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城鄉環境

脫硫脫硝廢氣處理

發布日期:2019-04-08 10:23 瀏覽次數:

一、基礎原理篇:

1氮氧化物的的危害有哪些?

答:(1)、NO能使人中樞神經麻痹并導致死亡,NO2會造成哮喘和肺氣腫,破壞人的心、肺,肝、腎及造血組織的功能喪失,其毒性比NO更強。無論是NO、NO2或N2O,在空氣中的最高允許濃度為5mg/m3(以NO2計)。

(2)、NOx與SO2一樣,在大氣中會通過干沉降和濕沉降兩種方式降落到地面,最終的歸宿是硝酸鹽或是硝酸。硝酸型酸雨的危害程度比硫酸型酸雨的更強,因為它在對水體的酸化、對土壤的淋溶貧化、對農作物和森林的灼傷毀壞、對建筑物和文物的腐蝕損傷等方面絲毫不不遜于硫酸型酸雨。

所不同的是,它給土壤帶來一定的有益氮分,但這種“利”遠小于“弊”,因為它可能帶來地表水富營養化,并對水生和陸地的生態系統造成破壞。

(3)、大氣中的NOx有一部分進入同溫層對臭氧層造成破壞,使臭氧層減薄甚至形成空洞,對人類生活帶來不利影響;同對NOx中的N2O也是引起全球氣候變暖的因素之一,雖然其數量極少,但其溫室效應的能力是CO2的200-300倍。

2影響NOx生成的主要因素有哪些?

答:鍋爐煙氣中的NOx主要來自燃料中的氮,從總體上看燃料氮含量越高,則NOx的排放量也就越大。此外還有很多因素都會影響鍋爐煙氣中的NOx含量的多少,有燃料種類的影響,有運行條件的影響,也有鍋爐負荷的影響。

(1)、鍋爐燃料特性影響煤揮發成分中的各種元素比會影響燃燒過程中的NOx生成量,煤中氧/氮(O/N)比值越大,NOx排放量越高;即使在相同O/N比值條件下,轉化率還與過量空氣系數有關,過量空氣系數大,轉化率高,使NOx排放量增加。此外,煤中硫/氮(S/N)比值也會影響到SO2和NOx的排放水平,S和N氧化時會相互競爭,因此,在鍋爐煙氣中隨SO2排放量的升高,NOx排放量會相應降低。

(2)、鍋爐過量空氣系數影響

當空氣不分級進入爐膛時,降低過量空氣系數,在一定程度上會起到限制反應區內氧濃度的止的,因而對NOx的生成有明顯的控制作用,采用這種方法可使NOx的生成量降低15%-20%。但是CO隨之增加,燃燒效率下降。當空氣分級進入時,可有效降低NOx排放量,隨著一次風量減少,二次風量增,N被氧人的速度降低,NOx的排放量也相應下降。

(3)、鍋爐燃燒溫度影響

燃燒溫度對NOx排放量的影響已取得共識,即隨著爐內燃燒溫度的提高,NOx排放量上升。

(4)、鍋爐負荷率影響

通常情況下,增大負荷率,增加給煤量,燃燒室及尾部受熱面處的煙溫隨之增高,揮發分N生成的NOx隨之增加。

3控制NOx的措施有那些?

答:有關NOx的控制方法從燃料的生命周期的三個階段入手,即燃燒前、燃燒中和燃燒后。當前,燃燒前脫硝的研究很少,幾乎所有的研究都集中在燃燒中和燃燒后的NOx控制。所以在國際上把燃燒中NOx的所有控制措施統稱為一次措施,把燃燒后的NOx控制措施稱為二次措施,又稱為煙氣脫硝技術。

目前普遍采用的燃燒中NOx控制技術即為低NOx燃燒技術,主要有低NOx燃燒器、空氣分級燃燒和燃料分級燃燒。應用在燃煤電站鍋爐上的成熟煙氣脫硝技術主要有選擇性催化還原技術(SCR)、選擇性非催化還原技術以(SNCR)及SNCR/SCR混合煙氣脫硝技術。

4什么是低氮燃燒技術

答:對NOx的形成起決定作用的是燃燒區域的溫度和過量空氣量。因此,低NOx燃燒技術就是通過控制燃燒區域的溫度和空氣量,以達到阻止NOx生成及降低其排放的目的。目前常用的低NOx燃燒技術有如下幾種:

(1)燃燒優化:通過調整鍋爐燃燒配風,控制NOx排放的一種實用方法。它采取的措施是通過控制燃燒空氣量、保持每只燃燒器的風粉(煤粉)比相對平衡及進行燃燒調整,使燃料型NOx的生成降到最低,從而達到控制NOx排放的目的。

(2)空氣分級燃燒技術:是目前應用較為廣泛的低NOx燃燒技術,它的主要原理是將燃料的燃燒過程分段進行。該技術是將燃燒用風分為一、二次風,減少煤粉燃燒區域的空氣量(一次風),提高燃燒區域的煤粉濃度,推遲一、二次風混合時間,這樣煤粉進入爐膛時就形成了一個富燃料區,使燃料在富燃料區進行缺氧燃燒,以降低燃料型NOx的生成。缺氧燃燒產生的煙氣再與二次風混合,使燃料完全燃燒。

(3)低NOx燃燒器:將前述的空氣分級及燃料分級的原理應用于燃燒器的設計,盡可能的降低著火區的氧濃度和溫度,從而達到控制NOx生成量的目的,這類特殊設計的燃燒器就是低NOx燃燒器,一般可以降低NOx排放濃度的30~60%。

此外,還有燃料分級燃燒、煙氣再循環等技術對NOx進行控制。近幾年投運的大型機組,特別是超臨界、超超臨界機組基本都采用了低氮燃燒技術,較好的控制了NOx的排放濃度。而早些年投運的機組,NOx排放濃度相對較高。

由于我國對環保的要求越來越高,對氮氧化物排放的限制將越來越嚴格,因此國內一些大型鍋爐廠和一些工程公司等對低氮燃燒技術進行了較多的研究,特別是在已運行的機組上如在一些已運行的電站鍋爐上實施低氮燃燒改造的試驗和工程應用。實施低氮燃燒改造基本上是通過采用空氣分級、高位燃盡風、濃淡燃燒器和空氣濃淡分布技術、降低燃燒器區域熱負荷等技術來實現對NOx的有效控制。

5上鍋廠低NOx燃燒技術有什么特點?

答:在燃燒過程中降低NOx的生成的主要手段是采用分級燃燒,降低燃燒區域的氧濃度和降低火焰溫度。上鍋低NOx燃燒技術設計的基本理念是將低過量空氣燃燒、空氣分級燃燒和特殊設計的低NOx燃燒器相結合,在揮發氮物質形成時、非常關鍵的早期燃燒階段中將O2降低,從而達到它把整個爐膛內分段燃燒和局部性空氣分段燃燒時降低NOx的能力結合起來,在初始的富燃料條件下促使揮發氮物質轉化成N2,因而達到大幅度降低NOx排放的目的。

上鍋低NOx燃燒技術在燃用設計煤種的情況下,機組負荷BMCR工況下鍋爐的NOx排放濃度保證值可達到不超過200mg/Nm3(O2=6%);機組負荷大于60%BMCR工況下鍋爐的NOx排放濃度保證可達到不超過250mg/Nm3(O2=6%)。

6為什么低氮燃燒技術在低負荷時NOx的排放不易控制?

答:一般而言,為了保證汽溫,鍋爐在低負荷運行時通常會適當提高燃燒時的過量空氣系數。過量空氣系數的提高使得燃燒中氧量偏高,分級燃燒效果降低,也就是沒有有效發揮空氣分級的特點以降低NOx的排放,這是鍋爐低負荷時NOx不易控制的主要原因。

另外,當機組在低負荷運行時,即使不參與燃燒配風的二次風門全關時,風門擋板仍留有一定的流通空隙,以保證約10%左右的二次風通過,冷卻該燃燒器噴嘴。但由于鍋爐在低負荷運行時,總的運行風量較小,而燃燒器停運風門全關時流通空隙的結構,冷卻風量占燃燒風量的比例在低負荷時明顯增加,低負荷運行時的主燃燒器區域的低氧量無法保證,分級燃燒效果降低,因此低負荷控制NOx的效果不明顯。

7上鍋廠的低NOx燃燒器有什么特點?

上鍋采用的是特殊的低NOx燃燒器,通過特殊設計的燃燒器結構以及通過改變燃燒器的風煤比例,將前述的空氣分級、燃料分級用于燃燒器本身,以盡可能地降低著火氧的濃度適當降低著火區的溫度達到最大限度地抑制NOx生成的目的。

上鍋特殊的低NOx燃燒器主要包括預置水平偏角的輔助風噴嘴(CFS)設計和強化著火煤粉設計。

8上鍋廠的低NOx空氣分級燃燒技術有什么特點?

