并留有一定裕度：风量裕度不低于10%，另加不低于10℃的温度裕度；风压裕度不低于20%。

氨/烟气混合均布系统按如下设计：由氨/空气混合系统来的混合气体喷入位于烟道内的涡流混合器处，在注入涡流混合器前将设手动调节阀，在系统投运时可根据烟道进出口检测出的NOx浓度来调节氨的分配量，调节结束后可基本不再调整。

1.1.6  烟气取样系统

每台反应器设置4台烟气取样风机，2台为原烟气取样风机，2台为净烟气取样风机。原烟气取样风机从喷氨点前的烟道抽取原烟气经风机后注入反应器出口，净烟气取样风机从反应器出口烟道抽取净烟气经风机后注入反应器出口烟道。位于烟道抽取烟气处的管道都设置了过滤元件以过滤烟气中的烟尘，在每台风机抽取烟气入口管道上安装有NOx及O₂分析仪。

1.1.7  冷却水系统

烟气取样风机轴承冷却采用锅炉房区域闭式冷却水，排水至闭式水回水管。氨站区卸料压缩机冷却水取自工业水，排水至氨区地坑。

1.1.8  仪表压缩空气系统

锅炉房区域仪表用气就近取自锅炉房区域仪表用压缩空气母管，氨站区域仪表用压缩空气取自脱硫废水处理车间外压缩空气储罐。

1.1.9液氨储存蒸发供应系统

1.1.9.1系统概述

液氨储存、制备、供应系统包括液氨卸料压缩机、储氨罐、液氨蒸发槽、液氨泵、氨气缓冲槽、稀释风机、混合器、氨气稀释槽、废水泵、废水池等。此套系统提供氨气供脱硝反应使用。液氨的供应由液氨槽车运送，利用液氨卸料压缩机将液氨由槽车输入储氨罐内，用液氨泵将储槽中的液氨输送到液氨蒸发槽内蒸发为氨气，经氨气缓冲槽来控制一定的压力及其流量，然后与稀释空气在混合器中混合均匀，再送达脱硝系统。氨气系统紧急排放的氨气则排入氨气稀释槽中，经水的吸收排入废水池，再经由废水泵送至废水处理厂处理。

液氨的储罐和氨站的设计必须满足国家对此类危险品罐区的有关规定。液氨具有一定的腐蚀性，在材料、设备存在一定的应力情况下，可能造成应力腐蚀开裂；液氨容器除按一般压力容器规范和标准设计制造外，要特别注意选用合适的材料。

由上述氨的性质和对氨系统的重要性可知，承包商所设计的氨的制备及其供应系统中：氨的供应量能满足锅炉不同负荷的要求，调节方便灵活，可靠；存氨罐与其他设备、厂房等要有一定的安全防火防爆距离，并在适当位置设置室外防火栓，设有防雷、防静电接地装置；氨存储、供应系统相关管道、阀门、法兰、仪表、泵等设备选择时，其必须满足抗腐蚀要求，采用防爆、防腐型户外电气装置。氨液泄漏处及氨罐区域应装有氨气泄漏检测报警系统；系统的卸料压缩机、储氨罐、氨气蒸发槽、氨气缓冲槽及氨输送管道等都备应有氮气吹扫系统，防止泄漏氨气和空气混合发生爆炸。氨存储和供应系统应配有良好的控制系统。

1.1.9.2 主要设备 （按两台机组公用一套系统设计）。

（1）卸料压缩机

选择的卸料压缩机应能满足各种条件下的要求。卸料压缩机抽取储氨罐中的氨气，经压缩后将槽车的液氨推挤入液氨储罐中。承包商在选择压缩机排气量时，要考虑储氨罐内液氨的饱和蒸汽压，液氨卸车流量，液氨管道阻力及卸氨时气候温度等。

（2）储氨罐(每台炉一个,两台炉同时上)

每台炉液氨的储氨罐容量，应按照锅炉BMCR工况，在设计条件下，每天运行20小时，连续运行10天的消耗量考虑。储槽上应安装有超流阀、逆止阀、紧急关断阀和安全阀为储槽液氨泄漏保护所用。储槽还装有温度计、压力表、液位计、高液位报警仪和相应的变送器将信号送到脱硝控制系统，当储槽内温度或压力高时报警。储槽应有遮阳棚防太阳辐射措施，并防止顶部氨气的聚集。四周安装有工业水喷淋管线及喷嘴，当储槽槽体温度过高时自动淋水装置启动，对槽体自动喷淋减温；当有微量氨气泄露时也可启动自动淋水装置，对氨气进行吸收，控制氨气污染。

