五金福州耀隆化工集团公司锅炉环保改造项目 2x80t/h 三 废锅炉配套烟气 SNCR 法脱硝装置 运行规程 福建省蓝碧环保工程有限公司 2017 年 12 月 目 录 一、工程概况 ................................................................................................................1 1.1 概述 ......................................................................................................................1 1.2 控制水平及控制方式 ..........................................................................................1 1.3 系统描述 ..............................................................................................................2 1.4 脱硝系统工艺原理 ..............................................................................................2 1.5 脱硝系统工艺流程 ..............................................................................................2 二、脱硝系统操作说明 ................................................................................................3 2.1 脱硝系统的启动 ..................................................................................................3 2.2 脱硝系统的停止 ..................................................................................................5 2.3 炉前喷射系统事故停机 ......................................................................................5 2.4 脱硝系统运行手动控制方法 ..............................................................................5 三、运行异常分析及处理 ............................................................................................5 3.1 泵和阀门维护 ......................................................................................................5 3.2 仪表的维护 ..........................................................................................................6 3.3 短枪的维护 ..........................................................................................................6 四、性能计算说明 ........................................................................................................7 4.1 NOX 浓度计算方法 ..............................................................................................7 4.2 脱硝率计算方法 ..................................................................................................7 4.3 脱硝装置可用率 ..................................................................................................8 一、工程概况 福州耀隆化工集团公司锅炉环保改造项目 2x80t/h 三废锅炉配套烟气 SNCR 法脱硝装置系统范围内所有的设计、设备及安装材料供应、运输、施工、指导、 监督、技术服务、调试整套系统的性能保证、全部工程技术服务和售后服务。 