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【摘 要】 随着我国经济的发展，耗电量的逐渐增加，能源消耗带来的环境污染也越来越严重。其中烟尘、二氧化硫、氮氧化物等有害物质是造成大气污染、酸雨和温室效应的主要根源。为了保护人类赖以生存的环境，近些年国家大力发展锅炉烟气脱硝改造工程，然而使用液氨制备脱硝还原剂受到安全、地域等因素的限制，尿素水解制氨技术逐渐被推广运用。本文以江西丰城某2×340MW机组SCR烟气脱硝工程为例，主要介绍采用尿素水解法的脱硝装置的安装经验，希望能为以后采用尿素水解法施工的项目提供参考。
【关键词】 尿素水解；还原剂；脱硝反应器；催化剂
1、引言
选择性催化还原法（SCR）是目前世界上技术最为成熟、应用最多的脱硝工艺。SCR脱硝技术的原理是通过催化剂在合适的温度范围内使烟气中的NOX与NH3产生反应生成对大气无害的N2与H2O，从而达到除去烟气中的NOX的目的。目前国内多数采用液氨蒸发工艺制备脱硝还原剂。总所周知，液氨是一种有毒的危险化学品，当氨气泄漏时，会造成相当大的危害。在液氨的运输、卸料、储存、运行、检修等各个环节均存在安全隐患。用液氨蒸发技术作为脱硝还原剂的电厂，占地面积大，征地成本高，对占地有限的老厂进行脱硝改造存在困难。鉴于液氨的上述危险因素和部分电厂的特殊情况，目前国内多家电厂在脱硝工程中采用尿素水解技术，并且取得了成功的应用经验。
2、工程概况
江西丰城某电厂2×340MW机组烟气脱硝系统包括还原剂存储、制备系统和脱硝反应系统两部分组成，脱硝反应系统由进、出口烟道、氨喷射器、烟氨混合器、SCR反应器等几部分组成；还原剂存储和制备系统包括尿素颗粒储存溶解系统、尿素溶液储存输送系统、尿素溶液水解系统。本工程采用尿素水解法制备脱硝还原剂，主要包括尿素水解反应器模块、尿素溶液储罐、尿素溶液输送泵、尿素溶液溶解罐、尿素溶液混合泵、斗式提升机等设备。
3、脱硝工艺系统安装
3.1还原剂制备及储存系统安装
尿素颗粒由斗提机输送至尿素溶解罐混合除盐水后制成约50%的尿素溶液，并通过蒸汽加热至60℃，经搅拌器搅拌合格后经尿素溶液混合泵输送至尿素溶液储罐。储罐中的尿素溶液经尿素溶液输送泵输送至水解反应器中进行分解，生产出氨气。因此，制备及储存系统主要由箱罐、泵、管道、阀门等设备构成。
还原剂制备及储存系统安装时应注意以下几点：
（1）、尿素水解过程中会生成一些酸性物质（如氨基甲酸铵等），氨基甲酸銨会严重破坏不锈钢表面的氧化膜，使系统的腐蚀速度加快，超过190℃时，一般的不锈钢材料（如304SS）会遭受严重腐蚀，当超过220℃时，即使采用钛（Ti）等耐腐蚀材料，系统也会遭受腐蚀。水解反应器由于操作温度较高，更易受到腐蚀。腐蚀可能造成设备的泄漏，从而产生安全隐患。因此，箱罐、管道、阀门等设备的材料应采用316L或者321等材质。
（2）、尿素溶液及氨气管道当温度过低时易结晶堵塞，结晶堵塞后的管道不易疏通。因此为防止管道结晶、堵塞影响正常运行，安装时尿素溶液及氨气管道必须进行管道伴热和保温施工，以保证管道正常运行所需的温度。
（3）、管道安装前要进行外观检查，表面应无裂纹、夹渣等缺陷。管子、管件的规格型号等按设计要求核对无误，内部清理干净，使用氩弧焊进行焊接，焊接完成后应进行射线检测，保证焊接质量。
（4）阀门安装前要进行解体检查，并经压力和严密性实验合格后方可安装。所有阀门应连接自然，不得强力对接或承受外力，法兰螺栓紧力均匀，加垫正确，保证严密不漏。
（5）系统安装完成后应按设计要求对管道系统进行压力和严密性实验，箱罐进行盛水或真空箱实验，以防止介质泄露，造成安全隐患。
3.2脱硝反应器安装
