华能北京热电厂一期工程烟气脱硝案例【优质材料】

华能北京热电厂一期工程烟气脱硝案例1参考课件华能北京热电厂一期工程总装机容量845MW，四台锅炉均为德国巴布科克设计，在初设时就考虑了氮氧化物的排放设置了低氮燃烧器，因此在很长一段时间，北京热电厂的排放始终可以满足地方标准，但随着北京市环保要求的提高，电厂大气污染物的排放浓度，已不能全部满足北京市排放标准，同时，随着北京2008年绿色奥运会的要求，北京市政府将我厂烟气脱硝工程列入了2008年奥运会前的倒排工期折子工程，为此，我厂从2005年底，开始进行烟气脱硝技术的调研工作，并根据文件要求，电厂1-4号炉烟气脱硝工程于2006年2月开始筹备，至2007年12月正式投入运行。脱硝装置采用选择性催化还原脱硝（SCR）工艺，脱硝效率90%。脱硝工程改造简介2参考课件脱硝工程改造简介1、SCR工艺的确定 目前看国内主要脱硝工艺主要有SCR、SNCR和混合法几种工艺，考虑到SNCR工艺脱除效率较低，加之北京市大气污染物排放标准较高，因此我厂脱硝采用SCR法烟气脱硝工艺。由清华同方环境有限责任公司引进意大利TKC公司技术，与意大利TKC公司进行配合设计。每台锅炉根据锅炉原有烟道情况，在省煤器和空气预热器之间分别安装了两台反应器，每个反应器采用3+1布置，进入喷氨隔栅的氨气通过10组喷氨阀组进入反应器入口烟道的烟气中，含有氨气的烟气通过静态混合器充分混合后进入催化剂入口整流器，整流器将氨气烟气混合气体进行整流后均匀进入反应器的第一层催化剂，接着进入第二和第三层催化剂，在各层催化剂的表面氨气和氮氧化物反应生成氮气，从而达到脱除氮氧化物的目的。具体反应原理如下：-4NO+4NH3+O2 4N2+6H2O （1）-6NO2+8NH3 7N2+12H2O （2）3参考课件烟道立体模型烟道立体模型导流板导流板导流板导流板2 2导流板导流板导流板导流板1 1导流板导流板导流板导流板3 3喷氨格栅喷氨格栅喷氨格栅喷氨格栅静态混和器静态混和器静态混和器静态混和器导流板导流板导流板导流板4 4导流板导流板导流板导流板5 5整流器整流器整流器整流器催催催催化化化化剂剂剂剂省煤器入口省煤器入口省煤器入口省煤器入口4参考课件还原剂选择液氨(NH399%)最低的运输费用最少的存储空间危险氨水(NH329.7%，在美国典型是19%)较高的运输和存储费用较高能量消耗尿素无危险可用为固体运输，喷射前混合较高的运输和存储费用昂贵5参考课件脱硝工程改造简介2、还原剂的确定-脱硝还原剂主要集中在液氨、氨水和尿素三种材料，从场地情况来看，液氨和氨水系统的占地面积最大，尿素系统的用地面积最小；从固定投资投资（征地与系统投资）来看，氨水、热解法尿素制氨与水解法尿素制氨的氨区建设投资最高，液氨最低。因此从经济性分析来看，液氨无疑是最好的，尿素次之，氨水最差。而从安全性来考虑，尿素最好，氨水次之，而液氨最差。由于北京热电厂地处首都，又在城市之内，安全无疑是初步设计时考虑最多的因素，因此我们选择了尿素作为脱硝系统还原剂。6参考课件脱硝工程改造简介3、制氨工艺的确定-初步设计时我厂经过长期调研选择了尿素热解系统作为还原剂分解方式。在初设时经过调研，热解法尿素制氨工艺具有如下特点：尿素溶液的浓度可达4050%，经过特殊的喷嘴雾化后喷入热解室；热解室内只有气体与雾化液滴，温度约300500，压力为常压；热解室内的热量来源于天然气或柴油的燃烧；与水解法工艺相比，对负荷变化的响应快，只需510 秒；对热解室内气体流场的分布及控制水平的设计要求较高；从对烟气温度的影响看，热解法尿素制氨喷入烟道的氨气混合物温度约为300，对SCR入口烟气温度的影响很小；因此综合考虑系统对NOx响应调整与现场布置等因素，最终选择采用热解法尿素制氨工艺。