第十一讲 脱硝氨站工艺介绍
1.1、脱硝技术主要采用选择性催化还原烟气脱硝（SCR）工艺, SCR烟气脱硝系统采用高灰段布置方式，即SCR反应器布置在锅炉省煤器出口和空气预热器之间，脱销装置处理100%烟气量，在锅炉正常负荷范围内烟气脱硝效率均不低于80%，反应器出口NOx浓度不大于100mg/Nm3。 SCR脱硝技术 是指在催化剂作用下，还原剂（液氨）与烟气中的氮氧化物反应生成无害的氮气和水，从而去除烟气中的NOx。选择性是指还原剂NH3和烟气中的NOx发生还原反应，而不与烟气中的氧气发生反应。 脱硝的化学反应原理：
4NO + 4NH3 +O2 → 4N2+6H2O
6NO2 + 8NH3 +O2 → 7N2+12H2O
详细的反应步骤如下：
1）NH3随着烟气转移并被吸附在催化剂表面；
2）烟气中的NO或NO2扩散，与吸附在催化剂表面上的NH3反应，生成气态产物（氮气和水蒸汽）扩散回烟气中； 防潮密闭门
3）烟气中的氧气扩散到催化剂，令催化剂活性中心再生。
除了上面提及的主要反应外，在催化剂活性中心同样会发生SO2氧化成SO3的反应。
1.2、 两台机组的氨站共用一个液氨储存及制备区域，液氨储存能力为2×70m3 ;气氨蒸发能力为2×440英姿带kg/h。贮存期考虑7 天。
1.3、 氨站由汽车装卸区（包括氨压缩机）、液氨储罐区及液氨蒸发系统组成。液氨储运采用槽车运入、加压常温储存；气氨及氨水采用管道输送出方式。本工程总平面布置主要内容有：液氨储存区、液氨蒸发区、液氨卸车区和氨区电控室。 1.4、 氨站设生活给水系统、工业给水系统和消防水系统。生活水供给控制室部分的卫生间用水设施和在氨区的液氨泵附近设有的一台事故洗眼器。氨站工业水主要用于氨气稀释
罐的稀释用水和氨罐的喷淋降温用水。氨气稀释罐采用工业水来吸收稀释各设备的安全阀排放的氨气， 使稀释罐顶通风管出口的最大氨浓度小于2ppm，以避免氨气味的发散。氨罐喷淋降温用水，用于当氨罐的表面温度高于设计的允许温度时，通过喷淋管和喷头向氨罐表面喷水降温。设计喷淋水量为12m3/h, 2 个储罐的合计用水量为24m3/h.氨罐降温喷淋水的控制阀门采用电动阀，与氨罐的温度报警系统连锁，可自动开启和人工开启。氨罐区、液氨蒸发器、卸氨压缩机区域设地坪冲洗水龙头。。
1.5、 氨区属爆炸危险区域。
2 热工自动化水平和控制方式
2.1脱硝系统氨区采用PLC 控制系统设一台操作员站用于卸氨等操作。
2.2脱硝系统氨区的热工检测系统由PLC 控制系统中的数据采集及处理系统 （DCS）来完成。其基本功能包括：数据采集、数据处理、屏幕显示、参数越限报警、事件顺序记录、事故追忆记录、操作员记录、性能与效率计算、打印制表、屏幕拷贝、历史数据存储和检索等。
该系统监测的主要参数有：
·工况及工艺系统的运行参数；
·主要阀门的启闭状态及调节阀门的开度；
·电源及其它必要条件的供给状态；
·主要的电气参数等。
2.3模拟量控制系统（MCS）
蒸发槽出口压力控制回路，缓冲罐压力控制回路。
2.4顺序控制系统 （SCS）
联锁保护和启停控制以及一些主要阀门的开闭控制由PLC 中的顺序控制系统（SCS）来完成，实现功能组或子组级的控制。脱硝系统氨区SCS 子组级的控制范围 如下：液氨贮存系统、液氨蒸发系统、氨水制备系统等子组。
2.5 氨区设置火灾报警区域盘，区域盘及以下模块箱、就地探测装置等均由氨区负责，硬件与主厂火灾报警系统保持一致，氨区火灾报警通过区域盘接入主厂火灾报警系统，分界点在主厂火灾报警系统监控盘处。
