锅炉脱硫脱硝运行规程SNCR

一、 概述

SNCR系统及其装置的设置能够满足整个系统在各种工况下自动运行的要求，SNCR装置及其辅助设备的启动、正常运行监控和事故处理在就地控制室的PLC操作员工作站实现，而不需要在就地进行与系统运行相关的操作。如果某台设备出现故障（例如泵等），备用设备将自动投入运行，且不会影响装置的运行。整个系统的控制功能由PLC系统实现。

1. 控制水平及控制方式

本脱硝工程采用PLC控制系统，PLC系统完成规定的数据采集（DAS）、模拟量控制（MCS）、顺序控制（SCS）等功能以满足脱硝系统各种运行工况的要求，确保脱硝系统安全、高效运行。PLC通过高性能的工业控制网络及分散处理单元、过程I/O、人机接口和过程控制软件等来完成脱硝及其辅机生产过程和脱硝电源系统的控制。满足其实时监控的运行要求。PLC硬件安全、可靠、先进，I/O信号采用硬接线方式直接进入PLC系统。

除喷枪维护过程需要人工操作以外，其它通过控制室操作员工作站实现对脱硝系统及其公用系统进行远方启/停控制、正常运行的监视和调整以及异常与事故工况的处理，而无需现场人员的操作配合。

2. 系统描述

本系统运行管理集中在主控制室进行，控制室内设置1台的操作员工作站，LCD显示器和鼠标、键盘作为脱硝装置的主要监控手段，运行人员在控室内，可以完成脱硝装置的监视、调整、设备启停等控制操作

SNCR控制系统的CPU、主要功能包括：数据采集处理、模拟量控制、顺序控制、显示、报警等。

PLC柜的防护等级，室内为IP42。

整个系统配置，稳定可靠，保证脱硝装置的自动调节要求，保证系统在各种工况下安全稳定地运行，确保脱硝率达到要求。

3.  脱硝系统工艺原理 

选择性非催化还原技术是用NH₃为还原剂喷入炉内与NOx进行选择性反应，不用催化剂，因此必须在高温区加入还原剂。还原剂喷入炉膛温度为850～950℃的区域，该还原剂迅速热分解成NH₃并与烟气中的NOx进行SNCR反应生成N₂，该方法是以炉内为反应器。

研究发现，在炉膛850～950℃这一温度范围内，在无催化剂作用下，NH₃作为还原剂可选择性地还原烟气中的NOx，基本上不与烟气中的O₂作用。在850～950℃范围内，NH₃还原NOx的主要反应为：

4NH₃+4NO+O₂  → 4N₂+6H₂O

不同还原剂有不同的反应温度范围，此温度范围称为温度窗。NH₃的反应最佳温度区为 850～950℃。当反应温度过高时，由于氨的分解会使NOx还原率降低，另一方面，反应温度过低时，氨逃逸增加，也会使NOx还原率降低。NH₃是高挥发性和有毒物质，氨的逃逸会造成新的环境污染。

4.  脱硝系统工艺流程

本项目SNCR系统主要氨水输送系统、还原剂炉前喷射系统以及电气、控制系统等组成。

SNCR脱硝主要工艺包括以下几个系统：

（1）氨水输送系统

20%的氨水由厂区氨水制备车间来通过氨水泵输送至储罐储存，储罐中的氨水通过氨水输送泵将氨水输送至炉前喷射系统进行脱硝反应。

（2） 炉前喷射和雾化风系统

本工程的单台炉设计一套喷射系统，喷射系统由8支喷枪组成，布置在炉膛出口左右墙。

根据本项目的实际需要，本系统炉前喷枪选用压缩空气雾化方式，空气雾化是通过具有一定动能的高速气体冲击液体，从而达到一定雾化效果的方式。

（3）SNCR脱硝的电气及控制系统

本项目脱硝SNCR控制系统的自动监测与控制设置单独PLC系统，实现对系统的顺序自动启停，运行参数自动检测和储存，并对关键参数实行自动调节，使脱硝系统实现自动控制。为保证烟气脱硝设备的安全经济的运行，将设置完整的热工测量、自动调节、控制、保护及热工信号报警装置。

