黃佩琴(中國石化上海高橋石油化工有限公司)

質(zhì)量與品牌

煙氣脫硝工程中SCR反應(yīng)器的質(zhì)量控制

黃佩琴(中國石化上海高橋石油化工有限公司)

SCR反應(yīng)器是煙氣脫硝系統(tǒng)的核心設(shè)備，除催化劑影響外，SCR反應(yīng)器是SCR系統(tǒng)性能的決定因素。其過程質(zhì)量控制顯得特別重要,針對結(jié)構(gòu)特點，從工廠預(yù)制和現(xiàn)場安裝兩個方面明確了質(zhì)量控制要點，進(jìn)而保障施工質(zhì)量。

SCR反應(yīng)器;煙氣脫硝;質(zhì)量控制

0 引言

近些年，大型國企對環(huán)境的保護(hù)愈發(fā)重視，煙氣脫硝裝置繼脫硫裝置后成為了中石化自備電廠的不可或缺的組成部分。在眾多的脫硝技術(shù)中， SCR(選擇性催化還原)法是最成功的脫硝技術(shù)之一，目前已成為國內(nèi)外電站廣泛采用的主流脫硝技術(shù)。作為SCR系統(tǒng)的核心設(shè)備，SCR反應(yīng)器的過程質(zhì)量控制顯得特別重要。本文將結(jié)合目前燃煤鍋爐超低排放改造工程對SCR反應(yīng)器的質(zhì)量控制進(jìn)行探討。

1 SCR反應(yīng)器簡介

1.1 SCR反應(yīng)器工藝簡介

作為煙氣脫硝系統(tǒng)的核心設(shè)備，SCR反應(yīng)器的主要功能是保證煙氣均勻流動與通暢，通過承載催化劑，提供空間以保障順利實現(xiàn)脫硝反應(yīng)。除催化劑影響外，SCR反應(yīng)器是SCR系統(tǒng)性能的決定因素。

1.2 SCR反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡介

SCR反應(yīng)器在結(jié)構(gòu)上采用固定床形式,模塊化放置催化劑。SCR反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖如圖1-1所示，通常由外殼、進(jìn)出口煙道、催化劑模塊、支撐結(jié)構(gòu)等組成。反應(yīng)器本體為全鋼焊接結(jié)構(gòu)，采用整體支撐(或懸吊)方式。殼體由起到加強(qiáng)作用的Q235型鋼和Q345B鋼板組成，反應(yīng)器的荷載通過它的兩側(cè)承重墻均勻地分布，向下傳遞。利用反應(yīng)器底座的彈性支座傳遞到SCR鋼構(gòu)架的Q235支撐梁上。該反應(yīng)器催化劑按“2＋1”模式布置，初裝兩層，一層備用，催化劑的型式為蜂窩式催化劑。反應(yīng)器進(jìn)口煙道處設(shè)置了優(yōu)化流場及降低煙氣阻力的導(dǎo)流板。器內(nèi)采用了各種不易積灰的型式加強(qiáng)板及支架，設(shè)置了催化劑安裝門和檢修人孔門。

2 SCR反應(yīng)器施工

2.1 SCR反應(yīng)器工廠制造

反應(yīng)器本體采用整體支撐方式。反應(yīng)器鋼結(jié)構(gòu)宜在工廠分段加工，現(xiàn)場拼接。如有條件應(yīng)盡可能在工廠預(yù)制，保證焊縫質(zhì)量并做相應(yīng)檢測，制作運輸支撐工裝。

反應(yīng)器外殼板材鋼板主要承擔(dān)圍擋作用，承載作用可以忽略，壁厚只需要滿足設(shè)計文件及《火力發(fā)電廠煙風(fēng)煤粉管道設(shè)計技術(shù)規(guī)程》即可，驗收參照圖紙及技術(shù)協(xié)議的要求即可。反應(yīng)器結(jié)構(gòu)型鋼按照GB/T 11263要求驗收。

圖1-1 SCR反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖

下料前應(yīng)檢查實物標(biāo)識是否與質(zhì)保書一致，材質(zhì)、規(guī)格、外觀質(zhì)量是否滿足圖紙與技術(shù)文件要求。特別應(yīng)注意檢查鋼材是否變形，變形矯正不應(yīng)留下超標(biāo)的損傷。

坡口加工一定要按圖紙及焊接工藝執(zhí)行，如坡口有缺陷，必須清除。

反應(yīng)器的焊接及檢測應(yīng)滿足設(shè)計文件和GB 50205-2012要求。反應(yīng)器內(nèi)與承重梁及支撐柱對接焊縫質(zhì)量等級為一級，進(jìn)行100%射線探傷，II及合格；當(dāng)射線檢測不能實現(xiàn)時采用超聲波檢測，II及合格；反應(yīng)器壁板縱橫焊縫做煤油滲透檢測，無滲透為合格。

