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一次儀表在尿素及水解制氨裝置原理和選型分類概述: 在大型燃煤機組反硝化系統(tǒng)中,尿素作為還原劑用于合成氨氣的應(yīng)用日益增多。近年來,尿素水解技術(shù)在大型燃煤機組脫硝中的應(yīng)用越來越普遍。通過了解尿素水解裝置的運行條件和工況,可為選擇合適的儀器及尿素水解裝置的控制方式提供參考。 引言 選擇性催化還原法煙氣脫硝反應(yīng)所需還原劑氨氣的制備方法一般有液氨法、氨水法和尿素法 3 種。氨水由于建造、運行成本高,運輸、卸料、儲存、使用等環(huán)節(jié)均存在安全隱患的原因,自 20 世紀 90 年代以后,已經(jīng)很少被用作脫硝還原劑。目前還原劑主要用液氨或尿素制備,而尿素制氨技術(shù)又分為熱解和水解 2 種工藝路線。該文簡要介紹水解裝置儀表選型及控制回路。 1 尿素水解系統(tǒng)工藝介紹 尿素槽罐車將尿素顆粒輸送到尿素溶解罐里,用除鹽水將尿素溶解成 40% ~ 50% 質(zhì)量濃度的尿素溶液,通過尿素溶解泵輸送到尿素溶液儲罐儲存。儲罐中的尿素溶液經(jīng)由尿素溶液給料泵、計量與分配裝置進入水解模塊生成產(chǎn)物 NH 3 ,H 2 O 和 CO2,產(chǎn)物經(jīng)由氨噴射系統(tǒng)進入 SCR 脫硝系統(tǒng)。典型的尿素水解制氨系統(tǒng)如圖 1 所示。 尿素水解法化學(xué)反應(yīng)式為: CO(NH 2 ) 2 + H 2 O "NH 2 -COO -NH 4 "2NH 3 ↑ +CO 2 ↑。 2 熱控儀表選型 基于尿素水解系統(tǒng)具有高溫、易堵塞、易腐蝕、易結(jié)晶的特點,結(jié)合系統(tǒng)需要和使用條件,儀表選型均選用具有類似工況使用經(jīng)驗的產(chǎn)品,兼考慮經(jīng)濟、可靠、安全、先進。與介質(zhì)接觸的儀表部件采用適合于工作環(huán)境的材質(zhì)。所有顯示儀表刻度單位應(yīng)符合國際單位制工程計量單位。對于作為調(diào)解控制目標的儀表設(shè)備要求冗余設(shè)置,來提高控制的準確性。 2. 1 料位儀表 尿素溶液制備、儲存箱罐液位測量采用磁翻板液位計或雷達液位計,避免罐內(nèi)水蒸氣對液位測量產(chǎn)生影響;尿素水解反應(yīng)器本體內(nèi)尿素溶液液位測量采用帶導(dǎo)波桿的雷達料位計,避免罐內(nèi)沸騰、泡沫對液位測量產(chǎn)生影響,同時配套二次顯示儀表,安裝在罐側(cè),便于就地觀測。 液位計的連接法蘭應(yīng)根據(jù)測量工質(zhì)具有腐蝕、揮發(fā)等特性來選擇材質(zhì),同時要保證連接法蘭的密封性。 2. 2 溫度儀表 遠傳溫度測量選擇雙支熱電阻(PT100),就地溫度顯示采用雙金屬溫度計。為保證密封性,連接方式采用法蘭式,與介質(zhì)接觸的部件采用 316L 材質(zhì),并采用了適合高溫環(huán)境的柔性石墨作為密封墊片。 2. 3 壓力儀表 壓力變送器采用進口智能式變送器。壓力表采用隔膜式不銹鋼壓力表,與介質(zhì)接觸的部件采用316L 材質(zhì)??紤]到尿素介質(zhì)易堵塞、易結(jié)晶的特點,尿素溶液測量采用法蘭式隔膜壓力變送器,尿素水解產(chǎn)品氣的壓力測量采用隔膜密封式壓力變送器。 2. 4 流量測量 尿素溶液流量測量采用電磁流量計,電極材質(zhì)選用 316L 不銹鋼及以上。 2. 5 氨泄漏檢測儀 在尿素水解器區(qū)域設(shè)置氨泄漏檢測儀,檢測是否有產(chǎn)品氣泄漏。 2. 6 執(zhí)行機構(gòu) 考慮到尿素水解產(chǎn)品氣的特性,執(zhí)行機構(gòu)宜選用氣動執(zhí)行機構(gòu),電源選用 24 VDC 供電。 3 尿素水解系統(tǒng)主要控制回路 尿素水解系統(tǒng)主要控制回路有尿素溶液供給調(diào)節(jié)控制、尿素水解產(chǎn)品氣供給調(diào)節(jié)控制和尿素水解蒸汽供給調(diào)節(jié)控制。 3. 1 尿素溶液供給調(diào)節(jié)控制 通過尿素水解器液位來調(diào)節(jié)尿素水解器入口氣動調(diào)節(jié)閥的開度,使尿素水解器的液位保持在設(shè)定值范圍內(nèi)。 3. 2 尿素水解產(chǎn)品氣供給調(diào)節(jié) 通過尿素水解器出口壓力來調(diào)節(jié)尿素水解器出口氣動調(diào)節(jié)閥的開度,使尿素水解器出口壓力恒定在設(shè)定值范圍內(nèi)。 3. 3 尿素水解蒸汽供給調(diào)節(jié)控制 尿素水解蒸汽供給調(diào)節(jié)控制分 2 種,可任意選擇其中一種。 1)通過尿素水解器入口壓力來調(diào)節(jié)蒸汽供給氣動調(diào)節(jié)閥的開度,使尿素水解器入口壓力恒定在設(shè)定值范圍內(nèi)。 2)通過尿素水解器溫度來調(diào)節(jié)蒸汽供給氣動調(diào)節(jié)閥的開度,使尿素水解器溫度恒定在設(shè)定值范圍內(nèi)。 4 結(jié)語 尿素水解技術(shù)在國內(nèi)燃煤發(fā)電廠脫硝中的應(yīng)用越來越多。該文介紹了尿素制氨熱控儀表選型及主要控制回路,僅供脫硝尿素水解制氨裝置儀表選型參考。 ? |