江西丰城某电厂2×340MW机组烟气脱硝工程，反应器布置在炉后送风机房上方，标高35米至50米间。省煤器出口来的烟气与氨气均匀混合后垂直向上流入脱硝反应器，脱硝反应器下口与空预器进口烟道对接。每台机组布置有两台脱硝反应器，单台尺寸为10m×10m×18m，2台反应器本体重量为298t，从下到上分为反应器E段、D段、C段、B段、A段。其中反应器A段中有反应器整流器。反应器B、C段中为脱硝反应器催化剂安装层，反应器D段为备用反应器催化剂安装层。脱硝反应器本体在其下方的烟道及膨胀节全部就位结束后开始进行吊装作业。反应器本体根据施工现场16t水平吊的工况采用组合与散件吊装相结合的方法进行安装，安装时从下到上分段进行安装，吊装一层找正固定、焊接一层。
脱硝反应器安装时应注意：
（1）、所有反应器壳体要求密封，如有间隙，需填塞后进行密封焊，焊接要求为内部密封焊，外部间断焊。焊接工作结束后，需进行检查，焊缝不应有漏焊、气孔、裂纹、砂眼和焊穿缺陷。
（2）、脱硝反应器需现场组合拼装的，安装时要保证尺寸与图纸相符合，脱硝反应器壳体吊装前需搭设好墙板对口焊接脚手并拉好扶手绳，做好相关准备工作。
（3）、脱硝反应器安装结束后，安装催化剂模块前应及时清除内外杂物、焊接药皮、尘土和临时固定物件。防止异物掉入催化剂中造成堵塞。
（4）、在焊接反应器支撑件滑块时，应保护好滑动面上的复合材料，以免损坏。
3.3脱硝反应器催化剂安装
脱硝反应器催化剂模块安装在脱硝反应器内部B、C两段中。 脱硝反应器催化剂模块采用碳钢金属结构框架，组装成模块形式并外裹塑料薄膜包装共200箱，每箱重1320KG，总重为260T。脱硝反应器催化剂待反应器本体安装、焊接完成后进行安装。根据催化剂模块安装图进行反应器桁架划线，确保模块安放位置准确，避免模块的调整。使用叉车进行催化剂模块的装、卸工作。搬运，卸车时不得以任何方式抛扔、碰撞或震动模块。根据图纸及设计要求将催化剂下密封安装就位。催化剂吊装使用16t水平吊，16t水平吊将催化剂吊装至催化剂吊装预留孔。吊装时从模块顶端起吊，起吊时将催化剂模块下部的包装纸撕去。在反应器平台格栅上铺设3条槽钢，作为专用小车的行走轨道。将催化剂模块放置小车上将模块运至反应器大门处。利用安装在反应器内部的单轨吊用锚头小车将模块吊起，拉至指定位置，再配合链条葫芦将催化剂模块安装就位。安装顺序将C层催化剂全部安装完成后再进行B层催化剂的安装工作，每层催化剂安装从由离门远的地方向门方向进行。待一层催化剂模块全部安装就位后，进行模块间距的复测与调整，符合间距要求后，进行上密封的安装，安装上密封时将模块包装全部撕去，等所有上密封安装完成后，进行密封片的焊接工作。
反应器催化剂安装时应注意：
（1）、催化剂卸车时不得以任何方式抛扔、碰撞或震动模块；每个模块必须使用叉车单独卸载。下雨天不得进行催化剂模块的运输及吊装工作。装车领用前应检查催化剂是否发生损毁、是否存在破裂或弯曲的部件等等。
（2）、催化剂模块的叠放层数最多不超过两层，叠放模块时，底层模块上部必须要用两根同样规格通长的木方铺垫，使催化剂模块重量通过木方获得均匀支撑。模块堆放好后，须再用双层防雨布盖好，做好防潮、防雨措施。周边做好围栏和警示标志。防止周围物体对催化剂模块的撞击、倚靠等。
（3）、起吊催化剂时需使用专用工具从顶部进行起吊，起吊时必须保持缓慢平稳的速度，防止模块掉下或突然移动。在起吊空中，催化剂模块不得碰撞。起吊速度不应超过12米/分钟，下降速度不应超过出现7.5米/分钟。
（4）、催化剂模块框架外表面上标有模块最终安装方向标记，其箭头方向为模块在反应器中的安装方向，在安装时应注意区分。催化剂分为催化剂模块与催化剂试验模块2种。安装时需将催化剂试验模块按照图纸中标示的位置进行摆放。
（5）、催化剂模块上或是周围进行焊接请做好催化剂防护措施。用防火毯或者彩钢板紧密地盖在催化剂表面，以避免焊接产生的副产物接触到催化剂，焊渣，火花和烟气都会毒化催化剂。
4、结束语
由于采用液氨制备还原剂的方法存在安全隐患，相信越来越多的电厂在烟气脱硝改造工程中，会采用尿素水解法制备还原剂。笔者由于篇幅所限，其他部分的安装不再详细介绍，希望此部分的介绍能为以后采用尿素水解法的脱硝工程施工提供参考。
参考文献：
[1] 尿素水解制氨技术及成套装介绍.成都思环保公司，2013.
