SNCR脱硝系统运行操作规程样本.doc

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SNCR脱硝系统运行操作规程
一、 SNCR脱硝技术
选择性非催化还原SNCR是指无催化剂的作用下, 在适合脱硝反应的”温度窗口”内喷入还原剂将烟气中的氮氧化物还原为无害的氮气和水。该技术一般采用炉内喷氨、 尿素或氢氨酸作为还原剂还原 NOx 。还原剂只和烟气中的 NOx反应, 一般不与氧反应, 该技术不采用催化剂, 因此这种方法被称为选择性非催化还原法( SNCR) 。由于该工艺不用催化剂, 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, 迅速热分解成 NH3, 与烟气中的NOx反应生成N2和水。
我公司SNCR脱硝技术, 采用20%的氨水作为还原剂。氨水槽车将氨水送至厂区内氨水储罐后, 由氨水加注泵打入氨水储罐内。氨水储罐存放按3台炉5天脱硝的量, 以保证整个脱硝系统连续平稳运行。
在进行SNCR脱硝时, 氨水输送泵将20%的氨水直接从氨水储罐中抽出, 并输送到静态混合器与稀释水泵输送过来的稀释水混合形成浓度5%-10%( 以5%设计) 的氨水, 5%氨水继续输送至炉前SNCR喷枪处。氨水在压力作用下, 经过喷枪时, 与同时喷入喷枪的雾化空气剧烈混合而雾化后, 以雾状喷入炉内, 与烟气中的氮氧化物发生还原反应, 生成氮气, 去除氮氧化物, 从而达到脱硝目的。
喷枪外层通雾化风, 一方面将氨水进一步雾化, 另一方面在检修时起吹扫作用, 还有起到保护喷枪不受磨损和冷却喷枪的效果。

烟气脱硝技术工艺流程图:
二、 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NH3并与烟气中的NOx进行SNCR反应生成N2, 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, NH3作为还原剂可选择性地还原烟气中的NOx, 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
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。NH3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。NH3是高挥发性和有毒物质, 氨的逃逸会造成新的环境污染。
三、 脱硝系统主要模块
SNCR脱硝主要工艺包括以下几个模块:
( 1) 氨水储存模块; ( 2) 氨水输送模块; ( 3) 稀释水输送模块; ( 4) 计量混合模块; ( 5) 还原剂喷射模块; ( 6) 控制系统模块。
( 1) 氨水存储模块
质量分数为20%的氨水由罐装车经过氨水输送模块输送至氨水储罐, 氨水输送设备配置管路、 阀门和压力表等均采用304不锈钢材质, 设置一台氨水卸载泵, 设计流量为25m3/h, 扬程为20m。氨水储罐采用304不锈钢材质, 设计容量为40m3, 满足3台锅炉SNCR脱硝设备正常工况运行5天的用量, 氨水储罐上装有呼吸阀, 液位计和液位变送器, 当需要充填氨储罐时, 低液位计会向主控系统( DCS) 发送警报。氨储罐的实际容量由 DCS监测并显示。
三台锅炉共设置一台氨水卸载模块。
( 2) 氨水输送模块
20%氨水输送泵将储罐中的氨水打至静态稀释器和除盐水混合稀释为5%~10%的氨水后, 输送至炉前喷射系统进行脱硝反应。氨水输送泵( 3运行+1备用) 在压力为8-9bar条件下向SNCR系统提供氨水, 四台泵均配有压力计, 实时监测泵压, 实现本地及远程控制。
三台锅炉共设置三台氨水输送模块
( 3) 稀释水输送模块
稀释水为锅炉除盐水, 除盐水从母管接入稀释水箱, 经过稀释水泵打入静态混合器中, 将20%的氨水稀释为5%~10%的氨水溶液。系统设置一只稀释水水箱, 容积为2m3, 稀释水水箱入口设置进水装置, 根据稀释水水箱的液位变化自动进行开启和关闭。
稀释水模块设置四台水泵, 三用一备, 负责提供一定流量和一定压力的稀释水至计量分配模块。
氮氧化物浓度变化时, 除盐水将氨水稀释到适当的浓度进行喷射。高压除盐水输送与单向阀门的使用防止了氨水回注污染稀释水线。
