SCR尿素热解法脱硝系统主要参数及运行调整

尿素热解制氨SCR脱硝技术的优化发表时间：2020-12-18T05:26:34.342Z 来源：《中国电业》（发电）》2020年第20期作者：曾毅[导读] 随着国家环保标准的不断提高，以及环保监管力度的逐年增加，电力行业的环保问题受到了广泛的关注。

贵溪发电有限责任公司江西贵溪 335400摘要：随着国家环保标准的不断提高，以及环保监管力度的逐年增加，电力行业的环保问题受到了广泛的关注。

脱硝装置是电力行业实现NOX达标排放的主要装置，而目SCR烟气脱硝技术是目前火力发电厂最常用的也是目前的主流脱硝技术。

SCR烟气脱硝技术是采用液氨作为还原剂，将氮氧化物还原成氮气和水，从而达到烟气脱硝的目的。

目前SCR烟气脱硝采用的还原剂有三种：液氨、氨水、尿素。

众所周知，液氨为无色、有刺激性恶臭、有毒的气体，属于危化品。

分子式为NH3，虽然遇到热、明火，难以点燃而危险性较低，但氨与空气混合物达到爆炸极限（16%~25%）时，遇到明火会燃烧和爆炸。

所以，液氨在运输、储存过程中，都存在很大的风险，稍有不慎容易酿成事故。

与液氨和氨水相比，尿素为白色或浅黄色结晶体，水溶液呈中性反应，且尿素是五毒、无害化学品，无爆炸可能。

在运输和储存过程中无需安全及危险性考量，更不需任何紧急程序来确保安全。

因此，从安全性和实用性综合考虑，电厂SCR烟气脱硝宜采用尿素作为还原剂。

关键词：氨；尿素；安全一、尿素热解技术原理尿素的分子式为CO(NH2)2，在高温高压条件（160~240摄氏度，2.0Mpa）或高温常压条件（350~650摄氏度，0.1Mpa）条件下，C-N键断裂分解成NH3和CO2，尿素热解的化学反应如下：（1）CO(NH2)2→NH3+HNCO(异氰酸）；（2）HNCO+H2O→NH3+CO2。

总反应式为：CO(NH2)2＋H2O＝2NH3+CO2尿素热解的过程，理论上只需要零点几秒的时间，但是在实际生产过程中，由于尿素溶液雾化程度不同，热解时间也将不同--尿素雾化粒越大的所需的热解时间就越长。

烟气脱硝改造工程尿素热解装置工艺流程描述、系统运行及控制说明1. 系统概述尿素热解法制氨系统包括尿素储仓、干卸料、螺旋给料机、尿素溶解罐、尿素溶液给料泵、尿素溶液储罐、供液泵、计量和分配装置、背压控制阀、绝热分解室(内含喷射器)、电加热器及控制装置等。

整套系统考虑夏天防晒，冬天防冻措施。

尿素粉末储存于储仓，由螺旋给料机输送到溶解罐里，用去离子水将干尿素溶解成40~55%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内分解，生成NH3、H2O和CO2，分解产物经由氨喷射系统进入脱硝系统。

所设计的尿素制氨工艺满足：还原剂的供应量能满足锅炉不同负荷的要求，调节方便、灵活、可靠；尿素制氨工艺配有良好的控制系统。

2. 主要设备（1）尿素储仓设置2套锥形底立式尿素筒仓，体积要满足全厂4台机组3天用量要求，碳钢制造，锥体内衬1Cr18Ni9Ti不锈钢。

筒仓设计考虑配备流化风或振动装置来防止尿素吸潮、架桥及堵塞。

此外，还应配有布袋过滤器，预留气力输送接口。

（2）尿素溶解罐设置两只尿素溶解罐，采用两套螺旋给料机将尿素输送到溶解罐。

在溶解罐中，用去离子水（也可使用反渗透水和冷凝水，不使用软化水）制成40~55%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高于82℃（确保不结晶）。