PLC系统主要功能包括：数据采集处理、模拟量控制、顺序控制、显示、报警等。控制系统在正常工作时，每隔一个时间段记录系统运行工况数据，包括热工实时运行参数、设备运行状况等。整个脱硝系统在就地设置有控制箱、按钮盒，方便现场检修、调试时使用。

二、脱硝系统操作说明

1.脱硝系统的启动

（1）氨水卸车操作说明

a、运送氨水的汽车槽车到达现场后，必须服从站台卸车人员的指挥，汽车押运员只负责车上软管的连接，不准操作卸车站台的设备、阀门和其它部件；电厂操作人员负责管道的连接和阀门的开关操作。

b、卸料导管与氨水罐进料管的联接要牢固，卸氨泵前阀门开启，泵后阀门应逐渐开启，若有泄漏，消除后才能恢复卸料。

c、卸氨泵启动前和启动后1分钟内需要进行放气。

d、氨水卸料速度禁止太快，如罐内液位低于400mm，氨泵后阀门卸先开启约1/3开度，液位升至400mm后，逐渐全开启阀门。

e、卸料时，必须先打开排气管手动球阀。

f、氨水卸料时，押运员、罐区卸车人员不得擅自离开操作岗位，驾驶员必须离开驾驶室。

h、卸料快要结束时，泵出口阀门开度逐渐关小，使入料管满管直至氨水卸料完毕。

m、罐车卸料完毕后，关闭紧急切断阀，停止卸氨泵，用冲洗水冲洗管路。

n、卸料的设备管线应定期进行检查，并可靠连接。

j、卸料场所应符合有关防火、防爆规定的要求。

l、出现雷雨天气，附近有明火、易燃、有毒介质泄漏及其它不安全因素时，禁止装卸料作业。

L、汽车罐车装卸料时，应按指定位置停车，发动机熄火，并采取有效制动措施；装卸过程中严禁启动车辆。

u、卸料完毕后、槽车应立即离开卸车通道。

t、运行人员必须经常注意检查各储罐液面计等仪表是否处于正常状态，及时联系检修处理，保证各种仪表始终处于正常状态。

r、严禁在未作可靠措施前在存储氨的管道、容器外壁进行焊接、气割作业。

（2）氨水输送系统

l确认氨水储罐液位。

l打开氨水输送泵入口手动阀门，同时确认泵出口阀门打开。

lPLC画面上启动氨水输送泵，观察炉前压力变送器的压力是否正常。

（3） 炉前喷射系统启动

l确认喷枪的喷口安装方式正确。

l投运前确认喷枪的雾化效果。

l确认每支枪前的手动阀门打开。

l确认雾化风压力变送器>0.2MPa（一直保持开启）。

l打开氨水输送管路阀门。

l确认氨水输送管路冲洗水、排放水阀门，氨水输送备用泵管路阀门在关闭状态。

2.脱硝系统的停止

l 手动停止氨水输送泵；

l关闭氨水母管手动球阀。

3.炉前喷射系统事故停机

各炉前喷射系统在发生如下状况之一，均事故停机（即停运氨水输送泵）

+ 压缩空气压力<0.1MPa

+ 氨水输送泵故障信号。

+ 混合后压力＞0.7MPa。

4.脱硝系统运行手动控制方法

（1）氨水流量控制

氨水输送泵流量计。

喷枪流量计（如有）。

（2）氨水压力控制

*主要仪表

氨水后压力变送器

氨水输送泵出口压力表。

喷枪入口氨水压力表

压缩空气压力变送器

*控制方法

泵压力的控制，使喷枪出口有0.15MPa以上的压力，保证雾化效果。

三、运行异常分析及处理

1.泵和阀门维护

（1）泵类运行异常

泵无法启动

l检查上游罐液位是否过低。

l检查下游罐液位是否高于液位报警上限。

l确认配电柜中其电源开关已合闸送电。

l确认泵入口、出口管道阀门已经打开。

