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1、脱硝系统专项培训 运行发电部 2015年9月,1、氮氧化物(NOx)是造成大气污染的主要污染源之一。通常所说的NOx有多种不同形式：N2O、NO、NO2、N2O3、N2O4和 N2O5，其中NO和NO2是重要的大气污染物，另外还有少量N2O。 2、我国氮氧化物的排放量中70来自于煤炭的直接燃烧，电力工业又是我国的燃煤大户，因此火力发电厂是NOx排放的主要来源之一。 3、对人体健康的直接危害。200ppm可使人瞬间死亡。 4、氮氧化物在大气的催化反应中可形成硝酸。 5、氧化二氮是一种温室气体，会破坏臭氧层。 6、参与形成光化学烟雾，形成酸雨，造成环境污染。 7、光化学烟雾中对植物有害的成分主要为
2、臭氧和氮氧化合物：臭氧浓度超过0.1ppm时便对植物产生危害。NO2浓度达1ppm时，某些植物便会受害。,NOx的危害,NOx的生成原理,A.热力型 NOX 指空气中的氮气在高温下氧化而生成NOx。 当炉膛温度在1350以上时，空气中的氮气在高温下被氧化生成NOx ,当温度足够高时,热力型NOx 可达20 %。 过量空气系数和烟气停留时间对热力型NOx 的生成有很大影响。,B. 燃料型 NOX 指燃料中含氮化合物在燃烧过程中进行热分解，继而进一步氧化而生成NOx。 其生成量主要取决于空气燃料的混合比。 燃料型NOx约占NOx总生成量的75%90%。过量空气系数越高, NOx的生成和转化率也越高
3、。,C. 快速型 NOX 指燃烧时空气中的氮和燃料中的碳氢离子团如CH等反应生成NOx。 主要是指燃料中碳氢化合物在燃料浓度较高的区域燃烧时所产生的烃,与燃烧空气中的N2 发生反应，形成的CN和HCN继续氧化而生成的NOx。 在燃煤锅炉中，其生成量很小，一般在燃用不含氮的碳氢燃料时才予以考虑。,低NOX 燃烧的控制方法,控制原理 降低燃烧温度 控制燃料和空气的混合速度与时机 主要控制手段 燃烧器设计参数（风速、风温、旋流强度等）优化 煤粉浓缩技术 OFA分级送风技术 注意事项 锅炉的燃烧效率 煤粉的着火和稳燃,几个概念： 1、SCR Selective Catalytic Reduction
4、(选择催化还原） 2、SCR脱硝工艺中涉及的化学反应 a）主反应：NOx被NH3还原（在催化剂上） b）副反应：SO2被氧化成SO3 （在催化剂上） 副反应：高温下NH3被氧化为NOx c）其他反应：SCR出口逃逸的NH3与SO3反应 生成ABS（硫酸氢胺） 3、脱硝催化剂：活性成分为V2O5，助剂WO3,SCR-选择性催化还原法,主要反应 4NO + 4NH3 + O2 4N2 + 6H2O 2NO2 + 4NH3 + O2 3N2 + 6H2O 6NO2 + 8NH3 7N2 + 12H2O 反应温度 230450 一般应用温度：300400 转化效率在70 90%之间。 NH3与烟气均匀
5、混合后一起通过一个填充了催化剂(如V2O5-TiO2)的反应器，NOx与NH3在其中发生还原反应，生成N2和H2O。反应器中的催化剂分上下多层(一般为3层)有序放置。,4NO + 4NH3 + O2 4N2 + 6H2O 2NO2 + 4NH3 +O2 3N2 + 6H2O 6 NO2 + 8 NH3 7N2 + 12H2O,反应温度230450 一般应用温度：300400,SCR反应参数及条件,反应温度 一般应用温度：300400 过高：烧结，或使之再结晶而失效 过低：生成硫酸铵，堵塞通道。 在适宜温度区间的有效停留时间。 注入反应物和燃烧烟气中NOx的混合程度。 注入反应物和燃烧烟气中NO