7参考课件尿素热解系统原理及设计参数原理：CO(NH2)2 NH3+HNCO 尿素 氨 异氰酸 HNCO+H2O NH3 +CO2 异氰酸 水 氨 二氧化碳设计性能及设备参数:设计氨气量20142kg/h，可以为机组各种工况提供SCR充足的氨气量。出口氨气浓度小于5%，安全有保证。启动速度比较快，负荷跟踪能力比较强，自动化程度高（在我厂坚持下取消了就地PLC控制方式，全部进DCS控制）。热解室本体高17米，直径2.3米，室内运行温度在450600度。300650 300650 8参考课件尿素热解法脱硝流程示意尿素热解法脱硝流程示意空气空气空气空气空气空气空气空气预热器预热器预热器预热器锅炉锅炉锅炉锅炉烟囱烟囱烟囱烟囱混合混合混合混合/给给给给料泵料泵料泵料泵SCRSCR反应器反应器反应器反应器柴油柴油柴油柴油稀释风机稀释风机稀释风机稀释风机尿素尿素尿素尿素筒仓筒仓筒仓筒仓溶解罐溶解罐溶解罐溶解罐HFDHFDPCVPCV溶液罐溶液罐溶液罐溶液罐MDMMDMAIGAIG稀释风稀释风稀释风稀释风尿素喷枪尿素喷枪尿素喷枪尿素喷枪热解炉热解炉热解炉热解炉9参考课件目 录 华能北京热电厂脱硝系统简介华能北京热电厂脱硝系统简介一一电厂脱硝主要系统及设备介绍电厂脱硝主要系统及设备介绍二二电厂脱硝日常运行及维护工作介绍电厂脱硝日常运行及维护工作介绍三三电厂脱硝电厂脱硝系统存在的主要问题及整改系统存在的主要问题及整改四四10参考课件脱硝工程改造简介1、脱硝尿素公用系统 华能北京热电厂4台锅炉共用一个尿素储存与供应系统，尿素公用系统由国电龙源设计、供货、安装及调试。热解制氨及其配套系统选用美国Fuel Tech公司的尿素热解制氨技术。尿素热解法公用系统包括尿素储仓、尿素溶解罐、尿素溶液混合泵、尿素溶液储罐、尿素溶液循环泵、计量和分配装置、热解炉(内含喷射器、燃烧器)系统等。尿素储存于储仓，由螺旋给料机输送到溶解罐里，用除盐水将固体尿素溶解成50%质量浓度的尿素溶液，通过尿素溶液给料泵输送到尿素溶液储罐；尿素溶液经由供液泵、计量与分配装置、雾化喷嘴等进入绝热分解室，稀释空气经加热后也进入分解室。雾化后的尿素液滴在绝热分解室内分解，生成的分解产物为NH3、H2O和CO2，分解产物由氨喷射系统进入锅炉脱硝烟道。11参考课件脱硝工程改造简介尿尿素素溶溶解解系系统统12参考课件脱硝工程改造简介脱硝工程改造简介13参考课件脱硝工程改造简介尿素筒仓 设置1只尿素筒仓，为碳钢制造，筒仓容量按4台机组满负荷3天运行设计，并配检修起吊设备，尿素通过计量罐输送到尿素溶解罐。筒仓成锥形底立式罐，“锥形”斗部斜度不小于60，顶部有3的坡面，在筒仓的顶部有密封的防尘检查门。筒仓配备防止尿素吸潮、架桥及堵塞等装置。筒仓配有布袋过滤器，洁净气中最大含尘量不超过50mg/Nm3。在筒仓的卸料口装有关断装置和卸料装置，筒仓出口依靠两道闸板门控制尿素输送量同时可以避免堵料。在筒仓出口设有取样口和取样装置，以便化验和控制尿素的品质。14参考课件脱硝工程改造简介尿素溶解罐 系统设置一个尿素溶解罐，体积为20m3。在溶解罐中，用除盐水制成4050%的尿素溶液。当尿素溶液温度过低时，蒸汽加热系统启动使溶液的温度保持在合理的温度，防止特定浓度下的尿素结晶。溶解罐除设有水流量和温度控制系统外，还采用输送泵系统将尿素颗粒从储罐底部向侧部进行循环，使尿素溶液得到更好的混合。溶解罐由304L不锈钢制造，内衬防腐材料，罐体保温。尿素混合泵 尿素混合泵为不锈钢本体碳化硅机械密封的离心泵，两台泵一运一备，并列布置。此外，混合泵还利用溶解罐所配置的循环管道将尿素溶液进行循环，以获得更好混合。15参考课件脱硝工程改造简介尿尿素素循循环环供供应应系系统统16参考课件脱硝工程改造简介尿素溶液储罐 设置两只尿素溶液储罐，为立式平底结构。总容量按4台机组满负荷运行5天（每天24小时）用量设计，每个罐的体积为150m3。罐体材料采用不锈钢，内衬乙烯树脂涂层，使用蒸汽加热来维持储罐内尿素溶液的温度正常。