隨著煙氣脫硝設備在火電廠燃煤鍋爐上的普遍應用，脫硝技術已成為火力發電技術的一個重要組成部分。《燃煤電廠煙氣脫硝設備運行維護與改造/節能減排技術叢書》作為普及性的讀物，介紹了燃煤電廠燃煤鍋爐煙氣脫硝設備的運行、維護及改造和調試等技術。全書分八章，主要內容包括：脫硝技術概述、脫硝工藝、SCR系統設備和參數、控制系統、工程改造技術、調試及驗收、運行和事故處理、維護檢修等。此外，為方便學習參考，《燃煤電廠煙氣脫硝設備運行維護與改造/節能減排技術叢書》附錄還收錄了有代表性的運行和檢修規程、氨區管理制度和氨泄漏處置方案，以及應急預案等內容。
GB 13223—2011被稱為“史上最嚴”的中國《火電廠大氣污染物排放標準》，從頒布之初這一標準即被火電企業稱為“九級地震加海嘯”。其中，《火電廠大氣污染物排放標準》（GB 13223—2011）中對火電廠三大最重要的排放指標：氮氧化物、二氧化硫和煙塵的排放規定，都已達到甚至超過發達國家和地區的排放要求。當前全國在役火電廠燃煤鍋爐基本完成了脫硝改造，為我國降低大氣中氮氧化物的排放作出了重要貢獻。
新的《鍋爐大氣污染物排放標準》（GB 13271—2014）已對各類工業鍋爐的氮氧化物排放標準提出了更高的要求和具體的執行時間表。這預示著工業鍋爐的脫硝改造工作也將全面鋪開。
2014年9月12日，國家發展和改革委員會、環境保護部和國家能源局又聯合下發了《煤電節能減排升級與改造行動計劃》（2014—2020年），其中要求：“穩步推進東部地區現役30萬kW及以上公用燃煤發電機組和有條件的30萬kW以下公用燃煤發電機組，實施大氣污染物排放濃度基本達到燃氣輪機組排放限值的環保改造。鼓勵其他地區現役燃煤發電機組實施大氣污染物排放濃度達到或接近燃氣輪機組排放限值的環保改造。”
針對當前形勢，作者組織編寫了本書。本書作為一本宣傳火電廠脫硝技術的普及性讀物，對火電廠煙氣脫硝設備的運行、維護、改造和調試等技術進行了介紹，以期在燃煤火電機組普遍裝設了脫硝設施之后，為火電廠的運行、檢修人員和各級技術管理人員提供參考，同時也能用作火電廠鍋爐進行改造時的參考資料。
本書由鄭州裕中能源有限責任公司章明富和國網河南省電力公司技能培訓中心韓祥主編，國信揚州第二發電有限責任公司姜艷華、鄭州裕中能源有限責任公司程昆峰、張寶強任副主編，參加編寫工作的有鄭州裕中能源有限責任公司馬驍、范珂，國投欽州發電有限公司雷建平，河南第二火電建設公司周榮栓，國網河南省電力公司鄭州供電公司韓麗，國網河南省電力公司技能培訓中心楊義波、朱保飛等。
擔任本書主要審稿工作的是華興電力股份公司郭正華和鄭州裕中能源有限責任公司劉俊偉，鄭州裕中能源有限責任公司戴改明、何中吉、胡廣偉、馮林、尚建榮、付偉和胡順興等參加了部分內容的審稿工作。在本書的編寫過程中還得到了寧波建工股份有限公司黃永凱和江蘇溧陽建設集團有限公司朱云波的指導和幫助。
本書在編寫過程中參考和引用了較多的文獻資料，感謝所有文獻的作者（有些參考內容已無法找到出處，對此類文章的原作者表示歉意并致以真誠的謝意），同時感謝鄭州裕中能源有限責任公司的領導、同事以及編審人員的朋友和家人給予的大力支持。此外，我們將以本書紀念曾經的合作者、好朋友、已故的環保專家、原東南大學能源與環境學院孫克勤教授。
由于編者水平所限，加之時間倉促書中難免有不足之處，敬請廣大讀者批評指正。
編 者
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序
前言
第一章 火電廠脫硝技術概述1
第一節 氮氧化物（NOX）的危害1
一、對環境和人體的危害1
二、形成光化學煙霧產生的危害1
三、產生酸雨對環境的危害2
四、自然排放對環境的危害2
第二節 氮氧化物的生成2
一、熱力型2
二、瞬時反應型（快速型NOX）3
三、燃料型NOX3
第三節 氮氧化物的控制3
一、脫硝技術3
二、低氮燃燒技術4