6、x的摩尔比。 氨逃逸。,SCR系统一般由氨的储存系统、氨与空气混合系统、氨气喷入系统统、反应器系统、检测控制系统等组成。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，储氨罐内液氨靠压力流动到液氨蒸发器内蒸发为氨气，经氨气缓冲罐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，进入喷氨格栅。,每台SCR反应器设置一套声波吹灰系统，每台SCR反应器布置3层声波吹灰器（不含备用层，预留备用层吹灰器接口），每层声波吹灰器设置4台，每台锅炉共设置24台声波吹灰器。 声波吹灰器运行方式如下： 声波吹灰器每10分钟发声10秒。单个反应器同层相邻2台声波吹灰器为一组，并在反应
7、器内对应布置。组内同时发声清灰，共4组。发声10秒后，间隔150秒，下一组开始发声。 每台SCR反应器设置一套蒸汽吹灰系统，每台SCR反应器布置2层蒸汽吹灰器（不含备用层，预留备用层吹灰器接口），每层蒸汽吹灰器设置3台，每台锅炉共设置12台蒸汽吹灰器。,开主汽阀-疏水-疏水时间并且温度到-关疏水门-吹灰-关主汽阀-开疏水门-程序结束。,喷氨格栅布置在反应器入口竖直烟道中，单个烟道中由16根管道组成，采用前后2排，前排8根、后排8根布置。氨气/空气混合气体通过AIG管道及喷嘴，喷入到烟道中。管道的布置根据使烟道分成相对独立的可调节区域来设计考虑的，以减少在烟道截面上烟气与氨气混合的不均匀性。,对
8、空预器的影响 烟气中部分SO2转化成SO3 由于SO3的增加，由此酸腐蚀和酸沉积堵灰程度增加 NH3+SO3+H2ONH4HSO4/(NH4)2SO4 NH4HSO4 沉积温度150200，粘度较大，加剧对空气预热器换热元件的堵塞和腐蚀 空气预热器热端压差增加，空气预热器漏风略有增加,空气预热器由高中低温段改为高低温两段，取消中温段，避免空预器在NH4HSO4沉积温度区域分段。 换热元件选用合适的板型 在空预器冷段采用镀搪瓷元件 严格控制氨逃率 采用较低的SO2到SO3的转化率,在脱硝过程中，由于NH3的逃逸是客观存在的，它可能在空气预热器处与SO3形成硫酸氢氨，其反应式如下： NH3+ SO
9、3+ H2ONH4HSO4 硫酸氢氨在不同的温度下分别呈现气态、液态、颗粒状。对于燃煤机组，烟气中飞灰含量较高，硫酸氢氨在146207温度范围内为液态；液态硫酸氢氨捕捉飞灰能力极强，会与烟气中的飞灰粒子相结合，附着于预热器传热元件上形成融盐状的积灰，造成预热器的腐蚀、堵灰等，进而影响预热器的换热及机组的正常运行。,检查以下脱硝辅助系统能正常投运 脱硝压缩空气系统能够为整个脱硝系统供应合格的压缩空气。 液氨存储和蒸发系统区域的喷淋水系统（水源来自消防水）可随时投入使用。 辅助蒸汽供应正常。,脱硝系统整套启动前的检查,SCR反应系统的检查,反应器及其前后烟道内部杂物已经清理干净，在确认内部无人后，
10、关闭检查门和人孔。 反应器的吹灰器正常，转动部分润滑良好，动力电源已送上。 反应器出口的氮氧化物分析仪、氨气分析仪、氧量分析仪可以正常工作。 反应器系统的相关监视仪表，投运正常，CRT参数显示准确。,脱硝系统的正常启动,在锅炉点火前，要在风烟系统启动后，启动一台稀释风机，以防止喷氨管的喷嘴被烟气中的灰堵塞，另外一台风机投入备用联锁。同时，要对吹灰器的蒸汽管道进行疏水暖管，送上吹灰器的动力电源。 锅炉启动点火后，在SCR入口烟气温度到250以上时，要及时投入SCR的吹灰器，防止可燃物沉积在催化剂的表面上。在启动吹灰器前要经过充分的疏水，只有蒸汽温度达到要求后，才能启动吹灰器进行吹灰。吹灰时保证蒸
11、汽的最低压力必须达到0.50MPa以上，温度必须达到250以上。 在锅炉点火启动后，就可以对注氨系统进行检查，准备氨气的制备，以便在SCR入口温度满足注氨条件后就可以往烟气中喷入氨气。 氨气由液氨经过蒸发器加热蒸发而成氨气，蒸发的氨气供给缓冲槽。,脱硝系统的正常运行维护,定期检查整个系统，是否存在泄漏，特别是涉及到氨气的所有设备和管道，如有泄漏，要及时联系检修单位进行处理。 注意重点监视反应器进出口压降、空预器进出口压降、反应器出口各烟气分析仪、液氨存储罐的压力和温度、蒸发槽水温等重要参数，发现异常，要及时分析原因，以及时排除隐患，把系统恢复至正常的运行状态。 检查稀释风机的运行情况，包括其噪
