圖1尿素水解該系統(tǒng)流程揮手示意尿素顆粒直接加入到完全溶解罐，用除鹽水將其完全溶解成其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%~60%尿素溶液，進(jìn)行完全溶解泵輸送到儲罐;儲罐中尿素溶液經(jīng)給料泵、計(jì)量與平均分配設(shè)備進(jìn)入尿素水解制氨反應(yīng)器(以下簡稱尿素水解器)尿素水解器中尿素水解生成NH3H2O和CO2自然產(chǎn)物再經(jīng)氨噴射出該系統(tǒng)進(jìn)入SCR脫硝系統(tǒng)。其化學(xué)反應(yīng)時(shí)式為

2部分設(shè)計(jì)參數(shù)與指標(biāo)

國電東勝熱電廠2330MW機(jī)組煙氣脫硝尿素水解制氨該系統(tǒng)采用傳統(tǒng)共用制。部分設(shè)計(jì)煤種、蒸汽鍋爐最大負(fù)荷工況(BMCR處理方式100%煙氣量、75%脫硝效率的基本條件下，脫硝氨耗量為116kg/h單臺尿素水解器部分設(shè)計(jì)出錢出力為232kg/h能滿足2臺鍋爐的供氨需求。尿素水解制氨工藝該系統(tǒng)部分設(shè)計(jì)其他指標(biāo)包含：

尿素水解器尿素溶液進(jìn)料質(zhì)量分?jǐn)?shù)40%~60%;設(shè)備可用率不小于98%;水解該系統(tǒng)半成品氣中的氨氣供給量應(yīng)滿足30%~100%BMCR負(fù)荷下所需的氨氣流量;其他輔助該系統(tǒng)設(shè)備及出錢出力選型按照2120%容量需要考慮;用電量、用水量、用汽量及尿素消耗掉量等指標(biāo)如表1所示。

表1尿素水解制氨設(shè)備各物質(zhì)用量(2臺爐)

3尿素水解該系統(tǒng)主要原因共同組成

3.1尿素完全溶解與輸送系統(tǒng)

袋裝尿素進(jìn)行電動葫蘆輸送到到尿素堆料區(qū)。配制尿素溶液時(shí)，進(jìn)行電動葫蘆將袋裝尿素輸送到到尿素完全溶解罐卸料口，拆包后的尿素從卸料口進(jìn)入完全溶解罐。

設(shè)置1臺尿素完全溶解罐，能滿足8h配制2臺機(jī)組100%BMCR工況運(yùn)行脫硝2天所需的尿素溶液。完全溶解罐容積22.6m3其他材料為304L罐體保溫。完全溶解罐里用除鹽水將干尿素完全溶解成其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%~60%尿素溶液，進(jìn)行尿素溶液循壞泵輸送到尿素溶液儲罐。

設(shè)置2臺尿素溶液儲罐，總?cè)萘堪礉M足2臺機(jī)組100%BMCR工況運(yùn)行7天(每日24h用量部分設(shè)計(jì)。儲罐兩個(gè)基礎(chǔ)為混凝土整體結(jié)構(gòu)，將儲罐放置在室內(nèi)，尿素水解車間裝有暖氣。尿素溶液儲罐容積72m3/臺，其他材料為304L罐體保溫。

3.2尿素水解系統(tǒng)

所設(shè)置的2臺尿素水解器重新布置于尿素車間。每臺尿素水解器的容量為2330MW機(jī)組BMCR工況下的供氨量，即每臺尿素水解器產(chǎn)氨量為232kg/h將質(zhì)量分?jǐn)?shù)40%60%尿素溶液輸送到到尿素水解器內(nèi)，蒸汽進(jìn)行盤管的形式進(jìn)入尿素水解器，蒸汽進(jìn)行盤管回流，不與尿素溶液混合在一起，冷凝水由疏水箱回收。尿素水解器內(nèi)氣液兩相平衡體系的壓力為0.480.6MPa溫度為130160℃。由尿素水解器中出來的含氨半成品氣經(jīng)廠區(qū)氣氨管道輸送到SCR反應(yīng)時(shí)器區(qū)。