答:空氣分級燃燒的基本原理是將燃料的燃燒過程分階段完成。空氣分級燃燒主要有軸向和徑向分級燃燒兩種。軸向分級燃燒指在距燃燒器上方一定位置處開設一層或兩層所謂燃盡風噴口,將助燃空氣沿爐膛軸向(即煙氣流動方向)分級送入爐內,使燃料的燃燒過程沿爐膛軸向分級分階段進行。徑向分級燃燒指將二次風射流軸線向水冷壁偏轉一定角度,形成一次風煤粉氣流在內,二次風在外的徑向分級燃燒。

空氣分級燃燒這一方法彌補了簡單的低過量空氣燃燒的缺點。在第一級燃燒區內的過量空氣系數越小,抑制NOx的生成效果越好,但不完全燃燒產物越多,導致燃燒效率降低、引起結渣和腐蝕的可能性越大。因此為保證既能減少NOx的排放,又保證鍋爐燃燒的經濟性和可靠性,必須正確組織空氣分級燃燒過程。

軸向分級燃燒技術的主要通過緊湊燃盡風CCOFA和分離燃盡風SOFA進行控制,而徑向分級燃燒技術則通過預置水平偏角的輔助風噴嘴(CFS)設計來實現,上鍋低NOx燃燒技術能有效地將軸向分級燃燒和徑向分級燃燒進行復合。

9低NOx燃燒低過量空氣技術有什么優缺點?

答:使燃燒過程盡可能在接近理論空氣量的條件下進行,隨著煙氣中過量氧的減少,可以抑制NOx的生成。這是一種最簡單的降低NOx排放的方法。一般可降低NOx排放15~20%。但如爐內氧濃度過低(3%以下),會造成CO濃度急劇增加,增加化學不完全燃燒熱損失,引起飛灰含碳量增加,燃燒效率下降。因此在鍋爐設計和運行時,應選取最合理的過量空氣系數。

另外當鍋爐設計時按照較低的過量空氣系數時,如果實際運行無法達到設計選取的過量空氣系數(實際運行高于設計值),會導致通過鍋爐各受熱部件的煙氣流速偏離設計值,因此將無法到達設計的換熱效果和受熱面防磨性的要求。

因此必須將降低NOx和提高燃燒效率相結合,在相應的低過量空氣系數降低NOx排放的同時兼顧鍋爐整體受熱面的設計,優化整體鍋爐的運行性能。

10什么是SCR煙氣脫硝技術?

答:SCR煙氣脫硝技術即選擇性催化還原技術(SelectiveCatalyticReduction,簡稱SCR),是向催化劑上游的煙氣中噴入氨氣或其它合適的還原劑,利用催化劑(鐵、釩、鉻、鈷或鉬等堿金屬)在溫度為200-450℃時將煙氣中的NOx轉化為氮氣和水。由于NH3具有選擇性,只與NOx發生反應,基本不與O2反應,故稱為選擇性催化還原脫硝。在通常的設計中,使用液態純氨或氨水(氨的水溶液),無論以何種形式使用氨,首先使氨蒸發,然后氨和稀釋空氣或煙氣混合,最后利用噴氨格柵將其噴入SCR反應器上游的煙氣中。

11 SCR法的優點有哪些?

答:SCR法是國際上應用最多、技術最成熟的一種煙氣脫硝技術。該法的優點是:由于使用了催化劑,故反應溫度較低;凈化率高,可高達85%以上;工藝設備緊湊,運行可靠;還原后的氮氣放空,無二次污染。

12 SCR法的缺點有哪些?

答:SCR法存在一些明顯的缺點:煙氣成分復雜,某些污染物可使催化劑中毒;高分散度的粉塵微粒可覆蓋催化劑的表面,使其活性下降;系統中存在一些未反應的NH3和煙氣中的SO2作用,生成易腐蝕和堵塞設備的硫酸氨(NH4)2SO4和硫酸氫氨NH4HSO4,同時還會降低氨的利用率;投資與運行費用較高。

13 SCR系統里的NOx是如何被反應的?

在SCR反應器內,NO通過以下反應被還原:4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O6NO+4NH3→5N2+6H2O

當煙氣中有氧氣時,反應第一式優先進行,因此,氨消耗量與NO還原量有一對一的關系。

在鍋爐的煙氣中,NO2一般約占總的NOx濃度的5%,NO2參與的反應如下:2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O6NO2+8NH3→7N2+12H2O

上面兩個反應表明還原NO2比還原NO需要更多的氨。在絕大多數鍋爐的煙氣中,NO2僅占NOx總量的一小部分,因此NO2的影響并不顯著。

14 SCR脫硝法的催化劑如何選擇?

答:SCR法中催化劑的選取是關鍵因素,對催化劑的要求是活性高、壽命長、經濟性好不產生二次污染。在以氨為還原劑來還原NOx時,雖然過程容易進行,銅、鐵、鉻、錳等非貴金屬都可起到有效的催化作用,但因煙氣中含有SO2、塵粒和水霧,對催化反應和催化劑均不利,故采用銅、鐵等金屬作為催化劑的SCR法必須首先進行煙氣除塵和脫硫;或者是選用不易受骯臟煙氣污染和腐蝕等影響的,同時要具有一定的活性和耐受一定溫度的催化劑,如二氧化鈦為基體的堿金屬催化劑,其最佳反應溫度為300-400℃。

15如何保證SCR系統NOx脫除效率?

答:SCR系統NOx脫除效率通常很高,噴入到煙氣中的氨幾乎完全和NOx反應。有一小部分氨不反應而是作為氨逃逸離開了反應器。一般來說,對于新的催化劑,氨逃逸量很低。但是,隨著催化劑失活或者表面被飛灰覆蓋或堵塞,氨逃逸量就會增加,為了維持需要的NOx脫除率,就必須增加反應器中NH3/NOx摩爾比。當不能保證預先設定的脫硝效率和(或)氨逃逸量的性能標準時,就必須在反應器內添加或更換新的催化劑以恢復催化劑的活性和反應器性能。

16 SCR脫硝過程中氨的氧化機理及危害?

答:氨的氧化將一部分氨轉化為其它的氮化合物。可能的反應有:4NH3+5O2→4NO+6H2O4NH3+3O2→2N2+6H2O2NH3+2O2→N2O+3H2O

影響氨氧化反應的因素有:催化劑成分、煙氣中各組分和氨的濃度、反應器溫度等。一般認為在釩催化劑上,當溫度超過399℃時,氨的氧化對脫硝過程才有顯著影響。

其危害:首先,達到給定的NOx脫除率需要的氨供給率將增加,需要添加額外的還原劑以替換被氧化的氨;第二,氨的氧化減少了催化劑內表面吸附的氨,可能影響NOx脫除,可能導致催化劑體積不足;此外,由于氨不是被氧化就是與NOx反應或者作為氨逃逸從反應器中排出,因此氨的氧化使SCR工藝過程的物料平衡變得復雜。因此,SCR煙氣脫硝系統需要安裝氨逃逸的測量儀器。

17 SCR脫硝過程中SO2氧化的機理及危害?

答:SCR催化劑的氧化特性使燃用含硫煤的鍋爐的脫硝反應器也會將SO2氧化為SO3:2SO2+O2→2SO3。SO2氧化率受煙氣中SO2濃度、反應器溫度、催化劑質量、催化劑的結構設計及配方的影響。SO3的產生率正比于煙氣中SO2的濃度。增加反應溫度也會加快SO2的氧化,當溫度超過371℃時,氧化速率將迅速增加。

SO2氧化速率也與反應器中催化劑的體積成正比,因此,為獲得高的脫硝效率和低的氨逃逸而設計的反應器也會產生更多的SO3。

SO3與催化劑組分及煙氣組分反應,形成固體顆粒沉積在催化劑表面或內部,縮短催化劑壽命。SCR反應器產生的SO3增加了煙氣中SO3的本底濃度。

18 SCR脫硝過程中銨鹽(如硫酸氫銨和硫酸銨)的形成機理及危害。

答:約在320℃以下,SO3和逃逸的氨反應,形成硫酸氫銨和硫酸銨:NH3+SO3+H2O→NH4HSO42NH3+SO3+H2O→(NH4)2SO4

這些物質從煙氣中凝結并沉積,可以使催化劑失活;造成SCR系統的下游設備沾污和腐蝕,增加空氣預熱器的壓降并降低其傳熱性能;使飛灰及脫硫裝置副產物不適合于特定的用途。

降低上述影響是將氨逃逸量維持在低水平以及控制燃用含硫燃料鍋爐SCR裝置的SO2氧化率。銨鹽沉積開始的溫度是氨和SO3濃度的函數,為了避免催化劑沾污,在滿負荷條件下,SCR系統運行溫度應該維持在320℃以上。

19影響SCR脫硝性能的因素有哪些?

答:影響SCR脫硝性能的幾個關鍵因素有:反應溫度、煙氣速度、催化劑的類型、結構和表面積以及煙氣/氨氣的混合效果。

催化劑是SCR系統中的主要部分,其成分組成、結構、壽命及相關參數直接影響SCR系統的脫硝效率及運行狀況。不同的催化劑適宜的反應溫度也差別各異。反應溫度不僅決定反應物的反應速度,而且決定催化劑的反應活性。如果反應溫度太低,催化劑的活性降低,脫硝效率下降,則達不到脫硝的效果。

此外催化劑在低溫下持續運行,還將導致催化劑的永久性損壞;如果反應溫度太高,則NH3容易被氧化,生成NOx的量增加,甚至會引起催化劑材料的相變,導致催化劑的活性退化。在相同的條件下,反應器中的催化劑表面積越大,NO的脫除效率越高,同時氨的逸出量也越少。

NH3輸入量必須既保證SCR系統NOx的脫除效率,又保證較低的氨逃逸率。只有氣流在反應器中速度分布均勻及流動方向調整得當,NOx轉化率、氨逃逸率和催化劑的壽命才能得以保證。采用合理的噴嘴格柵,并為氨和煙氣提供足夠長的混合煙道,是使氨和煙氣均勻混合的有效措施,可以避免由于氨和煙氣的混合不均所引起的一系列問題。

20運行中影響催化劑壽命的因素有哪些?

