發(fā)電分公司#1、#2鍋爐脫硝技術(shù)改造可行性研究報告

1、xx電力xx發(fā)電分公司#1、#2鍋爐脫硝技術(shù)改造可行性研究報告 xx環(huán)境保護研究院 xx電力xx發(fā)電分公司二一一年十一月目 錄1 前言11.1 nox減排背景11.2 電廠概況21.3 工程建設(shè)必要性21.4 研究范圍21.5研究依據(jù)21.6 主要設(shè)計原則32 項目概況42.1建設(shè)條件42.2 鍋爐基本情況52.3 系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備163 脫硝工程技術(shù)方案的選擇203.1 建設(shè)規(guī)模203.2 脫硝技術(shù)介紹203.3煙氣脫硝技術(shù)的選擇原則283.4 針對xx電廠的脫硝改造方案293.5 脫硝還原劑方案的選擇414 技術(shù)改造對其他系統(tǒng)的影響484.1 鋼架與基礎(chǔ)改造方案484.2 脫硝系統(tǒng)對空預(yù)器的影

2、響484.3 引風(fēng)機的影響544.4除灰系統(tǒng)的影響554.5 控制系統(tǒng)的影響554.6 對電氣系統(tǒng)的影響564.7對全廠公用系統(tǒng)的影響564.8 對勞動安全、環(huán)境保護的影響575 節(jié)能環(huán)保與社會效益585.1 能耗分析585.2 節(jié)能措施綜述585.3 環(huán)境與社會效益585.4 改造工程環(huán)境保護596 勞動安全與職業(yè)衛(wèi)生606.1 系統(tǒng)存在的安全問題606.2 安全防治措施606.3 勞動與保護617 項目實施及輪廓進度627.1 項目實施條件627.2 項目實施辦法627.3 項目實施輪廓進度628改造、運行和維護費用(方案一)638.1投資估算及成本638.2 財務(wù)評價679改造、運行和維

3、護費用(方案二)679.1投資估算及成本679.2 財務(wù)評價6710 結(jié)論6711 可研報告附件67附件一 ：脫硝工程可研附圖671 前言1.1 nox減排背景近年來，我國經(jīng)濟快速發(fā)展，電力需求和供應(yīng)持續(xù)增長。截至2010年底，全國火電裝機容量為7.07億千瓦，占全國總裝機容量的73%，火電發(fā)電量約占全部發(fā)電量的80%以上，消耗燃煤16億噸。每燃燒一噸煤炭，約產(chǎn)生530kg氮氧化物。 據(jù)中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會組織的中國火電廠氮氧化物排放控制技術(shù)方案研究報告的統(tǒng)計顯示，2007年火電廠排放的nox總量已增至840萬噸，約占全國nox排放總量的3540%。 在普遍安裝高效率脫硫裝置后，電站鍋爐排放的no

4、x已成為主要的大氣污染固定排放源之一。為了貫徹中華人民共和國大氣污染防治法，改善大氣環(huán)境質(zhì)量，保護生態(tài)環(huán)境，建設(shè)可持續(xù)發(fā)展經(jīng)濟，實現(xiàn)十一五規(guī)劃目標(biāo)，對于氮氧化物排放巨大的火電行業(yè)，采取節(jié)能減排措施進行污染控制已是迫在眉睫：1) 國家與部分地方政府針對火電行業(yè)制定了日趨嚴厲的大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，要求采取措施進行污染治理。為更好地適應(yīng)“十二五”環(huán)境保護工作的新要求，環(huán)境保護部在總結(jié)實踐經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，對火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（gb13223-2003）進行了修訂，新標(biāo)準(zhǔn)將自2012年1月1日起實施。新版火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（二次征求稿）要求2003年12月31日前投產(chǎn)的燃煤鍋爐必須達到200m

5、g/m3的nox排放標(biāo)準(zhǔn)。同時根據(jù)xx電廠更加嚴格的排放要求，鍋爐nox排放濃度須達到100mg/m3以下。2) 污染排放費已成為補償治理成本的重要手段。現(xiàn)行排污費征收標(biāo)準(zhǔn)管理辦法國務(wù)院令字第369號執(zhí)行nox“零排放”收費政策，按0.63元/污染當(dāng)量收費。相比于美國約11元人民幣/kg的nox收費標(biāo)準(zhǔn)，國內(nèi)nox排放收費標(biāo)準(zhǔn)可能還會大幅度提高。1.2 電廠概況xx電力xx發(fā)電分公司（簡稱：xx電廠）#1、#2鍋爐容量為2350mw。鍋爐為1205t/h三菱mb-frr 亞臨界、一次中間再熱、單爐膛、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、輻射、強制循環(huán)汽包型燃煤露天鍋爐，該爐為倒“u”型布置。鍋爐最高nox排放

6、濃度約為698.4 mg/m3（標(biāo)態(tài)、干基、6%o2）。1.3 工程建設(shè)必要性為滿足國家火電廠大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn)（gb13223-2011）排放標(biāo)準(zhǔn)的要求實現(xiàn)達標(biāo)排放，為完成國家和公司“十二五”環(huán)保減排任務(wù)，根據(jù)xx電廠脫硝建設(shè)指導(dǎo)意見的要求，xx電廠2350mw機組進行脫硝工程改造是十分必要的。1.4 研究范圍1.4.1研究范圍參照火力發(fā)電廠可行性研究報告內(nèi)容深度規(guī)定（dlgj-97）和比照火力發(fā)電廠可行性研究報告內(nèi)容深度煙氣脫硫部分暫行規(guī)定（dlgj138-1997）的要求，本脫硝工程可行性研究的范圍主要包括：(1)脫硝工程的建設(shè)條件； (2)脫硝工程煙氣脫硝工藝方案的選擇；(3)脫硝工程改

