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燃气机组SCR脱硝系统在选型安装和运行维护时的 注意事项及问题对策

发表时间:2020-09-07
万纯内燃机联合余热装置一体化脱硝系统

众所周知,SCR脱硝系统是利用脱硝催化剂,在一定温度下,使烟气中的N0x与氨气供应系统注入的氨气混合后发生还原反应,生成氮气和水,从而降低NOx的排放量,减少烟气对环境污染的一整套集成设备。由于SCR脱硝系统具有脱硝效率高且不会形成二次污染等特点,因而在国内外诸多行业的烟气治理上均得到了广泛应用。


尽管如此,但很多用户对SCR脱硝系统仍然是一知半解,特别是在一些新型能源领域,各企业为应对环保大考而安排购置配套环保设备,却对设备如何加以选型、安装以及运行维护知之甚少,经常遇到各种各样的问题且无力解决,严重制约了系统的性能发挥以致脱硝效率大幅降低。那么用户在SCR脱硝系统的选型安装以及运行维护方面到底应该注意些什么,当遇到问题时又需要采取哪些对策呢?


鉴于当前在燃气发电机组烟气脱硝设备的选型安装和运行维护等方面尚未出台相应的行业标准与规范,又因各家设备生产企业的设计理念以及用户的工况条件各有不同,下面我们仅就燃气发电机组SCR脱硝系统在选型安装和运行维护过程中应当注意的基本事项和常见问题及对策(以下简称系统)作个探讨,希望广大新老用户对SCR脱硝系统的安装与运行有个基本的认识与掌握,从而减少问题与困扰,使系统在实际应用过程中能够更有效地发挥作用。

系统选型安装过程中的注意事项

首先,一套系统的良好运行,离不开组成系统的各个要素及环节的有力支撑,因此用户要想避免系统在安装调试和运行维护阶段出现“硬伤”,并且降低故障率,就需要在设计选型之初对尿素喷射装置、流场模拟试验、SCR反应器的设计、催化剂选型等核心内容作相应的考察了解,为后续的各项工作顺利进行打下良好基础,以减少隐患。由于各项目的实际工况千差万别,系统供方在设计理念、实践经验以及生产能力和水平等诸多方面均不一而足,所以在此不作过多阐述。


     其次,在系统的安装调试过程中,由于主导系统运行的核心组件以及支持系统运转的各个环节的配件较多,因此需要业主方、设计方、供货方和施工方等各方事先做好沟通协调和技术交底等相关工作,明确设备安装和操作要领及注意事项,再依次逐步展开。一般在SCR脱硝系统安装指导说明中都会有所介绍,在此仅就防止系统泄漏方面的重点注意事项作进一步阐述,希望系统使用方能够将该阶段各项工作细致扎实地做到位,从而为系统在后续的使用过程中得以平稳可靠运行做好铺垫。


保障整套系统在安装过程中严密不漏的具体措施主要有:


1、管道、管件使用前需进行外观检查,表面应无裂纹、缩孔、重皮等缺陷,同时不能有严重的锈蚀和凹坑,法兰表面应平整光洁,不能有毛刺和径向沟痕。

2、阀门使用前要进行解体检修,将石棉盘根换成石墨盘根并经打压无泄露,在安装前阀门要清理干净。
3、管道与设备连接时设备必须找正固定完毕,以设备接口为起点,管道向外延伸,管道连接自然,不能强力对接,管道重量不能压在设备上。
4、管道焊接时应垫牢固,避免焊接过程中移动而影响焊接质量,同时焊缝要严密,保证管道不渗漏。
5、管道在用法兰连接时,必须加垫正确,严禁加双垫或多层垫,垫的尺寸应略大于阀门口径,易漏部分要加部分密封胶进行密封。
6、系统安装完毕后,应按设计要求完成系统的严密性和压力试验检查,防止氨气泄漏,避免氨气与空气混合后发生爆炸。


