1.1 概述
SNCR系統(tǒng)及其裝置的設(shè)置能夠滿足整個(gè)系統(tǒng)在各種工況下自動(dòng)運(yùn)行的要求，SNCR裝置及其輔助設(shè)備的啟動(dòng)、正常運(yùn)行監(jiān)控和事故處理在就地控制室的PLC操作員工作站實(shí)現(xiàn)，而不需要在就地進(jìn)行與系統(tǒng)運(yùn)行相關(guān)的操作。如果某臺(tái)設(shè)備出現(xiàn)故障（例如泵等），備用設(shè)備將自動(dòng)投入運(yùn)行，且不會(huì)影響裝置的運(yùn)行。整個(gè)系統(tǒng)的控制功能由PLC系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。
1.2 控制水平及控制方式
本脫硝工程采用PLC控制系統(tǒng)，PLC系統(tǒng)完成規(guī)定的數(shù)據(jù)采集（DAS）、模擬量控制（MCS）、順序控制（SCS）等功能以滿足脫硝系統(tǒng)各種運(yùn)行工況的要求，確保脫硝系統(tǒng)安全、高效運(yùn)行。PLC通過(guò)高性能的工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)及分散處理單元、過(guò)程I/O、人機(jī)接口和過(guò)程控制軟件等來(lái)完成脫硝及其輔機(jī)生產(chǎn)過(guò)程和脫硝電源系統(tǒng)的控制。滿足其實(shí)時(shí)監(jiān)控的運(yùn)行要求。PLC硬件安全、可靠、先進(jìn)，I/O信號(hào)采用硬接線方式直接進(jìn)入PLC系統(tǒng)。
除噴槍維護(hù)過(guò)程需要人工操作以外，其它通過(guò)控制室操作員工作站實(shí)現(xiàn)對(duì)脫硝系統(tǒng)及其公用系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)方啟/停控制、正常運(yùn)行的監(jiān)視和調(diào)整以及異常與事故工況的處理，而無(wú)需現(xiàn)場(chǎng)人員的操作配合。
1.3 系統(tǒng)描述
本系統(tǒng)運(yùn)行管理集中在主控制室進(jìn)行，控制室內(nèi)設(shè)置1臺(tái)的操作員工作站，LCD顯示器和鼠標(biāo)、鍵盤(pán)作為脫硝裝置的主要監(jiān)控手段，運(yùn)行人員在控室內(nèi)，可以完成脫硝裝置的監(jiān)視、調(diào)整、設(shè)備啟停等控制操作
SNCR控制系統(tǒng)的CPU、主要功能包括：數(shù)據(jù)采集處理、模擬量控制、順序控制、顯示、報(bào)警等。
PLC柜的防護(hù)等級(jí)，室內(nèi)為IP42。
整個(gè)系統(tǒng)配置，穩(wěn)定可靠，保證脫硝裝置的自動(dòng)調(diào)節(jié)要求，保證系統(tǒng)在各種工況下安全穩(wěn)定地運(yùn)行，確保脫硝率達(dá)到要求。
1.4 脫硝系統(tǒng)工藝原理
選擇性非催化還原技術(shù)是用NH3為還原劑噴入爐內(nèi)與NOx進(jìn)行選擇性反應(yīng)，不用催化劑，因此必須在高溫區(qū)加入還原劑。還原劑噴入爐膛溫度為850～950℃的區(qū)域，該還原劑迅速熱分解成NH3并與煙氣中的NOx進(jìn)行SNCR反應(yīng)生成N2，該方法是以爐內(nèi)為反應(yīng)器。
研究發(fā)現(xiàn)，在爐膛850～950℃這一溫度范圍內(nèi)，在無(wú)催化劑作用下，NH3作為還原劑可選擇性地還原煙氣中的NOx，基本上不與煙氣中的O2作用。在850～950℃范圍內(nèi)，NH3還原NOx的主要反應(yīng)為：