反應(yīng)器有效高度檢查，反應(yīng)器有效高度是根據(jù)催化劑模塊高度、模塊層數(shù)、層間凈高、吹灰裝置、煙氣整流格珊、催化劑備用層高度等因素綜合考慮確定的，只有保證有效高度，才能保證最佳的脫硝效率。

反應(yīng)器入口導(dǎo)流板長度、板夾角及間距檢查，確保煙氣的流場均勻分布。反應(yīng)器出口應(yīng)設(shè)收縮段，其傾斜角度能避免該處積灰。

反應(yīng)器中段殼體截面尺寸檢查，以確保催化劑的順利安裝、NOX/NH3混合效果、煙氣速度均勻分布等。

反應(yīng)器殼體與加強(qiáng)型鋼連接結(jié)構(gòu)檢查，避免不合理的剛性連接結(jié)構(gòu)產(chǎn)生巨大的溫差應(yīng)力。重點檢查承擔(dān)反應(yīng)器及附屬設(shè)備自重、煙氣壓力等各種載荷的型鋼加強(qiáng)筋。

反應(yīng)器內(nèi)部支撐梁檢查，由于內(nèi)部支撐梁承載著質(zhì)量較大的催化劑模塊，其質(zhì)量需要重點關(guān)注。內(nèi)支撐梁加工成型后應(yīng)平臺上進(jìn)行翹曲變形檢查。

反應(yīng)器柱系檢查，反應(yīng)器的柱系支撐著整個反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)，是重點檢查的部件，其中立柱支撐點的焊接需要重點關(guān)注，避免局部應(yīng)力過大及應(yīng)力不連續(xù)現(xiàn)象的產(chǎn)生。設(shè)置在催化劑上方的整流裝置，保證煙氣流場滿足催化劑入口要求。

在反應(yīng)器側(cè)壁設(shè)置催化劑安裝門和檢修人孔門。

反應(yīng)器內(nèi)催化劑的支架可兼作催化劑安裝時的滑行導(dǎo)軌，也可采用專用小車或其他方式裝填或更換催化劑。

反應(yīng)器本體外周設(shè)平臺作為人行通道，平臺宜采用格柵形式，平臺根據(jù)需要考慮裝填或更換催化劑時荷載。

2.2 SCR反應(yīng)器現(xiàn)場安裝

反應(yīng)器吊裝前首先應(yīng)對部件進(jìn)行檢查，核實是否存在折彎、變形、漏焊及油漆脫落等問題。所有問題應(yīng)在吊裝前處理完畢。

反應(yīng)器墻板拼裝時應(yīng)按照廠家拼裝示意圖執(zhí)行，拼裝時應(yīng)首先確定平臺拼裝定位基準(zhǔn)線，保證主要外形尺寸、對角線尺寸、平直度等符合圖紙要求，合理安排施焊順序，預(yù)防變形。

反應(yīng)器結(jié)構(gòu)單元依次安裝過程中要嚴(yán)格控制偏差，保證累積偏差不超標(biāo)。

支撐梁檢查：標(biāo)高±3mm允差，中心線位置對角線檢查±10mm允差，水平度不超過3mm允差，各層支撐梁垂直間距±2mm允差，水平間距±5mm允差。

軌道安裝檢查：標(biāo)高±3mm允差，位置不超過3mm允差。

針對催化劑的安裝檢查：模塊之間的底部密封和模塊與支撐之間、模塊之間頂部的密封和模塊與器壁應(yīng)進(jìn)行密封光線檢查。頂部密封板坡度不小于45°，以防積灰。高度允差10mm以內(nèi)，水平允差15mm以內(nèi)。

催化劑的安裝應(yīng)保證煙氣不出現(xiàn)跑漏現(xiàn)象，即繞開催化劑，直接由出口煙道排出。

3 結(jié)語

根據(jù)SCR反應(yīng)器結(jié)構(gòu)特點，提出相應(yīng)的質(zhì)量控制要點對工廠預(yù)制和現(xiàn)場安裝過程進(jìn)行監(jiān)督檢查，將有力的保障施工質(zhì)量，為脫硝反應(yīng)的順利進(jìn)行創(chuàng)造條件，保障整個煙氣脫硝工程達(dá)到既定目標(biāo)。

[1]HJ562-2010,火電廠煙氣脫硝工程技術(shù)規(guī)范選擇性催化還原法[S].

[2]馮立波.燃煤電廠SCR反應(yīng)器設(shè)計優(yōu)化探討[J].電力科技與環(huán)保,2016(2):12-14.

[3]孫克勤,鐘秦,徐延忠.大型高溫選擇性還原反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計[J].動力工程學(xué)報,2007,27(3):432-437.

[4]何佳陽.大中型機(jī)組脫硝SCR反應(yīng)器布置方案的選擇[J].科技風(fēng),2013(18):43-43.

[5]軒轅詩威,周成立.哈鍋SCR反應(yīng)器鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計簡介[C]//中國鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會鍋爐鋼結(jié)構(gòu)分會論文集,2009.

黃佩琴，中國石化上海高橋石油化工有限公司。