本脱硝系统设计脱硝处理能力锅炉最大工况下脱硝效率不小于 60％，脱硝 装置可用率不小于 98%。 1.1 概述 SNCR 系统及其装置的设置能够满足整个系统在各种工况下自动运行的要 求，SNCR 装置及其辅助设备的启动、正常运行监控和事故处理在就地控制室 的 PLC 操作员工作站实现，而不需要在就地进行与系统运行相关的操作。如果 某台设备出现故障（例如泵等），备用设备将自动投入运行，且不会影响装置的 运行。整个系统的控制功能由 PLC 系统实现。 1.2 控制水平及控制方式 本脱硝工程采用 PLC 控制系统，PLC 系统完成规定的数据采集（DAS）、 模拟量控制（MCS）、顺序控制（SCS）等功能以满足脱硝系统各种运行工况的 要求，确保脱硝系统安全、高效运行。PLC 通过高性能的工业控制网络及分散 处理单元、过程 I/O、人机接口和过程控制软件等来完成脱硝及其辅机生产过程 和脱硝电源系统的控制。满足其实时监控的运行要求。PLC 硬件安全、可靠、 先进，I/O 信号采用硬接线方式直接进入 PLC 系统。 除喷枪维护过程需要人工操作以外，通过控制室操作员工作站实现对 脱硝系统及其公用系统进行远方启/停控制、正常运行的监视和调整以及异常与 事故工况的处理，而无需现场人员的操作配合。 1 1.3 系统描述 本系统运行管理集中在主控制室进行，控制室内设置 1 台的操作员工作站， LCD 显示器和鼠标、键盘作为脱硝装置的主要监控手段，运行人员在控室内， 可以完成脱硝装置的监视、调整、设备启停等控制操作 SNCR 控制系统的 CPU、主要功能包括：数据采集处理、模拟量控制、顺 序控制、显示、报警等。 PLC 柜的防护等级，室内为 IP42。 整个系统配置，稳定可靠，保证脱硝装置的自动调节要求，保证系统在各 种工况下安全稳定地运行，确保脱硝率达到要求。 1.4 脱硝系统工艺原理 选择性非催化还原技术是用 NH3 为还原剂喷入炉内与 NOx 进行选择性反 应，不用催化剂，因此必须在高温区加入还原剂。还原剂喷入炉膛温度为 850～950℃的区域，该还原剂迅速热分解成 NH 3 并与烟气中的 NOx 进行 SNCR 反应生成 N 2 ，该方法是以炉内为反应器。 研究发现，在炉膛 850～950℃这一温度范围内，在无催化剂作用下，NH 作为还原剂可选择性地还原烟气中的 NOx澳门·新葡萄新京6663(中国)官方网站，基本上不与烟气中的 O2 作用。在 850～950℃范围内，NH3 还原 NOx 的主要反应为： 4NH3+4NO+O2 → 4N2+6H2O 3 不同还原剂有不同的反应温度范围，此温度范围称为温度窗。NH 3 的反应 最佳温度区为 850～950℃。当反应温度过高时，由于氨的分解会使 NOx 还原 率降低，另一方面，反应温度过低时，氨逃逸增加，也会使 NOx 还原率降低。 NH 3 是高挥发性和有毒物质，氨的逃逸会造成新的环境污染。 1.5 脱硝系统工艺流程 本项目 SNCR 系统主要氨水输送系统、还原剂炉前喷射系统以及电气、控 制系统等组成。 SNCR 脱硝主要工艺包括以下几个系统： 2 （1）氨水输送系统 20%的氨水由厂区氨水制备车间来通过氨水泵输送至储罐储存，储罐中的 氨水通过氨水输送泵将氨水输送至炉前喷射系统进行脱硝反应。 （2） 炉前喷射和雾化风系统 本工程的单台炉设计一套喷射系统，喷射系统由 8 支喷枪组成，布置在炉 膛出口左右墙。 根据本项目的实际需要，本系统炉前喷枪选用压缩空气雾化方式，空气雾 化是通过具有一定动能的高速气体冲击液体，从而达到一定雾化效果的方式。 （3）SNCR 脱硝的电气及控制系统 本项目脱硝 SNCR 控制系统的自动监测与控制设置单独 PLC 系统，实现对 系统的顺序自动启停，运行参数自动检测和储存，并对关键参数实行自动调节， 使脱硝系统实现自动控制。为保证烟气脱硝设备的安全经济的运行，将设置完 整的热工测量、自动调节、控制、保护及热工信号报警装置。 PLC 系统主要功能包括：数据采集处理、模拟量控制、顺序控制、显示、 报警等。控制系统在正常工作时，每隔一个时间段记录系统运行工况数据，包 括热工实时运行参数、设备运行状况等。整个脱硝系统在就地设置有控制箱、 按钮盒，方便现场检修、调试时使用。 二、脱硝系统操作说明 2.1 脱硝系统的启动 2.1.1 氨水卸车操作说明 运送氨水的汽车槽车到达现场后，必须服从站台卸车人员的指挥，汽车 押运员只负责车上软管的连接，不准操作卸车站台的设备、阀门和部件； 电厂操作人员负责管道的连接和阀门的开关操作。 卸料导管与氨水罐进料管的联接要牢固，卸氨泵前阀门开启，泵后阀门 应逐渐开启，若有泄漏，消除后才能恢复卸料。 卸氨泵启动前和启动后 1 分钟内需要进行放气。 氨水卸料速度禁止太快，如罐内液位低于 400mm，氨泵后阀门卸先开 启约 1/3 开度，液位升至 400mm 后，逐渐全开启阀门。 3 卸料时，必须先打开排气管手动球阀。 氨水卸料时，押运员、罐区卸车人员不得擅自离开操作岗位，驾驶员必 须离开驾驶室。 卸料快要结束时，泵出口阀门开度逐渐关小澳门·新葡萄新京6663(中国)官方网站锅炉烟气脱硝操作规程docx，使入料管满管直至氨水卸 料完毕。 罐车卸料完毕后，关闭紧急切断阀，停止卸氨泵，用冲洗水冲洗管路。 9、卸料的设备管线应定期进行检查，并可靠连接。 卸料场所应符合有关防火、防爆规定的要求。 出现雷雨天气，附近有明火、易燃、有毒介质泄漏及不安全因素 时，禁止装卸料作业。 汽车罐车装卸料时，应按指定位置停车，发动机熄火，并采取有效制 动措施；装卸过程中严禁启动车辆。 