4NH3+4NO+O2 → 4N2+6H2O
不同還原劑有不同的反應(yīng)溫度范圍，此溫度范圍稱(chēng)為溫度窗。NH3的反應(yīng)溫度區(qū)為 850～950℃。當(dāng)反應(yīng)溫度過(guò)高時(shí)，由于氨的分解會(huì)使NOx還原率降低，另一方面，反應(yīng)溫度過(guò)低時(shí)，氨逃逸增加，也會(huì)使NOx還原率降低。NH3是高揮發(fā)性和有毒物質(zhì)，氨的逃逸會(huì)造成新的環(huán)境污染。
1.5 脫硝系統(tǒng)工藝流程
本項(xiàng)目SNCR系統(tǒng)主要氨水輸送系統(tǒng)、還原劑爐前噴射系統(tǒng)以及電氣、控制系統(tǒng)等組成。
SNCR脫硝主要工藝包括以下幾個(gè)系統(tǒng)：
（1）氨水輸送系統(tǒng)
20%的氨水由廠區(qū)氨水制備車(chē)間來(lái)通過(guò)氨水泵輸送至儲(chǔ)罐儲(chǔ)存，儲(chǔ)罐中的氨水通過(guò)氨水輸送泵將氨水輸送至爐前噴射系統(tǒng)進(jìn)行脫硝反應(yīng)。
（2） 爐前噴射和霧化風(fēng)系統(tǒng)
本工程的單臺(tái)爐設(shè)計(jì)一套噴射系統(tǒng)，噴射系統(tǒng)由8支噴槍組成，布置在爐膛出口左右墻。
根據(jù)本項(xiàng)目的實(shí)際需要，本系統(tǒng)爐前噴槍選用壓縮空氣霧化方式，空氣霧化是通過(guò)具有一定動(dòng)能的高速氣體沖擊液體，從而達(dá)到一定霧化效果的方式。
（3）SNCR脫硝的電氣及控制系統(tǒng)
本項(xiàng)目脫硝SNCR控制系統(tǒng)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)與控制設(shè)置單獨(dú)PLC系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的順序自動(dòng)啟停，運(yùn)行參數(shù)自動(dòng)檢測(cè)和儲(chǔ)存，并對(duì)關(guān)鍵參數(shù)實(shí)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，使脫硝系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。為保證煙氣脫硝設(shè)備的安全經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行，將設(shè)置完整的熱工測(cè)量、自動(dòng)調(diào)節(jié)、控制、保護(hù)及熱工信號(hào)報(bào)警裝置。
PLC系統(tǒng)主要功能包括：數(shù)據(jù)采集處理、模擬量控制、順序控制、顯示、報(bào)警等。控制系統(tǒng)在正常工作時(shí)，每隔一個(gè)時(shí)間段記錄系統(tǒng)運(yùn)行工況數(shù)據(jù)，包括熱工實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)、設(shè)備運(yùn)行狀況等。整個(gè)脫硝系統(tǒng)在就地設(shè)置有控制箱、按鈕盒，方便現(xiàn)場(chǎng)檢修、調(diào)試時(shí)使用。
二、脫硝系統(tǒng)操作說(shuō)明
2.1脫硝系統(tǒng)的啟動(dòng)
2.1.1氨水卸車(chē)操作說(shuō)明