材料采用1Cr18Ni9Ti不锈钢，内衬防腐材质。

尿素溶液配制采用计量罐方式。

溶解罐除设有水流量和温度控制系统外，还采用输送泵将化学剂从储罐底部向侧部进行循环，使化学剂更好地混合。

（3）尿素溶液混合泵尿素溶液混合泵为不锈钢本体，碳化硅机械密封的离心泵，每只尿素溶解罐设两台泵一运一备，并列布置。

此外，溶液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。

（4）尿素溶液储罐尿素溶液经由尿素溶液给料泵进入尿素溶液储罐。

设置两只尿素溶液储罐，满足4天的系统用量（40~55%尿素溶液）要求。

SCR脱硝系统运行参数脱硝系统运参数（注：本文实际应用于2*600MW超临界SCR脱销机组）1.机组启动前，值长通知化学人员检查氨区供氨系统运行正常，气氨缓冲罐压力0.2～0.3MPa。

主控运行人员检查喷氨调节门前后手动门、供氨手动总门已打开。

2.机组启动过程中，主汽压力达到5MPa时，将吹灰汽源切至过热器，投入SCR连续吹灰，直至机组负荷升至300MW。

3.机组启动过程中，SCR入口烟温达到320℃时，打开SCR喷氨电动门，缓慢打开喷氨调节门，控制SCR出口NOx含量＜100mg/Nm3（以当地环保要求作出相应规定）。

4.机组启动过程中，若机组并网后，SCR入口烟温仍未达到320℃，值长及时汇报生技部环保专工，并在值长日志中做好记录，同时根据升温升压率及机组启动计划尽快升高机组负荷，提高SCR入口烟温至320℃及以上至420℃（次温度为SCR脱销催化剂最佳反应温度）。

5.机组启动过程中，出现总给煤量降低或其他异常状况时注意监视SCR入口烟温变化，若SCR入口烟温＜320℃则立即关闭喷氨调节门和喷氨电动门，防止空预器及烟道腐蚀。

6.机组启动过程，注意监视左右侧SCR入口烟温、左右侧SCR出口烟温，若出现SCR出口烟温高于入口烟温则表明SCR催化剂发生再燃烧，投入SCR吹灰器进行灭火，出入口烟温偏差持续增大时，汇报公司及部门领导，申请停炉。

7.正常运行中，监视以下参数正常：稀释风机出口母管压力＞5kPa，电流＜70A，A、B侧氨/空气混合器入口稀释风量＞3000Nm3/h，若小于3000m3/h，则联启备用稀释风机，SCR出口NOx含量＜100mg/Nm3，氨逃逸＜2.5ppm，当氨逃逸＞2.5ppm时，适当减少喷氨量，SCR入口烟温320～420℃，喷氨压力0.2～0.3MPa。

8.运行中发现脱硝SCR画面测点不准确、就地设备异常或泄漏点，及时查找原因并处理。

9.正常运行中，机组升降负荷或发生RB保护室，注意监视喷氨调节门自动跟踪情况，发现SCR出口NOx含量＞100mg/Nm3或氨逃逸＞2.5ppm时，及时进行手动调节，参数稳定后再投入自动控制。

SCR烟气脱硝系统的运行方式及控制当前国内外一直关注环保问题，随着节能减排法规的渐渐完善，我国政府对火电厂废气的排放要求越来越严格。

NOx气体排放作为污染源的一种，常规手段已经满足不了当前达标排放的要求。

SCR烟气脱硝系统作为一种效率高，污染率小的手段，已经被应用到多家火电厂。

本文将详细介绍该系统的运行方式及控制，为SCR系统的实际应用提供有效参考。

随着雾霾天气频发，大气污染逐渐成为国家乃至世界极其关注的问题。

许多相关的法规相继出台，严厉打击环境违法行为，严格控制污染气体、污水的排放。

氮氧化物作为较为严重的污染性气体之一，最主要的排放源就是火电厂。

电力是各行各业不可或缺的资源，火电厂每年的消耗十多亿吨燃煤，排放的NOx2000余万吨，对大气环境带来严重影响。

目前常用于降低NOx排放量的方法是锅炉采用分级燃烧或者选用性能更为优良的燃烧器，但是这些改善方法会增加成本，降低燃烧效率，增加热耗。

近年来烟气脱硝技术受到很大的关注，它不仅可以有效降低NOx排放量，对煤炭的燃烧利用效率影响也不大，更加经济有效。

本文着重介绍烟气脱硝技术中较为成熟的SCR脱硝技术，详细表达其反应机理、运行方式及相关的参数控制。

1SCR烟气脱硝的机理SCR脱硝反应就是常见的氧化复原反应。

选用合适的催化剂，向含有NOX的烟气中通入复原性气体，与氮氧化物反应生成其他对环境无害的产物。

最常用的气态复原剂就是氨气，它能在一定温度条件下与氮氧化物反应生成氮气和水。

例如：NO2+NO+2NH3===2N2+3H2O6NO2+8NH3===7N2+12H2O2SCR烟气脱硝系统的运行方式该系统其实由两部分组成：脱硝CEMS系统和复原剂储存、输送系统。

