辽宁某发电厂节能减排项目脱硝系统调试方案.docx
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1、编 号:SZGZ-TSS-203-2014密 级: 绥中发电有限责任公司#1、#2机组节能减排优化升级改造工程脱硝系统调试方案辽宁东科电力有限公司2014年4月编 制 审 核 批 准 目 录1前言12脱硝系统设备概况及特点22.1系统概况22.2脱硝系统设备32.3性能保证值63编制依据64冷态调试前应具备的条件75 SCR反应器系统的调试项目86 SCR反应器及其系统冷态调试程序87氨区系统的调试98脱硝系统整体热态启动前的检查项目119 SCR反应器系统热态启动调试步骤1210脱硝系统热态调试注意事项1411脱硝系统168h试运1512安全措施1513组织及分工1814附录191前言绥中发
2、电有限责任公司(以下简称绥电公司)位于辽宁省西部电网的最南部,是东北电网的主力发电厂,绥电公司是八十年代初期规划,八十年代后期开始成套设备引进谈判和设计,九十年代建设的大型火力发电厂。原规划容量为3200MW,一期工程的两台800MW俄罗斯超临界机组,工程于2000年投产发电。本工程对一期工程的两台800MW俄罗斯超临界机组加装烟气脱硝装置,脱硝工艺采用选择性催化还原法(SCR)。参照火力发电建设工程启动试运及验收规程(DL/T 5437-2009)的规定,烟气脱硝系统在完成厂用受电后,即可进入启动调试阶段。烟气脱硝系统启动调试包括分部试运调试和整套启动试运调试两个阶段,而分部试运调试又划分为
3、单机试运和分系统调试,在单体调试和单机试运合格后进入分系统调试,在所有分系统调试项目完成后脱硝系统进入整套启动调试阶段。单机试运是指单台辅机的试运,分系统调试是指按系统对其动力、电气、热控等系统内所有设备进行空载和带负荷的调整试运,整套启动调试是从烟气脱硝系统的首次喷氨开始,到完成满负荷168小时试运移交试生产止的所有调整试运。整套启动试运结束后进入考核测试阶段,在考核测试期间完成脱硝系统运行技术经济指标测试和脱硝系统性能考核试验,最终移交商业运行。调试工作遵循的基本原则和指导方针是:确立安全第一的工作方针,脱硝系统试运中的一切工作必须在确保人身及设备安全的原则下进行;严格按“启规”及“实施细
4、则”、“验标”、“安规”、“标准”等规程、规章制度和工作程序进行启动试运和验收工作。进度服从安全、服从质量。为确保调试工作能优质、有序、准点、安全、文明、高效地进行,从调试的组织,调试的技术方案,调试安全、质量管理,调试技术文件资料管理等方面进行规划设计,确立调试工作的指导思想,使工程能达到“更安全、更可靠、更先进、更经济、更规范、更环保;并使参加调试工作的各方对选择性催化还原法(SCR)烟气脱硝调试过程及要求有较全面的了解,协调各方面工作,合理控制工期,特编制脱硝系统调试方案。本调试方案是绥中电厂2800MW机组脱硝系统(以下简称脱硝系统)启动调试过程中的技术指导性、综合性文件。本方案规定了
5、脱硝系统启动调试各个阶段调试的组织机构、总体部署、各个设备系统调试基本内容、整套启动阶段综合性调试项目及程序。调试方案经讨论修改报请上级单位及有关领导审批后开始执行,调试方案在实施中如果因工期、安装、设备质量及参数更改、图纸资料变更、制造厂家再提供最终资料、图纸版本,需讨论后经试运指挥部批准可进行补充及修改。本调试方案是针对绥中电厂2800MW机组脱硝系统而编制的。2脱硝系统设备概况及特点2.1系统概况本脱硝工程采用的是选择性催化还原脱硝工艺(SCR)。脱硝装置的烟道及反应器位于锅炉省煤器后空预器前,氨喷射格栅(AIG)放置在SCR反应器上游的一个合适位置。烟气出省煤器后进入一个垂直布置的SC