7、造對其他系統(tǒng)的影響(4)勞動安全與職業(yè)衛(wèi)生(5)安裝與施工計劃(6)節(jié)能環(huán)保與社會效益(7)脫硫工程投資估算及運行成本分析；(8)脫硫工程技術(shù)與技術(shù)經(jīng)濟分析；1.5研究依據(jù)1)火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)gb13223（二次征求意見稿）。2)xx電廠提供的#1、#2鍋爐設(shè)計資料和相關(guān)測試試驗報告。3)現(xiàn)行的國家及部頒行業(yè)有關(guān)規(guī)程，規(guī)定和規(guī)范。1.6 主要設(shè)計原則脫硝工程的設(shè)計原則如下： （1）按照安全、可靠、經(jīng)濟、適用的原則，進行多方案的選擇、比較，選用技術(shù)先進、工藝成熟、運行可靠的煙氣脫硝工藝技術(shù)；（2）煙氣脫硝系統(tǒng)布置滿足系統(tǒng)整體布置要求；確保脫硝系統(tǒng)工作時不影響鍋爐的正常運行；（3）脫硝工藝

8、的選擇及設(shè)備布置充分考慮現(xiàn)場條件，公用工程考慮其它機組脫 硝改造的發(fā)展；（4）脫硝工藝應(yīng)盡可能節(jié)約能源，盡可能降低脫硝系統(tǒng)的投資與運行費用，減少占地；（5）采用成熟、可靠的控制系統(tǒng)，逐步實現(xiàn)科學(xué)化、自動化管理，盡量減輕勞動強度。（6）本次脫硝改造工程，包括#1、#2爐的脫硝系統(tǒng)及裝置，4臺爐的公共液氨區(qū)系統(tǒng)及裝置（以下簡稱脫硝系統(tǒng)），并預(yù)留#3、#4爐脫硝改造公用系統(tǒng)接口。（7）#1、#2機組煙氣脫硝改造按照總體脫硝效率86%進行設(shè)計，催化劑按“21”模式布置，初裝兩層。使用“低氮燃燒器scr”工藝或者“scr”工藝將nox排放濃度控制到100mg/m3以下。（8）脫硝裝置設(shè)置進、出口擋板門及

9、煙道旁路。（9）scr系統(tǒng)機組側(cè)scr_dcs采用與機組dcs相同的硬件設(shè)備作為過程控制站，每臺機組設(shè)置一套獨立控制站，新增操作員臺、工程師站等。氨區(qū)采用與化學(xué)水網(wǎng)公用plc系統(tǒng)相同的硬件設(shè)備作為過程控制站，作為機組公用系統(tǒng)plc的功能控制站，作為一個獨立控制站與相應(yīng)機組公用系統(tǒng)的plc聯(lián)網(wǎng)。新增操作員臺、工程師站等，放置于化學(xué)水網(wǎng)中心。（10）本項目工藝水、儀表空氣、雜用空氣和加熱蒸汽從鍋爐系統(tǒng)現(xiàn)有管線就近接入。（11）還原劑儲存與制備單元涉及到消防、暖通等的可研（消防可研現(xiàn)在同步完成，請追加），而scr區(qū)域暫認為在鍋爐消防控制范圍內(nèi)，不做消防的設(shè)計考慮。2 項目概況2.1建設(shè)條件2.1.1

10、 地理位置xx電廠位于山西省運城地區(qū)xx市西北約5km的西辛封村以北，西北距禹門口約5km，廠址東臨侯（馬）西（安）鐵路及晉（城）禹（門）公路（108國道），南面侯（馬）禹（門口）高速離廠僅1km，西靠河灘紗丘區(qū)防護林帶，北為農(nóng)田。 廠址位于山西運城地區(qū)xx市境內(nèi)汾河與黃河交匯處附近的黃河?xùn)|岸三級階地上，廠區(qū)地勢開闊平坦，地勢東西低，中間高，南北平緩，自然坡度12%，局部坡度5%，地面標(biāo)高392.0414.0（黃海高程）。2.1.2 工程地質(zhì)廠址西距黃河堤約1km，場地標(biāo)高高于黃河百年一遇洪水位21.5125.68m，不受山洪及黃河洪水威脅。整個廠區(qū)地處同一地貌單元，但稍有差異，東部大多為沖洪

11、積黃土狀亞粘土，而西部邊緣則為現(xiàn)代風(fēng)成半固定砂丘區(qū)。廠區(qū)地下水屬第四系孔隙潛水型。含水層厚度一般大于30m，主要由粉細砂、中砂和卵石構(gòu)成。勘探結(jié)果表明，地下水靜止水位埋深一般為2532m之間，其標(biāo)高在372.00374.00m之間，年變化幅度僅12m。廠區(qū)地下水對混凝土和鋼筋無侵蝕性。建筑場地類別為ii類。廠址地震基本烈度為7度；50年超越概率10%、地震動峰加速度0.17g，地震動反應(yīng)特征周期為0.4s。2.1.3 交通運輸情況電廠東臨侯（馬）西（安）鐵路及晉（城）禹（門）公路（108國道），南面侯（馬）禹（門口）高速離廠僅1km，交通比較便利。 2.1.4 氣象條件電廠所屬地區(qū)屬晉陜黃土高