答:因為我廠SCR催化劑是在未經除塵的煙氣中工作,故壽命會受到下列因素的影響:

1)、煙氣攜帶的飛灰中含有Na、K、Ca、Si、As等時,會使催化劑“中素”或受污染,從而降低催化劑的效能。

2)、飛灰對催化劑反應器的磨損。

3)、飛灰使催化劑反應器通道堵塞。

4)、煙氣溫度降低,氨分子與SO3和H2O反應生成(NH4)2SO4或NH4HSO4,這是種有黏性的物質,會附著在催化劑表面,易引起污染積灰進而堵塞催化劑的通道和微孔。

5)、煙氣溫度過高會使催化劑燒結或失效。

21 SCR脫硝系統對空預器的性能有哪些影響?采取什么措施應對?

答:由于氨與NOx的不完全反應,會有少量的氨與煙氣一道逃逸出反應器。逃逸的NH3與煙氣中的SO3和H2O形成NH4HSO4,在150-230℃時,會對空預器冷段形成強烈腐蝕,同時造成空預器積灰。

通常氨的逃逸率(體積分數)為1×10-6以下時,NH4HSO4生產量很少,堵塞現象不明顯;若氨逃逸率增加到2×10-6

時,據日本AKK測試結果表明,空預器運行半年后其阻力增加約30%;若氨逃逸率增加到3×10-6時,空預器運行半年后阻力增加到50%,對引風機和送風機造成較大影響。

為防止空預器積灰堵塞,在冷段清洗方面需作特殊處理,如熱元件采用高通透性的波形;合并傳統的冷段和中溫段,使其冷段傳熱元件增高;空預器吹灰次數增加;吹灰器采用雙介質,運行時吹灰介質為蒸汽,停機清洗介質為高壓水等。為防止空預器腐蝕,冷段通常采用搪瓷表面傳熱元件。總之,通過改變空預器的結構,運行中控制NH3逃逸率在較低水平,則SCR裝置不會影響鍋爐的安全運行。

22 SCR脫硝工藝由那些系統組成?

答:SCR系統一般由氨的儲存系統、氨與空氣混合系統、氨氣噴入系統、反應器系統、省煤器旁路、SCR旁路、檢測控制系統等組成。

23 SCR系統反應器布置方式有那些?

答:按SCR反應器在鍋爐煙道中三種不同的安裝位置可分為三種布置方式,即熱段/高含塵布置、熱段/低含塵和冷段布置。

(1)、熱段/高含塵布置:反應器布置在空氣預熱器前溫度為360℃左右的位置,此時煙氣中所含有的全部飛灰和SO2均通過催化劑反應器,反應器的工作條件是在“不干凈”的高塵煙氣中。由于這種布置方案的煙氣溫度在300~400℃的范圍內,適合于多數催化劑的反應溫度,因而它被廣泛采用。但是由于催化劑是在“不干凈”的煙氣中工作,因此催化劑的壽命會受下列因素的影響:

①煙氣所攜帶的飛灰中含有Na,Ca,Si,As等成分時,會使催化劑“中毒”或受污染,從而降低催化劑的效能。

②飛灰對催化劑反應器的磨損。

③飛灰將催化劑通道堵塞。

④如煙氣溫度升高,會將催化劑燒結,或使之再結晶而失效,如煙氣溫度降低,NH3會和SO3反應生成酸性硫酸銨,從而會堵塞催化劑和污染空氣預熱器。

⑤高活性的催化劑會促使煙氣中的SO2氧化成SO3,因此應避免采用高活性的催化劑用于這種布置。為了盡可能地延長催化劑的使用壽命,除了應選擇合適的催化劑之外,要使反應器通道有足夠的空間以防堵塞,同時還要有防腐措施。

(2)、熱段/低含塵布置:反應器布置在靜電除塵器和空氣預熱器之間,這時,溫度為300~400℃的煙氣先經過電除塵器以后再進入催化劑反應器,這樣可以防止煙氣中的飛灰對催化劑的污染和將反應器磨損或堵塞,但煙氣中的SO3始終存在,因此煙氣中的NH3和SO3反應生成硫酸銨而發生堵塞的可能性仍然存在。采用這一方案的最大問題是,靜電除塵器很難在300~400℃的溫度下正常運行,因此很少采用。

(3)、冷段布置:反應器布置在煙氣脫硫裝置(FGD)之后,這樣催化劑將完全工作在無塵、無SO2的“干凈”煙氣中,由于不存在飛灰對反應器的堵塞及腐蝕問題,也不存在催化劑的污染和中毒問題,因此可以采用高活性的催化劑,減少了反應器的體積并使反應器布置緊湊。

當催化劑在“干凈”煙氣中工作時,其工作壽命可達3~5年(在“不干凈”的煙氣中的工作壽命為2~3年)。這一布置方式的主要問題是,當將反應器布置在濕式FGD脫硫裝置后,其排煙溫度僅為50~60℃,因此,為使煙氣在進入催化劑反應器之前達到所需要的反應溫度,需要在煙道內加裝燃油或燃燒天然氣的燃燒器,或蒸汽加熱的換熱器以加熱煙氣,從而增加了能源消耗和運行費用。

對于一般燃油或燃煤鍋爐,其SCR反應器多選擇安裝于鍋爐省煤器與空氣預熱器之間,因為此區間的煙氣溫度剛好適合SCR脫硝還原反應,氨被噴射于省煤器與SCR反應器間煙道內的適當位置,使其與煙氣充分混合后在反應器內與氮氧化物反應,SCR系統商業運行業績的脫硝效率約為50%~90%。

24氨漏失(逃逸)有那些不利影響?

(1)、與SO3和H2O生成硫酸氫氨,造成空預器堵塞、堵塞催化劑孔道、造成ESP均流板堵塞。

(2)、與SO3和H2O生成硫酸氨,增加煙囪細微顆粒排放。

(3)、被脫硫漿液吸收,在皮帶脫水車間稀釋,散發臭味。

(4)、被飛灰顆粒捕捉,降低飛灰荷阻比,影響除塵效率并污染飛灰,影響粉煤灰的出售。

25安裝SCR系統導致煙氣中SO3含量增大對機組運行的影響?

答(1)、和氨漏失生成硫酸氫氨,使空預器和靜電除塵器堵塞。(2)、煙氣的酸露點溫度升高,造成設備腐蝕。(3)、硫酸霧使煙氣呈藍色,影響電廠環保形象。(4)、硫酸霧可能會在煙囪附近沉降,直接影響電廠。(5)、和氨漏失生成硫酸氨,增大細微顆粒排放。

26安裝SCR脫氮裝置引起的煙氣流動阻力對機組運行的影響?

答:(1)、增大引風機負載,造成引風機電耗增大。

(2)、增大空預器熱端壓差,空氣側向煙氣側泄漏量增大且會造成空預器關鍵零部件受壓應力增大,導致空預器故障。

27何為SCR系統摩爾比?有什么作用?

答:SCR系統摩爾比指參與脫硝反應的氨氮配比,即NH3/NOx,是SCR脫硝系統的一個重要技術指標。根據脫硝反應方程式,1摩爾NH3與1摩爾NOx進行反應。理論上,假定所有氨參與反應,NH3/NOx摩爾比為0.8時的脫硝效率可達到80%。根據所要求的脫硝效率為80%,氨逃逸率3ppm,則相應的摩爾比約為0.812。

摩爾比可由程序決定或在現場調試時設定。摩爾比的計算公式如下:NH3/NOx摩爾比=脫硝效率/100+氨逃逸率/進口NOx值在SCR控制系統中通過鍋爐煙氣流量、進口NOx濃度和摩爾比三者的乘積計算出所需氨流量后送到控制器中,與實際氨流量進行比較。對誤差信號進行PI調節,調整氨流量控制閥的開度,從需最終控制脫硝效率。

28什么是SNCR煙氣脫硝技術?

答:SNCR煙氣脫硝技術是一種不需要催化劑的選擇性非催化還原技術(SelectiveNon-CatalyticReduction,簡稱SNCR)。該技術是用NH3、尿素等還原劑噴入爐內與NOx進行選擇性反應,不用催化劑,因此必須在高溫區加入還原劑。

還原劑噴入爐膛溫度為850~1100℃的區域,該還原劑(尿素)迅速熱分解成NH3并與煙氣中的NOx進行SNCR反應生成N2,該方法是以爐膛為反應器,在爐膛850~1100℃這一狹窄的溫度范圍內、在無催化劑作用下,NH3或尿素等氨基還原劑可選擇性地還原煙氣中的NOx,基本上不與煙氣中的O2作用,其主要反應為:

NH3為還原劑:4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O

尿素為還原劑:NO+CO(NH2)2+1/2O2→2N2+CO2+H2O

當溫度高于1100℃時,NH3則會被氧化為NO,即:4NH3+5O2→4NO+6H2O

不同還原劑有不同的反應溫度范圍,NH3的反應最佳溫度區為850~1100℃。當反應溫度過高時,由于氨的分解會使NOx還原率降低,另一方面,反應溫度過低時,氨的逃逸增加,也會使NOx還原率降低,且NH3是高揮發性和有毒物質,其逃逸會造成新的環境污染。

SNCR煙氣脫硝技術的脫硝效率一般為25%~50%,受鍋爐結構尺寸影響很大,多用作低NOx燃燒技術的補充處理手段。

29引起SNCR系統氨逃逸的原因有那些?