17参考课件脱硝工程改造简介尿素溶液循环系统尿素溶液循环系统可以使尿素溶液不断的在计量/分配装置和储罐之间循环。可以过滤尿素溶液以保证喷射装置的稳定运行；补充溶液输送途中损失的热量以防还原剂结晶；提供内部冗余系统以保证持续不间断的运行。每套尿素溶液循环装置包括两台带变频器调节电机的多级离心泵、在线过滤器、在线加热器及所有用于循环及尿素溶液储存系统本地/远程控制和监测的压力、温度、流速、液位等仪表。装置主要部件为不锈钢。18参考课件脱硝工程改造简介尿尿素素热热解解系系统统19参考课件脱硝工程改造简介 计量/分配装置 计量/分配装置主要是用于精确测量，并独立控制输送到每个喷射器的尿素溶液，布置在热解室附近。该装置通过使用一个独立控制阀来为进入热解室的喷射器提供尿素溶液，并始终响应电厂DCS提供的尿素溶液需求信号并提供本地控制箱。分配模块通过5个独立的流量和区域压力控制阀门来控制通往对应喷射器的尿素和雾化空气的喷射量。空气和尿素量通过这个装置来进行调节以得到适当的气/液比，并最终得到最佳的SCR所需还原剂量。计量装置通过接受脱硝效率信号或是反应器出口Nox信号，来调节热解所制的氨量。20参考课件脱硝工程改造简介热解炉利用热源来完全分解要传送到氨喷射系统的尿素溶液，在所要求的温度下，热解炉提供足够的停留时间以确保尿素到氨的100%转化。热解炉从其进口开始算起，依据尿素的分解所需的体积来确定其容积的大小。热空气将通过燃烧器控制装置以维持适当的尿素分解温度。尿素经过喷射器注入到热空气中。尿素的添加量是基于作为前馈信号的氨需求量来决定，负荷跟踪性较好，系统将在管道出口处提供空气/氨气混合物。一个完整的热解炉由出入口连接法兰、内部绝热、带燃烧器管理系统的燃烧器导引装置和温度控制、烟气压力控制，烟道内混合器以及氨/空气混合物的流量、压力以及温度的控制和过程指示等组成。21参考课件脱硝工程改造简介热解炉燃烧器 燃烧器是一个完全独立的柴油燃烧器。由一个燃烧器、电子点火导引装置和一台火焰扫描仪组成。这些设备由一个经认可的燃烧器管理系统组合起来，控制燃烧器的燃烧。燃烧器安装了一个系统出口热电偶以便控制管道出口温度。22参考课件脱硝工程改造简介热解炉喷射组件设计安装在热解炉本体上。喷射器均匀的布置在热解炉的周围。喷射器将根据在热解炉内获得合适的尿素雾化和分布所需要的流量和压力，来确定其大小和特性。所设计的喷射器装置能阻挡任何高温气体回流到空气中并提供吸气口。喷射器组完全由不锈钢制造。喷射器将通过热解炉侧面的入口孔插入。每一喷射器组件包括用于插入调整的调节器、用于尿素溶液和雾化空气的快速接头。尿素喷枪的喷射试验，用以确定喷枪工作是否正常。23参考课件脱硝工程改造简介2、脱硝烟气及反应系统、脱硝烟气及反应系统 烟气系统包括从锅炉省煤器出口至SCR反应器本体入口、SCR反应器本体出口至空预器入口之间的连接烟道。其主要流程如下：来自锅炉省煤器的未脱硝烟气SCR系统入口喷氨格栅烟气/氨静态混合器导流板整流装置催化剂层净烟气SCR反应器出口空气预热器入口。在整个烟气系统当中，主要的设备有反应器、喷氨系统、催化剂及其辅助吹灰系统等。24参考课件脱硝工程改造简介反反应应器器及及烟烟气气系系统统25参考课件脱硝工程改造简介SCR反应器本体及催化剂反应器在锅炉40100%负荷下能正常运行，能满足烟气温度不高于400的情况下长期运行，为保持催化剂表面清洁配置了“蒸汽吹灰声波吹灰”的联合吹灰装置。催化剂设置为四层，三用一备。根据工况条件、催化剂的活性、用量进行SCR反应器内催化剂的设计，在设计工况条件下氨的逃逸率3ppm，SO2氧化生成SO3的转化率1%。催化剂模块之间及模块内元件之间设计有效防止烟气短路的密封系统，模块间及模块与反应器内壁之间使用焊接密封钢片，模块内元件间的密封材料为陶瓷纤维，寿命不低于催化剂的寿命，各台反应器的每层催化剂层都安装有可拆卸的测试块，每层有8个测试块，均匀布置。