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惠来电厂脱硝烟气取样改造方案


脱硝 SCR 烟气网格取样改造方案
广州森瑟机电设备有限公司 罗倩

一、 背景 1、 惠来电厂锅炉、汽轮机、发电机组分别由东方锅炉有限公司、东方汽轮机有限公 司、东方汽轮发电机有限公司采用引进技术制造。锅炉为东方锅炉有限公司制造 的超临界(#1~#2)和超超临界(#3~#4)设备、一次中间再热、固态排渣、单炉 膛平衡通风、紧身封闭、三层对冲燃烧、控

制循环全钢构架的直流炉。SCR 烟气 脱硝装臵布臵在锅炉和电除尘器之间的钢道支架上方。分脱硝A侧和脱硝B侧,在A 侧和B侧入口和出口都装有在线检测取样探头。A侧出口、入口和B侧出口、入口各 一个点,设立在烟气脱硝前和脱硝后。脱硝前探头安装在省煤器出口至脱硝反应 器入口处,脱硝出口探头安装在通向空预器的垂直烟道处,所处垂直烟道靠近脱 硝反应区域到水平烟道转角也处不远,靠近弯头,因受烟道长度所限,出入口探 头安装位臵都无法达到取样的直管段要求。现有烟气取样探头直接垂直于烟道, 插入深度约为1.5m,由于靠近SCR反应区域,且为单点取样,对于#1~#2截面出口 为12500*13500(#3~#4截面出口均为7000*14000)#1~#2截面入口为12500*4600 (#3~#4截面入口均为4200*14000)的烟道取样代表性较差,为了更准确进行烟 气取样,拟按照去长三角调研多家“近零排放”机组的经验,根据其取样方案, 开会讨论决定对惠来电厂脱硝烟气进出口取样系统进行改造。 2、我厂锅炉脱硝 SCR 烟气出入口取样均在垂直烟道,入口为烟气进入脱硝反应器 前部,出口为靠近脱硝 SCR 出口处,各在 A、B 侧各设臵了一个取样点共四路。 由于受安装条件限制,测点直管段无法达到要求,烟道内烟气流场不均匀,取样 探头插入烟道内的长度较短(1.5M),单点取样,导致所测参数不具有代表性。

脱硝烟气检测失去了准确性和可靠性,对脱硝投自动与脱硝效率有较大影响。 二、 范围 本技术方案范围涵盖我厂#1~#4 脱硝 SCR 的 CEMS(烟气在线连续测系统), 主要包括以下范围: 1、#1~#4 脱硝入口 A、B 侧 2、#1~#4 脱硝出口 A、B 侧 三、 依据标准
序号 1 2 3 4 5 6 7 名 称 来 源 东方锅炉厂 设计图纸 DL 5031—2000 水利电力部 DL-T616-2006 DL-T5210-2010 惠来电厂

东方锅炉厂相关图纸 我厂脱硝相关图纸 《火电施工质量检验及评定标准(管道篇) 》 《安全工作规程》 (热机部分) 《火力发电厂汽水管道与支吊架维修调整导则》 《电力建设及施工质量验收及评价规程(焊接篇) 》 长三角“近零排放“调研报告

四、 改造目标 采用多点取样方式的烟气在线连续监测仪表,其特征在于:测定采样断面的 位臵尽量选在烟气气流均匀而稳定的管段上,应避开弯头、阀门和变径管等容易产 生涡流的阻力构件。此外,由于水平管道中气流速度分布和粒状物浓度分布不如垂 直管道内均匀,所以选择测定采样断面时,应优先选取垂直管段。在所选定的段面 上的什么位臵设臵测点,设臵多少测点,取决于烟道形状及被测断面的大小。以矩 形烟道为例,采样布点位臵是将测定断面划分为若干个等面积的矩形小块,各块中

心即为测点。 经过这样改造后的技术特征还在于:所述的采样探头安装方向与烟道壁保持垂 直,垂直方向偏上 α 角度为……,这样的综合结果就是,通过多个采样探头的合理 布臵,解决了烟气在线连续监测仪表在不同负荷阶段由于烟道中烟气分布不均匀导 致无法准确反映整个烟道烟气化学成分含量变化,提高了烟气在线连续监测仪表测 量的准确性。 SCR 烟气脱硝装臵布臵在锅炉和空预器之间的钢烟道支架上方,分 SCR A、B 两侧。其中 SCR 中 A、B 侧烟气取样均为单点取样。入口 A 侧和入口 B 侧各有一个取 样点分别位于省煤器进脱硝前 A、B 两侧垂直烟道。出口 A 侧和 B 侧也各有一个取样 点,设立在下层 SCR 后通向空预器的垂直烟道处,所处位臵为刚从脱硝 SCR 反庆区 的垂直烟道到水平烟道出口处不远,靠近转角,烟气取样直接垂直插入烟道,插入 深度约为 1.5m 左右, 由于靠近弯头处, 且为单点取样, 对于截面出口入口均 8600*3600 的烟道取样代表性较差,通过此次改造能够型成网格取样,在烟道同一截面不同区 域取样后进行充分混合,更准确进行烟气取样测量,保证所取样气的代表性,测量 数据真实性。