卸料完毕后、槽车应立即离开卸车通道。 运行人员必须经常注意检查各储罐液面计等仪表是否处于正常状态， 及时联系检修处理，保证各种仪表始终处于正常状态。 严禁在未作可靠措施前在存储氨的管道、容器外壁进行焊接、气割作 业。 2.1.2 氨水输送系统 确认氨水储罐液位。 打开氨水输送泵入口手动阀门，同时确认泵出口阀门打开。 PLC 画面上启动氨水输送泵，观察炉前压力变送器的压力是否正常。 2.1.4 炉前喷射系统启动 确认喷枪的喷口安装方式正确。 投运前确认喷枪的雾化效果。 确认每支枪前的手动阀门打开。 确认雾化风压力变送器0.2MPa（一直保持开启）。 打开氨水输送管路阀门。 确认氨水输送管路冲洗水、排放水阀门，氨水输送备用泵管路阀门在 关闭状态。 4 2.2 脱硝系统的停止 手动停止氨水输送泵； 关闭氨水母管手动球阀。 2.3 炉前喷射系统事故停机 各炉前喷射系统在发生如下状况之一，均事故停机（即停运氨水输送泵） + 压缩空气压力0.1MPa + 氨水输送泵故障信号。 + 混合后压力＞0.7MPa。 2.4 脱硝系统运行手动控制方法 2.4.1 氨水流量控制 氨水输送泵流量计。 喷枪流量计（如有）。 2.4.2 氨水压力控制 2.4.2.1 主要仪表 氨水后压力变送器 氨水输送泵出口压力表。 喷枪入口氨水压力表 压缩空气压力变送器 2.4.2.2 控制方法 泵压力的控制，使喷枪出口有 0.15MPa 以上的压力，保证雾化效果。 三、运行异常分析及处理 3.1 泵和阀门维护 （1）泵类运行异常 泵无法启动 5 检查上游罐液位是否过低。 检查下游罐液位是否高于液位报警上限。 确认配电柜中其电源开关已合闸送电。 确认泵入口、出口管道阀门已经打开。 确认泵入口管道充满液体，打开泵入口管道滤网反冲洗门，正常起泵后 关闭。 远程操作时确认泵的就地控制箱“远程/就地”切换开关在“远程”位 泵出口压力过高或出口管道温度过高，泵体发热。 （2）阀门运行异常 系统中电动阀门设有旁路，阀门异常时，可以进行检修。 3.2 仪表的维护 重要仪表的维护（含 NOx 分析仪和氨表）参照仪表厂家提供的使用说明 书。 3.3 短枪的维护 喷枪运行期间，每隔 15 天需检查喷枪是否变形烧坏，是否堵塞。若有变形 烧坏需要更换新的喷枪。若喷枪发生堵死，可以用一头磨尖的细铁丝进行疏通。 一台锅炉上往往布置有多个喷枪，为了保证喷枪使用安全、经济、有效。 喷枪投入运行前具备以下条件： 保证锅炉的负荷，炉内燃烧稳定，炉内温度正常。 SNCR 脱硝系统已投运行。 冷却风压力合格稳定，气量充足。 所有检查工作完成，系统及设备无故障异常。 由于喷枪是插入锅炉炉膛内部长期运行的，在枪体上出现浮灰沉积是正常 的，不影响喷枪正常运行。若枪体出现渣块凝结影响推进/退出或因喷口处结渣 影响还原剂射流雾化，对于枪体和喷嘴附近的渣块，一旦发现则应立即清除干 6 3333 3 3 3 3 净。 按如下步骤停运喷枪： 关闭还原剂通道阀门，切断喷枪还原剂供应，并确认还原剂液体流量为 零，枪前压力表压力为零； 保证冷却空气一直保持开启状态； 检查枪体，清理枪体灰污。 拧下喷嘴，用水清洗，并疏通枪体内的杂质。 注意：操作人员待操作结束且仪表参数正常后方可离去。 如喷枪压力超过 0.4MPa 以上，运行中的喷枪肯定有堵塞，操作人员可以 手抚摸枪体，如果某一只喷枪温度较高，说明此喷枪发生堵塞；操作人员按照 停运喷枪步骤操作后，待喷枪前溶液压力表指针为 0 时，方可拆卸，拆卸时注 意管道内的余压事故伤人。 脱硝系统停运后，长期不运行，要拔出喷枪内管，保证喷枪的冷却风一直 处于开启状态，防止喷枪套管烧坏。 喷嘴安装时，螺纹部分缠上生料带，安装在枪头上要拧紧，防止滴漏；喷 嘴的雾化扇形面要与烟气流向垂直。 四、性能计算说明 4.1 NOx 浓度计算方法 修正到标准状态、6%O2澳门·新葡萄新京6663(中国)官方网站，干基烟气中 NOx 的浓度计算方法为： NO x ( mg / Nm ) ?2.05 ? 式中： NO ( ppm ) 0.95 ? 21 ?6 21 ?O2 NOx（mg/Nm ） mg/Nm ； —标态、干基、6%O2 时的烟气中 NOx 排放浓度， O2 — 实测干烟气中氧含量，%。 NO（ppm） — 实测干烟气中 NO 体积含量，ppm； 0.95 — 按照经验数据选取的 NO 占 NOx 总量的百分数（即 NO 占 95%）； 2.05 — NO2 由体积含量 ppm 转换为 mg/m 的转换系数。 7 ?100％ ?100％ 4.2 脱硝率计算方法 为了较好地比较各工况的 SNCR 脱硝效果，以脱硝率为指标进行分析论述， 脱硝率的计算公式如下，NO 浓度由脱硫尾部烟道 CEMS 在线实时测量。下面 计算公式中的 NO 浓度均是经过氧量修正，折算到 6％氧量的数据。试验时， 在锅炉负荷稳定后 SNCR 工况开始前，先记录未投 SNCR 喷枪的 NO 浓度，再 在 SNCR 所有工况结束后第二次记录 SNCR 喷枪停运时的 NO 浓度。以 SNCR 投运前后的两次记录的 NO 浓度平均值作为 SNCR 未运行时的 NO 浓度，进行 脱硝率计算。 脱硝率＝1 ? SNCR投运时NO浓度（折算到O 2＝6％） SNCR未投时NO浓度（折算到O 2＝6％） 4.3 脱硝装置可用率 可用率 ? A ?B A ?100% ：锅炉每年的总运行时间（小时）。 ：每年因脱硝装置故障导致的停运时间（小时）。 8
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