12、原，屬暖溫帶大陸性氣候，受季風(fēng)影響，一年四季分明，夏季炎熱多雨，冬季寒冷多風(fēng)，春季干旱，秋季陰濕，春溫高于秋溫。 電廠廠址多年主要氣象要素如下： 多年平均相對濕度60% 實測最大風(fēng)速24m/s 50年一遇10分鐘平均最大風(fēng)速(距地面10米高) 32m/s 多年平均大氣壓964.8hpa 多年平均氣溫13.5 多年極端最高氣溫42.5 多年極端最低氣溫-19.9 多年平均年降雨量489.5mm 多年平均風(fēng)速2.0m/s 最大風(fēng)速(定時最大)24m/s 最大積雪深度150mm 最大凍土深度610mm 最高風(fēng)速（30年一遇，十分鐘）30m/s 主導(dǎo)風(fēng)向 e 2.1.5 公用工程狀況煙氣脫硝工程所需的

13、工業(yè)水、電、壓縮空氣等公用工程設(shè)施和輔助生產(chǎn)設(shè)施（消防、分析化驗、環(huán)保、安全急救等），依托xx電廠現(xiàn)有設(shè)施的富余能力，不新增設(shè)施。本裝置區(qū)工業(yè)水、儀表空氣與操作空氣均從鍋爐系統(tǒng)就近接入。所需蒸汽就近在蒸汽管網(wǎng)接入。2.2 鍋爐基本情況2.2.1 簡介xx2x350mw配套鍋爐為1205t/h三菱mb-frr 亞臨界、一次中間再熱、單爐膛、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、輻射、強制循環(huán)汽包型燃煤露天鍋爐，該爐為倒“u”型布置，設(shè)計燃用山西臨汾洗中煤與牢寨原煤以3：2比例混合的煤種。爐膛出口煙溫：986燃燒器布置于爐膛四角，采用四角切圓燃燒方式，假想切圓直徑為1470mm、1327mm，整組燃燒器為一、二次風(fēng)

14、間隔布置。為降低nox的生成，采用了三菱pm(pollution minimum)煤粉燃燒器，對煤粉進行濃淡分離，在燃燒器頂部分別布置了一層ofa噴咀和兩層aa(additional air)風(fēng)噴咀。整組燃燒器可上下擺動25。鍋爐自下而上設(shè)有a、b、c、d四層共16只煤粉燃燒器及ab、cd兩層共八只油槍，每只燃燒器(油和煤)均裝有獨立的火焰檢測器。油槍采用蒸汽霧化，最大出力為30%bmcr，供鍋爐啟動及穩(wěn)定燃燒的使用，每只油槍均配有高能電子點火器。鍋爐水循環(huán)的設(shè)計采用了強制循環(huán)鍋爐技術(shù)，在爐膛的高熱負荷區(qū)使用了抑制膜態(tài)沸騰性能優(yōu)異的內(nèi)螺紋管。三臺爐水泵由日本torishima(酉島)公司采用k

15、sb技術(shù)制造，泵的流量2050 m3/h，兩臺泵運行可帶100%bmcr。蒸發(fā)受熱面采用膜式水冷壁結(jié)構(gòu)，以保證爐膛嚴密性。采用無縫鋼管和內(nèi)螺紋管，爐膛四壁的管子外徑均為45.0mm。水包代替全部下聯(lián)箱，前后水冷壁下部組成內(nèi)80度的v型爐底。水冷壁上聯(lián)箱有40根168.3mm的導(dǎo)汽管與汽包相聯(lián)，4根406.4mm的集中下降管匯集于508mm的爐水泵入口聯(lián)箱。為了控制每根水冷壁管的流量以及相應(yīng)的出口含汽率和膜態(tài)沸騰的裕度，確保水冷壁的安全，每根水冷壁管均裝有不同孔徑的節(jié)流孔板。汽包筒體長15.84m，總長度18.04m，上半部分內(nèi)徑為1669mm，下半部內(nèi)徑為1675mm。由于采用爐水泵后循環(huán)系統(tǒng)

16、各部分允許有較高的阻力，汽包內(nèi)設(shè)有夾層結(jié)構(gòu)并使用高效旋風(fēng)分離器，這樣，汽包長度大大縮短且汽包上下壁溫一致，金屬耗量減少，啟停速度加快。為提高主蒸汽、再熱蒸汽溫度對燃燒器擺角變化的敏感性，大部分過熱器和再熱器布置在高煙溫區(qū)，在爐膛上部前墻和上部側(cè)墻布置了壁式再熱器。這樣使鍋爐結(jié)構(gòu)簡化、汽溫特性平坦。設(shè)有三級過熱器，一級過熱器位于尾部煙道省煤器的上方，二、三級過熱器布置于爐膛頂部高煙溫區(qū)。過熱汽溫采用二級噴水減溫控制，減溫器分別布置于二級過入口及出口，二級過出口至三級過入口進行一次交叉，以減少左右側(cè)汽溫偏差。設(shè)有三級再熱器，一級再熱器為壁式再熱器布置在爐膛上部，二級再熱器布置于爐膛折焰角上方，三級