26参考课件脱硝工程改造简介氨喷射系统氨喷射格栅的作用是将氨与空气的混合物注入烟道，喷射格栅上的氨喷嘴在烟道截面上均匀分布（每台反应器配置200个喷嘴），母管、支管及喷嘴内的氨/空气流量应尽可能均匀，以使SCR反应器入口NH3/NOx摩尔比的最大偏差不大于平均值的5%，每根氨与空气混合物的注入管道上设置一个碟阀，烟道截面被分成多个小区，每个小区内的氨喷射量通过对应的碟阀独立调节，每台反应器配有10个碟阀。静态混合器设置在氨喷射区下游，可以使氨与烟气充分混合。27参考课件脱硝工程改造简介氨喷射系统氨喷射系统的作用是使氨与空气混合物喷入烟道后，可在较短的距离内与烟气中的NOx充分混合，并能手动调节烟道截面上的氨浓度分布。静静喷氨格栅喷氨格栅28参考课件吹灰器设置吹灰及控制系统SCR反应器采用“蒸汽吹灰+声波吹灰”联合吹灰模式。每层（#1、2炉国产时林设备，每层布置3个；#3、4炉进口GE设备，每层2个）声波吹灰器和3个蒸汽吹灰器，预留层留有接口。29参考课件脱硝系统的启动1、尿素溶解系统的启动 尿素储仓料位正常。溶解箱注水。投蒸汽加热溶解水。启动搅拌器，水温度达到55时，启动尿素下料功能组。启动尿素混合泵，投入再循环方式。尿素溶液浓度满足设计要求时，将溶液供应至尿素溶液储罐。30参考课件脱硝系统的启动设计设计尿素尿素采用采用轨吊轨吊吊装吊装目前采目前采用斗式用斗式提升机提升机31参考课件脱硝系统的启动2、尿素溶液循环系统的启动 启动尿素循环泵，待溶液回流至循环箱正常后，投入变频器自动，设定背压控制方式检查尿素循环泵运行正常，将尿素溶液储罐加热蒸汽电动门投入自动方式。32参考课件脱硝系统的启动3、SCR反应器通烟：缓慢开启SCR反应器出口挡板，防止反应器内积灰大量进入空预器造成空预器堵塞。微开SCR反应器入口烟气挡板，在此位置停留30分钟对催化剂进行预热，待温度正常后全开入口挡板，操作时要缓慢，过快易造成空预器入口烟气温度及出口热风温度大幅下降，影响锅炉正常运行。关闭旁路挡板，并注意控制炉膛压力稳定。33参考课件脱硝系统的启动4、热解炉投运开启热解炉出口氨气管线调整门。投入尿素雾化空气。投入稀释风及助燃风，并控制风压、风量稳定。热解炉燃烧器点火，热解炉出口温度及喷氨格栅入口氨气温度达到设计值后，投入尿素喷枪运行。投入蒸汽吹灰器、声波吹灰器运行。34参考课件脱硝装置的停运SCR系统的停运对SCR反应器进行蒸汽吹灰一遍。停止尿素喷射系统运行。停止脱硝系统油燃烧器运行。停止声波吹灰器运行。稍开反应器旁路门，注意空预器压差变化，操作过程应缓慢，防止大量灰涌入空预器造成空预器堵塞。确认旁路全开后，关闭反应器入口门。关闭反应器出口门。35参考课件脱硝的日常运行1、加强对燃煤煤质变化的监视和预判。煤挥发成分中的各种元素比会影响燃烧过程中NOx生成量，煤中氧/氮比值越大，NOx排放量越高；即使在相同氧/氮比值条件下，转化率还与过量空气系数有关，过量空气系数大，转化率高，使NOx排放量增加。此外，煤中硫/氮比值也会影响到SO2和NOx的排放水平，S和N氧化时会相互竞争，因此，在锅炉烟气中随SO2排放量的升高，NOx排放量会相应降低。因此运行值班员要密切关注燃烧状况的变化，及时掌握入炉煤质的变化，合理调整燃烧器配风及还原剂的制备，这样才能有效控制污染物的排放。36参考课件脱硝的日常运行2、控制烟气温度。当烟气的温度升高时，更多氨气会被氧化，从而使氧化氮（NOx）的浓度增加，氨气（NH3）不足，导致脱硝率降低。同时有更多SO2随温度升高而氧化成SO3，影响催化剂活性。并且运行温度过高将导致催化剂不能在其最适宜的温度范围内工作，使催化剂表面积减少而钝化。SCR反应器入口烟气温度达385进行锅炉长杆吹灰。SCR反应器入口烟气温度不允许超过400，若SCR反应器入口烟气温度超过40010分钟内无法恢复正常，申请降低锅炉负荷，直至SCR反应器入口烟气温度低于400。