1、丹东金山热电厂（2300MW）新建工程烟气脱硝工程#1机组脱硝装置整套启动调试报告.中国华电工程(集团)有限公司二零一二年十一月编制： 年 月 日审核： 年 月 日批准： 年 月 日目 录1 前言 12 系统及设备的主要技术规范 22.1 系统说明 22.2 系统主要设计参数 .32.3 主要设备规范和技术参数 43 调试程序与内容 .53.1 调试程序图 .53.2 整套启动过程工作内容 .53.3 烟气脱硝系统整套启动内容： .53.4 整套试运期间调整试验内容 .64 调试仪器 .75 调试结论及建议 .86 附表 .911 前言丹东金山热电厂 2300MW 机组烟气脱硝工程 SCR 法
2、烟气脱硝工程是由中国华电工程公司公司成套提供。该系统采用选择性催化还原法（SCR）脱硝方案，系统布置于省煤器之后，空预器之前，属于高尘布置方式。还原剂为液氨经过热水加热蒸发而成的氨气。液氨卸载和存储系统主要作用是把液氨从槽车上卸载下来，然后输送进液氨存储罐进行存储。系统主要的设备包括两个液氨存储罐、两台卸料压缩机、一个废氨稀释槽、两台稀释风机、两个氨空气混合器、喷氨格栅、分析测量仪表及一些安全辅助设施。烟气脱硝工程整组启动调试是检验机组脱硝系统的主要及其配套的附属设备制造、设计、施工、调试、生产准备情况质量的重要环节，是保证脱硝系统设备能安全、可靠、经济、文明地投入生产、发挥投资效益的关键性程
3、序，是一项复杂而细致的系统工程。整组启动的调试是整个脱硝工程调试的一个重要阶段。丹东金山热电厂本着建设绿色环保型电厂的精神，在 2x300MW 机组新建工程中，同步建设一套脱硝装置。采用选择性催化还原法（SCR）脱硝工艺，脱硝还原剂为液态纯氨，催化剂为板式催化剂，设计脱硝效率为 80%。设计脱硝装置可用率为 98%。这是一套完整的脱硝系统，可处理 1 号炉的全部烟气。脱硝系统中 SCR 催化反应系统、氨储存制备系统等主要部分由中国华电工程（集团）有限公司负责设计，设备供应和烟气脱硝工程的分系统及整套启动调试工作。根据能源局颁发火力发电建设工程启动试运及验收规程 （DL/T 5437-2009）
4、的要求，同时也适应当前脱硝工程技术水平及自动化程度高的需要，提高工程整体质量和技术水平，充分发挥投资效益的原则，本工程将全面参照火力发电建设工程启动试运及验收规程（DL/T 5437-2009）进行启动和验收。脱硝工程整套启动调试工作参照原电力部颁发的火电工程启动调试工作规定进行，整套启动试运的验收评定工作参照原电力部颁发的火电工程调整试运质量检验及评定标准 （1996 年版）进行。脱硝工作调整启动试运行过程也将同时参照有关国标、石油化工行标和原电力部颁的法规、规程、反事故措施、技术供应商和设备制造厂的技术规范执行。1.1 调试依据及标准1.1.1 调试依据氨储存与制备系统调试应严格遵循以下有
5、关规程：火力发电建设工程启动试运及验收规程 （DL/T 5437-2009） ；火电工程启动调试工作规定 ；火电工程调整试运质量检验及评定标准 （1996 年版） ；2电力建设施工质量验收及评价规程 （DLT5210.2-2009 ） ；GB50235-97工业金属管道施工及验收规范 ；火力发电厂模拟量控制系统在线验收测试规定DL/T657-1998火力发电厂顺序控制系统在线验收测试规程DL/T658-1998火力发电厂电子计算机监视系统在线验收测试规程 （试行）石油化工剧毒、可燃介质管道工程施工及验收规范SH3501-2002技术供应商调试大纲 、 运行维护手册 、 培训手册 ；氨储存与制备