万纯生物质沼气发电机组脱硝系统


系统运行维护过程中的注意事项

系统在设计选型和安装调试时若能做到氨逃逸率低,控制系统精密且安装到位等,就能使系统稳定运行并高效去除NOX,但SCR脱硝设备在运行过程中还需要注意以下事项:


1、系统投入运行前应检查计量分配模块进口前压缩空气压力以及脱销反应器入口的烟气温度,保证反应器出口的氮氧化物分析仪、氨逃逸表、氧量计工作正常,CRT上显示数据准确。


2、如果没选用尿素作为还原剂,用的液氨或氨水,因氨气与空气混合物易发生爆炸,特别是当氨气在空气中体积浓度达到16-25%时,遇到明火就会引发爆炸,如有油类或其他可燃物质存在,则危险性更高,因此SCR脱硝系统在运行时应密切注意以下几点:


(1)控制混合器内氨的浓度,应远低于爆炸下限,一般控制在5%左右。此外在将氨系统管路打开时,需要用氮气冲管置换后再进行作业;


(2)运行或维护人员都必须穿上防护服,并配备足够的安全设备;在系统运行时,不要接触高温设备和高温管道以及转动的设备,如果发现液氨或氨气泄露,应立即用警告牌指出有危险并用安全带进行隔离并扑灭所有的明火;


(3)对准备进行维修或维护的设备应进行隔离,不需要进入设备内部进行维修时,应用氮气对相关设备和管道进行吹扫;当需要进入设备内部进行维修时,除事先应用氮气对相关设备和管道进行吹扫外,还应保证设备内氧浓度达到18-22%时方可进入。


3、注意监视氨气储罐液位,防止由于液位过高溢流过低致使氨气循环泵发生联跳,并且通过调整氨气循环泵和稀释水泵来控制氨气的浓度;如果SCR出口烟气NOx浓度含量超标,应检查氨气喷枪流量和氨气浓度,同时还应检查SCR入口烟气NOx浓度的变化。


4、系统运行中应经常检查各罐的液位和温度,保证最佳的运行工况。根据脱销反应器入口烟温中的NOx含量及负荷情况,以设计要求的脱硝反应器出口NOx含量和NH3含量为标准,手动缓慢调节喷枪氨气流量调节阀。在脱硝系统投运过程中,应逐渐手动缓慢开启喷氨调门,待出口排放浓度稳定在设定值之后再投入自动。


5、喷氨或者尿素溶液时,若SCR出口显示NOx浓度无变化或明显不准确,则应及时联系检修处理,暂停喷射;氨或者尿素溶液的注入量要保证足够的氨与NOx反应,既要降低NOx排放量,又要避免向烟气中注入过量的氨气,以免增加腐蚀,特别是氨气过量形成铵盐后会堵塞催化剂,造成催化剂失活,寿命缩短,甚至还可能沉积在一些配套设施上,导致工作效率降低。


6、烟气中如果含有SO2的话,在烟气脱硝过程中SO2会转化为SO3,而SO3与烟气中的氨和水反应会产生一种粘度较大的物质,使部分换热元件堵塞和腐蚀,因此在SCR脱硝系统运行过程中应将喷氨量控制在适当的范围内,从而降低氨逃逸率。


7、检查喷枪时,需注意喷枪内残余的氨或尿素溶液,不可将喷枪朝向有人的地方或移动到喷枪喷射路线上;若需拆卸喷枪查看,应将所有喷枪取出,待残余的氨或尿素溶液喷射完且喷枪冷却后,关闭压缩空气,再进行相关操作;当停用喷枪系统时,要确认喷枪是否已全部退出,如因发生故障无法退出时,可将喷枪投入,开启压缩空气运行并通知检修处理;而当负荷变动后,需调整喷枪时,停运层要用压缩空气吹扫,以防堵塞。


万纯瓦斯发电机组烟气脱硝系统

系统运行维护过程中的常见问题及对策


1、脱硝系统无法启动或者异常停运的处理措施


(1)氨逃逸率超过设定值,经过调整仍无好转,应及时联系检修处理;