（3）液氨供应泵

液氨进入蒸发槽，可以使用压差和液氨自身的重力势能实现；也可以采用液氨泵来供应。如选择液氨泵应选择专门输送液氨的泵；为保证氨的不间断供应，氨泵应采用一用一备。(预留1号炉氨泵基础)

（4）液氨蒸发槽

液氨蒸发所需要的热量采用蒸汽来提供热量。蒸发槽上装有压力控制阀将氨气压力控制在一定范围，当出口压力达到过高时，则切断液氨进料。在氨气出口管线上应装有温度检测器，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，蒸发槽也应装有安全阀，可防止设备压力异常过高。液氨蒸发槽应按照在BMCR工况下100％容量设计。(预留1号炉液氨蒸发槽基础)

（5）氨气缓冲槽（氨气积压器）

从蒸发槽蒸发的氨气流进入氨气缓冲槽，通过调压阀减压成一定压力，再通过氨气输送管线送到锅炉侧的脱硝系统。液氨缓冲槽应能满足为SCR系统供应稳定的氨气，避免受蒸发槽操作不稳定所影响。缓冲槽上也应设置有安全阀保护设备。(预留1号炉氨气缓冲槽基础)

（6）氨气稀释槽

氨气稀释槽为一定容积水槽，水槽的液位应由满溢流管线维持，稀释槽设计连结由槽顶淋水和槽侧进水。液氨系统各排放处所排出的氨气由管线汇集后从稀释槽低部进入，通过分散管将氨气分散入稀释槽水中，利用大量水来吸收安全阀排放的氨气。

（7）稀释风机

喷入锅炉烟道的氨气应为空气稀释后的含5％左右氨气的混合气体。所选择的风机应该满足脱除烟气中NOx最大值的要求，并留有一定的余量。稀释风机应按两台100％容量（一用一备）设置。稀释风机进口吸大气。

（8）氨气泄漏检测器

    液氨储存及供应系统周边应设有氨气检测器，以检测氨气的泄漏，并显示大气中氨的浓度。当检测器测得大气中氨浓度过高时，在机组控制室会发出警报，操作人员采取必要的措施，以防止氨气泄漏的异常情况发生。电厂液氨储存及供应系统设在炉后，应采取措施与周围系统作适当隔离。

（9）排放系统

    承包商应在氨制备区设有排放系统，使液氨储存和供应系统的氨排放管路为一个封闭系统，将经由氨气稀释槽吸收成氨废水后排放至废水池，再经由废水泵送到脱硫岛区域综合处理利用。

（10）氮气吹扫系统

液氨储存及供应系统保持系统的严密性防止氨气的泄漏和氨气与空气的混合造成爆炸是最关键的安全问题。基于此方面的考虑，承包商应在本系统的卸料压缩机、储氨罐、氨气蒸发槽、氨气缓冲槽等都应备有氮气吹扫管线。在液氨卸料之前通过氮气吹扫管线对以上设备分别要进行严格的系统严密性检查和氮气吹扫，防止氨气泄漏和系统中残余的空气混合造成危险。

1.2  控制系统简介

脱硝控制系统按照采用与机组DCS一体化配置的远程I/O并由机组DCS操作员站实现对SCR装置监控的原则设计。脱硝控制系统完成模拟量控制(MCS)、顺序控制(SCS)和数据采集(DAS)功能, 以满足各种运行工况的要求, 确保脱硝系统安全、高效运行。

本工程采用的控制方式为：运行人员在机组控制室内通过机组DCS的操作员站对两台机组脱硝系统进行启动控制、正常运行的监视和调整，停机及事故工况的处理，而无需现场人员的操作配合。

液氨储存和供应系统的控制与脱硝反应系统的控制应分别各采用一对DPU和相应的I/O机柜等两个远程控制站，其中SCR反应系统的远程控制站布置在锅炉主机组DCS电子设备间，其电源由机组DCS的UPS电源提供，控制站和主机组锅炉控制系统融合挂在同一DCS控制网上；液氨储存和供应系统的远程控制站将布置在脱硫区域的就地控制设备间内，其电源由一路来自其自带的UPS（5KVA）电源装置提供，另一路来自保安电源。控制站通过冗余光纤通讯网络连接至主机组DCS公用控制网上，最终运行人员直接通过机组控制室中单元机组DCS操作员站完成对整个脱硝系统参数和设备的监控。