答:引起SNCR系統氨逃逸的原因有兩種,一是由于噴入點煙氣溫度低影響了氨與NOx的反應;另一種可能是噴入的還原劑過量或還原劑分布不均勻。還原劑噴入系統必須能將還原劑噴入到爐內最有效的部位,因為NOx在爐膛內的分布經常變化,如果噴入控制點太少或噴到爐內某個斷面上的氨分布不均勻,則會出現分布較高的氨逃逸量。

為保證脫硝反應能充分地進行,以最少的噴入NH3量達到最好的還原效果,必須設法使噴入的NH3與煙氣良好地混合。若噴入的NH3不充分反應,則逃逸的NH3不僅會使煙氣中的飛灰容易沉積在鍋爐尾部的受熱面上,而且煙氣中NH3遇到SO3會產生(NH4)2SO4易造成空氣預熱器堵塞,并有腐蝕的危險。

30什么是SNCR/SCR混合煙氣脫硝技術?

答:SNCR/SCR混合煙氣脫硝技術是把SNCR工藝的還原劑噴入爐膛技術同SCR工藝利用逃逸氨進行催化反應的技術結合起來,進一步脫除NOx。它是把SNCR工藝的低費用特點同SCR工藝的高效率及低的氨逃逸率進行有效結合。該聯合工藝于20世紀70年代首次在日本的一座燃油裝置上進行試驗,試驗表明了該技術的可行性。

理論上,SNCR工藝在脫除部分NOx的同時也為后面的催化法脫硝提供所需要的氨。SNCR體系可向SCR催化劑提供充足的氨,但是控制好氨的分布以適應NOx的分布的改變卻是非常困難的。為了克服這一難點,混合工藝需要在SCR反應器中安裝一個輔助氨噴射系統。通過試驗和調節輔助氨噴射可以改善氨氣在反應器中的分布效果。

SNCR/SCR混合工藝可以達到40%~80%的脫硝效率,氨的逃逸小于5~10ppm。

31脫硝工藝有那些副產物?

答:脫硝過程是利用氨將氮氧化物還原,反應產物為無害的水和氮氣,因此脫硝過程不產生直接的副產物。可能造成二次污染的物質有逃逸的氨和達到壽命周期的廢催化劑。

逃逸的氨隨煙氣排向大氣,當逃逸氨的濃度超過一定限值時,會對環境造成污染,因此氨逃逸水平是脫硝裝置主要的設計性能指標,也是脫硝裝置運行過程中必須監視和控制的指標,脫硝裝置的氨逃逸水平典型的設計值為≤3ppm。當氨逃逸量超過此限值時,應更換催化劑。

廢催化劑可用作水泥原料或混凝土及其它筑路材料的原料或返回廠家處理從中回收金屬、再生等。

32稀釋風的作用有哪些?

答:稀釋風由稀釋風機負責提供,其主要作用如下:一是作為NH3的載體,降低氨的濃度使其到爆炸極限下限以下,保證系統安全運行;二是通過噴氨格柵將NH3噴入煙道,有助于加強NH3在煙道中的均勻分布,便于系統對噴氨量的控制。

33聲波吹灰器的工作原理?

答:聲波吹灰器是利用聲波發生頭將壓縮空氣攜帶的能量轉化為高聲強聲波,聲波對積灰產生高加速度剝離作用和振動疲勞破碎作用,使積灰產生松動而脫離催化劑表面,以便煙氣或自身重力將其帶走。在聲波的高能量作用下,粉塵不能在熱交換表面積聚,可有效阻止積灰的生長。

34聲波吹灰器與蒸汽吹灰器有何不同?

答:聲波吹灰技術是利用聲波發生器,把調制高壓氣流而產生的強聲波,饋入反應器空間內。由于聲波的全方位傳播和空氣質點高速周期性振蕩,可以使表面上的灰垢微粒脫離催化劑,而處于懸浮狀態,以便被煙氣流帶走。聲波除灰的機理是“波及”,吹灰器輸出的能量載體是“聲波”,通過聲場與催化劑表面的積灰進行能量交換,從而達到清除灰渣的效果。這種方式適合于松散積灰的清除,對黏結性積灰和嚴重堵灰以及堅硬的灰垢無法清除。

而傳統的高壓蒸汽吹灰器,是“觸及”的方法,輸出的能量載體是“蒸汽射流”,靠“蒸汽射流”的動量直接打擊換熱面上的灰塵,使之脫落并將其送走。這種方式適用于各種積灰的清除,對結性較強、灰熔點低和較黏的灰有較明顯效果。

35氨的特性有哪些?

答:氨氣是無色,有強烈刺激性氣味的氣體;在標準狀況下密度小于空氣;易液化,在常壓下冷卻至-33.5℃或在常溫下加壓至700-800kPa,氣態氨就液化成無色液體;為易溶于水的堿性物質。氨在空氣中可燃,但一般難以著火,連續接觸火源可燃燒,在651℃以上可燃燒,氨氣與空氣混合物的濃度在16%-25%時,遇到明火會燃燒和爆炸,如果有油脂或其他可燃性物質,則更容易著火。

氨對人體生理組織具有強烈腐蝕作用,對皮膚及呼吸器官有強烈刺激性及腐蝕性。眼睛被濺淋高濃度氨,會造成視力障礙、殘疾。人體忍受氨的極限是50ppm,當人吸入含氨嘗試達0.5%(5000ppm)以上的空氣時,數分鐘內會引起肺水腫,甚至呼吸停止窒息死亡。根據國家職業衛生標準(GBZ2-2002)在作業場所,氨的短時間接觸容許濃度為30mg/Nm3,時間加權平均容許濃度為20mg/Nm3

36與氨氣或氨水的接觸后的處理方法?

答:1)、皮膚接觸:立即用水沖洗。如果沖洗后仍有過敏或燒傷,應進行醫療。

2)、眼睛接觸:立即用大量的清水反復清洗15分鐘。

3)、呼吸道接觸:立即將人送到通風處。如停止呼吸,采用人工呼吸急救法并盡可能快進行醫療。

4)、體內接觸:立即喝大量的水稀釋吸入的氨。不要嘗試使患者嘔吐。盡可能快進行醫療。

37制氨有那些方法?

答:一般有三種方法:尿素法,純氨法,氨水法。氨系統的三種方法中,使用尿素制氨的方法最安全,但是,其投資、運行總費用最高;純氨的運行、投資費用最低,但是,純氨的存儲需要較高的壓力,安全性要求較高。氨水介于兩者之間。

根據國內外制造廠商的介紹,在日本和中國臺灣均采用純氨法,在歐洲根據不同地區的情況三種方法均有應用。在國內脫硝工程中,絕大多數脫硝工程采用純氨制備氨氣,純氨為通用的化工產品,可從市場采購到;通過市場調查,市場上純氨貨源供應較為豐富

二、運行操作篇

38我廠#4機組煙氣脫硝配置特點?

答:我廠#4機組煙氣脫硝采用選擇性催化還原法(SCR法)工藝,是一種干法脫硝工藝,反應器采用高飛灰布置方式,位于省煤器與空預器之間。催化劑為株式會社日立制作所生產的板式催化劑。用液態純氨作還原劑,與煙氣中的NOx進行反應生成氮氣和水,從而降低煙氣中的NOx排放。

4號機組煙氣脫硝工程選用SIEMENSPCS7控制系統,采用可編程序控制器PLC加上位機控制方式,配有兩臺上位機操作電腦,一臺為工程師(ES)站,一臺為操作員站(OS),兩臺電腦都為單站結構,能夠獨立工作。并設置有脫硝系統PLC冗余控制主站、脫硝控制系統電源分配柜、SCR遠程I/O站、氨區遠程I/O站。

其中電源分配柜電源來自兩路,一路常用電源接自氨區MCC,另一路備用電源引自400V除塵MCC4A段(控制中心),通過設置在電源柜內的雙電源切換裝置分配給各個用電負荷。UPS電源裝置設在控制電源分配柜內,主要提供PLC、上位機、現場儀表閥門及氨氣泄漏報警器等負荷的用電。通過設置在SCR遠程I/O站機柜內的MODBUS模塊(冗余)可以實現與主機DCS的通信。

39我廠#4機組SCR的設計參數?

答:我廠SCR的設計條件下參數為:反應器壓縮(附加層催化劑之前):81.6mmH2O(即800Pa);脫硝效率≥80%;出口NOx(干基)≤50.4ppm;NH3逃逸率(干基)≤3ppm;氧量基準值6%;NH3/NOx摩爾比≤0.812;SO2/SO3轉化率≤1.0%(at365℃)。

40我廠SCR的工藝流程?