脱硝CEMS系统可自动检测NOx的含量或浓度，并将该信号输送到DCS系统，DCS系统通过得到的脱硝入口和出口NOx的含量、脱硝烟气流量将迅速计算出所需复原剂的量并通过调整喷氨调节阀的开度控制输送量。

HDQJ/1202-105-2009第一章SCR脱硝系统第一节脱硝原理及设备概况1.脱硝系统的组成1.1锅炉烟气脱硝装置布置在炉外，呈露天布置。

采用选择性催化还原（SCR)工艺烟气脱硝系统，SCR反应器布置在省煤器与空预器之间的高含尘区域。

运行方式为连续运行，系统具有很高的可靠性和可用率，不会因为该系统的故障而导致停机。

因此脱硝系统不设置烟气旁路系统。

锅炉配置2台SCR反应器，采用纯度为99. 6%的液氨做为脱硝系统的反应剂。

采用模块化设计的蜂窝式催化剂，在设计煤种、锅炉最大工况（BMCR)、处理100% 烟气量条件下脱硝效率大于60%。

1.2在氨站系统，纯氨通过压缩机卸装到储罐，将液氨通过加热器进行气化，转换成气氨后通过自压送入SCR系统。

2. SCR脱硝化学原理4N0+4NH3+02—4N2+6H206N0+4NH3—5N2+6H20 6N02+8NH3—7N2+12H202N02+4NH3 +02— 3N2+66H203.脱硝系统参数项目名称单位数据项目名称单位数据烟气量Nm3/h 4629201 催化剂阻力损失Pa 450温度°C389 全部烟道阻力损失Pa 48002 Vol% 3. 43 NH3/ NOx mol/mol 0. 62N2 Vol% 74.3 装置可用率% 98H20 Vol% 8.19 纯氨消耗量（规定品质）t/h 0.5 烟道入口烟尘浓度g/Nm3 33.7 工艺水耗量（规定水质）m3/h 0.5 NOx (以N02计)浓度mg/Nm3 500 电耗(所有运行设备轴功率）kW 139 S02浓度Vol. ppm 885.6 仪用气（CEMS,气动阀等）Nm3/h 40检修用气Nm3/h62009-08-10 发布 ________________________________________________________ 2009-08-10 实施 4. 脱硝系统设备规范第二节脱硝系统的启动1.启动前的检查和准备SCR 系统启动前的检查与准备工作除按《辅机通则》进行外还应注意下列事项:1.1常规条件检查确认1.1.1 所有调节阀（用于调节NH3流量、蒸汽流量等)，应开关灵活、可靠、有效；序号项目名称规格说明单位数量备注1 烟道 材质：Q345，总壁厚：6mm ，腐蚀余量：0.5mm,设计压力：j ： 9800Pa (瞬 时抗压），最大允许温度：420°C,烟气流速≤15m/s烟气阻力： 480Pa,保温厚度:160mm 。

脱硝（尿素）操作规程SNCR尿素脱硝设备操作规程⼀、脱硝原理脱硝通俗的讲就是将⽤氨⽔或者尿素溶液雾化后喷到炉膛⾥，将硝（即氮氧化合物，主要是⼀氧化氮、⼆氧化氮）从烟⽓中除去，变成对空⽓⽆害的氮⽓。

SNCR脱硝⼯艺介绍SNCR技术，即选择性⾮催化还原技术，它是⽬前主要的烟⽓脱硝技术之或尿素⼀。

在炉膛800~1050℃这⼀狭窄的温度范围内、⽆催化剂作⽤下，NH3作⽤，等氨基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据此发展了SNCR烟⽓脱硝技术。

在800~1250℃范围内，NH3或尿素还原NOx 的主要反应为：尿素为还原剂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。

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，氨的逃逸增加，也会使NOx还原率降低。

SNCR⼯艺技术的关键就在于，还原剂喷⼊系统必须尽可能地将还原剂喷⼊到炉内最有效温度窗区域内，即尽可能的保证所喷⼊的还原剂在合适的温度下与烟⽓进⾏良好的混合，这样⼀⽅⾯可以提⾼还原剂利⽤率，另外⼀⽅⾯可以控制获得较⼩的氨逃逸。