17、再熱器置于水平煙道，位于后墻懸吊管與后墻屏之間。為減小再熱蒸汽的流動阻力和壓降，二、三級再熱器之間無聯(lián)箱。再熱蒸汽溫度通過改變?nèi)紵鲾[角來調(diào)節(jié)，再熱器入口設(shè)有噴水減溫器作為事故備用。爐頂及尾部煙道敷設(shè)了輕型爐墻，采用懸吊結(jié)構(gòu)，設(shè)置了包覆過熱器，所有包覆過熱器均采用了膜式結(jié)構(gòu)，以提高鍋爐密封性能。所有受熱面采用順列布置，為防止結(jié)渣和積灰，前后屏過熱器分別采用了2088mm和522mm的特寬節(jié)距，煙氣溫度較高的二、三級再熱器和過熱器也采用了較寬的節(jié)距。整個對流受熱面還布置了20臺吹灰器。省煤器為順列逆流非沸騰式，布置于尾部煙道內(nèi)，由水平蛇形管和垂直懸吊管組成。垂直懸吊管用于承受省煤器及一級過熱器的

18、全部重量。蛇形管采用45mm的螺旋鰭片管共330根，懸吊管采用165根57.1mm和165根50.8mm的鋼管。鍋爐配有兩臺50%bmcr容量，三分倉受熱面轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的空氣預(yù)熱器。轉(zhuǎn)子直徑10.8m，高度2.6m，整個轉(zhuǎn)子用徑向隔板分成48個扇形框架?？諝忸A(yù)熱器冷端采用耐腐蝕的考登鋼制成的雙波紋板，可進行更換，熱端采用炭素鋼，空預(yù)器的二次風(fēng)入口還裝有暖風(fēng)器，以防止空預(yù)器冷端腐蝕。為減少空氣預(yù)熱器泄漏造成壓力下降、效率降低，采用了豪登公司的最新防止泄漏措施：1) 采用增加密封條數(shù)；2)采用單葉密封條。每臺空預(yù)器的低溫?zé)煔鈧?cè)裝有一臺擺動式吹灰器。兩臺爐還配備了一套固定式水洗裝置，可實施沖洗水的升壓、

19、加熱和加藥處理，對預(yù)熱器及其它受熱面進行徹底的水沖洗，提高運行經(jīng)濟性?？疹A(yù)器配有一臺電動馬達，作為正常時驅(qū)動馬達，一臺氣動馬達作為事故備用。電動、氣動馬達均裝于空預(yù)器上軸承頂部?？疹A(yù)器二次風(fēng)側(cè)還裝有火警探頭?？疹A(yù)器煙、風(fēng)側(cè)均配有消防水管，供空預(yù)器發(fā)生火災(zāi)時使用。采用正壓冷一次風(fēng)直吹式制粉系統(tǒng)，一次風(fēng)機采用兩臺60%容量高效離心式風(fēng)機，接于送風(fēng)機出口。原煤倉采用鋼制結(jié)構(gòu)的圓筒倉，內(nèi)襯不銹鋼板，出口漏斗為圓錐形。給煤機為美國stock公司制造的eg-2690型電子稱重式皮帶給煤機，實現(xiàn)高精度煤量稱量(0.5級)，采用正壓密封式、無級變速，同時給煤機還設(shè)有斷煤信號和自校驗裝置。每臺鍋爐配有四臺美國福

20、斯特惠勒公司生產(chǎn)的fw-d11d型的雙進雙出鋼球磨，磨制設(shè)計煤種時，四臺磨煤機運行可帶120%bmcr。風(fēng)煙系統(tǒng)按平衡通風(fēng)設(shè)計，送風(fēng)機與一次風(fēng)機采用串接系統(tǒng)，每臺爐配250%容量動葉可調(diào)軸流式送風(fēng)機和250%容量變頻離心式引風(fēng)機。送風(fēng)機設(shè)有獨立的控制/潤滑油系統(tǒng)。最低穩(wěn)燃負荷(無油助燃)：40%bmcr/482t/h鍋爐燃用設(shè)計煤種時，四臺磨煤機總出力能滿足鍋爐b-mcr工況燃煤量的120%，當(dāng)燃用低值校核煤種時，四臺磨煤機總出力能滿足鍋爐b-mcr工況的燃煤量。2.2.2性能參數(shù)2.2.2.1 鍋爐額定參數(shù)：名 稱控 制 負 荷40%mcr50%mcr70%mcr100%mcr100%ecr

21、汽輪機主汽門前壓力(表壓)mpa12.8512.8516.6716.6716.67過熱器出口蒸汽壓力(表壓)mpa13.0013.0817.0117.3617.22過熱器出口蒸汽溫度541541541541541汽輪機主汽門蒸汽溫度538538538538538主汽流量t/h482518.8790.512051076.8再熱器出口蒸汽流量t/h399.2493.5647.5943.0848.5再熱器出口蒸汽溫度541541541541541再熱器出口蒸汽壓力(表壓)mpa1.772.182.994.173.75機中壓聯(lián)合汽門蒸汽壓力(表壓)mpa1.722.122.914.063.66機中壓聯(lián)

22、合汽門蒸汽溫度538538538538538省煤器出口過?？諝庀禂?shù)%44403525252.2.2.2 計算空氣、煙氣量(kg/s)名 稱控 制 負 荷40%mcr50%mcr70%mcr100%mcr100%ecr空預(yù)器進口一次風(fēng)量40.447.053.464.061.7空預(yù)器出口二次風(fēng)量156.8178.4257.6312.2279.6空預(yù)器出口一次風(fēng)量22.228.835.245.643.4空預(yù)器進口二次風(fēng)量158.0180.0226.1308.1276.1一次空氣混合空氣量29.446.148.963.462.8二次空氣到煙氣4.34.75.46.76.2一次空氣到煙氣15.115.1

