2X50t鍋爐SNCR煙氣脫硝方案解析

1、2X 50t/h循環(huán)流化床鍋爐SNCR兌硝方案無(wú)錫湖美環(huán)境科技有限公司2014年11月141 概述1.1項(xiàng)目概況.1.2主要設(shè)計(jì)原則.1.3推薦設(shè)計(jì)方案.鍋爐基本特性1.2.3本項(xiàng)目脫硝方案的選擇44.14.24.34.4工程設(shè)想系統(tǒng)概述 工藝裝備 電氣部分 系統(tǒng)控制4.5供貨范圍清單4.6脫硝系統(tǒng)水、氣、電等消耗.4.7脫硝系統(tǒng)占地情況4.8還原劑供應(yīng)4.8.1 還原劑儲(chǔ)存處理場(chǎng) 4.8.2 脫硝裝置5 工程實(shí)施條件和輪廓進(jìn)度6678.912.12.12121213I2 X50t/h循環(huán)流化床鍋爐 SNCR脫硝方案1.1項(xiàng)目概況現(xiàn)有2X 50t/h循環(huán)流化床鍋爐，根據(jù)國(guó)家十二五期間對(duì)污染物減

2、排的整體部署和要求，以及環(huán)保部發(fā)布的新的火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB 13223-2011），現(xiàn)擬對(duì)每臺(tái)鍋爐增設(shè)一套SNCRB氣脫硝裝置。循環(huán)流化床鍋爐原始NOx排放濃度W 250 mg/Nm,采用SNCR兌硝后NOx排放濃度小 于100 mg/Nm，脫硝效率需大于60%，采用20履水溶液作為還原劑。近年來(lái)，隨著我國(guó)火電裝機(jī)容量的急速增長(zhǎng)，火電NOx排放量逐年增加，NOx已成為目前我國(guó)最主要的大氣污染物之一。專家預(yù)測(cè)，隨著我國(guó)對(duì)SOx排放控制的加強(qiáng)，NOx對(duì)酸雨的影響將逐步趕上甚至超過(guò) SOx為控制火電廠的NOx排放，2011年7月29日，環(huán)境保護(hù)部、國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢15疫總局發(fā)布了火電廠

3、大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB13223-2011,代替 GB13223-2003 對(duì)主要排放指標(biāo)進(jìn)行了以下修訂:調(diào)整了大氣污染物排放濃度限值；規(guī)定了現(xiàn)有火電鍋爐達(dá)到更加嚴(yán)格的排放濃度限值的時(shí)限;取消了按燃煤揮發(fā)分執(zhí)行不同氮氧化物排放濃度限值的規(guī)定;增設(shè)了燃?xì)忮仩t大氣污染物排放濃度限值;增設(shè)了大氣污染物特別排放限值等。根據(jù)火電廠大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，自2012年1月1日起，新建火力發(fā)電鍋 爐及燃?xì)廨啓C(jī)組執(zhí)行表1.1規(guī)定的大氣污染物排放限值（重點(diǎn)地區(qū)）。要求從2012年1 月1日開始，所有新建火電機(jī)組氮氧化物排放標(biāo)準(zhǔn)為100mg/Nm從2014年7月1日開始，現(xiàn)有火電機(jī)組氮氧化物排放標(biāo)準(zhǔn)為100 m

4、g/Nm （采用W型火焰爐膛，現(xiàn)有循環(huán)流化床火，以及2003年12月31日前建成投產(chǎn)或通過(guò)項(xiàng)目環(huán)境影響報(bào)告書審批的火力發(fā)電鍋 爐執(zhí)行200 mg/Nm標(biāo)準(zhǔn)）。重點(diǎn)區(qū)域火電機(jī)組的氮氧化物污染物排放標(biāo)準(zhǔn)則統(tǒng)一為100mg/Nr3。表1.1火力發(fā)電鍋爐及燃?xì)廨啓C(jī)組大氣污染物排放限值序號(hào)燃料和熱能轉(zhuǎn)化設(shè)施類型污染物項(xiàng)目適用條件限值（mg/Nm）污染物排放監(jiān)控位置1燃煤鍋爐煙塵全部20煙囪或煙道二氧化硫全部50氮氧化物（以NO計(jì)）全部100汞及其化合物全部0.032以油為燃料的鍋爐或燃?xì)廨啓C(jī)組煙塵全部20二氧化硫全部50氮氧化物（以NO計(jì)）燃油鍋爐100燃?xì)廨啓C(jī)組1203以氣體為燃料的鍋爐或燃?xì)廨啓C(jī)組煙