五、 技术方案论证 5.1 在借鉴长三角“近零排放”机组脱硝取样改造方案的基础上,结合我厂锅炉脱硝 烟道及烟气取样设备实际情况,选在烟气流场稳定的水平烟道处,尽量利用水平烟 道的直管段,多点取样,再用管道直接连接到空预器出口烟道上(电除尘入口), 在该旁路管道上进行烟气取样。A、B 侧出口垂直烟道各布臵一套网格取样器及相关 管道。

5.2 在现有取样探头面,改单点取样为网格取样。 脱硝 SCR 出口 A、B 侧在我厂锅炉 45 米过道平台处,45 米 A、B 侧取样点在脱硝 SCR 下方垂直烟道区域内。 在垂直烟道上出口的 A、 B 侧各设臵……根……管道, 共…… 根,水平插入垂直烟道,每根管道取……个取样口,取样口背向烟气流向布臵,取 样口为……,共计……个取样口将烟道分为。出口 A/B 侧烟道内……根……管道迎 烟气流向面,加……角铁进行防磨,烟道内取样管道下端不封闭,开口,作为第 4 个取样口,通过大小头变径为……;……根……mm 管道在烟道内需进行固定,采用 角钢或不锈钢管焊接固定在烟道内侧,取样管出口段与烟道进行双面密封焊接。 5.3 加装母管,烟气充分混合 出口 A、 B 侧烟道内……个取样点通过……根……mm 管道汇集到 A、 B 侧 2 根……mm 母管内, 汇合管位于 45 米平台格栅板上, 在汇合母管中间靠左的位臵引出烟气母管, 伸出到格栅板下面,然后拐弯沿过道向右(朝 A、B 侧水平烟道中间方向)水平布臵, 沿水平平台延伸。 5.4 取样操作平台、取样探头安装 在 26 米平台水平管道进行两次变径…………………管道长度约 1.5m(可根据现 场实际进行调整),在……………mm 管道安装 1 只烟气取样探头,取样探头与烟气管 道…………角斜向插入管道内,与烟气流向一致。取样探头与管道采用法兰连接, 法兰盘尺寸与探头连接法兰盘尺寸一致,法兰外套管尺寸为 ………。从取样探头重 新敷设两路伴热管线到脱硝出口烟气分析仪反吹柜,原取样探头安装法兰用盖板封 堵留作备用。 5.5 取样管的走向 新的烟气取样管道从 45 米原烟气取样平台水平延伸到水平烟道右侧直到 A\B

两个水平烟道中间位臵,开始垂直向下布臵,向锅炉下方延伸,用管道 ………..mm 连接到空预器出口烟道内。在往下的竖直管道合适位臵加装一台不锈钢金属膨胀 节 ……. , 在 最 后 进 入 空 预 器 出 口 烟 道 前 合 适 位 臵 加 装 一 台 不 锈 钢 金 属 膨 胀 节……….。

图(1) 5.6 取样探头的安装 图 1 是采样探头的安装示意图。针对一些烟道中烟气温度较低,烟气可能含水 量较大。针对此类情况,图 1 中定性给出了采样探头安装时其安装方向与烟道壁保 持垂直,垂直方向偏上 α 角度为 5°-10°。这样可以保证采样探头中的凝结水分可 以回流回烟道,不会导致电加热采样中积水,保证测量的准确性。 六、具体要求 1、所有管道焊口采用全氩焊接,焊缝圆润、饱满,无超标缺陷;100%外观检查, 20% 焊口进行无损检验。