23、15.315.715.6一次空氣到二次空氣3.13.12.92.62.7總漏風(fēng)量19.419.820.722.421.8燃燒器風(fēng)箱入口空氣量158180226.1308.1276.1爐膛出口煙氣量209.5249.9324.5407.3372.2省煤器進口煙氣量209.5249.9324.5407.3372.2預(yù)熱器出口煙氣量228.9269.7345.2429.7394預(yù)熱器進口煙氣量209.5249.9324.5407.3372.2燃煤量t/h69.785.5114.3153.5140.4預(yù)熱器出口煙氣含塵量g/h320.421.121.822.822.8過熱器減溫水量t/h93.1106

24、.1107.417.276.0再熱器減溫水量t/h000002.2.2.3 蒸汽和水的壓力/壓降：mpa(表壓)/mpa名 稱控 制 負 荷40%mcr50%mcr70%mcr100%mcr100%ecr過熱器總壓降0.170.260.420.910.74一級過熱器總壓降0.020.030.050.080.08二級過熱器總壓降0.050.070.110.230.19三級過熱器總壓降0.040.060.100.180.15汽包壓力13.213.317.418.318.0省煤器壓降(不含靜壓)0.020.030.060.150.12省煤器入口至汽包靜壓表0.140.130.130.120.12再熱

25、器入口壓力1.842.273.114.343.91一級再熱器壓降0.020.020.030.040.04二級再熱器壓降0.010.020.030.040.04三級再熱器壓降0.040.040.060.090.08再熱器總壓降0.070.090.120.170.16再熱器出口壓力1.772.182.994.173.752.2.2.4 給水溫度()名 稱控 制 負 荷40%mcr50%mcr70%mcr100%mcr100%ecr省煤器入口237250270292285省煤器出口2812883003123082.2.2.5煙氣溫度()名 稱控 制 負 荷40%mcr50%mcr70%mcr100%

26、mcr100%ecr爐膛出口835868941986983二級再熱器進/出口835/704868/734941/790986/841983/832三級再熱器進/出口696/636727/661788/710834/750825/740一級過熱器入口609635684721711一級過熱器出口387391406412410省煤器入口/出口387/287391/298406/321412/349410/341預(yù)熱器進口(未修正)287298321349341預(yù)熱器出口(未修正)106107110121119預(yù)熱器出口(對漏風(fēng)修正)981001041151142.2.2.6 煙氣流速(m/s)名 稱

27、控 制 負 荷40%mcr50%mcr70%mcr100%mcr100%ecr三級過熱器4.25.16.98.98.2二級再熱器4.65.77.7109.1三級再熱器4.85.87.910.39.3一級過熱器5.26.38.410.79.7省煤器3.94.86.38.07.2預(yù)熱器4.45.36.98.88.02.2.2.7空氣溫度()名 稱控 制 負 荷40%mcr50%mcr70%mcr100%mcr100%ecr送風(fēng)機進口空氣13.113.113.113.113.1送風(fēng)機出口空氣1717171717暖風(fēng)器出口空氣3424211717預(yù)熱器出口二次風(fēng)241257270290286一次風(fēng)機進

28、口風(fēng)13.113.113.113.113.1預(yù)熱器出口一次風(fēng)2352512612752732.2.2.8 空氣壓降(pa)名 稱控 制 負 荷40%mcr50%mcr70%mcr100%mcr100%ecr送風(fēng)機入口消音器壓降149169244294264送風(fēng)機到予熱器壓降(含暖風(fēng)器)198221308365333預(yù)熱器二次風(fēng)側(cè)壓降230276506736644二次風(fēng)擋板和通道壓降99117180223194空氣測量裝置不可逆損失燃燒器風(fēng)箱到爐膛壓降981981981981981送風(fēng)機進口到爐膛進口16571764221925992416一次風(fēng)機到予熱器進口(含消音器)438521544647

29、645預(yù)熱器一次風(fēng)側(cè)壓降143186227294280一次風(fēng)擋板和通道壓降672727736785783一次風(fēng)機進口到磨煤機12531434150717261708磨煤機壓降37273727372737273727磨煤機出口到燃燒器壓降37763687431545904423一次風(fēng)機進口到爐膛壓降875688489549100439858空氣測量裝置壓降一次風(fēng)測量裝置不可逆損失2.2.2.9 煙氣壓降(pa)名 稱控 制 負 荷40%mcr50%mcr70%mcr100%mcr100%ecr爐膛壓力-98-98-98-98-98二級過熱器管束二級/三級再熱器管束一級過熱器管束147196304

30、451383一級再熱器管束末級過熱器管束省煤器預(yù)熱器煙氣側(cè)(含擋板)262349523785654燃燒器到預(yù)熱器出口536820123919321645空預(yù)器出口至除塵器進口2737588875靜電除塵器90123195294248除塵器出口到煙囪206284471700628混合流量測量裝置壓降2.2.2.10 損失與效率(%)名 稱控 制 負 荷40%mcr50%mcr70%mcr100%mcr100%ecr干煙氣損失3.634.074.224.584.49空氣中水分損失(13.1時,濕度為60%)0.030.040.040.050.05未完全燃燒熱損失1.451.451.451.451.