5、塵全部5二氧化硫全部35氮氧化物（以NO計(jì)）燃?xì)忮仩t100燃?xì)廨啓C(jī)組504燃煤鍋爐，以油、氣體為燃料的鍋爐或燃?xì)廨啓C(jī)組煙氣黑度（林格曼黑度，級(jí)）全部1煙囪排放口（1）脫硝設(shè)計(jì)效率應(yīng)滿足用戶要求，并適用于目前國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)和地方環(huán)保局的排放要求。（2）采用的脫硝工藝應(yīng)具有技術(shù)先進(jìn)、成熟，設(shè)備可靠，性能價(jià)格比高，有處理燃 煤鍋爐煙氣的商業(yè)運(yùn)行業(yè)績(jī)，且對(duì)鍋爐工況有較好的適用性。（3）脫硝系統(tǒng)應(yīng)能持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，系統(tǒng)的啟停和正常運(yùn)行應(yīng)不影響主機(jī)組的安全運(yùn)行。(4) 脫硝裝置的可用率應(yīng)98%,且維護(hù)工作量小,不影響電廠的文明生產(chǎn)；脫硝裝置設(shè)計(jì)壽命按30年。 脫硝工藝的選擇應(yīng)利于電廠的管理和降低運(yùn)行管理費(fèi)用。

6、1.3推薦設(shè)計(jì)方案(1) 采用SNCR法煙氣脫硝技術(shù)；(2) 20%氨水溶液作為SNCR法煙氣脫硝還原劑；(3) SNCR系統(tǒng)脫硝效率設(shè)計(jì)值不小于60%(4) 充分考慮脫硝系統(tǒng)對(duì)送、引風(fēng)機(jī)等設(shè)備性能的影響；SNCR法脫硝裝置的布置(包括平臺(tái)、附屬設(shè)備、支撐)不影響除塵器 ，但對(duì)有影響的相關(guān)設(shè)備布置適當(dāng)調(diào)整；(6) 充分考慮現(xiàn)有空間和基礎(chǔ)給脫硝裝置;(7) NH 3逃逸量控制在8mg/Nm以下。2鍋爐基本特性詳見鍋爐說(shuō)明書3本項(xiàng)目脫硝方案的選擇本項(xiàng)目為2X 50t/h循環(huán)流化床鍋爐脫硝項(xiàng)目，原始 NOx排放濃度約為250mg/NrH 為滿足最新實(shí)施的NOx排放要求，同時(shí)考慮到脫硝的經(jīng)濟(jì)性，推薦采

7、用SNCF法脫硝工藝, 脫硝后NOx排放濃度低于100mg/Nrh實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。SNCR兌硝工藝優(yōu)點(diǎn)如下：（1）采用我公司專利技術(shù)，脫硝效率可達(dá) 60%確保NOx達(dá)標(biāo)排放。脫硝系統(tǒng)運(yùn)行靈活，調(diào)整余地大。投資省。占地小。對(duì)鍋爐的運(yùn)行影響較小。運(yùn)行維護(hù)方便。本項(xiàng)目SNCRB氣脫硝工藝方案設(shè)計(jì)參數(shù)如表 3.1、3.2所列:表3.1 35t/h 鍋爐SNCRB氣脫硝方案工程設(shè)計(jì)參數(shù)脫硝系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)參數(shù)數(shù)值設(shè)計(jì)負(fù)荷范圍，%50%- 100%BMCRNOx原始排放濃度（干基，6%O, mg/Nrrn< 250煙氣流量，Nmyh80000設(shè)計(jì)脫硝效率，%> 60保證脫硝效率，%6020%氨水耗量

8、，kg/h60/爐設(shè)計(jì)脫硝裝置出口 NOx排放濃度，mg/Nm<100NH逃逸量，ppm<104工程設(shè)想4.1系統(tǒng)概述以20%S水溶液為還原劑進(jìn)行SNCRt程方案設(shè)計(jì)時(shí)，整個(gè)SNCF系統(tǒng)包括氨水溶液 存儲(chǔ)系統(tǒng)及氨水溶液噴射系統(tǒng)。還原劑溶液存儲(chǔ)系統(tǒng)包括氨水溶液儲(chǔ)存系統(tǒng)、高流量循環(huán)裝置及其電氣/控制系統(tǒng)等；氨水溶液噴射系統(tǒng)包括計(jì)量與分配裝置、氨水溶液噴槍及電氣/控制系統(tǒng)等。4.1.1以氨水為還原劑的存儲(chǔ)系統(tǒng)氨水溶液儲(chǔ)罐系統(tǒng)包括氨水溶液儲(chǔ)罐和氨氣吸收罐。氨水溶液儲(chǔ)罐。氨水溶液儲(chǔ)罐設(shè)置1只，滿足2臺(tái)鍋爐14天的用量。儲(chǔ)罐304制 造。溶液儲(chǔ)罐規(guī)格為 3mx6.5mH V=30rrt氨水吸收