4工程技術(shù)方面優(yōu)化

相結(jié)合在現(xiàn)場實(shí)際情況，參考做對比尿素水解的傳統(tǒng)形式工藝及進(jìn)口技術(shù)，對國電東勝熱電廠2330MW機(jī)組脫硝工程尿素水解制氨系統(tǒng)進(jìn)行了適當(dāng)?shù)氐募夹g(shù)方面優(yōu)化。

4.1流程優(yōu)化部分設(shè)計(jì)

尿素水解傳統(tǒng)形式工藝主要原因應(yīng)用于于化工化肥市場領(lǐng)域，屬于深度水解的不屬于，一般采用傳統(tǒng)多級串聯(lián)塔的反應(yīng)時(shí)方式，技術(shù)方面很逐漸成熟，但工藝流程較為很復(fù)雜。傳統(tǒng)形式工藝中涉及到尿素水解器的貧液回收問題，貧液排出來反應(yīng)時(shí)器時(shí)有一定的溫度和壓力，溶于貧液中的氨一旦通入常壓設(shè)備(貧液回收罐、完全溶解罐等)便會閃蒸出氨氣，需減少氨洗滌塔、氨氣閃蒸罐等附屬設(shè)備，設(shè)備及多、設(shè)備檢修以及維護(hù)量大、氨氣泄露根源多，任務(wù)壞境不友好。對國電東勝熱電廠尿素水解流程通過優(yōu)化部分設(shè)計(jì)，被取消了傳統(tǒng)形式工藝中的氨洗滌塔、氨氣閃蒸罐等附屬設(shè)備。優(yōu)化后的尿素水解流程簡單、設(shè)備及少，與傳統(tǒng)形式工藝很如表2所示。

表2尿素水解流程優(yōu)化前后技術(shù)方面很

整體尿素水解器采用傳統(tǒng)撬裝式模塊設(shè)計(jì)，為機(jī)、電、控一體化的設(shè)備及，其中包含了與尿素水解器相連接的管道、儀表、閥門和控制系統(tǒng)。尿素水解器模塊占地面積小，可采用傳統(tǒng)每個(gè)單元制將尿素水解模塊布置在SCR區(qū)鋼架上，也可采用傳統(tǒng)共用制將尿素水解器模塊布置在公共空間車間(如尿素溶液制備車間等)重新布置非常靈活，同時(shí)也便于水解裝置的運(yùn)輸和使用。尿素水解器采用傳統(tǒng)撬裝模塊設(shè)計(jì)，可能夠?qū)崿F(xiàn)出廠前單獨(dú)的提早調(diào)試，避免出現(xiàn)傳統(tǒng)形式工藝在現(xiàn)場諸多設(shè)備及的分系統(tǒng)調(diào)試，因而調(diào)試周期可由傳統(tǒng)形式工藝在現(xiàn)場調(diào)試的30天縮短至1周，能能有效節(jié)約工程規(guī)劃建設(shè)工期。

4.2產(chǎn)能及設(shè)備配置

進(jìn)口中國技術(shù)方面的尿素水解器一般采用傳統(tǒng)每個(gè)單元制布置，每臺蒸汽鍋爐脫硝反應(yīng)時(shí)器鋼架下方對應(yīng)重新布置1臺尿素水解器，單臺尿素水解器的部分設(shè)計(jì)出錢出力按規(guī)范要求的120%容量通過基礎(chǔ)配置。采用傳統(tǒng)這樣的每個(gè)單元制尿素水解器配置后，若尿素水解器發(fā)生故障，則整臺機(jī)組的脫硝設(shè)備難以噴氨運(yùn)行，該系統(tǒng)可信性降低。

國電東勝熱電廠尿素車間緊靠蒸汽鍋爐房布置，尿素水解器采用傳統(tǒng)共用制布置方式，較為集中重新布置于尿素車間。尿素水解器采用傳統(tǒng)共用制重新布置與每個(gè)單元制布置的技術(shù)方面很如表3所示。

表3尿素水解器重新布置形式技術(shù)方面很

共用制布置時(shí)，單臺尿素水解器的出錢出力能能滿足2臺機(jī)組滿負(fù)荷的氨耗量，2臺尿素水解器可能夠?qū)崿F(xiàn)互為備用，而減少單臺尿素水解器出錢出力后初投資較每個(gè)單元制重新布置初投資減少非常有限。