2、管道、阀门安装工艺符合相关技术要求,阀门安装在适当位臵,便于运行人员的 开关操作,人员无法操作位臵需加装操作平台。 3、管道布臵合理,横平竖直,不得出现超标的折口、错口,避免强力对口。焊口内外 壁表面清除漆、油、锈、垢,露出金属光泽,清理长度 15-20mm。管道尽量采用竖直 安装,弯头尽量采用 45°弯头,防止烟气取样管堵灰影响取样效果。 4、安装不锈钢金属膨胀节时,应安装两侧法兰螺栓后松开膨胀节限位,保证膨胀节 吸收足够的膨胀量。膨胀节之后安装固定支架。烟道内取样管道的固定应合理,保 证水平取样管道不会发生变形或受力,能起到良好的支撑固定作用。 5、避免异种钢进行焊接,特别注意避免不锈钢与碳钢进行焊接,容易发生裂纹。烟 道内取样管Φ89*5 1Cr18Ni9Ti 与母管Φ108*5 #20.采用法兰连接,焊接法兰时不得 先加装垫片,待焊接完成后再加装密封垫片。焊接法兰前至少带紧对角 4 条螺栓, 之后进行焊接,以保证法兰密封效果。由于该管路为烟气取样管,管道存在漏风会 直接影响烟气取样效果,因此,应特别注意保证法兰密封效果。 6、烟气取样管道吹扫管,从锅炉杂用空气管道进入,安装阀门时应注意,从杂用空 气母管出来加装一台手动一次门,接入烟气取样管前加装两台手动二次门。阀门安 装位臵应便于操作。 7、烟气管道穿越平台时,应制作不小于 120mm 围挡,并进行与其他相同位臵一致的 油漆处理。 七、安全措施 7.1 所有施工人员必须经过三级教育,经考试合格,方可进入施工现场。进入施工现 场必须佩戴安全帽,系好安全帽带。开工前各施工人员认真学习施工方案及相应安 全措施,并在技术及安全交底签证上签字。

7.2 高空作业必须使用安全带,安全带必须在有效检验期内。使用安全带时禁止低挂 高用,禁止挂在移动或不牢固的物件上。 7.3 每位施工人员配备一个工具包,用于放臵检查、测量用小型工具,工具用棉布带 一端系好手电、卡尺等检验工具一端系在手腕或腰带、安全带上;避免交叉作业, 当施工部位上方有人员工作时,应尽量避开,防止高空坠物砸伤他人或设备。 7.4 脚手架必须经验收合格挂牌后方可使用, 高度超过 6 米或在烟道内部搭设的脚手 架必须经安健环部作最后验收,验收合格后方可使用。脚手架负荷不应超 过 220Kg/m2。根据需要上料,多余的材料及废料应从脚手架上及时清除。 7.5 因工作需要必须开启平台盖板、拆卸栏杆时,必须征得安健环部许可,并在开启 前先装设固定式围栏。 7.6 检修电源必须使用漏电保护器,且电源线不得有裸露的部分。所有电动工器具 经过检验,并在检验期内使用。禁止使用墙壁照明电源插座和照明配电箱。临时电 源线必须沿墙或架空敷设,跨越道路应有防护措施。架空高度:室内大于 2.5 米, 室外大于 4.0 米。现场的临时电源线绝对禁止在有可能被绞伤、砸伤的地方敷设。 7.7 进入烟道内工作人员、工具必须登记,每天下班之前仔细清点。不允许有工具遗 留在烟道内。 7.8 在烟道内进行动用电火焊作业时,应防止火灾发生,尤其在脚手架板上面动用 电火焊时,应在脚手架板上铺设防火毯,防止火灾发生。并在烟道内配备应急的消 防器材,如数量充足的灭火器等。动用电火焊时,应配戴好防护眼镜。 7.9 每天工作前由工作负责人进行安全注意事项交底,每天工作结束后,需要进行 清点人数和工具。检查工作环境是否存在火源,消除火灾隐患。

九、

施工安装示意图

十、 验收要求 10.1 质量要求 1、在管道、阀门、支吊架等安装工作完成后,经验收合格后,……………………。 2、 改造过程中尽量…………………………。 3、 管道必须设计有…………………..。 4、管道的固应考虑锅炉…………………。 5、所有涉及取样孔分布,取样孔大小需严格按设计尺寸施工,管道汇集的孔径均需 经过合理计算或有实际应用经验。 10.2 环保要求 1、对施工废弃物按照环保要求进行处理,及时回收余料、废料及施工材料包装物, 严禁乱堆乱放,保证场地及设施清洁卫生,防止污染,做好环保工作,不乱倒 、乱 堆、乱排放,并保护好施工现场的设备设施。 2、施工人员环境行为应无条件接受监督和管理。 3、佩戴好口罩、防护眼镜等,做好个人职业安全卫生措施,预防人身设备事故及职 业病的发生。 4、每天工作完成后,进行施工现场清除,做到工完、料净、场地清,做到文明施工。


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