2.6分析仪表
氨区系统设置氨泄漏监测仪共5套，输出4~20mA 信号至PLC 系统
3 工艺流程：
液氨由液氨槽车送来，利用液氨槽车自身压力及氨卸料压缩机增压的方式将液氨由槽车输入至液氨储罐内贮存，并利用液氨储罐与液氨蒸发器之间的压差或运行液氨泵，将液氨储罐中的液氨输送到液氨蒸发器内蒸发为气氨，并通过气氨缓冲罐来稳定其压力后，氨气经管道送至SCR 脱硝系统使用。液氨储槽及气氨蒸发系统紧急排放的气氨则排入氨气稀释槽中，经水吸收后排入废水池，再经由废水泵送至主厂废水处理系统处理。
4、氨区主要设备规格
4.1液氨储罐
数量：2台
容积：70m3
规格：φ3.0×9.0m
设计温度：50℃
设计压力：2.16MPa 安全门整定压力19.9Mpa
主要受压元件材料：16MnDR
4.2氨气缓冲罐
数量：2台
容积： 3m3
规格：φ1200×2770mm
设计温度：50℃
设计压力：2.16馈线卡 MPa
材料：Q345R
氨气缓冲罐的目的是为了稳定氨气供应，避免脱硝反应受氨气蒸发器操作不稳定影响。氨气缓冲罐上除设有压力表及温度计外，还设有安全阀以保护设备。
4.3氨气稀释罐
容积：6m3
规格：Φ1800×2600
设计温度：50°C
设计压力：常压
材料：Q235
加密代理氨气稀释罐储水容积6m3。本系统紧急时由罐顶连续供水，以大量水来吸收安全阀排放的氨气，并定期把含氨废水排至废水池。
4.4废水池
容积：18.8m3
规格：2.5m×2.5m×3m
废水池的设计为储水容量18.8m3 的水池，以容纳由设备排放的废水。废水池配有高低液位开关，当液位过高时启动废水泵，泵送废水至废水处理车间；当液位过低时，则关停废水泵。
4.5卸料压缩机
数量：2台
型号：ZW-1.1/16-24
设计流量：1.1m3/min
排气压力：≤2.4MPa
电机功率：18.5KW
液氨卸料压缩机为往复式压缩机，液氨卸料压缩机抽取液氨储罐中氨气，经压缩后将罐车之液氨推挤入液氨罐中。
4.6液氨蒸发器（立式水浴加热式）
数量：2台
设计蒸发能力：440kg/h
规格：Φ1600×2500
设计温度：气氨 20-40℃，水浴温度8贺育民0±2.5℃
设计压力：气氨 0.14-1.6MPa
材料：壳体：Q235-B 内筒：304L
4.7液氨泵
数量：2台
型号：YAB2-5
设计流量：2m3/h
电机功率：1.5KW
4.8废水泵（自吸泵）
数量：2台
型号：Y112M-2
设计流量：20 m3/h
扬程：H=40m 电机功率：7.5KW
5、 氨区系统运行操作
5.1整套系统启动步序
整套启动分二个步骤进行：
第一步骤：卸氨
第二步骤：液氨蒸发系统的投运
要求：各设备、系统运行稳定，运行参数达到设计要求
5.2卸氨操作
卸氨的原理：利用卸料压缩机提高槽车内的压力，使槽车内压力高于储罐压力，利用压差将槽车内液氨压入储罐。
控制目标：将汽车运入的液氨安全、平稳地卸入液氨储罐中备用。
风湿油相关参数：液氨入口管线上的压力，气氨管线上的压力，液氨储罐顶部压力、温度，压缩机入口压力、出口压力，压缩机入口温度、出口温度。
5.2.1确认系统达到卸氨要求
5.2.1.1检查卸氨所需的各种工具准备齐全:确认卸氨所需扳手，“F”扳手到位;
确认卸氨所需防护器具到位;手持氨泄漏检测仪，防毒面罩，防化服，正压式空气呼吸器到位。
5.2.1.2确认通讯设备完好备用
5.2.1.3确认装载液氨的罐车已安全停放在水平位置，车辆已完全熄火、手刹锁定。
设置安全隔离措施，安装接地线。