三、煙氣處理法脫硝技術5
第四節 煙氣處理法脫硝技術分類5
一、濕法煙氣脫硝技術5
二、干法煙氣脫硝技術6
三、協同脫除二氧化硫（SO2）和氮氧化物（NOX）技術6
四、其他脫硝技術7
第二章 選擇性催化還原脫硝技術11
第一節 催化劑11
一、催化劑的作用原理11
二、催化劑常見的分類方法14
三、常用固體催化劑15
四、固體催化劑的組成16
五、固體催化劑的性能18
第二節 SCR脫硝工藝原理24
一、選擇性催化還原（SCR）脫硝原理24
二、選擇性非催化氧化還原（SNCR）脫硝原理25
第三節 SCR脫硝工藝布置方式26
一、高塵區SCR（HD-SCR）工藝流程27
二、低塵區SCR（LD-SCR）工藝流程28
三、尾部區SCR（TE-SCR）工藝流程29
四、氨和空氣噴霧系統32
五、尿素水解法制氨工藝流程32
六、氨水為還原劑的SCR脫硝工藝流程33
七、還原劑的選擇34
第三章 SCR的系統、工藝參數與設備36
第一節 SCR系統36
一、供氨、注氨系統36
二、催化反應系統36
三、檢測與控制系統36
四、輔助系統36
第二節 SCR系統工藝參數38
一、入口的NOX濃度38
二、脫硝效率38
三、空間速率39
四、反應溫度39
五、反應時間40
六、NH3/NOX摩爾比40
七、轉化率40
八、NH3逃逸率40
九、反應器運行壓降41
第三節 供氨系統41
一、還原劑41
二、供氨設備42
三、尿素熱解制氨系統46
第四節 注氨設備47
一、稀釋風機47
二、供氨母管/集管48
三、注氨格柵48
第五節 催化反應器52
一、反應器及各個組成部分52
二、旁路部分58
三、灰斗59
第六節 吹灰器59
一、結構及工作原理59
二、分類59
第四章 SCR煙氣脫硝控制系統61
第一節 控制原理與控制方案61
一、SCR煙氣脫硝裝置的控制系統一般應采取的控制方案61
二、SCR-DCS分散控制系統62
三、脫硝系統主要控制回路的控制策略62
第二節 典型控制系統的工程設計要求63
一、控制系統要求63
二、就地設備要求64
三、溫度測量裝置要求65
四、壓力/壓差測量要求65
五、流量測量要求66
六、料位測量要求66
七、分析儀表要求67
八、電氣量與電氣參數要求67
九、執行機構要求67
第三節 SCR脫硝控制系統對控制軟件的要求68
一、一般要求68
二、人機接口69
三、數據通訊系統69
第四節 模擬量控制系統（MCS）70
一、基本要求70
二、具體功能71
三、順序控制系統（SCS)72
第五章 SCR系統的工程改造技術74
第一節 現役機組安裝SCR系統概況74
一、國家環保部對氮氧化物防治的技術路線提議74
二、我國鍋爐系統改造的現狀74
第二節 低氮燃燒系統的改造75
一、氮氧化物生成的四區理論75
二、煤粉鍋爐的NOX排放控制技術76
三、低氮控制措施76
四、防結焦技術措施77
五、低氮燃燒改造原則79
第三節 空氣預熱器的改造79
一、SCR系統中空氣預熱器的配置特點79
二、SCR系統中空氣預熱器的設計配套原則80
第四節 風機系統的改造83
一、在運機組脫硝改造對鍋爐引風機的影響83
二、脫硝改造后引風機運行參數的確定83
三、改造方案確定原則83
四、風機類型的選擇與局部改造84
五、引風機與增壓風機合并改造84
第五節 SCR系統改造中的優化85
一、SCR流體模型與優化調整85
二、SCR反應器流動場、溫度場和反應物濃度分布均勻性的優化85
三、噴氨系統調整86
四、催化反應器相連管道中流動性的調整87
五、催化反應器相連管道中溫度的調整87
六、SCR催化劑的優化87
七、某電廠優化實例88
第六章 SCR脫硝設備調試與竣工驗收90
第一節 SCR脫硝設備的調試90
一、脫硝設備的調試項目90
二、主要調試程序90
三、脫硝設備調試前的主要準備工作91
四、電動機單體運行92
五、冷態調試92