6、系统 P&ID 图纸；SCR 催化反应系统 P&ID 图纸；烟气脱硝系统其它制造商有关系统及设备资料。1.1.2 调试质量标准参考原部颁火电工程调整试运质量检验及评定标准 （1996 年版）中相关的质量标准要求，全部检验项目合格率 100%，优良率 90%以上。2 系统及设备的主要技术规范2.1 系统说明丹东金山热电厂 2300MW 机组烟气脱硝工程采用选择性催化还原法（SCR）是国际上应用最多，技术最成熟的一项烟气脱硝技术。其主要反应是在一定的温度和催化剂的作用下，氨气与烟气中的 NOx 反应生成对空无害的氮气和水汽。SCR 最佳反应温度 320420，为前置式布置，在省煤器出口和空预器前温
7、度为 350左右的位置。使用纯氨法，液氨由槽车运送到液氨储罐，液氨储罐输出的液氨在氨气蒸发器内经 80左右的热水蒸发为氨气，并将氨气加热至常温后，送到氨气缓冲槽备用。缓冲槽的氨气经调压阀减压后，送入各机组的氨气/空气混合器中，与来自送风机的空气充分混合后，通过喷氨格栅（AIG）的喷嘴喷入烟气中，与烟气混合后进入 SCR 催化反应器。其工艺流程如下图所示：卸氨机 储氨箱 氨气吸收箱 污水池 污水泵 废水池 氨气蒸发器氨气缓冲箱3稀释空气 氨空混合器 吹灰器省煤器 SCR 入口烟道 SCR 反应器 空预器 除尘、脱硫 烟囱由于氨是一种可燃性气体，与空气混合时易发生爆炸，其与空气混合的爆炸下限为15
8、.7%，爆炸上限为 27.4%，同时氨气是恶臭毒性气体。为了防止因氨气泄漏危害作业人员的健康，氨储存和制备系统还设计了氮气吹扫系统和水喷淋系统。吹扫置换氮气能够把储罐和管道中的残余氨气吹入氨气吸收箱中，并用水喷淋吸收。来自卸氨机、储氨箱、氨气缓冲箱及相应连接液氨、氨气管道中的超压紧急排放氨气经管道收集后，集中送至氨气吸收箱用水吸收稀释。在氨气吸收箱中吸收了氨气的污水被疏放至污水池，然后通过污水泵输送至化学污水处理系统进行处理。相关系统图为：氨站系统图烟气脱硝喷氨系统图2.2 系统主要设计参数序号 项 目 单 位 参 数1 脱硝系统性能设计参数1.1 性能保证参数脱硝装置总压降 Pa小于 100
9、0（附加层催化剂投运前、BMCR 工况下）小于 1000（附加层催化剂投运后，BMCR 工况下）催化剂层压降 Pa 350 (BMCR 工况下)NH3/NOX 摩尔比 mol/mol 0.813脱硝装置在性能考核试验时（首次喷氨后六个月内）的脱硝效率%93氨的逃逸量 ppm 3二氧化硫转化率 % 1催化剂化学寿命 h 24000脱硝装置可用率 % 9841.2 物质消耗量液态纯氨 Kg/h 114（BMCR 工况）耗电量 kw压缩空气 Nm3/min 4.561.3 设备噪声等级（max）设备噪声（在声源 1m 处测量）dB(A)852 脱硝装置设计参数2.1 反应器设计参数数量 2尺寸 m
10、9.68 x 8.98 x 14.38设计压力 pa运行温度 398最大运行温度 4202.2 氨喷射系统设计参数型式 母管支管式喷氨格栅数量 1222.3 主要设备规范和技术参数序号 设备名称 设备规格 单位 数量 生产厂家1 储氨罐容积：28m3设计压力：2.32MPa外形尺寸：ID2500H5000只 2 常州德尔松压力容器有限公司2 卸氨机流量：1m3/min吸气压力：1.6 MPa排气压力：2.4 MPa电机功率：18.5KW台 2 蚌埠市联合压缩机制造有限公司3 液氨蒸发器 蒸发能力：250kg/h设计压力：2.5MPa 个 2 天津市奥利达设备工程技术有限公司5 氨气吸收罐容积：