三台锅炉共设置三台稀释水模块。
( 4) 计量混合模块
氨水和稀释水在计量混合模块进行混合。用来测量和控制正常运行时需要的氨水量的组件被装配在计量混合柜中。这些模块配有控制阀和流量变送器等, 用来自动控制到喷枪的氨水溶液总流量。制造商指定的测量误差和此型号的仪器的标准将被考虑在内。
NOx控制器所需的氨水量来自氨水输送管道。水量由流量计检测, 调节阀控制。控制系统所需软水( 与氨水混合前) 由流量计监测, 调节阀控制。所有混合水量被平均分配到每个喷嘴, 水流由流量计控制以保证合理分配。
三台锅炉共设置三台计量分配模块。
( 5) 喷射模块
我公司SNCR脱硝所有炉的喷枪布置在锅炉的30m平台, 旋风分离器入口烟道两侧, 两侧各3个喷枪, 共6只。调节氨水输送管路和稀释水管路上的气动调节阀, 能够控制喷枪的流量和压力。每台炉的喷枪入口设有就地压力表。喷枪上的氨水进口, 雾化风进口和冷却风进口经过金属软管与氨水溶液管路、 雾化风管路、 冷却风管路连接; 雾化风和冷却风来自主体工程压缩空气母管。
( 6) 控制系统模块
脱硝SNCR控制系统的自动监测与控制设置单独DCS系统, 实现对系统的启停, 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。
DCS系统主要功能包括: 数据采集处理、 模拟量控制、 自动联锁控制、 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。
的硝过程氨逃逸的影响规律。e 666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666SNCR脱硝系统主要控制策略
经过锅炉尾部烟道的NOx作为反馈值, 与设定的NOx值进行PID比较运算, 控制喷入炉内氨水量, 同时相应调整稀释水的流量, 使得氨水量+稀释水量=总水量保持恒定, 使得NOx浓度≤100mg/Nm3 , 氨逃逸浓度≤8ppm。
四、 脱硝系统设计参数
3.1设计参数
锅炉蒸发量 130t/h
炉膛出口温度 820℃~860℃
锅炉NOx浓度( 脱硝前) 250mg/Nm3
NOx排放浓度( 脱硝后) 100mg/Nm3
脱硝效率 60%
还原剂 20%氨水
稀释剂 除盐水
雾化风 厂用压缩空气
喷嘴工作压力 0.3-0.6MPa
3.2物料消耗
设计工况试验投运物料量见下表( 满负荷, NOx初始浓度172 mg/Nm3) :
序号
名称
单位
时消耗
备注
1
氨水( 20%)
吨
0.099
单台炉
2
工艺水
吨
0.300
5%浓度
3
压缩空气
Nm3/h
60

五、 脱硝系统主要设备/参数
5.1氨水卸载泵
用途
用于输送氨水至氨水罐
数量
1
只
流量
25
m3/h
扬程
20
m
5.2氨水输送泵
用途
供应氨水至计量混合模块
水泵数量
4
只
常开水泵数量
3
只
备用水泵数量
1
只
类型
多级离心泵

流量
0.2
m3/h
扬程
120
m
5.3排污泵
用途
排解氨区地坑中的生活污水
数量
1
只
流量
10
m3/h
扬程
50
m
5.4稀释水输送泵
用途
供应稀释水至计量混合模块
水泵数量
4
只
常开水泵数量
3
只
备用水泵数量
1
只
类型
多级离心泵

流量
0.4
m3/h
扬程
120
m
5.5氨水罐
用途
储存整个脱硝系统运行所需的氨水
氨水箱数量
1
只
氨水箱体积
40
m3
5.6稀释水箱
用途
储存整个脱硝系统运行所需的除盐水
氨水箱数量
1
只
氨水箱体积
2
m3
5.7计量混合模块
用途
用于混合稀释水和氨水, 已达到稀释氨水目的
数量
3
个
5.8控制系统
脱硝装置控制系统
采用DCS控制
六、 脱硝系统的运行
1、 脱硝系统运行前的检查
脱硝系统运行前所有管线正确连接并无泄漏问题。
氨水储罐液位充分>40%。
稀释水罐液位充分>40%。
计量模块, 混合模块管线可靠, 无泄漏。
所有仪器仪表工作正常。
压缩空气供给正常>0.3MPa且干燥。
检查各喷枪无堵塞。
检查喷枪软管, 密封可靠, 不漏气, 不漏氨。
整个SNCR脱硝系统无检修, 无重大缺陷。
脱硝系统启动前必须用稀释水进行相应的雾化实验。
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, 稀释水备用泵管路阀门在关闭状态。