37参考课件脱硝的日常运行3、尿素喷射系统的监视。运行中单支尿素喷枪的溶液流量超过100kg/h时应增加运行的尿素喷枪数量，当单支尿素喷枪的溶液流量低于40kg/s时应减少运行的尿素喷枪数量，使尿素溶液调整门经常保持在最佳工作状态。4、NOx排放量的控制。运行中注意监视SCR反应器出口NOx排放量，监视反应器出口氨逃逸量不超过3ppm，若发生氨逃逸过量，应立即联系热控人员检查氨逃逸表计指示的准确性，适当减少尿素溶液流量，直至氨逃逸量调整到正常运行范围，计划内的负荷调整，要提前做好尿素溶液浓度的调整。5、压缩空气的管理。每班对压缩空气母管放水一次，防止雾化空气带水。38参考课件脱硝的经济运行 脱硝相对于脱硫而言，系统简单，运行工作量较少，但其生产成本相对较高，因此日常运行的一个重要工作就是经济运行。那么如何才能在确保排放正常的情况下，做到成本的有效控制呢？我们是从如下几个方面入手的：1、控制尿素消耗。控制尿素消耗。积极开展对低氮燃烧器配风的调整工作，有效地控制锅炉燃烧室出口的NOx生产量，即达到了最好的最好的减排，同时减少了电厂相关费用的支出。要严格控制氨逃逸量，注意观察日常反应器工作状况，在机组检修后尽可能的做一次反应器的均衡测试和喷氨格栅的调整。既控制了尿素的消耗，又减少了对脱硝下游设备的腐蚀或堵塞。39参考课件脱硝的经济运行2、控制燃油成本控制燃油成本提高稀释风风温。脱硝尿素热解炉的作用就是将尿素溶液充分热解，燃油作为热解空气的主要热源，电厂利用一次风热风提高热解风（包含稀释风和助燃风）的温度至300，使每年的燃油消耗可以节省1/3以上。降低尿素热解炉出口NH3的温度。根据现场试验将温度由342降低至320，同时满足热解炉的热解需求。控制热解炉和相关管道保温质量。减少不必要的热量消耗，同样可以提高尿素热解炉的热效率，节省燃油消耗。提高大负荷时尿素热解炉出口NH3浓度，尽量接近5%，可以减少稀释风量，减少燃油消耗。提高尿素溶液浓度。在匹配的负荷下，适当保证较高的尿素溶液浓度，可以节省燃油消耗，但需要运行人员在尿素溶液配置的过程中尽量精细操作。40参考课件脱硝的经济运行3、降低电耗降低电耗优化转动设备。用一次风取代尿素热解炉阻燃风和稀释风，取消稀释风机。尿素溶液循环泵变频运行，可以起到节能作用。降低脱硝系统阻力。脱硝设备带来的系统阻力主要由氨分配和混合装置装置和催化剂层的阻力造成，因此需要在初设时严格把好优化流场的设计关，在日常运行中要加强对催化剂的吹灰管理，确保系统积灰在控制阻力范围内，实现风机运转电流的下降。同时还应做好日常停机后的清灰工作，提高催化剂寿命的同时，有效控制阻力的上升。41参考课件脱硝的日常维护1、催化剂的日常检查维护 电厂为了加强对SCR脱硝装置的管理，及时了解催化剂工作状况，会针对性的在机组检修时安排相关检查工作，如：检查催化剂表面积灰、积垢情况，即便是很少的积灰也必须组织人员将其清理干净，确保恢复启动后可以正常运行。42参考课件运行4年来板式催化剂积灰情况比较轻，如下图：脱硝的日常维护43参考课件脱硝的日常维护蜂蜂附：蜂窝催化剂与板式催化剂压力损失变化：44参考课件脱硝的日常维护2、做好停炉时催化剂的保护工作，延缓催化剂的化学寿命做好停炉时催化剂的保护工作，延缓催化剂的化学寿命由于机组发电受到季节性和经济气候的影响，机组可能长期停运，脱硝系统最怕的是受潮，根据北京市的气候分析，每年的7月和8月如果机组长期停运最可能造成脱硝用催化剂受潮，在此时做好催化剂防潮措施是非常必要的。3、严格检查吹灰系统、严格检查吹灰系统，防止催化剂堵塞，防止催化剂堵塞在脱硝反应器系统中，设计了合理的吹灰方式，但任何方式都不是万能的，在脱硝系统检修过程中要有针对性的对吹灰系统进行检查，避免因局部吹灰不良造成系统流场紊乱失衡，导致催化剂层积灰阻力增大，甚至催化剂部分失效，引起脱硝效率降低，要充分利用脱硝系统检修周期，精细的完成脱硝系统检修，对降低脱硝系统阻力和延长催化剂的寿命非常关键。