火电厂脱硝氨区系统优化.pdf

第 3 8卷 第 4期 2 0 1 6年 4月 华 电技 术 Hu a d i a n T e c hn o l o g y V0 l _ 3 8 No ． 4 Ap r ． 2 01 6 火 电厂脱硝 氨 区系统优化 陶力威 湖北西塞山发电有限公司， 湖北 黄石4 3 5 0 0 0 摘要 氨区作为火电厂的公用系统 ， 其可靠运行直接关系到脱硝系统的可靠投入。结合某电厂氨区系统在设计及运行 过程中存在的问题进行分析， 并在此基础上提出对策， 为脱硝系统安全 、 稳定供氨提供技术保证。 关键词 火电厂； 选择性催化还原； 脱硝系统 ； 氨区系统 中图分类号 X 7 0 1 文献标志码 B 文章编号 1 6 7 41 9 5 1 2 0 1 6 0 4 0 0 5 6 0 2 0 引言 1 系统概况 随着人们对环境保护的 日益重视 ， 国家和地方 针对燃煤电厂污染物排放 的标准 日趋严格 ， 大部分 火 电厂都采取 了不 同方式的锅炉烟气脱硝改造。大 多数火电厂采用了选择性催化还原 S C R 技术或选 择性非催化还原 S N C R 技术 ， 都 以液氨为还原剂 ， 都建有氨区系统。氨区作为公用系统 ， 其运行 的可 靠性直接关系到火 电厂脱硝系统 的可靠投入。氨区 及脱硝系统对火电厂来讲是新事物， 在系统运行过 程中难免存在一些问题， 本文将对某电厂氨区系统 在设计及运行过程中存在 的问题进行分析， 并在此 基础上提出对策和改进方法。 某大型火力发电厂拥有 4台机组 ， 其 中 2台为 超临界 3 3 0 MW 机组 ， 另外 2台为超超 临界 6 8 0 MW 机组。4台机组锅 炉都采用 S C R法烟气脱硝工艺 ； S C R反应器布置方式分为高尘 布置和低尘布置 ， 4 台机组 S C R反应器布置在省煤器和空气 预热器 之 间 ， 为高尘布置方式 ； 采用以液氨作为还原剂的脱硝 装置 ； 4台机组共用一套液氨储存 、 制备与供应系统 简称氨区系统 。S C R烟气脱硝 系统包 括脱 硝反 应系统， 液氨储存、 供应系统和废气排放系统等， 工 艺流程如图 1所示。 1 脱硝反应系统。烟气从锅炉省煤器 出来后 通过 S C R反应器入 口烟道进入 S C R反应器 ， 在 S C R l 重 量 主l 卤 卜 -- ． 4 氨 气 稀 释 罐 卜 _ 7K 范 卜 I 废 水 泵 卜 - 污 水 处 理 厂 I l l 蒸 汽 ／ 热 水 _ _ 液 氨蒸 发 器I J l 稀 释空 气 t- - - 氨 气、 空 气 混 合 器l I 吹 灰 器 l t l 锅 炉 省 煤 器t- - S C R 入 口 烟 道卜 一 叫S C R 反 应 器卜 一 叫锅 炉 空 气 预 热器H除 尘 、 脱 硫卜 _ _ _ 叫 蛔 I 图1 S C R法烟气脱硝系统工艺流程 收稿 日期 2 0 1 6 0 1 1 5 ； 修 回 日期 2 0 1 6 04 1 3 反应器人 口烟道上设置有氨气喷射栅格 A I G ， 将 氨气和空气的混合气体均匀地喷射到 S C R反应器 第 4期 陶 力威 火 电厂脱硝 氨 区 系统优化 5 7 入 口烟道中， 使喷入 的氨气 能与烟气 中的 N O 充分 混合 ； 为了保证烟气能垂直通过 S C R反应器床层 ， 在烟道转弯处均设置有烟气导流板 ， 烟气通过导流 板后均匀分布并流过催化剂床层； 在催化剂的作用 下 ， N H 与 N O 发生还原反应 ， 生成无二 次污染 的 N 和 H 0 ， 随烟气流经锅炉空气预热器、 除尘器、 脱 硫装置后 ， 进入烟 囱排放。 2 液氨储存 、 供应 系统。液 氨 由液氨槽 车运 送 ， 利用卸氨压缩机将液氨由槽 车输入氨贮罐 内储 存； 脱硝系统启用时， 液氨储罐中的液氨靠储罐中的 压力和液氨的 自重被输送到液氨蒸发器 内蒸发为氨 气； 通过蒸发器出口的压力控制阀将氨气压力控制 在 0 ． 