答:我廠的SCR工藝流程為:還原劑液氨用罐裝卡車運輸,以液體形態儲存于氨罐中;液態氨在注入SCR系統煙氣之前經由蒸發器汽化,汽化的氨和稀釋空氣混合,通為噴氨格柵噴入SCR反應器上游的煙氣中;充分混合后的還原劑和煙氣在SCR反應器中催化劑的作用下發生反應,生成N2和H2O,去除煙氣中的NOx。

41我廠SCR脫硝系統的主要設備有哪些?

答:我廠SCR系統主要由脫硝反應系統、氨制備及氨儲運系統和其他輸助設備組成。其中脫硝反應系統由SCR反應器、噴氨系統、氨氣/煙氣混合器、稀釋風機等組成;液氨儲運系統包括卸料壓縮機、氨儲罐、氨蒸發器、緩沖罐等;SCR其他輸助設備和裝置主要包括SCR反應器的相關管路和吹灰裝置等。

42氨系統運行需注意那些要點?

(1)由于氨氣的毒性和易燃易爆性,為了確保氨系統能夠安全穩定的運行,液氨卸料和氨蒸發器投運和停運,以及氨蒸發器互相切換,必須嚴格按照操作票進行操作;

(2)氨稀釋槽和廢水池中的氨水,受熱后會揮發氨氣,為了避免因高濃度的氨水揮發大量的氨氣,影響氨區工作人員的身心健康,因此應該定期將稀釋槽和廢水池中的含氨廢水排出,用廢水排至廢水處理系統進行處理;

(3)應該定期檢查氨系統(氨泄漏檢測儀),保證氨系統的嚴密性;

(4)氨系統檢修前后,需進行氮氣置換;

(5)由于氨蒸發器原設計原因,為了防止氨蒸發器出現冷熱分層現象,在氨蒸發器運行時,應該保持氨蒸發器的工藝水疏放閥和入口閥一定的開度,使氨蒸發器內的熱水實現開始循環。

43催化反應系統運行需注意那些要點?

(1)反應器聲波吹灰系統的穩定運行對于機組和脫硝系統的安全穩定運行極為重要。因此無論是否噴氨,在鍋爐引風機運行以后,就應該把聲波吹灰系統順控投入運行,當鍋爐需要進行檢修時,在引風機停運后方可把聲波吹灰系統停運;

(2)聲波吹灰系統在每一個反應器的每一層的就地管路上都有一個壓力調節閥,應該把壓縮空氣的壓力調整在0.5MPa,日常巡撿時應該檢查該壓力是否在0.5MPa左右,否則應該進行調整;

(3)稀釋風機產生的稀釋風不但起稀釋氨氣的作用,同時還具有防止AIG噴嘴堵塞的作用。因此,無論是否噴氨,在鍋爐引風機投入運行之前,就應該把稀釋風機投入運行,在鍋爐引風機停運后,方可停運稀釋風機;

(4)為了防止壓縮空氣中的水分腐蝕聲波吹灰器的鼓膜,應該定期對聲波吹灰器壓縮空氣緩沖罐進行排污。

(5)脫硝混合系統中所有手動碟閥的開度在調試過程中都進行了調整和確認,因此運行人員應該記錄并標記所有手動碟閥的開度位置,并且在日常運行時,不要隨意調整這些閥門的開度位置,以免影響脫硝系統的正常運行;

(6)為了保證脫硝系統的安全穩定的正常運行,進入反應器內的煙氣溫度不能過高,也不能過低。催化劑的正常工作溫度為290℃-420℃,只有當煙氣溫度高于290℃且低于420℃時,方可向反應器內噴氨,當反應器煙氣溫度高于420℃時,應該對鍋爐進行調整,以免催化劑發生高溫燒結,從而導致催化劑活性迅速降低;

(7)應當對反應器進口溫度和空預器進口溫度進行關注,尤其是在機組啟停階段。當空預器進口溫度遠大于反應器進口溫度時,就表明很有可能在反應器內發生了再燃現象,此時應該及時向脫硝技術供應商BHK進行咨詢,以便采取適當措施;

(8)在正常情況下,鍋爐滿負荷運行時,反應器壓差應該小于350Pa,若反應器壓差過大,應引起注意,當反應器壓差高于400Pa時,應該及時向脫硝技術供應商BHK進行咨詢,以便采取適當措施;

44我廠液氨蒸發器的結構是什么樣的?

答:我廠液氨蒸發器是螺旋管式的,管內為液氨,管外為溫水浴,以蒸汽噴入水中將水加熱自42℃,再以溫水將液氨汽化,并加熱至常溫。通過控制蒸氣調節閥使液氨蒸發器水溫保持在42℃,當水溫超過45℃時則切斷蒸汽截止閥。蒸發器前進氨管路上裝有壓力控制閥將氨氣壓力控制在0.15MPa,當出口壓力達到0.2MPa時,切斷進氨截止閥。

45簡述我廠4號爐SCR反應區工藝流程?

答:我廠4號爐SCR反應器位于鍋爐下游的煙道上,氨噴射格柵位于反應器上游的煙道上;因此,在反應器入口處,通過導流板,能使氨氣/空氣混合氣體在煙氣中均勻分布。在反應器中,氨與煙氣中的NOx發生反應,生成氮氣和水;然后煙氣進入空預器進行熱交換后進入除塵器

46我廠4號爐SCR反應器有什么特點?

答:我廠4號爐配有兩個反應器。每個反應器中催化劑共有120塊,分兩層布置,每層布置12X5。初始催化劑體積為301m3/反應器。催化劑類型為板式。催化劑由1mm厚、間距7mm的催化劑元件組成,由日立提供。催化劑元件包含支撐板,在其上涂有表面有活性催化劑成分的二氧化鈦載體。在每層催化劑上方裝有催化劑測試片及其支架,可定期取出催化劑測試片進行試驗測試,用來判斷催化劑的運行情況。

為了防止煙氣的飛灰在催化劑上沉積,堵塞催化劑孔道,在每層催化劑上安裝了4個聲波吹灰器,吹灰介質為壓縮空氣。為了防止煙氣中的大顆粒飛灰在催反應系統內積聚,在每個催化反應器的進口煙道底部安裝了1個灰斗,同時有4個壓縮空氣噴嘴,可以將積聚在進口煙道上的飛灰吹入灰斗。在催化反應器的底部還安裝有3個灰斗,用來收集反應器內部的飛灰。

47我廠4號爐SCR反應區壓縮空氣接自何處?

答:我廠4號爐SCR反應區吹灰所需的壓縮空氣由全廠檢修用壓縮空氣系統供應,一般耗氣量為360Nm3/h;SCR區催化反應器附近所需的儀用壓縮空氣由4#爐儀用壓縮空氣目管接出,主要用于氣動閥和儀器儀表的反吹,平均耗氣量為1.0Nm3/min。

48我廠4號爐SCR氨氣噴射系統有什么工藝特點?

答:氨儲存和蒸發系統為脫硝系統提供氨氣,氨耗量隨進口NOx值由氨流量控制閥來控制。氨氣進入混合器后與稀釋空氣混合,(比例為19:1,以避免混合氣體發生爆炸;在檢修停止供氨時推薦用氮氣吹掃管道中殘留的氨氣)。氨氣在混合器和管道中與空氣混合后,進入氨分配總管。

氨/空氣噴射系統包括供應支管,噴嘴格柵和噴嘴。每個供應管道上都裝有手動節流閥和流量孔板,通過調節可獲得氨氣在煙氣中更均勻的分布。根據煙道中煙氣取樣分析得出NH3和NOx的分布值,據此來調節節流閥。氨噴射格柵安裝在反應器前的豎直煙道中。氨噴射格柵包括格柵管和噴嘴。根據NOx濃度分布調節各個噴嘴的氨氣/空氣混合氣體流量

49簡述我廠SCR控制系統的基本原理?

答:通過反饋控制提供氨量,保持出口NOx值恒定。進口NOx濃度和煙氣流量的乘積為NOx流量信號,然后此信號與所要求的NH3/NOx摩爾比(取決于脫硝效率)相乘得到氨耗量信號。氨流量計算出后將信號送到控制器中,與實際氨流量進行比較。對誤差信號進行PI調節,調整氨流量控制閥的開度。如果由于聯鎖失效而不能調節噴氨,則立即關閉氨流量控制閥。

50我廠SCR系統供氨控制有什么特點?

答:我廠SCR系統供氨控制系統對氨流量用溫度和壓力因子進行修正。進口NOx信號送入控制器,根據程序計算氨流量。用氨流量控制閥控制氨流量,從而控制器能保持出口NOx的濃度值。在氨供應管道上有一個緊急切斷閥。如聯鎖條件(煙氣溫度低于286℃或氨氣稀釋比例高于14%任何一條)滿足,將關閉切斷閥,保證安全運行,防止催化劑損壞。

51我廠SCR系統稀釋空氣的供應控制有什么特點?

答:稀釋風機提供到混合器中的稀釋空氣,流量可用手動擋板進行控制,一旦設定好空氣流量,將不再隨鍋爐負荷進行調節。根據氨氣占整個混合氣體的比例約5%,計算稀釋空氣的流量。在低負荷或低NOx值時,氨氣濃度將低于5%。將空氣流量信號與氨流量信號相比得出稀釋比例,以控制在爆炸極限范圍內。在混合器上游的氨氣管道上設有止回閥,防止倒流。

52我廠SCR系統氨氣/空氣混合氣體的供應控制有什么特點?