⼆、脱硝设备组成本套脱硝设备包括尿素溶液制备系统（搅拌罐、转运泵、储存罐）、脱硝计量泵站系统（计量泵、压⼒表、管件阀门、底座、电控箱）、分配模块（压⼒表、压缩空⽓调节阀）、脱硝喷枪（喷嘴、枪杆、保护套管、混合器、快速接头、快拆卡⼦等）、管道（尿素溶液管道、压缩空⽓管道）。

三、尿素溶液制备系统1.尿素溶液作为脱硝还原剂的优点是⼲净卫⽣安全。

2.在冬季通常配制成10%的浓度，本项⽬中搅拌罐的容积为2⽴⽅，放4袋50公⽄的尿素即可。

在夏季可以配制的浓⼀些（15-20%），并相应减少计量泵的流量。

在锅炉负荷⽐较⼤的情况下可以配的浓度⼤⼀些。

3.尿素可以采⽤农⽤尿素颗粒，选择标准含氮量的优质尿素为好。

4.尿素⾮常容易吸⽔受潮板结，所以储存的时候要放在⽊托上并保持⼲燥通风。

5.尿素溶颗粒在溶解时⼤量吸热，所以在配制尿素溶液时尽量使⽤热⽔或者通⼊蒸汽，以免尿素溶液在低温的情况下结晶堵塞管路或者喷枪。

脱硝系统控制说明一烟气系统1、SCR投入允许条件：无“SCR保护条件1”，无“锅炉吹扫”（通讯），入口烟温＞min1 ( 三取二)（每台锅炉设有2台引风机，2台SCR。

其中，A侧引风机对应A反应器，B侧引风机对应B反应器）2、SCR保护条件1（与挡板门相关）“锅炉MFT”（硬接线），“A/B引风机跳闸”信号（硬接线），“锅炉油枪投入数量过多”（通讯），null入口烟温>max2（三取二）入口烟温<min2 （三取二）出口烟温>max2（三取二）出口烟温<min2 （三取二）and 热解炉计量模块运行（软）SCR温升速度过快（SCR入出口温差大）（A侧引风机对应A反应器，B侧引风机对应B反应器）3 、入口挡板门开允许：SCR投入允许and 出口挡板已开关允许：旁路门已开保护关：（“SCR保护条件1”）and（旁路门已开）,or 空预器跳闸注：关于入口挡板、出口挡板、旁路挡板的说明：上部挡板、下部挡板分别有一个驱动级挡板的全开、全关指的是：上、下部挡板同时全开、全关4、出口挡板门开允许：SCR投入允许关允许：旁路门已开and 入口挡板门已关and 热一次风挡板门关保护关：（“SCR保护条件1”）and（旁路门已开）and 入口挡板门已关and 热一次风挡板门已关，延时60s5、旁路挡板门关允许：入口挡板门已开and出口挡板门已开保护开：“SCR保护条件1”入口挡板门非开入口挡板门关出口挡板门非开出口挡板门关保护关：空预器跳闸另注：旁路挡板，均为慢开、慢关，手动操作时每一次点动开、关3%-5% 6、挡板门启动步序：（1）开旁路挡板（2）关入、出口挡板SCR投入允许条件满足（3）开出口烟气挡板（4）开入口烟气挡板（5）此时手动慢关旁路挡板7、挡板门停止步序：正常停运时启动此步序（1）手动慢开旁路挡板（2）延时5s,关入口挡板（3）关出口挡板8、灰斗电动锁气器（1 、2、3、4）电动锁气器启、停允许条件：电动锁气器DCS控制电动锁气器保护停：电动锁气器故障电动锁气器启动步序：（1）启动电动锁气器1、2、3、4（2）延时，60 min（3）停止电动锁气器1、2、3、4以上步序每6小时循环一次，步序执行过程中若遇某锁气器故障，则跳过，继续执行下一步。

脱硝SCR区热解炉电加热器控制方案优化及应用发表时间：2018-10-14T10:31:45.363Z 来源：《电力设备》2018年第19期作者：赵汉成[导读] 摘要：我厂5号机组（320MW）脱硝系统改造后，由于脱硝SCR（选择性催化还原法）区热解炉电加热器频繁故障导致脱销系统无法正常稳定运行，通过分析后对原有控制方案进行了优化、完善，目的是提高脱硝系统运行可靠性，同时也是对本次技术改造成功经验的推广并提供兄弟单位以借鉴。