2 5 MP a 表压 ， 然后输送 到氨气缓 冲罐 ； 氨气 的供应量通过流量调节 阀来调节 ， 然后与稀释空气 在氨气 、 空气混合器 中混合均 匀并控制氨气 的体积 分数在 5 ％以下后 ， 通过喷氨格栅注入 S C R反应器 人 口烟道 中。 3 废气排放 系统 。液氨供应系统 包 括卸氨 压缩机出口管道 、 液氨储罐 、 液氨蒸发器气氨出 口和 氨气缓 冲罐等 紧急排放 的氨气通过收集管道排人 氨气稀释罐中， 用水吸收后排人废水池 ， 再经废水泵 送至电厂机组排水槽。 氨站建于厂 区比较偏僻处 ， 在 6 8 0 MW 机组露 天煤场 与输煤栈 桥附近 。氨站设有就 地 电子设 备 间， 生产过程中的操作参数、 安全参数和管理参数都 集 中到就地电子设备 间内； 氨区有一 台操作员站布 置在脱硫控制室 内； 可编程逻辑控制器 P L C 远程 控制站经光纤与上位机进行通信 ； 压缩机区域设置 有压缩机就地启停按钮 、 卸氨 管路控制 阀门就地启 停按钮， 由现场人员手动操作完成卸氨。 2设计 、 运行过程 中存在 的 问题 及对策 2 ． 1 提高氨区操作员站可靠性 氨 区作为脱硝 的公用系统 ， 肩负着 4台机组脱 硝的重要责任。氨 区设计时只有 1台操作员站 ， 安 置在脱硫控制室 中， 一旦操作员站瘫痪 ， 将无法监视 和操作氨区供氨， 会导致环保数据超标。为此 ， 该电 厂 自行安装 了 1台操作员站 ， 2台操作员站 同步运 行 ， 提高了氨区监控系统的可靠性 。 2 ． 2 提高氨区 P L C远程站热控供 电可靠性 氨区 P L C远程 站热控 电源设 计为 2路冗余 电 源 ， 系统竣工后发现 2路 电源都来 自氨区电动机控 制 中心 MC C 柜 ， 而氨 区 MC C柜 电源是 附近 的二 期输煤系统 P C段 电源提供 的。输煤 系统为间断性 生产 ， 检修工作 比较 多， 电源中断的可能性 比较大 ， 一 旦电源中断， 将导致 1 ～ 4锅炉供氨中断， 造成 脱硝系统退 出， 导致环保指标超标。为提高氨区 P L C远程站热控供电的可靠性 ， 将 2 路电源改为一 路取 自原有 的氨 区 电气 MC C柜 ， 另 一路取 自 6 8 0 MW 机组的保安段 ， 提高了氨 区 P L C远程站热控电 源的可靠性 。 2 ． 3 卸氨管 路控 制阀 门就地启停 按钮 箱增加 防 护罩 氨 区设有卸氨管路控制阀门就地启停按钮箱 ， 方便了运行人员就地进行操作 ， 但从安全角度 出发 ， 该 电厂对卸氨管路控制阀门就地启停按钮箱安装了 铝合金玻璃 防护罩并加锁 ， 防止人为误操作 ， 事故情 况下可砸坏玻璃防护罩进行紧急操作。 2 ． 4 工艺管路增加冗余管道 当氨区管道堵塞或其他原因导致供氨 中断时， 会 影响4台机组脱硝系统的稳定投入。将工艺管路增 加冗余管道 ， 即从液氨罐出口到蒸发器人 口母管增加 冗余管道， 从蒸发器出口到4台机组锅炉之间的母管 增加冗余管道， 有效提高了工艺管道的可靠性。 2 ． 5 原有气 动 阀门电磁 阀更换 为防爆 防水型 电 磁 阀 氨区系统有 3个液氨罐和 3个蒸发器 ， 液氨罐 氨出口、 蒸发器液氨入 口共有 6个气动门。氨区设 计有防雨顶棚， 但夏季进行液氨储罐喷淋时， 曾发生 氨出 口气动 门关 闭事件 ， 导致供氨 中断。液氨罐氨 出口气动 门 由单 电控 电磁 阀控制 ， 不论 任何 原 因 如接触不 良、 电磁阀线圈烧损 、 电源消失等 ， 只要 电磁阀失电， 就会导致气动 门关闭。要改变这种弊 端就要改为双电控 电磁 阀， 双电控 电磁阀一个线 圈 得 电时， 若阀门控制回路出现问题 ， 远方不能关闭气 动 门， 而事故情况 下 如氨泄漏 人 员不 能靠近设 备 ， 会导致事故扩 大， 考虑安全原 因， 没有改为双控 电磁 阀。