31、45輻射損失0.410.340.250.190.20不可計損失0.350.350.350.350.35制造裕量損失0.500.500.500.500.50總損失6.376.756.817.127.04效率93.6393.2593.1992.8892.96預(yù)計鍋爐散熱損失：6.0106kj/h(包括鍋爐、熱空氣和煙道的輻射及對流損失)。2.2.2.11 熱量(kj/s)名 稱控 制 負 荷40%mcr50%mcr70%mcr100%mcr100%ecr主蒸汽熱量324,000395,000520,700704,000640,900再熱蒸汽熱量55,80068,80098,700125,90011

32、8,700鍋爐熱輸出379,800463,800619,400829,900759,700燃料輸入熱401,400492,400658,200885,300809,100爐膛容積熱負荷kj/m3.h190,800234,100313,000421,000384,700投影面熱負荷kj/m2.h569,100698,100933,2001,255,2001,147,200爐膛斷面熱負荷kj/m2.h8,028,0009,486,40013,164,00017,706,00016,182,000燃燒區(qū)熱強度kj/m2.h1,784,0002,188,4002,925,3003,934,6003,5

33、96,000最大連續(xù)蒸發(fā)量：1205t/h過熱器出口壓力：17.36mpa過熱器出口溫度：541再熱器蒸汽流量：943t/h再熱器進/出口壓力：4.34/4.17mpa再熱器進/出口溫度：338/541給水溫度：292排煙溫度：115鍋爐效率(以低值發(fā)熱量為準(zhǔn))：92.96%2.2.3燃料特性2.2.3.1鍋爐燃煤煤質(zhì)每臺爐耗煤量約153.5t/h，兩爐共約307t/h。名 稱 及 符 號單位設(shè)計煤種試驗煤質(zhì)1試驗煤質(zhì)2試驗煤質(zhì)3工業(yè)分析收到基水分 war%5.747.505.808.00收到基灰分 aar%30.8833.0434.9531.03收到基低位發(fā)熱量 qnet,arkj/kg20

34、941190601907019580元素分析收到基碳 car%54.4450.3349.9250.56收到基氫 har%2.962.792.542.78收到基氧 oar%4.472.623.173.64收到基氮 nar%0.960.700.690.70收到基硫 sar%0.552.992.963.27鍋爐設(shè)計耗煤量t/h153.5165.62.2.3.2灰成分分析項 目符 號單 位設(shè)計煤種試驗和實際煤種試驗和實際煤種的灰灰成份分析二氧化硅sio2%52.7144.8653.45三氧化二鋁al2o3%34.4132.1930.24三氧化二鐵fe2o3%4.097.26.7.50氧化鈣cao%2.

35、353.223.20氧化鎂mgo%0.650.590.64氧化鈉na2o%0.470.280.26氧化鉀k2o%1.051.361.37二氧化鈦tio2%1.161.291.15三氧化硫so3%1.002.940.182.3 系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備2.3.1原空預(yù)器參數(shù)鍋爐機組每爐原設(shè)計均配備兩臺howden公司生產(chǎn)的28.5vnt-1480型三分倉受熱面回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器。項目scr 改造前空預(yù)器類型三分倉回轉(zhuǎn)式換熱元件規(guī)格參數(shù)熱端2.78 du/0.6mm/1150mm中溫端無冷端2.78 du/0.8mm/330mm名 稱單位設(shè)計值設(shè)計值試驗值推薦值負荷mw380350330380空預(yù)器入口煙氣體積

36、流量(濕態(tài))knm3/h109099711381138空預(yù)器入口煙氣質(zhì)量流量(濕態(tài))t/h1463133815281528空預(yù)器出口煙氣體積流量(濕態(tài))knm3/h1144104611991199空預(yù)器出口煙氣質(zhì)量流量(濕態(tài))t/h1535140416091609空預(yù)器入口煙氣體積流量(干態(tài))knm3/h105096010941094空預(yù)器入口煙氣質(zhì)量流量(干態(tài))t/h1409128814691469空預(yù)器出口煙氣體積流量(干態(tài))knm3/h1103100911551155空預(yù)器出口煙氣質(zhì)量流量(干態(tài))t/h1480135415501550空預(yù)器出口煙氣溫度121119135.2121空預(yù)器煙

37、氣側(cè)阻力pa1932164515001932空預(yù)器入口一次風(fēng)溫度13131313空預(yù)器出口一次風(fēng)溫度275273252275空預(yù)器入口一次風(fēng)質(zhì)量流量t/h230.4222.12空預(yù)器出口一次風(fēng)質(zhì)量流量t/h164.16156.24空預(yù)器一次風(fēng)側(cè)阻力pa29428016801680空預(yù)器入口二次風(fēng)溫度13131313空預(yù)器出口二次風(fēng)溫度290286272290空預(yù)器入口二次風(fēng)質(zhì)量流量t/h1109.16993.96空預(yù)器出口二次風(fēng)質(zhì)量流量t/h1123.921006.56空預(yù)器二次風(fēng)側(cè)阻力pa7366449809802.3.2 原引風(fēng)機參數(shù)原引風(fēng)機型式及配置(bmcr)風(fēng)量m3/s264.18風(fēng)

38、壓pa3515入口煙氣負壓pa2700入口煙氣溫度133電動機功率kw1074.52.4脫硝裝置入口參數(shù)1）脫硝系統(tǒng)入口煙氣參數(shù)見下表：項 目單位鍋爐bmcr工況設(shè)計煤種實際煤種干煙氣量（實際最大工況）knm3/h1092.61135濕煙氣量（實際最大工況）knm3/h10071180煙氣組成（折合成6%o2）co2vol%14.614.6o2vol%4.24.2n2vol%77.6677.66h2ovol%3.543.54污染物（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，干基，6%含氧量）nox（以no2計）mg/nm3900（低氮燃燒器前）698nox（以no2計）mg/nm3400（低氮燃燒器后）so2mg/nm325