45参考课件脱硝的日常维护4、催化剂的测试 除了要进行正常的检修清灰工作外，为了掌握催化剂活性变化，及时安排设备更新，还需要定期将催化剂模块外送检测，按照设计的条件分别进行定负荷下的NH3/NOx摩尔比的变化测试，验证系统的各项性能保证指标和分析催化剂的性能，该测试应每年进行一次。46参考课件脱硝的日常维护脱硝的日常维护47参考课件脱硝的日常维护5、脱硝仪表的维护、脱硝仪表的维护 脱硝监测用的各类仪表在实际使用中都比较娇气，主要容易损坏的是氮氧化物分析仪表和氨逃逸表，损坏形式包括光源损坏，控制板损坏和主机损坏。这些仪表国外产品居多，我厂氮氧化物分析仪表是SICKMAHAK生产，氨逃逸是SIEMENS生产，备件订货周期长、产品维修需返到国外，费用相当昂贵，因此是电厂仪表维护工作的重点。48参考课件目 录 华能北京热电厂脱硝系统简介华能北京热电厂脱硝系统简介一一电厂脱硝主要系统及设备介绍电厂脱硝主要系统及设备介绍二二电厂脱硝日常运行及维护工作介绍电厂脱硝日常运行及维护工作介绍三三电厂脱硝电厂脱硝系统存在的主要问题及整改系统存在的主要问题及整改四四49参考课件脱硝系统运行中遇到的主要问题1、热解炉内部结晶堵塞-试运行期间，发现热解炉内部有白色的结晶物，大量的结晶物沉积在热解炉底部，造成热解炉堵塞，无法正常运行。50参考课件脱硝系统运行中遇到的主要问题通过大量的试验，分析总结出热解炉内部结晶的原因如下：通过大量的试验，分析总结出热解炉内部结晶的原因如下：尿素溶液雾化用压缩空气品质差压缩空气品质差造成尿素喷枪的雾化喷嘴堵塞雾化喷嘴堵塞，使尿素溶液无法充分雾化，尿素液滴在热解炉内不能充分分解，未分解的尿素溶液附着在热解炉壁，降温后形成固体结晶物。雾化空气的品质以及合适的压力是保证尿素溶液由喷枪喷出后能充分雾化、充分热解最为主要的因素之一。当采用含有较多油污和杂质的压缩空气时，非常容易造成空气流量计及其下游管路以及喷枪喷嘴的堵塞。系统长时间在雾化空气压力和流量不满足设计工况情况的运行，造成了雾化不够充分，尿素液滴过大，不能在热解炉直段进行有效分解，从而会造成尿素在水平段的结晶。另外，雾化空气在没有压力或者压力很低的情况下，尿素溶液会进入喷枪内雾化空气腔内，高温的情况下尿素溶液很快烧结，从而造成喷枪的喷嘴局部堵塞（导致尿素雾化效果下降）甚至于完全堵塞。51参考课件脱硝系统运行中遇到的主要问题热解系统在超过设计负荷下运行，造成热解炉内部温度下降，降低到尿素分解温度以下，这可能有两种情况，a）所配制的尿素溶液的浓度过多偏离设计值；b）热解炉运行时尿素溶液量超过系统最大设计出力。华能北京热电厂尿素热解系统设计采用50的尿素溶液，如果尿素溶液流量相对较大并且负荷较高，热解超过50的尿素则供热不足，易造成残余不分解的尿素堵塞。如果尿素溶液浓度过低，溶液中过多的水会造成燃烧器在全出力下不能够分解超负荷的尿素溶液，从而容易导致热解炉内温度偏低，造成尿素结晶。尿素热解系统最大出力都是根据SCR系统的最大氨需量设计的，当系统在超过其设计负荷的情况下运行，会造成尿素溶液喷射量过大，尿素雾化液滴和燃烧器参数不能满足全部尿素的分解要求。系统运行时超过系统最大设计出力，相对的尿素热解热量不足，会造成尿素结晶。52参考课件脱硝系统运行中遇到的主要问题-热解炉内温度场分布不均，使尿素分解后重新结合出现结晶。尿素喷枪的运行方式不合理或单只尿素喷枪流量过大，造成热解炉内部温度场分布不均，热解炉分解区域及其下游出现低温区，热风无法连续抵达应该达到的的位置或死角，促成在低温区分解后的尿素溶液重新结晶。-油品恶化或人为减油，造成燃烧器出力不足。热解系统不满足喷射要求的情况进行尿素溶液的喷射，持续数小时，这会导致尿素溶液的严重结晶。