1、運(yùn)送氨水的汽車(chē)槽車(chē)到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，必須服從站臺(tái)卸車(chē)人員的指揮，汽車(chē)押運(yùn)員只負(fù)責(zé)車(chē)上軟管的連接，不準(zhǔn)操作卸車(chē)站臺(tái)的設(shè)備、閥門(mén)和其它部件；電廠操作人員負(fù)責(zé)管道的連接和閥門(mén)的開(kāi)關(guān)操作。
2、卸料導(dǎo)管與氨水罐進(jìn)料管的聯(lián)接要牢固，卸氨泵前閥門(mén)開(kāi)啟，泵后閥門(mén)應(yīng)逐漸開(kāi)啟，若有泄漏，消除后才能恢復(fù)卸料。
3、卸氨泵啟動(dòng)前和啟動(dòng)后1分鐘內(nèi)需要進(jìn)行放氣。
4、氨水卸料速度禁止太快，如罐內(nèi)液位低于400mm，氨泵后閥門(mén)卸先開(kāi)啟約1/3開(kāi)度，液位升至400mm后，逐漸全開(kāi)啟閥門(mén)。
5、卸料時(shí)，必須先打開(kāi)排氣管手動(dòng)球閥。
6、氨水卸料時(shí)，押運(yùn)員、罐區(qū)卸車(chē)人員不得擅自離開(kāi)操作崗位，駕駛員必須離開(kāi)駕駛室。
7、卸料快要結(jié)束時(shí)，泵出口閥門(mén)開(kāi)度逐漸關(guān)小，使入料管滿管直至氨水卸料完畢。
8、罐車(chē)卸料完畢后，關(guān)閉緊急切斷閥，停止卸氨泵，用沖洗水沖洗管路。
9、卸料的設(shè)備管線應(yīng)定期進(jìn)行檢查，并可靠連接。
10、卸料場(chǎng)所應(yīng)符合有關(guān)防火、防爆規(guī)定的要求。
11、出現(xiàn)雷雨天氣，附近有明火、易燃、有毒介質(zhì)泄漏及其它不安全因素時(shí)，禁止裝卸料作業(yè)。
12、汽車(chē)罐車(chē)裝卸料時(shí)，應(yīng)按指定位置停車(chē)，發(fā)動(dòng)機(jī)熄火，并采取有效制動(dòng)措施；裝卸過(guò)程中嚴(yán)禁啟動(dòng)車(chē)輛。
13、卸料完畢后、槽車(chē)應(yīng)立即離開(kāi)卸車(chē)通道。
14、運(yùn)行人員必須經(jīng)常注意檢查各儲(chǔ)罐液面計(jì)等儀表是否處于正常狀態(tài)，及時(shí)聯(lián)系檢修處理，保證各種儀表始終處于正常狀態(tài)。
15、嚴(yán)禁在未作可靠措施前在存儲(chǔ)氨的管道、容器外壁進(jìn)行焊接、氣割作業(yè)。
2.1.2氨水輸送系統(tǒng)
l確認(rèn)氨水儲(chǔ)罐液位。
l打開(kāi)氨水輸送泵入口手動(dòng)閥門(mén)，同時(shí)確認(rèn)泵出口閥門(mén)打開(kāi)。
lPLC畫(huà)面上啟動(dòng)氨水輸送泵，觀察爐前壓力變送器的壓力是否正常。
2.1.4 爐前噴射系統(tǒng)啟動(dòng)
l確認(rèn)噴槍的噴口安裝方式正確。
l投運(yùn)前確認(rèn)噴槍的霧化效果。
l確認(rèn)每支槍前的手動(dòng)閥門(mén)打開(kāi)。
l確認(rèn)霧化風(fēng)壓力變送器>0.2MPa（一直保持開(kāi)啟）。
l打開(kāi)氨水輸送管路閥門(mén)。
l確認(rèn)氨水輸送管路沖洗水、排放水閥門(mén)，氨水輸送備用泵管路閥門(mén)在關(guān)閉狀態(tài)。
2.2脫硝系統(tǒng)的停止
l 手動(dòng)停止氨水輸送泵；
l關(guān)閉氨水母管手動(dòng)球閥。
2.3爐前噴射系統(tǒng)事故停機(jī)
各爐前噴射系統(tǒng)在發(fā)生如下?tīng)顩r之一，均事故停機(jī)（即停運(yùn)氨水輸送泵）
+ 壓縮空氣壓力<0.1MPa
+ 氨水輸送泵故障信號(hào)。
+ 混合后壓力＞0.7MPa。
2.4脫硝系統(tǒng)運(yùn)行手動(dòng)控制方法