12、音、振动、轴承温度、润滑情况等；每周要检查稀释风机入口滤网的污染情况、连接部件的紧固情况；每月要注意检查风机的叶片是否粘有异物，联轴器是否连接牢固。 检查蒸汽吹灰器的运行情况，包括噪音水平、振动、运行时的蒸汽压力、是否有渗漏；每周要定期检查吹灰器润滑情况；定期检查吹灰器的齿轮磨损情况。 定期检查烟道膨胀节是否存在扭曲变形、是否存在泄漏、是否已经变薄、连接件是否有松动等情况。 定期检查SCR反应器的人孔门、检查孔等是否有渗漏痕迹、连接部位是否有松动、连接法兰垫是否有损坏。 定期检查注氨格栅是否有腐蚀、磨损、泄漏或者堵塞现象。 定期检查系统各阀门是否有裂纹、是否有渗漏痕迹、工作状态是否正常、阀门行
13、程是否充足；每月要定期检查系统内的阀门是否有腐蚀、设备标签是否有丢失。 定期检查系统内所有管道是否存在振动过大现象；每周要定期检查系统内的管道是否有泄漏痕迹、膨胀情况是否良好；每月要定期检查系统内的管道是否出现连接不良而弯曲的现象、是否有堵塞、支吊架是否工作正常。 对系统内的仪表检查是否存在泄漏痕迹、CRT上数值显示是否准确。 定期对系统内所有的平台、护栏、人行道、梯子等通行设施进行检查，确保上述设施完好、可正常使用。,脱硝系统的停运,SCR系统的短期停运 当锅炉不停而烟气温度等原因不满足条件时，需要暂时停止注氨，应进行下列操作 关闭液氨存储罐液化气体出口管道控制阀； 关闭蒸发器液化氨气入口管
14、道控制阀； 关闭氨气缓冲槽出口控制阀门； 关闭SCR注氨流量控制阀。 其它系统设备或者阀门等保持原来的运行状态。,在锅炉降低至最低允许喷氨温度前，负荷暂时稳定，等注氨流量控制阀关闭后再继续降负荷。 关闭液氨存储罐液化气体出口管道控制阀及其手动门。 关闭蒸发器液化氨气入口管道控制阀。 继续加热蒸发器数分钟，待蒸发器出口氨气压力几乎降为零后，逐渐关闭蒸发器入口的蒸汽控制阀门，然后关闭其手动阀。 氨气缓冲槽压力基本为零后，关闭其出口控制阀门； 若下列条件之一出现，关断阀会自动关闭。此时关闭氨气流量控制阀。 （1）稀释风流量低低； （2）2台稀释风机均停； （3）主燃料跳闸； （4）引风机停； （5）
15、空预器停； （6）SCR入口烟气温度降低到低于3155； 在SCR入口温度低于250以前，锅炉暂停继续降负荷，对催化剂进行一次全面吹灰。吹灰结束后继续降负荷。 在锅炉停运后，锅炉已经完全冷却至环境温度后，停运稀释风机。NOx分析仪的吹扫风机要保持运行。 至此，脱硝系统完全停止运行。当然，如果液氨存储罐还存有液氨，则要按正常情况继续监视和巡视液氨存储罐的运行情况。,SCR系统的长期停运（锅炉停运）,1 在运行过程中，要密切注意SCR进、出口差压、空预器进出口差压等重要参数的变化情况，因为烟气中的三氧化硫和氨气会反应生成硫酸氢铵（ammonium bisulfate-ABS），硫酸氢铵的沉积容易引
16、起催化剂的失效，同时硫酸氢铵也容易粘结在空预器的换热片上，造成预热器堵塞。因此脱硝系统运行时入口处的烟气温度应高于最低运行温度。硫酸氢铵的露点温度由氨气和三氧化硫的浓度决定，同时也受入口处的NOx的浓度及期望的脱硝效率的影响。 2 在运行过程中，要密切注意SCR出口氨气的逃逸量。特别是在锅炉负荷变化情况比较快、或者锅炉运行情况出现异常时，要注意SCR出口氨气的逃逸量。在锅炉运行情况变化较快时，可能会造成氨气逃逸量增加，此时，不妨把SCR的脱硝效率设定值降低一些。 3 由于氨气是一种有毒物质，因此，在运行过程中，要定期仔细检查整个氨系统所有设备的运行情况，检查是否存在氨气泄漏现象，做到及时发现及时处理，防止事态的进一步发展，以免酿成安全事故。 4 调试单位在调试过程中已根据实际测量的烟气中的有关参数对注氨隔栅每一个支管的流量调整好，在运行过程中，不要再进行任何调整。