6、R反应器里,在反应器里烟气向下流过均流板、催化剂层,随后进入空气预热器、除尘器、引风机和FGD,最后通过烟囱排入大气。SCR方法是一种以NH3作为还原剂将烟道中的NOx分解成无害的N2和H2O的干法脱硝方法。反应的基本原理是:4NO + 4NH3 + O2 4N2 + 6H2O6NO2 + 8NH3 7N2 + 12H2ONO + NO2 + 2NH3 2N2 + 3H2O氨是通过氨喷射器注入到烟道与烟气混合的,然后进入反应器,通过催化剂层,与NOx发生反应。SCR系统安装在锅炉省煤器后空预器前,通过上述反应减少烟气中的NOx的浓度。脱硝系统有如下特点:2.1.1氨喷射系统进入氨/空气混合器的
7、氨来自氨供应系统。与此同时,来自稀释风机的空气与氨混合用来稀释氨。然后,氨/空气混合气体进入氨喷射格栅(AIG)。AIG由总管和含喷嘴的喷射管组成。喷嘴的位置要使进入烟气的氨分布均匀。在喷入氨/空气混合物后,氨和烟气在位于AIG下游的静态混合管及烟道中混合。最低连续运行烟气温度为 300 摄氏度。然后混合烟气通过均流板来到催化剂第一层。均流板的形状像一个格栅,它能使烟气在第一层催化剂处有更均匀的速度分布。2.1.2SCR反应器在锅炉省煤器出口处布置2个SCR反应器运行。反应器有2个催化剂层,另有1个附加催化剂层。在脱硝效率下降到要求值之前,需要在附加层加装新催化剂。2.1.3SCR催化剂催化剂
8、采用蜂窝式催化剂。2.1.4液氨储存和蒸发系统液氨储存和蒸发系统按2台锅炉的容量集中布置。设置2台卸料压缩机、2台70m3液氨储罐(可以供给2台锅炉最大工况BMCR下每天24小时运行7天的氨耗量)、3台液氨蒸发罐(2运1备)、3台氨气缓冲罐、1台氨气稀释槽、2台废水泵(1运1备)、2台供氨泵。2.1.5吹灰系统脱硝装置吹灰系统采用蒸汽耙式吹灰器,吹灰器的数量和布置将催化剂中的积灰尽可能多地吹扫干净,尽可能避免因死角而造成催化剂失效导致脱硝效率的下降和反应器烟气阻力的增加。2.2脱硝系统设备表1 设计数据表及主要设备序号项 目 名 称单 位数 据1性能数据1.1入口烟气参数1.2入口处烟气成份C
9、O2Vol %13.57O2Vol%3.28N2Vol%74.1H2OVol%8.11.3入口处污染物浓度(6%,标态,湿基)NOxmg/Nm3350(标态、干基、6%O2)SO3mg/Nm316SO2mg/Nm31551粉尘浓度g/Nm3231.4一般数据催化剂Pa420(二层)NH3/ NOxmol/mol0.818NOx脱除率,性能验收期间%82NOx脱除率,加装附加催化剂前%80装置可用率981.5消耗品(2台炉耗量)纯氨(规定品质)t/h0.292其他1.6SCR出口污染物浓度(6O2,标态,干基)NOxmg/Nm3100SO2/SO3转化率%0.75NH3ppm2.51.7噪音等级
10、(最大值)设备(距声源1米远处测量)dB(A)852脱硝设备2.1烟道系统(1)烟道总壁厚mm6腐蚀余量mm2设计压力Pa同炉膛设计压力运行温度300400最大允许温度420烟气流速m/s15保温厚度mm170保温材料硅酸铝纤维毯保护层材料铝合金梯形波纹金属板膨胀节材料非金属(无碱玻璃,聚四氟乙烯,硅酸铝保温棉)灰尘积累的附加面荷载kN/m20.01烟气流速m/s15(2)反应器数量2总壁厚mm6腐蚀余量mm2设计压力Pa同炉膛设计压力运行温度300400最大允许温度420烟气流速m/s4.9保温厚度mm170保温材料硅酸铝纤维毯保护层材料彩钢板膨胀节材料非金属(无碱玻璃,聚四氟乙烯,硅酸铝保