總之，采用傳統(tǒng)共用制布置方式，大大縮短了尿素溶液輸送到離，增加了輸送到管道尿素凝成阻塞幾率，提升了該系統(tǒng)可信性;同時(shí)2臺尿素水解器公用配置，出現(xiàn)故障時(shí)可互為備用，較每個(gè)單元制配置的安全的性、可信性均有提高。

4.3尿素卸料及存儲優(yōu)化部分設(shè)計(jì)

進(jìn)口中國尿素水解設(shè)備中的尿素卸料及存儲該系統(tǒng)設(shè)有尿素筒倉和斗提上料系統(tǒng)，但跟據(jù)調(diào)研反饋信息相關(guān)信息，該系統(tǒng)較為很復(fù)雜且出現(xiàn)故障率較高，尿素顆粒在筒倉中很容易受潮板結(jié)，難以下料。國內(nèi)大量采購的尿素主要原因?yàn)樯⒀b顆粒，顆粒表層裹附了一層防水膜，因而不容易突然發(fā)生尿素顆粒受潮板結(jié)問題，通?？蛇M(jìn)行槽罐車將尿素顆粒運(yùn)輸至電廠，再經(jīng)力氣輸送到至尿素儲倉。但國外無散裝顆粒尿素，僅為袋裝尿素，同時(shí)尿素顆粒表層未附防水膜，因此國外采用傳統(tǒng)尿素筒倉和斗提上料系統(tǒng)存在較多的隱患。

對工程中涉及的尿素筒倉和斗提上料裝置進(jìn)行了優(yōu)化部分設(shè)計(jì)，采用傳統(tǒng)了完全符合國情的袋裝尿素倉儲形式和在地下式尿素完全溶解部分設(shè)計(jì)，同時(shí)加大了尿素溶液的存儲時(shí)間——。理論實(shí)踐直接證明，采用傳統(tǒng)該項(xiàng)優(yōu)化部分設(shè)計(jì)后，該系統(tǒng)簡單的，持續(xù)運(yùn)行可信性提高。

隨之勞作力成本的減少和持續(xù)運(yùn)行系統(tǒng)自動化程度的強(qiáng)化，后續(xù)將對尿素上料該系統(tǒng)減少系統(tǒng)自動拆包機(jī)等改進(jìn)措施，以進(jìn)一步優(yōu)化該系統(tǒng)。5水解和熱解工藝經(jīng)濟(jì)性很以國電東勝熱電廠煙氣脫硝工藝為例，對尿素水解和熱解工藝的投資整體成本及持續(xù)運(yùn)行整體成本通過很，最終結(jié)果如表4所示。

表4尿素?zé)峤夂退馔顿Y及運(yùn)行費(fèi)用

從表4可知，尿素水解法投資較尿素?zé)峤夥ǜ?，但比較節(jié)能，持續(xù)運(yùn)行其他費(fèi)用較低。以廠用電價(jià)0.35元/kW?h計(jì)，與尿素?zé)峤夥ㄏ啾?，采用傳統(tǒng)國產(chǎn)尿素水解設(shè)備投資差額再回收期約為2.6年，采用傳統(tǒng)進(jìn)口中國尿素水解設(shè)備投資差額再回收期約為6.7年。信息綜合很，采用傳統(tǒng)國產(chǎn)尿素水解設(shè)備具有獨(dú)特較大的技術(shù)方面經(jīng)濟(jì)劣勢。

6調(diào)試及運(yùn)行

6.1調(diào)試過程中

國電東勝熱電廠尿素水解該系統(tǒng)整套啟動后、優(yōu)化和168h連續(xù)2試運(yùn)行，分部調(diào)試完成4的兩個(gè)基礎(chǔ)努力上進(jìn)行的2012年12月20日向SCR脫硝區(qū)首度噴氨成功，脫硝該系統(tǒng)熱態(tài)試運(yùn)開始，2012年12月20日至2012年12月26日系統(tǒng)完成168h連續(xù)2試運(yùn)，之前尿素水解系統(tǒng)進(jìn)行的主要原因調(diào)試任務(wù)包含：①尿素水解器液位和壓力、蒸汽進(jìn)出口壓力的系統(tǒng)自動可調(diào)節(jié);②其性能確保值優(yōu)化調(diào)節(jié)，即跟著機(jī)組負(fù)荷及SCR區(qū)需氨量的改變，尿素水解器及時(shí)制備SCR區(qū)所需的氨氣量。調(diào)試之前產(chǎn)氨量隨溫度改變之間的關(guān)系如圖2所示。