(大唐淮南田家庵发电厂安徽淮南 232007) 摘要：我厂5号机组（320MW）脱硝系统改造后，由于脱硝SCR（选择性催化还原法）区热解炉电加热器频繁故障导致脱销系统无法正常稳定运行，通过分析后对原有控制方案进行了优化、完善，目的是提高脱硝系统运行可靠性，同时也是对本次技术改造成功经验的推广并提供兄弟单位以借鉴。

关键词脱硝SCR；热解炉电加热器；控制方案；优化及应用一、系统简介：随着国家环保部门对电力污染治理要求的不断提高，依据最新《火电厂大气污染物排放标准（GB 13223-2011）》规定要求，我厂分别于2013年及2014年对现有两台机组进行了烟气脱硝系统改造。

二、改造前背景技术及实际应用缺点：2.1我厂5号炉脱硝SCR区热解炉电加热器共由13组子电加热器组成，其中:第1-4组加热器受可控硅控制，可实现功率的调节（模拟量输入/输出）控制；第5-13组加热器受交流接触器控制，为两位式(开关量输入/输出）控制，不具备功率调节功能。

第5-13组加热器中每组功率容量为40kW，每组电流约100A。

具体使用过程： 1、在具体操作我厂5号机组DCS脱硝画面3时，会弹出“5号机组SCR区电加热器”画面。

点“启动”键，SCR区热解炉加热器投运，此时投运4组可控硅加热器，功率指令为0。

2、在5号机DCS脱硝画面3弹出“5号机组SCR区电加热器功率调节”，设置热解炉出口温度（既定以380℃为例），将5号机组SCR区电加热器功率调节投“自动”，此时热解炉出口温度如未达到设定值380℃，电加热器功率随调节指令发出将自动增加，四组可控硅（可控整流元件）加热器实际功率也随之提高，直至指令增加到100%，四组加热器全负载运行。

XXX厂尿素SCR脱硝系统运行操作规程编制单位：编制日期：目录第一章工艺系统说明 (3)第二章系统启动前检查和准备 (7)第三章系统运行及控制说明 (14)第四章尿素热解系统联锁保护定值 (22)第五章热解系统常见故障判断及处理 (24)5.1 总则 (24)5.1 故障原因及处理方法 (25)第六章定期工作 (26)6.1定期工作要求 (26)6.2 脱硫巡回检查路线 (27)第一章工艺系统说明1.1 系统概述本工程脱硝系统采用尿素热解后生产氨气作为还原剂，6台锅炉（1#～6#炉）的脱硝装置公用两套还原剂制备、储存、卸载及供应区域，每台炉配一套热解炉、计量分配系统。

本系统主要包括尿素储存系统、尿素溶解系统、尿素热解系统、烟道系统、反应器系统、压缩空气系统等。

1.1.1 尿素颗粒上料系统设置尿素存储间，袋装尿素储存于储仓间，袋装尿素由人工添加到溶解罐里。

1.1.2 尿素溶解系统设置 4 座尿素溶解罐（1～3#炉配置2座溶解罐；4～6#炉配置2座溶解罐）。

在溶解罐中，用软化水制成 50%左右的尿素溶液。

当尿素溶液温度过低时，热水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。

溶解罐设有热水温度控制系统、液位计、密度计。

溶解罐罐体保温。

1.1.3 尿素溶液储存系统设置 4 座尿素溶液储罐（1～3#炉配置2座储罐；4～6#炉配置2座储罐）。

使用热水加热，尿素溶液储罐装有液面、温度显示仪。

每组罐设置1套混合给料装置。

这套装置包括两台 100％容量的离心泵；过滤器及所有手动和电动阀门、仪表和传送器。

这套装置将溶解罐内的溶液输送到储罐内。

1.1.4 尿素溶液输送系统尿素溶液输送系统包括高流量循环装置（HFD），计量与分配装置，背压控制阀。

主要功能是为计量和分配装置（MDM）持续提供尿素溶液需量和保证喷射区域所需压力，并过滤尿素溶液以保证喷射器无故障运行，并作为尿素溶液储存和循环系统的本地/远程控制和监测站（就地有控制面板），提供内部冗余系统以保证持续不间断的运行。