2、 脱硝系统的启动
待喷枪雾化试验完成后, 关闭稀释水管路至氨水管路的一二次球阀。
确认氨水罐至氨水输送泵阀门开启。
确认氨水泵至混合模块的出口阀门开启。
启动氨水输送泵。
观察氨水输送泵出口压力表。
调节氨水泵出口回流至氨水罐球阀, 使氨水的最大流量符合锅炉最大负荷的使用需求。
注意1: 由于稀释水的大量喷射会导致锅炉尾部烟道积灰, 影响锅炉热效率严重时会造成锅炉燃烧事故。故经长期运行考量后我公司当前采用直接喷射20%浓度的氨水不再混合稀释水的方法运行脱硝系统。但该方法运行时要求严格监控氨水流量及氨逃逸数据, 同时也要时刻关注锅炉炉膛出口温度。
注意2: 由于我公司SNCR脱硝系统不再进行稀释水混合, 故稀释水联锁请勿投入。同时喷枪雾化试验请手动补充稀释水至1m左右。
注意3、 由于我公司SNCR脱硝系统不再进行稀释水混合, 喷枪的喷射压力会比混合使用时的压力降低很多。而氨水的用量会因锅炉负荷的波动出现较大波动, 其中氨水流量的变化范围在15-180L/h变化而电动阀的调节量有限, 这就导致在低负荷状态及高负荷状态下运行人员需要根据负荷情况, 氨逃逸情况对回流开度进行适当的调整。
3、 脱硝系统混合稀释水后的控制方法
3.1简述: 根据机组负荷、 NOX 浓度、 NH3 浓度分析仪CEMS测量的NOx的出口浓度、 氨逃逸浓度数值手动调节氨水输送管路调节阀和稀释水输送管路调节阀, 手动调节氨水输送管路调节阀至20%~90%之间的一个数值, 稀释水输送管路调节阀选取20%~90%之间的一个数值, 对氨水溶液进行混合稀释, 在满足喷嘴压力的条件下。使得NOx浓度<100mg/Nm3 , 氨逃逸浓度<8 ppm。
例如:
现在锅炉入口NOx浓度为200mg/Nm3, 烟气量为1 0 Nm3/h,
此时调节氨水调节阀开度, 使氨水流量为1.09 dm3/min,
氨水流量( 20%) =(1 0×200)÷106÷46×17×1.4÷0.2( kg/h)
氨水流量( dm3/min) =氨水流量( kg/h) ÷60÷0.95
为把氨水溶液调配为5%, 则需调节稀释水调节阀开度, 使稀释水流量为0.2 m3/h, 稀释水流量=氨水流量( 20%) ×3
3.2氨水、 稀释水压力控制
主要仪表
氨水压力变送器
氨水输送泵出口压力表、 稀释水泵出口压力表。
喷枪入口氨水压力表
控制方法
泵压力的控制有两个目标, 一是使喷枪出口有0.3MPa以上的压力( 设计压力0.3MPa) , 保证雾化效果, 二是使氨水输送泵和稀释水泵的压力保持均衡, 保证泵不倒流。
为了使喷枪出口有0.3MPa以上的压力, 应对氨水输送泵和稀释水泵选取合适的频率值, 频率越高, 压力越大。
为了使氨水输送泵和稀释水泵的压力保持均衡, 应手动调节合适的氨水输送泵和稀释水泵的回流阀, 尽量使氨水输送泵和稀释水泵出口压头接近或相等。
七、 卸氨操作
卸氨操作严格执行卸氨操作票制度。
卸氨开始前操作:
1. 由值长通知公司安全员
2. 卸料导管与氨水罐进料管的联接要牢固
3. 检查卸氨管道进口阀开启
4. 检查卸氨泵进口阀门开启
5. 检查卸氨泵出口阀门开启
6. 关闭氨逃逸检测冲洗水进口总阀( 注意: 不切除现场报警装置)
7. 氨罐排空接入塑料桶, 检查塑料桶内存水2/3以上液位, 较多管道在水内, 防止氨泄漏较多!
卸氨操作开始后:
1、 卸氨泵启动前和启动后1分钟内需要进行放气( 放气直到卸氨泵持续溢出氨水为止, 过程注意佩带口罩防护)
2、 开启卸氨泵
3、 就地氨水罐液位到满量程后, 进行停运操作
卸氨结束时操作
1、 卸氨结束时泵出口阀门开度逐渐关小
2、 罐车卸料完毕后, 关闭卸氨管道入口阀, 停止卸氨泵
3、 卸氨操作完成后, 罐车驶离氨区, 观察氨区氨逃逸报警装置, 待报警消失后, 开启氨区事故喷淋进口总阀。
八、 运行异常分析及处理
8.1泵和阀门维护
( 1) 泵类运行异常
泵无法启动
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。
8.2喷枪的维护