[2] 孙克勤，钟秦。火电厂烟气脱硝技术及工程应用[M].北京：化学工业出版社，2007.
[3] 陈进生.火电厂烟气脱硝技术———选择性催化还原法[M].北京：中国电力出社，2008.
【关键词】 尿素水解；还原剂；脱硝反应器；催化剂
1、引言
选择性催化还原法（SCR）是目前世界上技术最为成熟、应用最多的脱硝工艺。SCR脱硝技术的原理是通过催化剂在合适的温度范围内使烟气中的NOX与NH3产生反应生成对大气无害的N2与H2O，从而达到除去烟气中的NOX的目的。目前国内多数采用液氨蒸发工艺制备脱硝还原剂。总所周知，液氨是一种有毒的危险化学品，当氨气泄漏时，会造成相当大的危害。在液氨的运输、卸料、储存、运行、检修等各个环节均存在安全隐患。用液氨蒸发技术作为脱硝还原剂的电厂，占地面积大，征地成本高，对占地有限的老厂进行脱硝改造存在困难。鉴于液氨的上述危险因素和部分电厂的特殊情况，目前国内多家电厂在脱硝工程中采用尿素水解技术，并且取得了成功的应用经验。
2、工程概况
江西丰城某电厂2×340MW机组烟气脱硝系统包括还原剂存储、制备系统和脱硝反应系统两部分组成，脱硝反应系统由进、出口烟道、氨喷射器、烟氨混合器、SCR反应器等几部分组成；还原剂存储和制备系统包括尿素颗粒储存溶解系统、尿素溶液储存输送系统、尿素溶液水解系统。本工程采用尿素水解法制备脱硝还原剂，主要包括尿素水解反应器模块、尿素溶液储罐、尿素溶液输送泵、尿素溶液溶解罐、尿素溶液混合泵、斗式提升机等设备。
3、脱硝工艺系统安装
3.1还原剂制备及储存系统安装
尿素颗粒由斗提机输送至尿素溶解罐混合除盐水后制成约50%的尿素溶液，并通过蒸汽加热至60℃，经搅拌器搅拌合格后经尿素溶液混合泵输送至尿素溶液储罐。储罐中的尿素溶液经尿素溶液输送泵输送至水解反应器中进行分解，生产出氨气。因此，制备及储存系统主要由箱罐、泵、管道、阀门等设备构成。
还原剂制备及储存系统安装时应注意以下几点：
（1）、尿素水解过程中会生成一些酸性物质（如氨基甲酸铵等），氨基甲酸銨会严重破坏不锈钢表面的氧化膜，使系统的腐蚀速度加快，超过190℃时，一般的不锈钢材料（如304SS）会遭受严重腐蚀，当超过220℃时，即使采用钛（Ti）等耐腐蚀材料，系统也会遭受腐蚀。水解反应器由于操作温度较高，更易受到腐蚀。腐蚀可能造成设备的泄漏，从而产生安全隐患。因此，箱罐、管道、阀门等设备的材料应采用316L或者321等材质。
（2）、尿素溶液及氨气管道当温度过低时易结晶堵塞，结晶堵塞后的管道不易疏通。因此为防止管道结晶、堵塞影响正常运行，安装时尿素溶液及氨气管道必须进行管道伴热和保温施工，以保证管道正常运行所需的温度。
（3）、管道安装前要进行外观检查，表面应无裂纹、夹渣等缺陷。管子、管件的规格型号等按设计要求核对无误，内部清理干净，使用氩弧焊进行焊接，焊接完成后应进行射线检测，保证焊接质量。
（4）阀门安装前要进行解体检查，并经压力和严密性实验合格后方可安装。所有阀门应连接自然，不得强力对接或承受外力，法兰螺栓紧力均匀，加垫正确，保证严密不漏。
（5）系统安装完成后应按设计要求对管道系统进行压力和严密性实验，箱罐进行盛水或真空箱实验，以防止介质泄露，造成安全隐患。
3.2脱硝反应器安装
江西丰城某电厂2×340MW机组烟气脱硝工程，反应器布置在炉后送风机房上方，标高35米至50米间。省煤器出口来的烟气与氨气均匀混合后垂直向上流入脱硝反应器，脱硝反应器下口与空预器进口烟道对接。每台机组布置有两台脱硝反应器，单台尺寸为10m×10m×18m，2台反应器本体重量为298t，从下到上分为反应器E段、D段、C段、B段、A段。其中反应器A段中有反应器整流器。反应器B、C段中为脱硝反应器催化剂安装层，反应器D段为备用反应器催化剂安装层。脱硝反应器本体在其下方的烟道及膨胀节全部就位结束后开始进行吊装作业。反应器本体根据施工现场16t水平吊的工况采用组合与散件吊装相结合的方法进行安装，安装时从下到上分段进行安装，吊装一层找正固定、焊接一层。