圖2尿素水解器產(chǎn)氨量隨溫度變化的之間的關(guān)系

由圖2可見，以及控制最合適的反應(yīng)時(shí)溫度下，尿素水解器能夠達(dá)到部分設(shè)計(jì)其要求的232kg/h產(chǎn)氨量要求。

6.2持續(xù)運(yùn)行狀況

國電東勝熱電廠尿素水解該系統(tǒng)和整套SCR脫硝該系統(tǒng)啟動后試運(yùn)行期間的檢驗(yàn)和項(xiàng)目中所有驗(yàn)收不合格，至2012年12月26日6:00168h連續(xù)2試持續(xù)運(yùn)行結(jié)束了時(shí)止，全方位達(dá)到調(diào)試考試大綱明確規(guī)定的技術(shù)方面、安全的、其質(zhì)量等指標(biāo)要求，尿素水解滿足SCR脫硝該系統(tǒng)出錢出力其要求。圖3與圖4為隨機(jī)調(diào)取的脫硝系統(tǒng)24h持續(xù)運(yùn)行數(shù)據(jù)(標(biāo)準(zhǔn)中處于)

圖3國電東勝熱電廠2號機(jī)組A側(cè)SCR脫硝效果

圖4國電東勝熱電廠2號機(jī)組B側(cè)SCR脫硝效果

由圖3可知，2號機(jī)組A側(cè)SCR脫硝裝置進(jìn)口NOx其質(zhì)量濃度為150~180mg/m3平均達(dá)其質(zhì)量濃度約為160mg/m3經(jīng)SCR脫硝設(shè)備脫硝后，NOx其質(zhì)量濃度最高約為80mg/m3大多在40mg/m3前后細(xì)微波動幅度，達(dá)到國家的與地方的排放標(biāo)準(zhǔn)中，SCR脫硝系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了較高的脫硝效率。

由圖4可知，2號機(jī)組B側(cè)SCR脫硝裝置進(jìn)口NOx其質(zhì)量濃度為140~160mg/m3經(jīng)SCR脫硝設(shè)備脫硝后，NOx其質(zhì)量濃度最高約為60mg/m3大多在40mg/m3前后細(xì)微波動幅度，達(dá)到國家的與地方的排放標(biāo)準(zhǔn)中，SCR該系統(tǒng)脫硝效率優(yōu)良。綜上所述，國電東勝熱電廠尿素水解制氨該系統(tǒng)持續(xù)運(yùn)行高效、相對穩(wěn)定、安全的，即尿素水解器能穩(wěn)定、可信地運(yùn)行，供氨能力方面能適應(yīng)SCR脫硝該系統(tǒng)持續(xù)運(yùn)行中對各種各樣噴氨量的消費(fèi)需求。

6.3實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和建議

國產(chǎn)尿素水解裝置首次在大型火電廠脫硝工程上應(yīng)用，參建各方均初次接觸，試運(yùn)中期會出現(xiàn)一些波折，經(jīng)各方努力，不斷地磨合，尿素水解設(shè)備順利地投產(chǎn)，其性能達(dá)到部分設(shè)計(jì)其要求?？偨Y(jié)本工程調(diào)試持續(xù)運(yùn)行過程中中的主要原因?qū)嵺`經(jīng)驗(yàn)，能更好為有關(guān)脫硝工程規(guī)劃建設(shè)提供更多借鑒學(xué)習(xí)。

1強(qiáng)化設(shè)備及大量采購日常管理。重視后期調(diào)研任務(wù)，合理地可以選擇設(shè)備及供給商;過程中中強(qiáng)化監(jiān)造管理，監(jiān)控設(shè)備及能制造其質(zhì)量;可以安裝調(diào)試之前強(qiáng)化在現(xiàn)場日常管理，確保可以安裝調(diào)試其質(zhì)量。理論實(shí)踐直接證明，強(qiáng)化設(shè)備及大量采購日常管理對尿素水解裝置的合理地選型、設(shè)備及如約安全的相對穩(wěn)定投運(yùn)具有獨(dú)特最重要的起到。