答:氨氣與稀釋空氣在混合器中混合,然后混合氣體進入分配總管,接著進入各噴氨支管。每個支管上都有手動節流閥和流量孔板,以保證混合氣體能均勻地噴入到煙氣中。

53氨區由那些設備組成:

答:氨區作為脫硝供氨系統,主要包括液氨儲存、氨氣供應、廢氣排放和氨氣泄漏報警等部分組成。

54液氨儲存由那些設備組成?

答:液氨儲存主要包括兩個液氨儲罐和兩臺卸料壓縮機(一用一備)。液氨儲罐進口氣動切斷閥、液氨儲罐氣出口氣動切斷閥及卸料壓縮機主要用于液氨槽車卸氨至液氨儲罐,由現場卸氨人員在就地控制箱上操作,不參與順控和連鎖。

55氨氣供應系統由那些設備組成?

答:氨氣供應主要包括兩臺液氨蒸發器分別對應兩臺氨氣緩沖罐,系統為一用一備。蒸發器采用水浴的原理,運行時通過調節蒸發器氣動調節閥來保證水溫控制在42℃(首次啟動前應將液氨蒸發器加滿水),通過調節蒸發器進口氣動調節閥來保證液氨蒸發器出口、緩沖罐達到正常設計壓力。

56氨氣泄漏檢查和噴淋裝置作用?

答:在液氨儲罐A、液氨儲罐B、液氨蒸發器及氨氣緩沖罐A/B、卸氨槽車處設置有氨氣泄漏檢查儀和噴淋裝置。在投自動控制情況下,當出現液氨儲罐壓力≥1.485MPa或液氨儲罐溫度≥40℃或任一氨泄漏監測器氨濃度≥20ppm現象時,就地噴淋裝置將自動啟動開始噴淋,從而達到降溫或者控制泄漏量的作用。

57氨區廢水池的作用?

答:氨區設置有氨氣吸收罐、廢水池和廢水泵。當液氨儲罐、液氨蒸發器、氨氣緩沖罐氨區閥動作時,或者罐體和管道置換時,排出的氣體經氨氣收集總管進入氨氣吸收罐溶于水后流至廢水池,通過廢水泵,打往化學區域的酸堿廢水暫存水池。

58為何液氨蒸發器的水源要保持流運狀態?

答:這是由于氨蒸發器原設計原因,為了防止氨蒸發器出現冷熱分層現象,在氨蒸發器運行時,應該保持氨蒸發器的工藝水疏放閥和入口閥一定的開度,使氨蒸發器內的熱水實現流動循環。

59液氨蒸發器水溫是如何控制的?

答:通過控制蒸發器氣動調節閥閥門開度大小,來調節進入液氨蒸發器中的過熱蒸汽的流量,從而達到控制液氨蒸發器熱水溫在42℃左右的目的。每臺液氨蒸發器蒸汽正常流量為300kg/h。

60液氨蒸發器出口氨氣壓力是如何控制的?

答:通過控制蒸發器進口氣動調節閥閥門開度大小,來調節進入液氨蒸發器中的液氨流量,從而達到控制液氨蒸發器出口氨氣壓力、緩沖罐壓力在0.15MPa左右的目的。液氨進口調節閥正常流量為360kg/h。

61、4號機氨區所用的壓縮空氣、蒸汽和水分別取自哪里?

答:氨區儀用氣接自4號機主機儀用氣母管,主要用于氣動閥,平均耗氣量為1.2Nm3/min;氨區蒸發器所需蒸汽由4號爐鍋爐空預器吹灰用蒸汽管道上接出(輔汽至空預器吹灰手動門后,電動門前),一般耗蒸汽量為0.3t/h;氨區所用水源來自4號機組主機一次風機旁雜用水,一般耗水量為75t/h。

62聲波吹灰系統的運行規定有哪些?

答:1)、反應器聲波吹灰系統的穩定運行對于機組和脫硝系統的安全穩定運行極為重要。因此無論是否噴氨,在鍋爐引風機運行以后,就應該把聲波吹灰系統順控投入運行,當鍋爐需要進行檢修時,在引風機停運后方可把聲波吹灰系統停運;

2)、聲波吹灰系統在每一個反應器的每一層的就地管路上都有一個壓力調節閥,應該把壓縮空氣的壓力調整在0.5MPa,日常巡撿時應該檢查該壓力是否在0.5MPa左右,否則應該進行調整;

3)、為了防止壓縮空氣中的水分腐蝕聲波吹灰器的鼓膜,應該定期對聲波吹灰器壓縮空氣緩沖罐進行排污。

63稀釋風機應在何時投運和停止?

答:稀釋風機產生的稀釋風不但起稀釋氨氣的作用,同時還具有防止AIG噴嘴堵塞的作用。因此,無論是否噴氨,在鍋爐引風機投入運行之前,就應該把稀釋風機投入運行,在鍋爐引風機停運后,方可停運稀釋風機;

64催化反應系統對煙氣溫度的要求有哪些?

答:為了保證脫硝系統的安全穩定的正常運行,進入反應器內的煙氣溫度不能過高,也不能過低。催化劑的正常工作溫度為290℃-420℃,只有當煙氣溫度高于290℃且低于420℃時,方可向反應器內噴氨,當反應器煙氣溫度高于420℃時,應該對鍋爐進行調整,以免催化劑發生高溫燒結,從而導致催化劑活性迅速降低;

65脫硝混合系統中的手動碟閥是否可以調整?

答:脫硝混合系統中所有手動碟閥的開度在調試過程中都進行了調整和確認,因此運行人員應該記錄并標記所有手動碟閥的開度位置,并且在日常運行時,不要隨意調整這些閥門的開度位置,以免影響脫硝系統的正常運行;

66 SCR反應器進出口差壓應在什么范圍?

答:在正常情況下,鍋爐滿負荷運行時,反應器壓差應該小于350Pa,最高不超過400Pa.

67 SCR設置灰斗的作用?

答:BMCR工況下省煤器出口煙氣流速設計為9.7m/s,省煤器灰斗除灰占總灰量的5%,煙氣在SCR的流速為5.0m/s左右,勢必形成一定的積灰,為保證SCR內的催化劑的催化效果,在SCR內配置的吹灰器將把積灰吹入空預器,因此,在保留省煤器灰斗的基礎上,在SCR后布置灰斗。此外投運SCR后,逃逸的氨(氨的逃逸率一般控制在3ppm以下)在230℃時與SO3產生化學反應形成NH4HSO4,NH4HSO4具有粘性,在空預器內會形成堵灰和腐蝕,SCR灰斗的設置可以減少進入空預器內的灰份,這對空預器的安全運行是十分有利的。

68氨區設備的正常運行維護內容?

答:1)、每月對水噴淋系統的功能進行一次檢查并試驗正常;

2)、定期對各安全閥的氨泄漏情況進行檢查;

3)、調節閥和切斷閥每班都要檢查以下方面:閥門功能是否正常、壓力、溫度設定是否正確、有無泄漏情況。

4)、管道在運行期間要檢查泄漏和振動情況;

5)、卸料壓縮機系統檢查內容:曲軸箱油壓、曲軸箱油位、壓縮機進出口壓力、氣液分離器排液每天一次;6)、廢水泵軸承潤滑油油位正常;

7)、液氨蒸發器、氨氣緩沖罐、氨氣吸收罐完整無泄漏;8)、蒸發系統每半月切換一次。

69蒸發器投運操作步驟?

答:(以投運由液氨儲罐A供應液氨的蒸發器A為例)

1)確認氨區給水總管就地壓力表壓力顯示在0.2~1.0MPa之間,供往氨區的蒸汽壓力在0.8Mpa左右、溫度不高于350℃,供往氨區的儀用空氣壓力在0.7Mpa左右。

2)確認氨稀釋槽給水截止閥、吸收罐排污截止閥、排污總閥截止閥、廢水泵排水截止閥在全開狀態。

3)打開氨稀釋槽進水口氣動切斷閥向氨稀釋槽供水,當液位達到1900mm后,將該閥與氨稀釋槽排水氣動切斷閥投入自動控制。4)將廢水泵、氨泄漏檢測儀和噴淋裝置投入自動控制。

5)確認蒸發器A蒸汽進口截止閥3(旁路)、蒸發器A排水截止閥在關閉狀態;確認蒸汽總管截止閥、給水總管截止閥在開啟狀態。

6)打開蒸發器A給水截止閥,向蒸發器A筒體內供水,當蒸發器A水位達到2300mm時,逐漸關小蒸發器A給水截止閥的閥門開度,只保持有少量水源進入蒸發器A筒體內。并少量開啟蒸發器A排水截止閥,使蒸發器A中水源處于循環流動狀態,且保持液位穩定。確認有水從該閥排至雨水井。

7)打開蒸發器A蒸汽進口截止閥1、蒸發器A蒸汽進口截止閥2、蒸發器A蒸汽進口氣動切斷閥。

8)以10%的速率緩慢開啟蒸發器A氣動調節閥,使蒸汽進入蒸發器筒體加熱里面的水。當蒸發器A水溫達到42℃后,把該氣動調節閥投入自動控制,溫度值設定為42℃。

9)打開儲罐A液氨出口截止閥1、液氨儲罐A液出口氣動切斷閥、儲罐A液氨出口截止閥2、蒸發器A進口氣動切斷閥、儲罐A液氨出口截止閥3、蒸發器A出口截止閥、緩沖罐A出口截止閥1、緩沖罐A出口氣動切斷閥、緩沖罐A出口截止閥2。

10)以10%的速率緩慢開啟蒸發器A進口氣動調節閥,使液氨進入蒸發器盤管經高溫、高壓蒸汽蒸發成氣態氨。當蒸發器A出口壓力達到0.15Mpa時,將該氣動調節閥投入自動控制,壓力值設定為0.15Mpa。

11)把液氨蒸發器選擇模塊選擇為蒸發器A,使蒸發器B處于待機狀態;把液氨儲罐選擇模塊選擇為儲罐A,使儲罐B處于待機狀態。

12)把液氨儲罐A液出口氣動切斷閥、蒸發器A進口氣動切斷閥、緩沖罐A出口氣動切斷閥、蒸發器A蒸汽進口氣動切斷閥投入自動控制。13)把“蒸發系統啟停控制”模塊投入自動控制。

70蒸發器停運操作步驟?