脱硝反应器安装时应注意：
（1）、所有反应器壳体要求密封，如有间隙，需填塞后进行密封焊，焊接要求为内部密封焊，外部间断焊。焊接工作结束后，需进行检查，焊缝不应有漏焊、气孔、裂纹、砂眼和焊穿缺陷。
（2）、脱硝反应器需现场组合拼装的，安装时要保证尺寸与图纸相符合，脱硝反应器壳体吊装前需搭设好墙板对口焊接脚手并拉好扶手绳，做好相关准备工作。
（3）、脱硝反应器安装结束后，安装催化剂模块前应及时清除内外杂物、焊接药皮、尘土和临时固定物件。防止异物掉入催化剂中造成堵塞。
（4）、在焊接反应器支撑件滑块时，应保护好滑动面上的复合材料，以免损坏。
3.3脱硝反应器催化剂安装
脱硝反应器催化剂模块安装在脱硝反应器内部B、C两段中。 脱硝反应器催化剂模块采用碳钢金属结构框架，组装成模块形式并外裹塑料薄膜包装共200箱，每箱重1320KG，总重为260T。脱硝反应器催化剂待反应器本体安装、焊接完成后进行安装。根据催化剂模块安装图进行反应器桁架划线，确保模块安放位置准确，避免模块的调整。使用叉车进行催化剂模块的装、卸工作。搬运，卸车时不得以任何方式抛扔、碰撞或震动模块。根据图纸及设计要求将催化剂下密封安装就位。催化剂吊装使用16t水平吊，16t水平吊将催化剂吊装至催化剂吊装预留孔。吊装时从模块顶端起吊，起吊时将催化剂模块下部的包装纸撕去。在反应器平台格栅上铺设3条槽钢，作为专用小车的行走轨道。将催化剂模块放置小车上将模块运至反应器大门处。利用安装在反应器内部的单轨吊用锚头小车将模块吊起，拉至指定位置，再配合链条葫芦将催化剂模块安装就位。安装顺序将C层催化剂全部安装完成后再进行B层催化剂的安装工作，每层催化剂安装从由离门远的地方向门方向进行。待一层催化剂模块全部安装就位后，进行模块间距的复测与调整，符合间距要求后，进行上密封的安装，安装上密封时将模块包装全部撕去，等所有上密封安装完成后，进行密封片的焊接工作。
反应器催化剂安装时应注意：
（1）、催化剂卸车时不得以任何方式抛扔、碰撞或震动模块；每个模块必须使用叉车单独卸载。下雨天不得进行催化剂模块的运输及吊装工作。装车领用前应检查催化剂是否发生损毁、是否存在破裂或弯曲的部件等等。
（2）、催化剂模块的叠放层数最多不超过两层，叠放模块时，底层模块上部必须要用两根同样规格通长的木方铺垫，使催化剂模块重量通过木方获得均匀支撑。模块堆放好后，须再用双层防雨布盖好，做好防潮、防雨措施。周边做好围栏和警示标志。防止周围物体对催化剂模块的撞击、倚靠等。
（3）、起吊催化剂时需使用专用工具从顶部进行起吊，起吊时必须保持缓慢平稳的速度，防止模块掉下或突然移动。在起吊空中，催化剂模块不得碰撞。起吊速度不应超过12米/分钟，下降速度不应超过出现7.5米/分钟。
（4）、催化剂模块框架外表面上标有模块最终安装方向标记，其箭头方向为模块在反应器中的安装方向，在安装时应注意区分。催化剂分为催化剂模块与催化剂试验模块2种。安装时需将催化剂试验模块按照图纸中标示的位置进行摆放。
（5）、催化剂模块上或是周围进行焊接请做好催化剂防护措施。用防火毯或者彩钢板紧密地盖在催化剂表面，以避免焊接产生的副产物接触到催化剂，焊渣，火花和烟气都会毒化催化剂。
4、结束语
由于采用液氨制备还原剂的方法存在安全隐患，相信越来越多的电厂在烟气脱硝改造工程中，会采用尿素水解法制备还原剂。笔者由于篇幅所限，其他部分的安装不再详细介绍，希望此部分的介绍能为以后采用尿素水解法的脱硝工程施工提供参考。
参考文献：
[1] 尿素水解制氨技术及成套装介绍.成都思环保公司，2013.
[2] 孙克勤，钟秦。火电厂烟气脱硝技术及工程应用[M].北京：化学工业出版社，2007.
[3] 陈进生.火电厂烟气脱硝技术———选择性催化还原法[M].北京：中国电力出社，2008.