11、温棉)烟气阻力Pa420(3)氨加入系统型式喷氨格栅(4)催化剂型式蜂窝式层数2+1活性温度范围300400间距(pitch)7.4基材TiO2活性物质V2O5体积m3约273-加装附加层年数及催化剂数量年/ m33年3脱硝剂制备及供应系统(纯氨)按80%脱硝效率计算(1)卸料压缩机两台炉共用型号电压:380/220V 3相 50Hz数量台2卸料能力m3/h31(2)储氨罐两台炉共用型号DN2800*10400数量台2容积m3/罐70设计压力MPa2.2设计温度55/-26.4(3)液氨供应泵台2(一用一备)(4)液氨蒸发槽两台炉共用型号蒸汽加热数量台3(二运一备)(5)氨气稀释槽两台炉共用型
12、号数量台1设计温度60设计压力MPa常压容积m36.8材料304(6)氨气缓冲罐两台炉共用型号数量台3容积m33.5设计压力MPa1.0运行温度40(7)稀释风机1台炉型号高压离心式数量台2(1运1备)流量Nm3/h/台8000压头MPa0.0065(8)混合器一台炉型号数量台2(9)废水泵两台炉共用型号电压:380/220V 3相 50Hz数量台2(一运一备)扬程H2O扬程30m功率kw22流量m3/h/台904脱硝剂制备及供应系统(尿素)无2.3性能保证值在下列条件下,脱硝装置在性能考核试验时(附加层催化剂投运前,首次喷氨6个月内)的脱硝效率不小于82%,氨的逃逸率不大于2.5ppm,SO
13、2/SO3转化率小于0.75%。脱硝装置在附加层催化剂投运前,脱硝效率不小于80%(含80%),氨的逃逸率不大于氨的逃逸率不大于2.5ppm,SO2/SO3转化率小于0.75%。(1)锅炉40%THA-100%BMCR负荷(2)脱硝系统入口烟气中NOx含量 350mg/Nm3(3)脱硝系统入口烟气含尘量不大于23 g/Nm3 (干基)(4)NH3/NOx摩尔比不超过保证值0.818时(脱硝效率80%时)。3编制依据3.1火力发电建设工程启动试运及验收规程(DL/T 5437-2009)3.2火电工程启动调试工作规定建质199640号3.3电力安全工作规程(热力和机械部分)3.4火电厂大气污染物
14、排放标准GB13223-20113.5火电厂烟气脱硝(SCR)系统运行技术规范DL/T335-20103.6火电厂烟气脱硝(SCR)装置检修规程DL/T322-20103.7火电厂烟气脱硝技术规范 选择性催化还原法HJ562-20103.8燃煤烟气脱硝技术装备 GB(T)21509-20083.9固体污染物源排汽中颗粒物测定与气态污染物采样方法GB/T 16157-19963.10固定污染源烟气排放连续监测技术规范HJ T 75-20073.11固定污染源烟气排放连续监测技术要求及检测方法HJ T 76-20073.12石油化工企业设计防火规范GB50160-19923.13石油化工企业可燃气
15、体和有毒气体检测报警技术规范SH3063-19993.14压力容器安全设计监察规程ZBFGH23-19993.15可燃气体检测报警器使用规范SY6503-20003.16燃煤烟气脱硝技术装备 GB(T)21509-20083.17神华绥中电厂2x800MW机组脱硝催化剂采购技术协议3.18绥中发电有限责任公司2x800MW机组脱硝改造工程液氨蒸发器技术协议3.19绥中发电有限责任公司2x800MW机组脱硝改造工程吹灰器技术协议4冷态调试前应具备的条件4.1脱硝辅助系统应具备的条件4.2仪用压缩空气系统具备投入条件,压力大于0.5MPa。4.3辅助蒸汽系统具备投入条件,满足汽压0.81.3MPa
16、,汽温350。4.4准备充足的工艺水作为冲洗管路及启动时充满各个箱、罐等用水。4.5脱硫系统所需照明、通讯设施齐全,步道平台安全可靠,符合电业安全工作规程中有关规定。4.6脱硝系统各个箱、罐内部安装及防腐施工完毕,经检验合格,内部杂物清理干净。所有管道安装完毕,经检验合格,内部杂物清理干净。4.7脱硝系统废水排放系统的地沟道防腐施工完毕,经检验合格,清理干净无杂物。4.8脱硝系统所需的喷淋装置、蒸汽加热管道具备投入条件。4.9脱硝系统设备及外围设备安装完毕,需要防腐的各个设备、管道防腐层施工完毕,经验收合格,要符合设计要求。4.10脱硝系统厂用带电工作完成,具备调试条件。4.11脱硝系统DCS