39、008247煙塵g/nm33040.24scr入口煙氣溫度（實際）3673603 脫硝工程技術(shù)方案的選擇3.1 建設(shè)規(guī)模表3-1 #1、#2爐脫硝工程處理總量表序號項目名稱單位數(shù)據(jù)備注1脫硝前處理煙氣量nm3/h1180000單臺，標(biāo)態(tài)、濕基、實際含氧氮氧化物kg/h824#1機組scr入口nox濃度698mg/nm3氮氧化物kg/h824#2機組scr入口nox濃度698mg/nm32脫硝后氮氧化物kg/h118#1機組scr出口nox濃度100mg/nm3氮氧化物kg/h118#2機組scr出口nox濃度100mg/nm33年操作時間h8000本工程針對#1、#2爐設(shè)置兩套scr反應(yīng)器系統(tǒng)

40、，包含四臺scr反應(yīng)器。還原劑儲存與制備單元作為#1-#4鍋爐的公用系統(tǒng)，按照電廠2350mw+2300mw燃煤發(fā)電機組脫硝改造規(guī)模進行公用系統(tǒng)征地。平面布置按照總的規(guī)劃進行布置。3.2 脫硝技術(shù)介紹3.2.1 低nox燃燒技術(shù)燃煤鍋爐排放的nox來源主要有兩類：燃料中的氮在燃燒初期生成燃料型nox，助燃空氣中的氮氣在超過1500條件下生成熱力型nox。燃料型nox所占比例超過7080%，這是通過組織還原性燃燒氣氛來降低nox生成的主要控制對象。低nox燃燒技術(shù)包括低nox燃燒器、爐內(nèi)空氣分級、煙氣再循環(huán)、以及再燃等，其中：a 低nox燃燒器與爐內(nèi)空氣分級技術(shù)最成熟，是目前應(yīng)用最廣的nox控制

41、技術(shù)，二者相結(jié)合，nox降低率可達到3050%。b煙氣再循環(huán)低nox燃燒是從空預(yù)器前抽取部分低溫?zé)煔?，摻入燃燒用空氣（一次風(fēng)或二次風(fēng)、燃燒器或其他設(shè)備）中，降低爐內(nèi)局部區(qū)域的氧濃度和燃燒溫度峰值，適用于液態(tài)排渣爐的熱力型nox控制。利用該技術(shù)進行低nox燃燒改造時，會增加煙氣流量，引起爐內(nèi)傳熱過程的變化，煙溫和阻力增加。目前，該技術(shù)在燃煤鍋爐上的應(yīng)用較少。c 再燃是把爐內(nèi)燃料分級與空氣分級結(jié)合在一起，將爐內(nèi)燃燒過程分為三個區(qū)域：主燃區(qū)、再燃區(qū)和燃盡區(qū)。約8085%的一次燃料噴入主燃區(qū)，在氧化氣氛（a=1.101.15）下劇烈燃燒，生成大量nox的同時提高煤粉的早期燃盡；約1520%的二次燃料（

42、含n量低的天然氣、油或者高揮發(fā)分的超細煤粉）在主燃區(qū)上方噴入爐膛，在強還原氣氛（a=0.70.9）條件下燃燒，二次燃料產(chǎn)生大量碳氫原子團（hcn），將來自主燃區(qū)的nox還原成n2；剩余的二次風(fēng)由ofa 噴口送入燃盡區(qū)，富氧（a=1.15）強化焦炭的燃燒。再燃技術(shù)將低nox燃燒器、燃料與空氣的分級燃燒、以及鍋爐性能等作為一個整體來考慮，是目前最先進的低nox 燃燒技術(shù)，nox降低率約為50%70%，但其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與運行相對復(fù)雜。3.2.2 選擇性非催化還原反應(yīng)（sncr）應(yīng)用在燃煤電站鍋爐上的成熟煙氣脫硝技術(shù)主要有選擇性非催化還原技術(shù)（selective non-catalytic reducti

43、on，簡稱sncr）、選擇性催化還原技術(shù)（selective catalytic reduction，簡稱scr）。選擇性非催化還原技術(shù)是用nh3、尿素等還原劑噴入爐內(nèi)與nox進行選擇性反應(yīng)，不用催化劑，因此必須在高溫區(qū)加入還原劑。還原劑噴入爐膛溫度為8501100的區(qū)域，該還原劑（尿素）迅速熱分解成nh3并與煙氣中的nox進行sncr反應(yīng)生成n2，該方法是以爐膛為反應(yīng)器。研究發(fā)現(xiàn)，在爐膛8501100這一狹窄的溫度范圍內(nèi)、在無催化劑作用下，nh3或尿素等氨基還原劑可選擇性地還原煙氣中的nox，基本上不與煙氣中的o2作用，據(jù)此發(fā)展了sncr法。在8501100范圍內(nèi)，nh3或尿素還原nox的主

44、要反應(yīng)為：nh3為還原劑4 nh3 + 4no +o2 4n2 + 6h2o尿素為還原劑4no2co（nh2）2o24n22co24h2o不同還原劑有不同的反應(yīng)溫度范圍，此溫度范圍稱為溫度窗。nh3的反應(yīng)最佳溫度區(qū)為8501100。當(dāng)反應(yīng)溫度過高時，由于氨的分解會使nox還原率降低，另一方面，反應(yīng)溫度過低時，氨的逃逸增加，也會使nox還原率降低。nh3是高揮發(fā)性和有毒的物質(zhì)，氨的逃逸會造成新的環(huán)境污染。從sncr系統(tǒng)逃逸的氨可能來自兩種情況，一是由于噴入點煙氣溫度低影響了氨與nox的反應(yīng)；另一種可能是噴入的還原劑過量或還原劑分布不均勻。還原劑噴入系統(tǒng)必須能將還原劑噴入到爐內(nèi)最有效的部位，因為n