11、4.0m3设计温度：50工作压力：常压个 1 常州德尔松压力容器有限公司6 催化剂 平板式、氧化钒/氧化钛催化剂 套 2 成都东方凯特瑞环保催化剂有限公司7 氨气/空气混合器 混合单元型式：文丘里式DN300，L=1600mm 只 2 天津市奥利达设备工程技术有限公司58 CEMS 分析仪 套 4 北京中电兴业技术开发有限公司3 调试程序与内容3.1 调试程序图系统条件检查调试技术方案交底 主机条件检查土建条件检查调试须满足的条件确认 运行、检修条件检查安全条件满足脱硝系统的首次整套启动脱硝系统投入、出系试验整套试运期间调整试验3.2 整套启动过程工作内容烟气脱硝系统整套启动试运阶段是从首次向
12、反应器内喷氨开始，到完成所有调试项目移交电厂试运为止。烟气脱硝系统整套启动试运分启动阶段、调整阶段和满负荷 168 试运阶段三个阶段进行，首先进行系统的启动和烟气脱硝的投入出系试验，接着进行相关的调整试验，最后进行满负荷 168 小时试运。3.3 烟气脱硝系统整套启动内容：2012 年 10 月 31 日 11： 32 开始，烟气脱硝系统顺利完成了首次喷氨任务，实现烟气脱硝，期间的主要运行参数见试运参数记录表。烟气脱硝系统首次整套启动步骤如下所述。3.3.1 氨系统液氨卸料步骤：10 月 30 日上午检查氨区设备，将储氨箱 B 处于进氨状态，10月 30 日 10：30 开始卸氨操作，将卸氨车
13、上的气侧和液侧分别用软管与系统的气侧和液侧6进行连接，用氮气对连接管道进行置换 3 次，每次升压 0.3MPa，静止 1 分钟，泄压到 0.2 MPa 左右，慢慢打开液侧阀门向储氨箱 A 进行充压，10：45 左右储氨箱压力升到 0.3MPa，做了紧急放氨吸收试验，排放氨量 70 公斤左右，排放吸收正常，过程中未发现排放吸收系统有漏氨现象。到储氨箱 B 继续升压，当压力与卸氨车上的压力基本平衡，启动卸氨机 B，调节卸氨机旁通，控制卸氨机进出口压差在 0.4 MPa， 11；40 卸氨结束，卸氨 5 吨。3.3.2 液氨蒸发步骤：（操作前先检查氨站系统处于热备用状态）10 月 30 日下午 15
14、：00启动氨蒸发器 A，待氨蒸发器筒体内水温70后。开启蒸发器 A 进氨，储氨箱 B 出氨，将蒸发器出氨调节阀手动将开度放在 10%，然后将蒸发器出氨调节阀放在自动（AUTO）位置，设置压力在 0.25MPa，蒸发器出氨调节阀自动将缓冲箱压力维持在 0.24 MPa 。停止蒸发器A，蒸发器 A 进氨，氨箱 A 出氨自动关闭。在整个 168 整组启动调试期间，阀门的自动开关都正常，蒸发器电加热器的工作能稳定在 75-85 偏差 1以内，在不同的反应器进口 NOX 浓度（350-140mg/m3）情况下，电加热的起停周期在 25-30 分钟左右，蒸发器出口气氨温度大部分在 75-78之间。11 月
15、 1 日 21：35 脱硝系统正式进行 168h 投运，开始时蒸发器出口压力和脱硝效率调节振荡幅度很大，将喷氨调节阀转自动时的开度到 100%取消。观察压力和效率自动调节，压力平稳范围在 0.25-0.28MPa,脱硝效率做了几个扰动试验，回复时间在 5 分钟左右，将脱硝效率稳定控制在 84%。蒸发器的出口压力自动调整正常。11 月 1 日，脱硝系统运行正常，来氨 10 吨卸在储氨箱 B，卸氨压缩机 A 启动运行时 8 分钟时自跳，发现温度保护跳及时恢复至正常，检查系统，设备状态正常， 20：00 点启动脱硝系统，控制效率在 80%，自动调节正常。3.3.3 烟气脱硝系统投入步骤：启动稀释风机