需要特别指出的是，尿素溶液结晶的产生和发展是一个逾演愈烈的递增过程，一旦存在尿素结晶因素并持续运行时，由于结晶的积累，会导致流场热流分配的破坏，结晶物会在某一个时间骤然猛增，严重的时候，会在很短的时间内堵塞整个热解炉尾管。-对喷枪没有进行定期的检查，系统在雾化空气压力/流量不够、雾化空气较脏的情况下，对堵塞的尿素喷枪没有进行及时清理，出现喷枪雾化空气管烧穿，这种情况下空气从破损位置喷出，该喷枪的尿素溶液未经雾化而直接喷入热解炉内。这种情况下，热解炉会在很短的时间造成大量尿素沉积结晶。53参考课件脱硝系统运行中遇到的主要问题根据以上的分析，为避免尿素热解系统结晶，制定了以下处理措施：根据以上的分析，为避免尿素热解系统结晶，制定了以下处理措施：尿素溶液雾化用压缩空气采用无油压缩空气，并配置干燥器，保证雾化空气清洁、压缩空气压力达到设计要求。根据现场负荷情况合理调配尿素溶液浓度。严禁在热解炉内部温度不满足要求的情况下喷入尿素溶液。运行巡检时，必须对尿素喷枪雾化空气运行状态进行检查。如出现管路堵塞或压力不够，及时采取措施予以解决；运行监盘时要注意雾化空气报警情况，出现流量低报警时，及时退出该尿素喷枪运行。定期对尿素喷枪进行雾化试验，观察雾化效果，保证尿素喷枪雾化良好。每天对尿素喷枪的运行情况进行检查，重点注意尿素溶液压力、尿素溶液流量、尿素溶液调节阀开度、雾化空气压力、雾化空气流量。根据调节阀门同一开度情况下对应的尿素流量来判断尿素喷枪喷嘴是否堵塞，对喷嘴堵塞的尿素喷枪必须及时停运并更换喷嘴。54参考课件脱硝系统运行中遇到的主要问题2、热解炉、热解炉燃烧室保温烧毁燃烧室保温烧毁现象及分析：电厂尿素热解炉初期除4炉以外，都发生过保温烧毁的情况。判断由于燃烧室过热，燃烧器稳燃盘略微偏烧造成保温局部烧毁。整改措施：根据尿素的性能，在接近常压的情况下，尿素热解的温度范围在350-600，我们当时的工作范围在500-600，接近尿素热解的高限。参考电加热热解的热空气的设计温度为420，这个值应该有较大的调节余量，因此热解室的热空气温度维持在420450之间即可。通过设置出口氨气的温度减少燃油量，从而实现燃烧室温度和热解室温度的降低，同时还实现了热解系统燃油消耗的降低。55参考课件脱硝系统运行中遇到的主要问题2、喷氨格栅部分喷嘴堵塞，造成SCR反应器入口烟气中氨气浓度分配不均脱硝投运初期，系统启停相对较多，喷氨停止后没有气流从喷嘴流出，烟气中的粉尘很容易进入喷嘴内部形成堵塞。当喷氨系统再次投入时，通过氨气的压力（4kPa）可以将疏松的积灰冲开，部分喷嘴保持畅通。采取的措施：1、SCR反应器通烟状态下保持稀释风连续运行，保证喷氨格栅的喷嘴处有气流连续喷出。2、在反应器的喷氨格栅阀门后增加一路杂用压缩空气，定期对喷氨阀门管道进行吹扫。通过采取以上两种措施，基本保证了喷氨格栅的正常运行。56参考课件脱硝系统运行中遇到的主要问题3、催化剂蒸汽吹损 运行参数:各层蒸汽吹灰器压力为0.63-0.73 MPa。运行情况：蒸汽吹灰器各层每8小时运行一次。现场状况：第一层催化剂表面未发现吹损现象。第二、三层催化剂表面发现吹损现象，吹损形成的形状不规则，有圆形的，还有沟状的。57参考课件脱硝系统运行中遇到的主要问题3、催化剂蒸汽吹损 原因分析：原因分析：各层催化剂与吹灰器距离不一致，第一层717mm，其他两层313mm。解决办法解决办法根据不同的催化剂选择不同的吹灰蒸汽参数 调整#1、4炉（蜂窝式催化剂）2，3层的蒸汽吹灰器的阀后压力为0.58MPa，#2、3炉2，3层的吹灰压力调整为0.38MPa。（板式催化剂）增大蒸汽吹灰器运行间隔由于本项目同时安装了声波吹灰器和蒸汽吹灰器。声波吹灰器连续运行，蒸汽吹灰器每班运行一次或者更多。蒸汽吹灰器运行对催化剂有损伤，建议尽可能增大运行间隔。目前暂按每天运行1次的方式进行试运行，同时关注系统阻力变化。