45、ox的分布在爐膛對流斷面上是經(jīng)常變化的，如果噴入控制點太少或噴到爐內(nèi)某個斷面上的氨不均勻，則會出現(xiàn)分布較高的氨逃逸量。在較大的燃煤鍋爐中，還原劑的均勻分布則更困難，因為較長的噴入距離需要覆蓋相當(dāng)大的爐內(nèi)截面。為保證脫硝反應(yīng)能充分地進行，以最少的噴入nh3量達到最好的還原效果，必須設(shè)法使噴入的nh3與煙氣良好地混合。若噴入的nh3不充分反應(yīng)，則逃逸的nh3不僅會使煙氣中的飛灰容易沉積在鍋爐尾部的受熱面上，而且煙氣中nh3遇到so3會產(chǎn)生(nh4)2so4易造成空氣預(yù)熱器堵塞，并有腐蝕的危險。sncr煙氣脫硝技術(shù)的脫硝效率一般為30%40%，受鍋爐結(jié)構(gòu)尺寸影響很大，多用作低nox燃燒技術(shù)的補充處理

46、手段。sncr技術(shù)目前的趨勢是用尿素代替氨作為還原劑，值得注意的是，近年的研究表明，用尿素作為還原劑時，nox會轉(zhuǎn)化為n2o， n2o會破壞大氣平流層中的臭氧，除此之外，n2o還被認為會產(chǎn)生溫室效應(yīng)，因此產(chǎn)生n2o問題已引起人們的重視。sncr技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用是在20世紀70年代中期日本的一些燃油、燃氣電廠開始的，歐盟國家從80年代末一些燃煤電廠也開始sncr技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用。美國的sncr技術(shù)在燃煤電廠的工業(yè)應(yīng)用是在90年代初開始的，目前世界上燃煤電廠sncr工藝的總裝機容量在5gw以上。圖3-1為一個典型的sncr工藝布置圖，它由還原儲槽、多層還原劑噴入裝置和與之相匹配的控制儀表等組成。snc

47、r系統(tǒng)煙氣脫硝過程是由下面四個基本過程完成： 接收和儲存還原劑； 還原劑的計量輸出、與水混合稀釋； 在鍋爐合適位置注入稀釋后的還原劑； 還原劑與煙氣混合進行脫硝反應(yīng)。圖3-1 典型的sncr工藝布置圖3.2.3 選擇性催化還原反應(yīng)（scr）3.2.3.1 scr技術(shù)概述在scr工藝中，氨噴入煙氣中進行反應(yīng)。噴氨量與nox入口濃度及nox的脫除效率有關(guān)。設(shè)計的工藝一定要令噴氨量滿足脫除nox的需要同時不會產(chǎn)生大量的氨氣泄漏。主要的化學(xué)反應(yīng)方程式如下： 4no + 4nh3 +o2 4n2 +6h2o （1） 6no2 + 8nh3 7n2 + 12h2o （2）煙氣中的nox主要由no和no2組

48、成，其中no約占nox總量的95，no2約占nox總量的5。因此，化學(xué)反應(yīng)方程式（1）被認為是脫硝反應(yīng)的主要反應(yīng)方程式，它的反應(yīng)特性如下：1） nh3和no的反應(yīng)摩爾比為1；2） 脫硝反應(yīng)中需要o2參與反應(yīng)；3） 典型的反應(yīng)溫度窗口為300400。圖3-2 scr反應(yīng)原理圖除了以上提到的化學(xué)反應(yīng)外，脫硝反應(yīng)中還存在著一些如下的有害反應(yīng)：1）so2被氧化成so3的反應(yīng)： 2so2 + o2 2so32）nh3的氧化反應(yīng)： 4nh3 + 5o2 4no + 6h2o 4nh3 + 3o2 2n2 + 6h2o 因為催化劑中含有選擇性成分，因此催化劑對nox的還原反應(yīng)具有很高的催化活性。脫硝反應(yīng)的產(chǎn)

49、物是氮氣和水。為了使脫硝反應(yīng)得以進行，需要持續(xù)不斷的氧氣供應(yīng)，而氧氣可以來自電廠的煙氣。scr技術(shù)需要的反應(yīng)溫度窗口為300400。在反應(yīng)溫度較高時，催化劑會產(chǎn)生燒結(jié)及（或）結(jié)晶現(xiàn)象；在反應(yīng)溫度較低時，催化劑的活性會因為硫酸銨在催化劑表面凝結(jié)堵塞催化劑的微孔而降低。3.2.3.2 scr裝置布置方式scr工藝布置方式主要有三類：高灰高溫型、低灰高溫型、低灰低溫型。對于新建或現(xiàn)役改造機組，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場實際情況、scr 反應(yīng)器的布置方式、所使用催化劑的種類等選擇合適的工藝。低灰高溫型scr（圖3-4）是將反應(yīng)器布置在空預(yù)器與省煤器之間，且在反應(yīng)器上游布置高溫靜電除塵器，該工藝主要適用于新建機組，且爐膛出口煙氣中飛灰濃度很高的情況。通過高溫靜電除塵器預(yù)先將飛灰從煙氣中除去后，scr 入口的煙氣比較清潔，對scr的運行十分有利。圖3-3 低灰高溫型scr低灰低溫型scr 是將反應(yīng)器布置在低溫靜電除塵器或者濕法煙氣脫硫島之后，應(yīng)用相對較多的是布置在脫硫島之后的尾部型scr。采用該工藝主要有兩個原因：煙氣中可使催化劑活性快速惰化的成分含量過高（如氣