16、 A 运行正常，并且投入联锁。手动缓慢开启A/B 氨气调节阀，当脱硝效率达到 80%后，调节阀根据需要调整或设为自动控制。脱硝系统投运， 修改了蒸发器出口自动调节阀和喷氨调节阀的逻辑，把水温 80，将开度开到10%，暂时定在 3%，待 168 后将取消此条件，将喷氨调节阀转自动时的开度到 100%取消。观察压力和效率自动调节，压力平稳范围在 0.25-0. 3MPa,脱硝效率做了几个扰动试验，回复时间在 5 分钟左右，将脱硝效率稳定控制在 80%。检查系统，设备状态正常，脱销效率在80%，自动调节正常。3.4 整套试运期间调整试验内容3.4.1 喷氨量自动控制：设计时的喷氨量自动控制是根据烟气
17、中的 NOX 含量、烟气量得到NOX 的总量，根据设定的脱硝效率（相当与摩尔比） ，计算出需要的喷氨流量与喷氨流量计进行比较来确定自动喷氨阀门的开度，我厂 1 号机组主机 DCS 系统中没有烟气量这个参数。目前在逻辑里组态的是 PID 纯反馈自动控制技术，根据操作人员设定的脱硝效率（相当与7摩尔比）与实时（进口 NOX-出口 NOX）进口 NOX100%进行比较，实行 PID 控制，通过168 期间的运行观察，此种技术完全能满足机组设计参数运行工况的变化，自动调节相当灵敏有效，在 168 期间，设定了 82%的脱硝效率，从曲线上看，脱硝系统的效率稳定运行在80%2%之间。喷氨自动控制精确有效，
18、机组超过设计工况运行状态下基本保证 60%以上的脱销效率。为了防止出口氨逃逸超标，我们根据催化剂厂家性能曲线图，增加了设定值随着入口 NOX的变化而自动设定功能，经过试运期间考察，运行正常。NOX （mg/Nm3）350 385 400 420 420自动设定值（%）80 75 70 65 503.4.2 喷氨格栅(AIG)阀门调整试验：喷氨格栅阀门的试验目的是将烟气中的 NOX 浓度降到我们设定的指标，同时氨的逃逸率要控制在线性范围内，也就是说进口 NOX 与 NH3 均匀地在催化反应器中进行反应，防止局部过喷氨使氨的逃逸率超过控制标准。在调试前，调试人员对喷氨格栅的调整进行了充分的认证和调
19、研工作，调整的方法一般有两种，一种是将喷氨格栅调节阀全开，阀前风压相对较低而且由于管道阻力的不同，风压有一定的不同，需要我们测量每个喷氨格栅的出口风压来利用喷氨格栅调节阀开度的不同来调整到相同的喷氨混合气量。还要根据反应器出口不同的部位的脱硝效率和氨逃逸率的测量反馈来反复调整才能达到脱硝系统合格的性能指标。还有一种是在满足氨空混合气量的前提下，将每个喷氨格栅调节阀调节到一致的开度，尽量提高喷氨格栅阀门前的风压，使风压在每个喷氨格栅阀前都基本相同，这样每个喷氨管的喷氨量基本相同，使进口 NOX 与 NH3 在反应器中均匀的反应达到合格的性能指标。在整套启动试运期间，采用了后面一种调节技术，10月