5.2.1.4检查落实仪表电气符合卸氨要求：确认液氨储存系统的热控及现场仪表都已正常投用；确认氨泄漏仪和喷淋装置已投入使用。
5.2.1.5安全设施检查完好： 确认系统安全阀都已正确投用；确认消防器材完好备用，消防设施已正常投用；
5.2.1.6确认公用工程系统已正常投用：工业风、仪表风、氮气、工艺水正确投用
确认气氨稀释系统投用完毕
— 确认气氨稀释罐内已充满水
6）检查系统流程是否符合工艺要求
5.2.2卸氨前确认以下阀门状态
利用1#卸氨压缩机将液氨从槽车卸车到1#液氨储罐
表1卸载前关闭以下阀门
阀门所属于管道 |
氨卸载系统 |
氮气吹扫阀管道 |
2#卸氨压缩机气氨进口管 |
2#卸氨压缩机气氨出口管 |
气氨至储存罐母管切断阀 |
1#氨罐至卸料压缩机旁路管道 |
槽车来液氨母管排放阀 |
气氨至槽车管氮气吹扫排放阀 |
氨储存系统 |
液氨储罐气氨出口管道 |
液氨储罐出口管道 |
排污管道 |
|
表2卸载前开启以下阀门
阀门所属于管道 |
氨卸载系统 |
1#压缩机入口管道 |
1#压缩机出口管道 |
所有仪表隔离阀 |
1#压缩机四通阀处于卸车状态 |
氨储存系统 |
气氨出口管道 |
液氨入口管道 |
安全阀排放管道 |
所有仪表隔离阀 |
稀释系统 |
所有仪表隔离阀 |
|
5.2.3开始卸氨
如果是首次卸氨需用氮气置换系统。
5.2.3.1以上阀门处于确认状态后，动作装卸臂使得卸载臂的气相接口与槽车气相连同，卸载臂的液相接口和槽车液相连同。
5.2.3.2打开液氨储罐上液相管道上的所有手动截止阀。
5.2.3.3联系值班室开储罐液相侧电动截止阀，摇臂手动阀门，慢慢开启槽车液氨出口门，由于液氨储罐中压力低于槽车压力，因此在两者压力差的作用下，液氨将自动从槽车流到液氨储罐中，当槽车压力和液氨储罐压力一致时，液氨将停止自流，此时就需要开启压缩机。
5.2.3.4打开液氨储罐上气相出口管道上的手动截止阀, 打开气相槽车侧手动阀门。
5.2.3.5确认四通阀的通道处于将液氨从槽车卸至储罐的方向，先开空压机出口阀，再开空压机入口阀。
5.2.3.6按下卸料压缩机A启动按钮，启动压缩机。（如启动30秒后无油压，应立即停机进行处理）
5.2.3.7当空压机运行正常时，联系值班室开启液氨储罐气相管路电动截止阀的按钮，同时打开摇臂手动门，打开槽车气相门开始卸车。 启动卸氨压缩机，氨气将被压缩机从液氨储罐顶部抽出压缩后注入槽车顶部，此时槽车顶部氨气压力高于液氨储罐顶部的氨气压力，液氨在压力差的作用下，从槽车流向液氨储罐。
5.2.3.8当槽车中液氨被完全注入液氨储罐中后，停止卸氨压缩机，同时关闭槽车出液阀和进气阀，关闭摇臂截止阀，然后关闭液氨储罐上液氨进口电动截止阀和手动截止阀，关闭储罐气相管电动门和手动截止阀，关闭槽车侧气相侧截止阀阀门，关闭空压机入口阀后关闭空压机出口阀，给空压机进行排污。
5.2.3.9如果卸氨过程中氨储罐液位达到设定值2.7米，电动门将自动关闭，停止空压机，自动停止卸氨。
3.2.3.10可以通过以下其中之一的方法判断液氨流动情况：
a）槽车和储罐压力差，b）通过观察槽车和贮罐的液位变化情况 ，c）通过查看压缩机电机电流或听压缩机声音。
5.2.3.11当槽车中液氨完全被压入液氨储罐中后，此时槽车中的压力可能仍然处于高压状态，如果需要回收槽车中的气氨，即将槽车中的气氨通过卸氨压缩机抽取压缩后压入液氨储罐。操作流程如下：
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