17、控制已调试完毕:(1)DCS硬件检查完毕(2)DCS内部网络检查完毕(3)DCS软件安装并运行正常(4)脱硝系统运行组态逻辑检查(5)DCS对驱动设备可操作(6)系统启动所需监视、联锁、报警、保护信号进入DCS。4.12脱硝系统各个设备、管道、箱、罐、挡板、阀门等标识(名称、标码)牌齐全。4.13调试期间为了控制系统稳定运行,主控室工程师站空调运行,保持室内温度满足控制设备的使用条件。4.14脱硝系统以下设备试运转完成:4.15化学分析实验室所需仪器设备齐全,并可进行脱硝系统试验分析工作。4.16调试期间准备所需的试验仪器设备,设备上仪器仪表校验合格。4.17合格的运行人员上岗,正压自给式呼吸
18、器准备完毕。4.18脱硝系统相关重要设备的制造厂家技术人员到场配合调试工作,并确认设备状态。4.19锅炉烟风系统安装完毕,脱硫取消旁路烟道施工及防腐完毕,具备投入条件。4.20脱硝系统所有设备已准确命名并已正确悬挂设备标识牌。5 SCR反应器系统的调试项目a) 稀释风机的试转b) 吹灰器冷态调试c) SCR反应系统的空气流场测量d) 喷氨栅格流量均布性试验 e) SCR系统的首次投入f) 喷氨栅格调试g) 吹灰器的热态调试h) NH3/NOx摩尔比变化测试i) 烟气测量代表点的确定j) SCR系统的热态调整6 SCR反应器及其系统冷态调试程序SCR内部催化剂层分2层、一层上部为预留层。本工程配
19、备检测装置主要包括:脱硝进口烟道NOx、进口烟道含氧量、进口烟道温度、氨气流量、稀释风机流量、催化剂压差、出口烟道含氧量、出口烟道氨气逃逸率、出口烟道NOx等。SCR系统冷态调试项目6.1SCR反应器内部检查SCR内部安装完毕后,对系统内部的喷氨格栅及喷嘴、气流分布、整流装置、混合器等进行检查,确保内部无杂物堵塞;安装正确符合设计要求。6.2 SCR反应系统烟气仪表的静态调试对SCR出口的NOx、氨气分析仪、氨气漏泄检查仪、氧量分析仪、烟气流量、烟气含尘量等进行静态标定,保证指示准确。稀释风机试转(1)稀释风机电机绝缘合格后,点动试验电机方向正确。(2)电机方向正确后,拆下12个注氨栅格手动门
20、前法兰进行系统吹扫,同时检查系统的严密性。(3)通过设置在喷氨支管的U型压差计,检查注氨喷嘴是否有堵塞现象。吹灰器系统的冷态调试(1)吹灰器管路的吹扫解开吹灰器入口法兰,接临时管排大气。利用2.2MPa的蒸汽汽源减压后进行母管蒸汽吹扫。然后逐一对吹灰器的蒸汽管道进行吹扫,吹扫至目测蒸汽干净为止。进行吹灰器管路严密性检查,发现漏点及时处理。吹灰器就地进退试验(3)吹灰器顺控试验SCR反应器系统的冷态试验(1)SCR反应器冷态通风试验在锅炉冷态烟风系统试验期间,启动空预器、引风机、送风机、一次风机、维持在80的通风量,记录此时的SCR反应器进出口压差是否达到设计值。(2)喷氨栅格流量均匀性调整启动
21、稀释风机,调整左右两侧烟道SCR反应器入口两侧各28个手动门,开度约50%,观察流量孔板的U型管压差计在1000Pa左右(数据根据孔板计算书调整),使每个喷氨栅格的流量一致。在手动门全开时检查流量是否正常。7氨区系统的调试7.1脱硝氨区系统的水压试验对系统设备、管道打水压,观察有无泄漏情况。(试验压力为设计压力的1.2倍)7.2脱硝氨区系统气密性试验由于液氨存储罐、液氨蒸发器、氨气缓冲罐在出厂前已进行过气密性试验,本次试验只是检验管道及各相关接口的严密性。管路1:液氨存储罐及相关管路、阀门、法兰等。管路2:液氨蒸发器、氨气缓冲槽及相关管路、阀门、法兰等。试验压力:根据有关说明,氨区管道的设计压
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