2非常嚴(yán)格中執(zhí)行《火力發(fā)電基本上規(guī)劃建設(shè)工程啟動后及完工驗(yàn)收規(guī)程》簡稱《新啟規(guī)》火力工程調(diào)整后試運(yùn)其質(zhì)量檢驗(yàn)和及評定標(biāo)準(zhǔn)》等相關(guān)規(guī)程嚴(yán)格規(guī)范。注重調(diào)試過程中以及控制，按調(diào)試具體方案積極開展調(diào)試的各項(xiàng)具體內(nèi)容任務(wù)，能及時(shí)填寫試運(yùn)記錄，中執(zhí)行電廠日常管理制度的建立，以及控制邏輯臨時(shí)性修改要作記錄，試持續(xù)運(yùn)行之前能及時(shí)發(fā)布最新調(diào)試簡報(bào)。

3做好持續(xù)運(yùn)行設(shè)備檢修其他人員的培訓(xùn)任務(wù)，提前讓持續(xù)運(yùn)行設(shè)備檢修其他人員直接介入工程。持續(xù)運(yùn)行設(shè)備檢修其他人員在基建及調(diào)試階段即全程參與，確保了設(shè)備交接工作后的安全的可信相對穩(wěn)定持續(xù)運(yùn)行。

4特別注意對細(xì)節(jié)問題的以及控制日常管理，小的細(xì)節(jié)解決也會對換試及持續(xù)運(yùn)行導(dǎo)致較大的影響。如在投加尿素顆粒時(shí)不要把編織袋封口的絲帶混入尿素倒入完全溶解罐中，避免出現(xiàn)導(dǎo)致之后該系統(tǒng)的阻塞等;南方南部地區(qū)需分外特別注意尿素溶液的凝成;持續(xù)運(yùn)行中水解半成品氣輸送到管道突然發(fā)生泄露或閥門出現(xiàn)故障等，要停運(yùn)尿素水解系統(tǒng)，進(jìn)行蒸汽吹掃置換管道余氨后，方能對出現(xiàn)故障通過處理方式。

7結(jié)語

與液氨相比，尿素具有獨(dú)特安全的性。尿素分解成制氨在國外將漸漸成為脫硝裝置的氨源選擇。尿素水解工藝也可以以及使用品位較低的蒸汽作為熱源，較尿素?zé)峤夤に嚲哂歇?dú)特非常良好的持續(xù)運(yùn)行整體成本劣勢。

國電東勝熱電廠2330MW機(jī)組脫硝工程首度失敗運(yùn)用比較國產(chǎn)重工業(yè)化尿素水解裝置，投運(yùn)以來的持續(xù)運(yùn)行理論實(shí)踐說明，該設(shè)備可信性良好，總體持續(xù)運(yùn)行相對穩(wěn)定，負(fù)荷跟蹤能滿足部分設(shè)計(jì)其要求，各項(xiàng)參數(shù)合理地;至稿件公開發(fā)表之日，該設(shè)備已持續(xù)運(yùn)行一年多，尿素水解裝置的出錢出力能達(dá)到部分設(shè)計(jì)其要求，供氨能力方面能能滿足蒸汽鍋爐排煙NOx濃度改變。

國產(chǎn)重工業(yè)化尿素水解裝置在國電東勝電廠2330MW機(jī)組脫硝工程中的失敗應(yīng)用于，對我國電廠SCR脫硝工程還原真實(shí)劑制備工藝的部分設(shè)計(jì)及以及使用具有獨(dú)特很好的借鑒學(xué)習(xí)價(jià)值和意義。隨之技術(shù)方面的逐漸逐漸成熟，進(jìn)行對尿素水解裝置的技術(shù)方面優(yōu)化，國產(chǎn)化水解設(shè)備必將會被打破對進(jìn)口技術(shù)的過度依賴，以其安全性、持續(xù)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性等特征快速得以推廣工作。