喷枪运行期间, 监视压缩空气压力变送器, 保证压力变送器压力>0.3MPa, 保证风畅通。检查喷枪入口风管道就地压力表, 保证压力在0.3Mpa以上。定期巡检喷枪入口溶液转子流量计和压力表, 若是流量异常大或异常小, 或者压力值偏小或偏大, 则喷枪喷嘴有可能脱落或堵塞。若喷嘴脱落, 应加装喷嘴; 若喷枪发生堵死, 能够用一头磨尖的细铁丝疏通喷枪管路, 清洗疏通喷嘴或更换喷嘴。
九、 氨水事故的应急预案
9.1氨水的特性
氨水主要成分为NH3·H2O, 是氨气的水溶液, 无色透明且具有刺激性气味。沸点36℃, 密度0.91g/cm^3。易溶于水、 乙醇。易挥发, 具有部分碱的通性, 由氨气通入水中制得。有毒, 对眼、 鼻、 皮肤有刺激性和腐蚀性, 能使人窒息, 空气中最高容许浓度30mg/m^3。
氨水易挥发出氨气, 随温度升高和放置时间延长而挥发率增加, 且随浓度的增大挥发量增加。
氨水有一定的腐蚀作用, 对铜的腐蚀比较强, 钢铁比较差, 对水泥腐蚀不大。对木材也有一定腐蚀作用。属于危险化学品, 危规号82503。
一水合氨不稳定, 见光受热易分解而生成氨和水。
9.2氨水的危害及事故预防
9.2.1危险性概述
侵入途径: 吸入、 食入
健康危害: 吸入后对鼻、 喉和肺有刺激性, 引起咳嗽、 气短和哮喘等; 可因喉头水肿而窒息死亡; 可发生肺水肿, 引起死亡。氨水溅入眼内, 可造成严重损害, 甚至导致失明, 皮肤接触可致灼伤。慢性影响: 重复低浓度接触, 可引起支气管炎。皮肤重复接触, 可致皮炎, 表现为皮肤干燥、 痒、 发红。如果身体皮肤有伤口一定要避免接触伤口以防感染。
9.2.2急救措施
皮肤接触: 立即用水冲洗至少15分钟。若有灼伤, 就医治疗。对少量皮肤接触, 避免将物质播散面积扩大。注意患者保暖而且保持安静。
眼睛接触: 立即提起眼睑, 用流动清水或生理盐水冲洗至少15分钟。或用3%硼酸溶液冲洗。立即就医。
吸入: 迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。呼吸困难时给输氧。呼吸停止时, 立即进行人工呼吸。就医。如果患者食入或吸入该物质不要用口对口进行人工呼吸, 可用单向阀小型呼吸器或其它适当的医疗呼吸器。脱去并隔离被污染的衣服和鞋。
食入: 误服者立即漱口, 口服稀释的醋或柠檬汁, 就医。吸入、 食入或皮肤接触该物质可引起迟发反应。确保医务人员了解该物质相关的个体防护知识, 注意自身防护。
9.2.3消防措施
危险特性: 易分解放出氨气, 温度越高, 分解速度越快, 可形成爆炸性气氛。若遇高热, 容器内压增大, 有开裂和爆炸的危险。
灭火方法: 雾状水、 二氧化碳、 砂土。
9.2.4泄漏应急处理
应急处理: 疏散泄漏污染区人员至安全区, 禁止无关人员进入污染区, 建议应急处理人员戴自给式呼吸器, 穿化学防护服。不要直接接触泄漏物, 在确保安全情况下堵漏。用大量水冲洗, 经稀释的洗水放入废水系统。也能够用沙土、 蛭石或其它惰性材料吸收, 然后以少量加入大量水中, 调节至中性, 再放入废水系统。如大量泄漏, 利用围堤收容, 然后收集、 转移、 回收或无害处理后废弃。
9.2.5储存注意事项
储存于阴凉、 干燥、 通风处。远离火种、 热源。防止阳光直射。保持容器密封。应与酸类、 金属粉末等分开存放。露天贮罐夏季要有降温措施。分装和搬运作业要注意个人防护。搬运时要轻装轻卸, 防止包装及容器损坏。运输按规定路线行驶, 勿在居民区和人口稠密区停留。
9.3氨水储罐泄漏预案
(一) 预案内容: a、 脱硝氨水罐罐体破裂, 大量氨水泄漏。
b、 氨水卸车、 使用过程中阀门、 管道发生氨水泄漏
(二) 预案人员应对处理:
1、 事故发生时脱硝值班人员应立即停运脱硝系统。
2、 当班组长负责联系、 检查、 汇报事故情况, 并负责现场指挥, 组织工作。
3、 主值人员配合组长对现场进行检查, 现场处理时带好防毒面具, 橡胶防腐手套、 鞋子, 护目镜等。即时发现泄漏破损位置, 若破损位置不大可使用合适物品对泄漏部位进行暂时封堵, 并及时告知检修人员进行检修维护。
4、 若严重泄漏时, 一名副值判断风向查看并组织现场人员疏散, 受伤人员救护以及现场警戒。
5、 事故处理结束后应对脱硝系统进行一次全面检查, 确定事故原因, 总结经验教训, 制定预防措施。
(三) 应急物资配备
防毒面具, 橡胶防腐手套、 鞋子, 护目镜等。
堵漏用的圆木塞, 橡胶板, 铁丝等封堵物。
沙袋、 沙土、 铁锹等。