(2)气源出现故障,应检查气源;
(3)电源故障中断,应检查电源;
(4)控制系统故障,导致脱硝系统重要参数无法监视或调整,危及系统正常运行,应及时联系检修处理;
(5)手动、自动模式未正确选择,应选择正确模式;
(6)压缩空气压力过低,应检查管路及气源等。


2、经脱硝反应后NOx仍超标的处理措施


(1)NOx超标可能由以下原因造成


1)NOx测量不准;

2)由于烟气流量增大,致使烟气中NOx浓度增大;
3)尿素溶液(或氨)喷射不均或喷射量不正确;
4)压缩空气管道漏气或气量不足;
5)脱硝计量系统中的喷尿素(或氨)管路堵塞或渗漏;
6)催化剂活性降低等。


(2)处理措施


1)对NOx浓度进行检测确认,若是仪表问题联系热工校准NOx仪表;

2)加大尿素溶液(或氨)的喷射量,若是循环压力低,可提高循环压力;
3)检查调整喷射系统及配件,对喷射量进行调整,使喷射均匀,查看相关阀门是否已全开;
4)若是脱硝系统中的喷尿素(或氨)管路堵塞或渗漏,应及时联系检修处理;
5)若为催化剂活性降低,则应及时更换催化剂。


3、氨系统泄露及处理措施


(1)在进入氨泄露区域时应使用业主提供的防毒面具或类似设备;

(2)扑灭氨设备周围的所有烟、明火和火花;
(3)用业主提供的便携式氨检测器,检查并确认空气中的氨浓度,要低于设定值;
(4)张贴公告通知其他人本区域有氨泄露。


下面我们以某天然气发电机组脱硝项目的系统启停注意事项和异常情况处理为例再来把上述要点作个总结。


1、系统启停注意事项


(1)系统运行前应先启动机组,再运行脱硝系统;

(2)在接通电源,压缩空气阀门打开,系统启动后,通过系统界面观测尿素溶液液位等相关数据是否正常,若出现异常,需解决之后再运行;
(3)当发电机组烟气温度达到运行条件时(如300℃-550℃),脱硝系统将自动运行,开始工作,此时可根据需要进行手动停止和启动。
(4)机组停运前,应先手动停止脱硝系统,这时系统会自动进行尿素溶液吹扫工作,将管道中残留的尿素溶液吹扫干净,防止残留堵塞管路;待系统吹扫完毕后,关闭控制系统和空压机电源,最后再关闭机组。
(5)用户根据机组的实际情况和净化要求对系统进行设置后,应定期观测运行数据及报警记录,必要时进行保存。


2、异常情况的处理


(1)
 压缩空气管道漏气或气量不足,及时检查压缩空气管路是否漏气,阀门是否打开;
(2) 出入口烟气温度偏低或偏高报警,及时观测温度变化情况并查看原因,排除传感器故障等;
(3) 尿素溶液渗漏或浓度发生变化,查看管路和参数并及时进行修复调整等;
(4) 催化剂失效,及时进行更换等。


综上所述,对于一套系统设备而言,除了在选型安装和运行维护中要严格按照操作要求进行,注重各个环节和细节的管控以外,还应做到定期定时地对系统进行检查,以便及时发现问题并进行处理。比如每天要定时检查整个系统是否存在泄漏,如有泄漏要及时联系专业维修人员进行处理;每周要定期对烟道膨胀节、SCR反应器的检修口和检查孔、喷枪及连接气管、尿素管、各阀门和所有管道是否存在扭曲变形或泄漏,连接件是否有松动等;每月要定期对系统内所有的平台、护栏、线槽等通行设施进行检查并确保上述设施完好,可正常使用等。


总之,系统能够稳定可靠地长期运行离不开设计方、供货方和使用方等各方人员的密切沟通与配合,只有对SCR脱硝设备有了全方位的了解和掌握,才能使其充分发挥作用,持续为企业提供良好的服务。
                                            

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