答:(以停運由液氨儲罐A供應液氨的蒸發器A為例)

1)確認氨稀釋槽給水截止閥、吸收罐排污截止閥、排污總閥截止閥、廢水泵排水截止閥處于全開狀態。

2)打開氨稀釋槽進水口氣動切斷閥向氨稀釋槽供水,當液位達到1900mm后,將該閥與氨稀釋槽排水氣動切斷閥投入自動控制。

3)將廢水泵、氨泄漏檢測儀和噴淋裝置投入自動控制。

4)關閉液氨儲罐A液出口氣動切斷閥。

5)將蒸發器A進口氣動調節閥、蒸發器A進口氣動切斷閥、緩沖罐A出口氣動切斷閥由自動切換至手動狀態。

6)退出“蒸發系統啟停控制”模塊的自動控制方式。

7)當蒸發器A出口壓力降至≤0.05MPa時,將緩沖罐A出口氣動切斷閥關閉。

8)將蒸發器A氣動調節閥由自動切換至手動狀態,然后逐步關閉。

9)將蒸發器A蒸汽進口氣動切斷閥由自動切換至手動狀態,然后關閉。

10)確認蒸發器A蒸汽進口截止閥3(旁路)在關閉狀態。

11)關閉蒸發器A蒸汽進口截止閥1、蒸發器A蒸汽進口截止閥2、儲罐A液氨出口截止閥1、儲罐A液氨出口截止閥2、緩沖罐A出口截止閥2。

12)打開蒸發器A排污截止閥,當蒸發器A出口壓力降至微正壓(即壓力接近“0”)時,關閉該閥。

13)打開蒸發器A充氮截止閥向蒸發器及緩沖罐進行充氮,當蒸發器A出口壓力達到0.4MPa時,關閉該閥。

14)重復第〔12〕、〔13〕步驟2次,即可把蒸發器至緩沖罐中殘留的氨氣用氮氣置換干凈。

15)打開蒸發器A排污截止閥,當蒸發器A出口壓力降至微正壓(即壓力接近“0”)時,關閉該閥。

16)關閉蒸發器A進口氣動切斷閥、蒸發器A進口氣動調節閥、儲罐A液氨出口截止閥3、蒸發器A出口截止閥、緩沖罐A出口截止閥1、蒸發器A給水截止閥、蒸發器A排水截止閥。

71蒸發系統切換操作步驟?

答:(以蒸發系統由A路切換至B路運行為例)

1)確認蒸發器B蒸汽進口截止閥3(旁路)在關閉狀態。

2)確認蒸發器B蒸汽進口截止閥1、蒸發器B蒸汽進口截止閥2、儲罐B液氨出口截止閥2、儲罐B液氨出口截止閥3、蒸發器B出口截止閥、緩沖罐B出口截止閥1、緩沖罐B出口截止閥2在開啟狀態。

3)確認蒸發器B水位達到2300mm,筒體內水源處于循環流動狀態且液位處于穩定狀態。

4)打開蒸發器B蒸汽進口氣動切斷閥,然后以10%的速率逐步開啟蒸發器B氣動調節閥。

5)打開蒸發器B進口氣動切斷閥,然后以10%的速率逐步開啟蒸發器B進口氣動調節閥。

6)打開緩沖罐B出口氣動切斷閥。

7)將蒸發器A進口氣動調節閥由自動切換至手動狀態,然后以10%的速率逐步關小。

8)將蒸發器A進口氣動切斷閥由自動切換至手動狀態,然后關閉。

9)當蒸發器B熱水溫度上升至接近42℃時,將蒸發器B氣動調節閥投入自動控制,溫度值設定為42℃。

10)當蒸發器B出口壓力接近0.15MPa時,將蒸發器B進口氣動調節閥投入自動控制,壓力值設定為0.15MPa。

11)將蒸發器B蒸汽進口氣動切斷閥、蒸發器B進口氣動切斷閥、緩沖罐B出口氣動切斷閥投入自動控制。

12)完全關閉蒸發器A進口氣動調節閥,并將緩沖罐A出口氣動切斷閥由自動切換至手動狀態,然后關閉。

13)當蒸發器A出口壓力值比蒸發器B出口壓力值高很多時,打開緩沖罐A出口氣動切斷閥。

14)當蒸發器A出口壓力值降至和蒸發器B出口壓力值相同時,關閉緩沖罐A出口氣動切斷閥。

15)將蒸發器A氣動調節閥由自動切換至手動狀態,然后以10%的速率逐步關小,最后完全關閉。

16)將蒸發器A蒸汽進口氣動切斷閥由自動切換至手動狀態,然后關閉。

72 SCR系統的啟動步驟?

答:1)將煙氣分析儀投入運行(開始噴氨前一天投入運行);

2)核實氨切斷閥是否關閉,將氨流量控制閥切換到“手動”模式,并將其關閉;3)啟動鍋爐,察看煙氣溫度和燃燒狀態;

4)啟動風機,供應稀釋空氣,并確定是否達到設定值;

5)將氨蒸發器投入運行;

6)確定進口煙氣溫度大于290℃;

7)打開氨切斷閥;

8)調整噴氨流量(手動調節流量控制閥);

9)檢查脫硝效率;

10)將氨流量控制器切換到“自動”模式,并設定反應器出口NOX濃度值。

73 SCR系統的正常停機步驟?

答:1)煙氣溫度低于286℃時連鎖控制系統自動關閉氨流量控制閥;

2)將流量控制器從“自動”切換到“手動”,并關閉氨流量控制閥;

3)停用氨蒸發器;

4)繼續進行鍋爐標準停機步驟。最后停機階段,反應器用空氣進行吹掃。

5)保持稀釋風機一直運行,供應空氣對混合器進行吹掃,防止發生爆炸;停機后,用稀釋空氣吹掃反應器(完全停機后繼續供應稀釋空氣3分鐘)。如果風機出現故障不能運行,則用自然通風吹掃反應器。之后,停用稀釋風機。

6)關閉所有氨儲存及供應系統的切斷和隔離閥。

7)中止為SCR系統提供儀用空氣;

8)準備再啟動(或停止下來進行維護工作)。

74 SCR系統的緊急停機步驟?

答:1)通過手動或自動關閉氨切斷閥,停止供氨,從而達到SCR系統的緊急停機。如下是在設備電源中斷或其他原因時脫硝系統緊急停機步驟的順序。如果不能供應儀用空氣,SCR系統應按照“正常停機步驟”進行停機。

2)斷電前將所有處于運行狀態的設備切換到“停止”模式。

3)發生如下情況時,應立即確認氨切斷閥是否被自動關閉:

a)鍋爐緊急停機;b)反應器進口煙氣溫度低;c)氨/空氣混合比高;d)斷電。

4)當電源還可用時,保持稀釋風機繼續運行,對氨噴射管道進行吹掃。如鍋爐

仍在運行,一旦系統跳閘原因查明并恢復,按正常啟動步驟啟動SCR系統;如果鍋爐難以恢復正常運行,應使稀釋風機一直運行,將殘留在混合器和管道中的氨氣吹掃干凈,然后繼續正常停機步驟。

5)用熱電偶及煙氣分析儀來確認SCR反應器的內部狀態。

75氨系統泄漏如何處理?

答:如果了解到或懷疑有氨泄漏,采取如下步驟:

(1)在進入氨泄漏區域時使用業主提供的防毒面具或類似設備。

(2)撲滅氨設備周圍的所有的煙、明火和火花。

(3)用業主提供的便攜式氨檢測器,檢查并確認空氣中的氨濃度低于100ppm。

(4)張貼通告通知其他人本區域有氨泄漏。

76氨系統運行中注意事項?

(1)運行或維護人員都必須穿上防護服,并配備足夠的安全設備。(2)在系統運行時,不要接觸高溫設備,高溫管道或轉動的設備。

(3)如果發現液氨或氨氣泄漏時應立即用警告牌指出有危險并用安全帶進行隔離、撲滅所有的明火,并不要忽視泄漏區域所有的任何火焰

77氨系統維護中注意事項?