20、 31 日，首先将稀释风气启动，然后将喷氨格栅调节阀逐个调整至 50%左右，用 U 形管差压计测量孔板前后差压在 450Pa 左右，风机的出口风压保持在 2.8Kpa,在脱硝系统 168 运行期间，当脱硝效率调整到 80%左右时，氨的逃逸率在 0.5ppm 以下，脱硝系统处于良好的运行状态中。性能指标与其它电厂脱硝系统相比，性能优良。3.4.3 脱硝效率和氨硝摩尔比调整试验：摩尔比的定义是脱硝效率100氨逃逸量进口NOX 浓度，当氨逃逸率很小时，摩尔比基本是脱硝效率100。做脱硝效率和氨硝摩尔比调整试验的目的是在氨逃逸率在控制指标范围内，脱硝系统的最大脱硝效率和最大稳定脱硝效率，来指导脱硝系统
21、运行人员的参数调节。10 月 30 日脱硝系统投运后，用手动调节喷氨阀的开度来进行脱硝效率试验，控制氨逃逸率在 3PPM 以下时，最大脱硝效率可以达到93%。84 调试仪器序号 仪器名称 型号 精度 厂家 数量1 红外线测温仪 1 12 测振仪 208 1% 13 对讲机 / 44 信号发生器 0.02% 15 万用表 1% 36 氧分析仪 0.1% 15 调试结论及建议丹东金山热电厂#1 炉烟气脱硝工程整组启动试运，调试顺利，试运期间设备运行稳定，仪控可靠，联锁保护正常投运。在带负荷和满负荷运行阶段，各项技术性能指标均达到设计要求，整套调整试运阶段调试质量验评合格率 100%，优良率 100
22、%。烟气脱硝系统 168 小时试运期间，平均脱硝效率为 84.3%（设计脱硝效率为 80%） ，平均氨逃逸量仅为 1ppm，该指标远低于 3ppm 的合同保证值，这不但为机组的安全运行提供了保障，而且也节省了氨消耗量，168 小时试运期间共耗氨 18 吨，日均耗氨仅 2 吨左右，比设计耗氨量低 0.2 吨/天。调试期间按照调试措施中危险源辨识及预控措施，对存在的各危险源采取了相应的防范与控制措施，未因调试发生设备损坏和人员伤亡事故。5.1 脱硝喷氨系统中所有手动碟阀的开度在调试过程中都进行了调整和确认，因此运行人员在日常运行时，不要随意调整这些阀门的开度位置，以免影响脱硝系统的正常运行。5.2
23、 为了保证脱硝系统的安全稳定的正常运行，进入反应器内的烟气温度不能过高，也不能过低。催化剂的正常工作温度为 310-420（目前温度保护设定在 330，运行人员可根据机组参数情况做适当的调整） ，只有当烟气温度高于 335且低于 420时，方可向反应器内喷氨，当反应器烟气温度高于 420时，应该对锅炉进行调整，以免催化剂发生高温烧结，从而导致催化剂活性迅速降低。5.3 在正常情况下，锅炉满负荷运行时，反应器压差正常应该小于 300Pa，若反应器压差过大，应引起注意，当反应器压差高于 400Pa 时，应该及时调整吹灰器的吹灰时间和缩小间隔时间。5.4 脱硝系统的喷氨量通过 A/B 两个气动调节阀
24、，分别对 A/B 两路 AIG 的喷氨量进行调节。日常运行时，应该将其投入自动控制，由于该自动控制系统的控制目标不是脱硝效率，而是反应器进出口 NOx 浓度表的计算值，因此，当进出口 NOX 浓度表任一发生故障时，可以9根据实际情况，将喷氨阀改为手动控制。脱硝效率过高时，可能会导致反应器出口氨逃逸量超标，从而危及催化剂以及锅炉的安全运行，因此，当反应器出口氨逃逸量超标时，应适当降低脱硝效率，减少喷氨量。为此，特增设自动调节设定值的自动生成器（根据催化剂的性能曲线） 。5.5 11 月 9 日使用配制的氨水对氨泄漏检测仪进行再次校验，当浓度达到 25ppm 以上时都能发出报警信号达到良好的实验效果，DCS 显示正常，但由于主机消防系统未投自动，消防喷淋未能联动正常。建议尽快将消防系统投自动，以保证氨区的安全。6 附录SCR 反应系统运行画面10氨区系统运行画面