l确认泵入口管道充满液体，打开泵入口管道滤网反冲洗门，正常起泵后关闭。

l远程操作时确认泵的就地控制箱“远程/就地”切换开关在“远程”位

泵出口压力过高或出口管道温度过高，泵体发热。

（2）阀门运行异常

系统中电动阀门设有旁路，阀门异常时，可以进行检修。

2.仪表的维护

重要仪表的维护（含NOx分析仪和氨表）参照仪表厂家提供的使用说明书。

3.短枪的维护

喷枪运行期间，每隔15天需检查喷枪是否变形烧坏，是否堵塞。若有变形烧坏需要更换新的喷枪。若喷枪发生堵死，可以用一头磨尖的细铁丝进行疏通。

一台锅炉上往往布置有多个喷枪，为了保证喷枪使用安全、经济、有效。喷枪投入运行前具备以下条件：

1）保证锅炉的负荷，炉内燃烧稳定，炉内温度正常。

2）SNCR脱硝系统已投运行。

3）冷却风压力合格稳定，气量充足。

4）所有检查工作完成，系统及设备无故障异常。

由于喷枪是插入锅炉炉膛内部长期运行的，在枪体上出现浮灰沉积是正常的，不影响喷枪正常运行。若枪体出现渣块凝结影响推进/退出或因喷口处结渣影响还原剂射流雾化，对于枪体和喷嘴附近的渣块，一旦发现则应立即清除干净。

按如下步骤停运喷枪：

1）关闭还原剂通道阀门，切断喷枪还原剂供应，并确认还原剂液体流量为零，枪前压力表压力为零；

2）保证冷却空气一直保持开启状态；

3）检查枪体，清理枪体灰污。

4）拧下喷嘴，用水清洗，并疏通枪体内的杂质。

注意：操作人员待操作结束且仪表参数正常后方可离去。

如喷枪压力超过0.4MPa以上，运行中的喷枪肯定有堵塞，操作人员可以手抚摸枪体，如果某一只喷枪温度较高，说明此喷枪发生堵塞；操作人员按照停运喷枪步骤操作后，待喷枪前溶液压力表指针为0时，方可拆卸，拆卸时注意管道内的余压事故伤人。

脱硝系统停运后，长期不运行，要拔出喷枪内管，保证喷枪的冷却风一直处于开启状态，防止喷枪套管烧坏。

喷嘴安装时，螺纹部分缠上生料带，安装在枪头上要拧紧，防止滴漏；喷嘴的雾化扇形面要与烟气流向垂直。

四、性能计算说明

4.1 NOx浓度计算方法

修正到标准状态、6%O₂，干基烟气中NOx的浓度计算方法为：

式中：

NOx（mg/Nm³） —标态、干基、6%O₂时的烟气中NOx排放浓度，mg/Nm³；

O₂ — 实测干烟气中氧含量，%。

NO（ppm） — 实测干烟气中NO体积含量，ppm；

0.95 — 按照经验数据选取的NO占NOx总量的百分数（即NO占95%）；

2.05 — NO₂由体积含量ppm转换为mg/m³的转换系数。

4.2脱硝率计算方法

为了较好地比较各工况的SNCR脱硝效果，以脱硝率为指标进行分析论述，脱硝率的计算公式如下，NO浓度由脱硫尾部烟道CEMS在线实时测量。下面计算公式中的NO浓度均是经过氧量修正，折算到6％氧量的数据。试验时，在锅炉负荷稳定后SNCR工况开始前，先记录未投SNCR喷枪的NO浓度，再在SNCR所有工况结束后第二次记录SNCR喷枪停运时的NO浓度。以SNCR投运前后的两次记录的NO浓度平均值作为SNCR未运行时的NO浓度，进行脱硝率计算。                           

4.3脱硝装置可用率

A：锅炉每年的总运行时间（小时）。

B：每年因脱硝装置故障导致的停运时间（小时）。

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