六、熱態調試94
七、調試過程優化95
八、SCR與鍋爐間的熱態擾動試驗95
九、變負荷運行試驗95
十、最大負荷運行試驗95
十一、最小負荷運行試驗96
十二、168h試運行96
十三、試運后消缺96
十四、脫硝設備調試中的常見問題96
第二節 SCR脫硝設備驗收移交98
一、一般性要求98
二、竣工驗收程序98
三、竣工驗收組織98
四、竣工驗收內容98
五、竣工環保驗收99
第三節 SCR脫硝設備性能驗收試驗99
一、前提條件與試驗準備工作99
二、性能考核指標100
三、測試內容與方法100
第七章 SCR脫硝設備運行和事故處理104
第一節 SCR設備運行的一般規定和日常維護要求104
一、一般規定104
二、日常維護要求105
第二節 SCR脫硝系統的運行105
一、SCR反應器的運行105
二、氨站系統的運行106
三、吹灰系統的運行106
四、控制系統的運行107
五、影響SCR脫硝效率的主要因素107
六、延長催化劑使用壽命的措施109
第三節 事故處理原則與緊急停機110
一、事故處理原則110
二、緊急停機110
第四節 脫硝設備運行異常與事故處理111
一、異常情況處理111
二、事故處理114
第八章 SCR脫硝設備維護和檢修117
第一節 SCR脫硝系統的檢查內容117
第二節 SCR脫硝主要設備常見故障與排除118
一、氨區、SCR區轉機設備安裝通病與預防措施118
二、聲波吹灰器常見故障與排除方法118
三、蒸汽吹灰器常見故障與排除方法119
四、氨供應氣動隔絕門故障與排除方法121
五、液氨蒸發系統故障與排除方法121
六、稀釋風機故障與排除方法121
第三節 SCR輔助設備檢修與維護122
一、離心泵檢修122
二、風機檢修124
三、空氣壓縮機維護檢修125
四、煙道擋板維護檢修129
第四節 催化劑的檢修與維護129
一、催化劑部分容易出現的問題129
二、催化劑維護的主要工作130
三、催化劑管理130
第五節 檢修維護工作注意事項131
一、定期檢修131
二、常見維護方案131
附錄133
附錄A 某1000MW機組脫硝運行規程（摘錄，供參考）133
第一部分 脫硝系統133
一、系統概述133
二、系統聯鎖保護與試驗135
第二部分 脫硝氨區138
一、系統概述138
二、主要設備技術參數138
三、工藝流程簡述140
四、主要工藝控制指標140
五、氨區系統聯鎖與保護141
六、投運前準備141
七、系統操作141
八、操作注意事項144
九、系統停運144
附錄B 某600MW機組脫硝檢修規程（摘錄）145
第一部分 設備技術規范145
第二部分 稀釋風機檢修工藝規程148
一、設備技術參數148
二、設備概況149
三、檢修工藝與質量標準149
四、安全、健康、環保要求152
第三部分 聲波吹灰器檢修工藝規程153
一、設備概況153
二、設備技術規范153
三、檢修工藝與質量標準154
四、常見故障分析與排除方法155
五、安全、健康、環保要求156
第四部分 催化劑檢修工藝規程156
一、催化劑概述156
二、設備技術參數156
三、檢修工藝與質量標準157
四、可能降低催化劑性能的機理157
附錄C 某600MW機組脫硝氨區管理制度（摘錄）158
一、主題內容與適用范圍158
二、管理內容158
附錄D 600MW機組氨泄漏事故專項應急預案160
一、總則160
二、氨區設備概述162
三、氨的危險性分析及事故類型162
四、組織機構及其職責165
五、預防與預警166
六、信息報告程序168
七、應急響應168
八、后期處理172
九、培訓與演練172
十、責任追究172
十一、附則173
十二、附件173
附錄E 相關國家法規和技術標準名稱173
參考文獻175
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