(1)氨區現場25m范圍內嚴禁動火。

(2)對進行維修或維護的設備應進行隔離。

(3)當不進入設備內部進行維修時,應用氮氣對相關設備和管道進行吹掃。

(4)當進入設備內部進行維修時,除應用氮氣對相關設備和管道進行吹掃外,在進入前,還應保證設備內氧濃度達到18~22%。

78液氨卸料、存儲、蒸發系統運行維護時需使用哪些安全防護裝置?

答:必須使用以下安全防護裝置,杜絕任何潛在的危險因素:

(1)防護手套:防止在處理、檢查和維護氨設備(稀釋風機除外)、氨管道以及在反應器和煙道里工作時氨氣與皮膚接觸,過敏和皮膚損傷。

(2)護目鏡:防止在進行上述措施時眼睛與氨氣接觸,避免眼睛過敏和損傷。

(3)能過濾氨的面罩:在氨控制器、氨集管箱和其它氨管出現氨泄漏時可進行保護。

(4)防護服:在現場應備有洗眼、快速沖洗裝置。重新使用前應對鞋、衣物徹底清洗。

(5)風向標,在現場應設置風向標,以便當有氨氣泄漏時人員向泄漏點的上風側移動。

79運行中脫硝效率低的原因有那些?

答:(1)氨氣供應壓力不足或管道堵塞、手動閥門的開度不足等造成即使氨流量控制閥開度很大,氨量供應也還是不充足。

(2)出口NOx設定值過高

(3)催化劑失效

(4)氨噴射管道和噴嘴的堵塞或氨噴射格柵節流閥調節不均造成氨分布不均勻。

(5)煙氣采樣管堵塞或泄露造成NOx/O2分析儀給出信號不準。

80 SCR反應區進出口差壓高報警的原因及處理措施?

答:(1)查是否積灰引起,檢查煙氣流量,用真空吸塵裝置清理催化劑表面。

(2)聯系熱工檢查壓力取樣管道是否堵塞,吹掃取樣管,清除管內雜質。

81氨供應切斷閥門不斷跳閘有那些原因?

答:(1)查是否儀用氣壓低引起。

(2)氨/空氣稀釋比高,需降低稀釋空氣流量并檢查氨氣流量是否過大。(3)煙氣流量低和煙氣溫度低,檢查機組負荷及SCR入口溫度。

82、4號爐脫硝性能評估試驗主要有那些結論?

答:主要有如下結論:

(1)經過約29000h的運行后,SCR裝置的整體性能降低。在機組滿負荷下,脫硝效率為80%時,NH3逃逸濃度達到5.32µL/L,遠大于設計值3µL/L。而SO2/SO3轉化率、系統阻力和煙氣溫降等性能指標均與設計值接近。

(2)經過AIG(氨加入系統)噴氨流量的優化調整之后,SCR反應器出口截面的NOx分布均勻性得到了較大改善。A側最大相對偏差由38.37%減小到8.91%,B側由41.27%減少到10.66%。

(3)雖然降低運行氧量、開大OFA及投運下幾層燃燒器能夠控制省煤器出口NOx濃度到300mg/Nm3以下,且對飛灰可燃物基本沒有影響,但這種運行方式導致CO排放濃度大于200µL/L,不利于鍋爐水冷壁防止高溫腐蝕,因此,,不宜通過燃燒調整調低SCR入口的NOx濃度低于330mg/Nm3。

(3)機組滿負荷條件下,在保證NH3逃逸濃度不大于3µL/L條件下,SCR裝置的實測最大脫硝效率僅為65%。催化劑運行24000h時的設計效率為80%,意味著催化劑的設計裕量可能偏小。

(4)催化劑活性目前降低了約39%,主要原因是催化劑表面的沉積物阻礙了煙氣擴散,從物理角度影響了催化劑的化學活性,可通過化學清洗或再生的方式恢復活性。

83、4號爐脫硝性能評估試驗后對脫硝效率有什么建議?

答:在SCR性能降低的情況下,4號爐脫硝一直按80%脫硝效率投運,這可能是近兩年來4號爐空預器冷段受熱面出現腐蝕和堵塞現象的直接原因。鑒于鍋爐出口NOx濃度約為330mg/Nm3,低于設計值516mg/Nm3,而即將實施的新版《火電廠大氣污染物排放標準》也僅要求NOx控制濃度200mg/Nm3,因此,建議電廠按出口NOx濃度為200mg/Nm3來控制SCR裝置的投運,則實際投運脫硝效率約為40%,同時還可通過這種方式延長現有催化劑的使用壽命。

三、熱工邏輯篇

84氨區相關報警有哪些?

答:1)噴淋水總管壓力≤0.3MPa2)液氨儲罐A/B液位≥1800mm3)液氨儲罐A/B液位≤300mm4)液氨儲罐A/B壓力≥1.485MPa5)液氨儲罐A/B溫度≥40℃6)液氨蒸發器A/B水位≤2200mm7)液氨蒸發器A/B水溫≥45℃8)廢水泵故障停運9)卸料壓縮機A/B故障停運10)氨泄漏檢測儀故障11)氨泄漏監測器氨濃度≥20ppm.

85 SCR反應區的相關報警有哪些?

答:1)SCR反應器A/B修正摩爾比率≥1.02)SCR反應器A/B出口NH3濃度≥3ppm3)氨噴射系統A/B氨氣/空氣體積百分比≥12%4)SCR反應器A/B進出口壓差≥400Pa5)SCR反應器A/B進口溫度≥420℃6)聲波吹灰器儲氣罐壓力≤0.4MPa7)稀釋風機A/B故障停運8)反應器A/B煙氣分析儀故障

9)反應器A/B煙氣出口NOX含量≥50.4ppm

86氨稀釋槽進水口氣動切斷閥連鎖開啟、自動關閉條件?

答:氨氣吸收罐液位≤300mm,氨稀釋槽進水口氣動切斷閥連鎖開啟當以下任一條件滿足時,氨稀釋槽進水口氣動切斷閥自動關閉1)氨氣吸收罐液位≥1900mm2)氨氣排放總管壓力≥19kPa3)液氨儲罐A壓力≥2.1MPa4)液氨儲罐B壓力≥2.1MPa

87氨稀釋槽排水氣動切斷閥液位聯鎖?

答:1)氨氣吸收罐液位≥2100mm,開氨稀釋槽排水氣動切斷閥

2)氨氣吸收罐液位≤300mm,關氨稀釋槽排水氣動切斷閥

88液氨儲罐A/B液出口氣動切斷閥自動開、自動關條件?

答:選擇液氨儲罐B/A供氨,且B罐液位<300mm,液氨儲罐A/B液出口氣動切斷閥自動開;

液氨儲罐A/B液位≤300mm,液氨儲罐A/B液出口氣動切斷閥自動關。

89液氨儲罐A/B噴淋氣動切斷閥自動開啟條件?

答:1)液氨儲罐A/B壓力≥1.485MPa;2)液氨儲罐A/B溫度≥40℃;3)任一氨泄漏監測器氨濃度≥20ppm。

90槽車、蒸發器緩沖罐噴淋氣動切斷閥自動開啟條件?

答:任一氨泄漏監測器氨濃度≥20ppm。

91蒸發器A/B進口氣動切斷閥允許開啟條件?

答:1)液氨蒸發器A/B熱水溫度≥35℃;

2)蒸發器B/A進口氣動切斷閥關閉。

92蒸發器A/B進口氣動切斷閥自動關條件?

答:1)液氨蒸發器A/B出口氨氣壓力>0.2MPa;2)液氨蒸發器A/B出口溫度≤10℃,延時5分鐘;3)兩臺引風機都停運。

93蒸發器A/B蒸汽進口氣動切斷閥保護關、恢復開條件?

答:液氨蒸發器A/B熱水溫度≥45℃保護關;

液氨蒸發器A/B熱水溫度≤43℃恢復開。

94蒸發器A/B蒸汽進口氣動調節閥保護條件?

答:液氨蒸發器A/B熱水溫度≥42℃,逐漸關小;液氨蒸發器A/B熱水溫度≤42℃,逐漸開大。

95緩沖罐A/B出口氣動切斷閥自動開啟、自動關閉條件?

答:蒸發器A/B進口氣動切斷閥開啟,緩沖罐A/B出口氣動切斷閥自動開啟;

蒸發器A/B進口氣動切斷閥關閉,緩沖罐A/B出口氣動切斷閥自動關閉。

96廢水泵液位聯鎖?

答:1)廢水池液位≥1400mm自動啟廢水泵;

2)廢水池液位≤400mm保護停廢水泵。

97稀釋風機A/B備用聯鎖?

答:1)稀釋風機A/B故障停運,啟動稀釋風機B/A;

2)稀釋風機A/B運行且稀釋空氣流量≤2000Nm3/h,停稀釋風機A/B,啟動稀釋風機B/A。

98氨氣氣動截止閥A/B允許開啟條件?答:1)A/B反應器進口溫度≥291℃;

2)無MFT信號;

3)氨噴射系統A/B氨氣/空氣體積百分比<12%。

99氨氣氣動截止閥A/B自動關閉條件?

答:1)A/B反應器進口溫度≤286℃;

2)MFT動作;

3)氨噴射系統A/B氨氣/空氣體積百分比≥14%。

100A/B稀釋風機出口電動閥自動開啟、自動關閉條件?

答:A/B稀釋風機啟動,延時10s,自動開啟;

A/B稀釋風機停運,自動關閉。

轉自:火電技術

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