如果一切正常，以后即可按此方式运行，同时探索更长间隔的可能性。58参考课件脱硝系统运行中遇到的主要问题4、SCR反应器出口氨逃逸超标-试运行期间，请来西安热工院的技术人员测试SCR反应器出、入口烟气中氮氧化物的分布情况，发现SCR反应器入口氮氧化物分布基本均匀，偏差在10%左右，SCR反应器出口氮氧化物分布严重不均，局部区域氮氧化物浓度到零，氨气没有与氮氧化物完全反应，造成氨气逃逸。通过逐一对喷氨格栅手动门开度的调整，将SCR反应器出口氮氧化物排放浓度调平。5、脱硝装置投运对空预器传热元件的影响-脱硝装置投运4年来，空预器换热元件的积灰腐蚀情况都未明显加剧，分析原因主要有以下两方面：SCR反应器后氨逃逸量很小（运行中将SCR反应器后氨逃逸控制在3ppm以下）；锅炉燃用低硫煤（硫分0.5%），烟气中SO2、SO3含量低，SCR反应器后烟气中生成的硫酸氢氨量较少。59参考课件脱硝系统运行中遇到的主要问题6、尿素的存放问题、尿素的存放问题电厂运行初期忽视了尿素本身的特性，存放尿素只是简单按照不淋雨、不与水接触这个标准来存放，结果发生了尿素吸湿结块板结的现象，既影响了现场装卸，又影响了使用质量。通过查阅资料以及与尿素厂家的沟通得知，在尿素使用前，一定要保持尿素包装袋（一般为双层防水包装）完好无损，运输过程中要轻拿轻放，防雨淋，要贮存在干燥、通风良好、温度在20度以下的地方。同时电厂考虑到实际生产中需要大量贮存，建设了专用的尿素仓库，并且在厂区相对较好的环境还另外设置了堆放点，并按照规定在尿素最高层上部与房顶留有50公分以上的空隙，以利于通风散湿，垛与垛之间还留出过道，以利于检查和通风，对相对长期的尿素优先调配使用。60参考课件脱硝系统运行中遇到的主要问题7、催化剂的处置、催化剂的处置-催化剂的主体成分V2O5、WO3、Mn03等金属氧化物均为有毒元素，这也就造成了其不能随意处置的特点。在国外由于环保发展较早，因此对于催化剂有成熟的处理工艺。我国废催化剂回收工作起步较晚，目前国内还没有专门从事SCR废催化剂回收的公司，随着大量脱硝装置的投运，新的污染源将伴随出现，因此需要认真研究催化剂的寿命管理，做好相关工作。61参考课件脱硝系统运行中遇到的主要问题8、尿素的采购与供应 尿素作为一种重要的农用化肥，在中国每年有将近七千万吨的产量。但绝大部分为供应农业施肥使用和对外出口。由于农业的季节性需求和国际出口的窗口期效应（即中国每年仅有三四个月的时间，尿素出口采取优惠税率），导致尿素在国内的市场价格全年波动巨大，并且由于中国化肥厂的分布不均匀，导致甚至在局部特殊地区短时出现尿素供应短缺情况。并且电厂所购买的尿素为工业应用，无法享受到农业应用的相关政策优惠，单是火车运送费用环节就要差很多。所以在采购尿素的时间、品种以及供应区域方面都需要电厂去做很多工作，以保证一个稳定、经济的供货源，这是火力发电企业尿素脱硝系统全面投运后，在后期运营中所面临的主要问题之一。同时，如何高效，便捷的满足脱硝系统每天上千公斤的尿素使用需求，也将成为尿素脱硝系统在自动化处理与降低人工费用方面的重要议题。62参考课件脱硝系统节能措施尿素热解系统原设计稀释风采用室内空气加蒸汽加热方式。2009年4月实施了热解炉稀释风系统改造，从空预器后一次母管引热一次风，取消原稀释风管道，将进入热解炉的稀释风温度由150提高到310，因一次风的含尘量比空气中含尘量大，所以改造后热解炉内部的飞灰存积量比改造前有所增加，但不会影响热解炉正常运行，只需每次停炉检修过程中对积灰进行清理即可，从而实现了节油经济的目的。液态排渣炉由于高温燃烧，NOx排放量要远高于1000mg/NM3，电厂积极开展燃烧调整试验，充分利用德方设计的低NOx燃烧器进行调整，有效地将NOx生成量控制在400mg/NM3，即达到了减排，同时减少了电厂相关费用的支出。63参考课件