2.4.1氨水流量控制
氨水輸送泵流量計(jì)。
噴槍流量計(jì)（如有）。
2.4.2氨水壓力控制
2.4.2.1主要儀表
氨水后壓力變送器
氨水輸送泵出口壓力表。
噴槍入口氨水壓力表
壓縮空氣壓力變送器
2.4.2.2控制方法
泵壓力的控制，使噴槍出口有0.15MPa以上的壓力，保證霧化效果。
三、運(yùn)行異常分析及處理
3.1泵和閥門(mén)維護(hù)
（1）泵類(lèi)運(yùn)行異常
泵無(wú)法啟動(dòng)
l檢查上游罐液位是否過(guò)低。
l檢查下游罐液位是否高于液位報(bào)警上限。
l確認(rèn)配電柜中其電源開(kāi)關(guān)已合閘送電。
l確認(rèn)泵入口、出口管道閥門(mén)已經(jīng)打開(kāi)。
l確認(rèn)泵入口管道充滿液體，打開(kāi)泵入口管道濾網(wǎng)反沖洗門(mén)，正常起泵后關(guān)閉。
l遠(yuǎn)程操作時(shí)確認(rèn)泵的就地控制箱“遠(yuǎn)程/就地”切換開(kāi)關(guān)在“遠(yuǎn)程”位
泵出口壓力過(guò)高或出口管道溫度過(guò)高，泵體發(fā)熱。
（2）閥門(mén)運(yùn)行異常
系統(tǒng)中電動(dòng)閥門(mén)設(shè)有旁路，閥門(mén)異常時(shí)，可以進(jìn)行檢修。
3.2儀表的維護(hù)
重要儀表的維護(hù)（含NOx分析儀和氨表）參照儀表廠家提供的使用說(shuō)明書(shū)。
3.3短槍的維護(hù)
噴槍運(yùn)行期間，每隔15天需檢查噴槍是否變形燒壞，是否堵塞。若有變形燒壞需要更換新的噴槍。若噴槍發(fā)生堵死，可以用一頭磨尖的細(xì)鐵絲進(jìn)行疏通。
一臺(tái)鍋爐上往往布置有多個(gè)噴槍?zhuān)瑸榱吮ＷC噴槍使用安全、經(jīng)濟(jì)、有效。噴槍投入運(yùn)行前具備以下條件：
1）保證鍋爐的負(fù)荷，爐內(nèi)燃燒穩(wěn)定，爐內(nèi)溫度正常。
2）SNCR脫硝系統(tǒng)已投運(yùn)行。
3）冷卻風(fēng)壓力合格穩(wěn)定，氣量充足。
4）所有檢查工作完成，系統(tǒng)及設(shè)備無(wú)故障異常。
由于噴槍是插入鍋爐爐膛內(nèi)部長(zhǎng)期運(yùn)行的，在槍體上出現(xiàn)浮灰沉積是正常的，不影響噴槍正常運(yùn)行。若槍體出現(xiàn)渣塊凝結(jié)影響推進(jìn)/退出或因噴口處結(jié)渣影響還原劑射流霧化，對(duì)于槍體和噴嘴附近的渣塊，一旦發(fā)現(xiàn)則應(yīng)立即清除干凈。
按如下步驟停運(yùn)噴槍?zhuān)?/p>
1）關(guān)閉還原劑通道閥門(mén)，切斷噴槍還原劑供應(yīng)，并確認(rèn)還原劑液體流量為零，槍前壓力表壓力為零；
2）保證冷卻空氣一直保持開(kāi)啟狀態(tài)；
3）檢查槍體，清理槍體灰污。
4）擰下噴嘴，用水清洗，并疏通槍體內(nèi)的雜質(zhì)。
注意：操作人員待操作結(jié)束且儀表參數(shù)正常后方可離去。
如噴槍壓力超過(guò)0.4MPa以上，運(yùn)行中的噴槍肯定有堵塞，操作人員可以手撫摸槍體，如果某一只噴槍溫度較高，說(shuō)明此噴槍發(fā)生堵塞；操作人員按照停運(yùn)噴槍步驟操作后，待噴槍前溶液壓力表指針為0時(shí)，方可拆卸，拆卸時(shí)注意管道內(nèi)的余壓事故傷人。
脫硝系統(tǒng)停運(yùn)后，長(zhǎng)期不運(yùn)行，要拔出噴槍內(nèi)管，保證噴槍的冷卻風(fēng)一直處于開(kāi)啟狀態(tài)，防止噴槍套管燒壞。
噴嘴安裝時(shí)，螺紋部分纏上生料帶，安裝在槍頭上要擰緊，防止滴漏；噴嘴的霧化扇形面要與煙氣流向垂直。