还有一种带保护 电磁 阀的双控 电磁 阀， 保 护 电磁阀始终带电 ， 通过双控电磁阀开关气动门 ， 保 护电磁阀失电时 ， 气动门关闭 ， 也不能消除单电控电 磁阀本身的弊端， 所以也没有采用。最终将电控电 磁阀更换为更为安全 、 可靠的电控防水防爆 电磁 阀。 2 ． 6 工艺管道所需电磁 阀采用集中防水布置 将新增工艺管路冗余管道的防爆防水电磁阀与 气动 门脱离 ， 电磁 阀集 中安置在不锈钢的电磁 阀箱 内， 再用气管与气动门相连接 ， 提高了气动门运行 的 安全性和可靠性。 2 ． 7 锅炉脱硝 区供氨管道增加旁路系统 锅炉脱硝区供氨区域主要有流量计、 供氨速断 阀、 供氨调节阀、 阻火器等设备， 通过管道串接在一 起 ， 分别在流量计 、 供氨速断阀、 供氨调节阀、 阻火器 两端安装了旁路管道和阀门， 当以 下转第6 0页 6 0 华 电技 术 第3 8卷 测量 的影响。 通过一段时间的运行证 明， 西 门子 L R 5 6 0型雷 达料位计测量效果 良好 ， 适 用于活性焦脱硫装置 的 料位测 量。且 雷达 料位计 可 进行 连续测 量 ， 输 出 4 2 0m A模拟量信号到分散控制系统 D C S ， 并 在 监控画面上显示实时数值 ， 方便操作人员实时了解 再生塔内料位的实际情况 ， 可根据实际运行情况随 塔料位处于最优状态 ， 确保物料循环系统的稳定、 顺 畅运行。 2 几种料位仪表的应用 比较 料位仪表的选型需结合仪表工作原理与实际工 况进行筛选， 以3 6 5 d为测试周期， 对上述料位仪表 时调整参与物料循环系统的自动联锁控制， 使再生 的应用情况进行统计， 其比较见表 1 。 表 1 料位仪表应用情况对比 3 结束语 综上所述， 在活性焦脱硫工程 中， 测量活性焦料 位时建议采用射频导纳式或振棒式料位仪 ， 并可采用 国产品牌， 性价比高。而在测量再生塔料位时， 在成 本允许的情况下 ， 建议优先选用具有抗黏附性、 抗粉 尘 、 发射角小、 适用于固体颗粒测量的雷达料位计。 参考文献 [ 1 ] 翟尚鹏 ， 刘静， 杨三可． 活性焦烟气净化技术及其在我国 [ 2 ] 杨纯祥． 几种料仓高料位检测装置的比较[ J ] ． 烧结球 团 ， 2 0 0 0 ， 2 5 4 4 8 5 1 ． [ 3 ] 刘学梅． 雷达料位计的原理及应用[ J ] ． 新疆化工， 2 0 1 0 1 2 62 7 ． 本文责编 弋洋 作者简介 吴红锋 1 9 7 7 一 ， 男， 江苏泰兴人 ， 工程师， 注册一级建 造师， 从事仪表设计、 现场安装调试及项 目管理方面的工作 E m a i l 1 0 6 7 2 2 8 5 0 2 q q ． t o m 。 张肖汉 1 9 8 8 一 ， 女， 安徽宿州人 ， 工程师， 工学硕士， 的应用前景[ J ] ． 化工环保 ， 2 0 0 6 ， 2 6 3 2 0 4 2 0 8 ． 从事仪表设计方面的工作。 ● ● ●0● ● ● ● ● ●◇● ●● ● ●0● ● ● ● ● ● ●0● ● ● ●0● ● ● ●● ● ● ‘0● ● 0 ● ● ● ● ● ● ● ●◇● ● 上接第5 7页 上设备出现故障或阻塞时， 可在线 进行处理， 以保证氮氧化物质量浓度等环保指标不 超标。 3 结论 火电厂氨区是公用系统， 其可靠运行直接关系 到火电厂脱硝系统的可靠投入， 对氨区系统在设计 及运行过程中存在问题进行改进 ， 为脱硝系统安全 、 稳定供氨提供了技术保证措施。 参考文献 [ 1 ] 火电厂烟气脱硝工程技术规范 选择性催化还原法 H J 5 6 2 --2 0 1 0 [ S ] ． [ 2 ] 自动化仪表工程施工及验收规范 G B 5 0 0 9 3 --2 0 0 2 [ S ] ． 本文责编 刘芳 作者简介 陶力威 1 9 6 6 一 ， 男 ， 黑龙江宁安人 ， 高级工程师， 从事 火电厂热控维护检修管理工作 E m a i l t l w 6 1 l s o h u ． t o m 。