9、罐。氨氣吸收罐設(shè)置1只，儲(chǔ)罐304制造。在適當(dāng)部位，安裝伴熱裝置， 使溶液溫度保證在5°C以上。氨氣吸收罐規(guī)格為 1mx1.3mH V=1M。高流量循環(huán)裝置。裝置內(nèi)設(shè)置有過(guò)濾器、2臺(tái)氨水循環(huán)泵（1用1備）等。氨水泵 采用多級(jí)離心泵與背壓控制閥相結(jié)合，以穩(wěn)定循環(huán)回路內(nèi)的氨水溶液壓力。電氣系統(tǒng)。設(shè)置脫硝MCC電氣柜以完成為各用電設(shè)備供電。控制系統(tǒng)。設(shè)置獨(dú)立的PLC系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)氨水儲(chǔ)存系統(tǒng)設(shè)備的控制和操作界面。 該控制系統(tǒng)可按照要求與電廠輔機(jī)等系統(tǒng)通信連接。4.1.2氨水溶液噴射系統(tǒng)計(jì)量與分配裝置。本工程為每臺(tái)鍋爐設(shè)置 1臺(tái)氨水溶液計(jì)量裝置和2套氨水溶液 分配裝置。鍋爐噴射區(qū)的計(jì)量裝置是

10、一級(jí)裝置，根據(jù)鍋爐負(fù)荷、燃料、燃燒方式、NOx水平、脫硝效率等參數(shù)的變化，自動(dòng)調(diào)節(jié)到鍋爐每個(gè)噴射區(qū)的還原劑流量。氨水噴射器。本工程擬在鍋爐每個(gè)分離器進(jìn)口安裝2只墻式固定噴射器，具體位置待詳細(xì)設(shè)計(jì)時(shí)確定。鍋爐在不同負(fù)荷時(shí)反應(yīng)劑噴射量，可由流體力學(xué)模型、動(dòng)力學(xué)模 型及物料平衡的計(jì)算獲得，并通過(guò)前饋控制參數(shù)（鍋爐負(fù)荷和蒸汽生產(chǎn)率、及爐內(nèi)的溫 度）以及反饋控制參數(shù)（尾部煙道 NOx和NH濃度）來(lái)進(jìn)行連續(xù)不斷的調(diào)整，以達(dá)到要求 的NOx及NH控制值。電氣系統(tǒng)。設(shè)置脫硝MCC電氣柜，以完成為各用電設(shè)備供電?？刂葡到y(tǒng)。設(shè)置獨(dú)立的PLC系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)氨水儲(chǔ)存系統(tǒng)設(shè)備的控制和操作界面。 該控制系統(tǒng)可按照要求與電

11、廠輔機(jī)等系統(tǒng)通信連接。4.2工藝裝備采用20%S水（質(zhì)量濃度）為還原劑進(jìn)行 SNCR工程方案設(shè)計(jì)，系統(tǒng)包括還原劑溶液存儲(chǔ)系統(tǒng)、氨水溶液噴射系統(tǒng)2部分。4.2.1還原劑溶液儲(chǔ)存系統(tǒng)采購(gòu)20%S水為鍋爐脫硝系統(tǒng)提供所需的還原劑，氨水儲(chǔ)存于氨水儲(chǔ)罐內(nèi)，通過(guò)高 流量循環(huán)裝置輸送供應(yīng)鍋爐脫硝系統(tǒng)用氨水。1）氨水儲(chǔ)罐20%S水儲(chǔ)存系統(tǒng)按1臺(tái)氨水儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)，氨水儲(chǔ)罐總?cè)萘堪?臺(tái)鍋爐14天用量設(shè)計(jì), 單臺(tái)儲(chǔ)罐體積為30m。儲(chǔ)罐設(shè)置液位計(jì)、人孔、梯子、通風(fēng)孔等。2）高流量和壓力循環(huán)控制系統(tǒng)氨水由高流量和壓力循環(huán)系統(tǒng)輸送給計(jì)量和分配裝置，配置用于遠(yuǎn)程控制和監(jiān)測(cè)循環(huán)系統(tǒng)壓力、流量等儀表。壓力控制回路可以調(diào)節(jié)高流量循環(huán)

12、裝置，為計(jì)量裝置提供供應(yīng)氨水所需的壓力，以維持適當(dāng)?shù)牧髁亢蛪毫Α?.2.2氨水溶液噴射系統(tǒng)該系統(tǒng)布置在爐區(qū)，用來(lái)將計(jì)量后的氨水按要求分配輸送至噴射器，通過(guò)噴射器注 入鍋爐內(nèi)部適當(dāng)位置。該系統(tǒng)主要由以下部件 /裝置組成:1）計(jì)量裝置2）分配裝置3）還原劑噴射器4.3電氣部分本部分主要包括供配電系統(tǒng)和控制與保護(hù)兩部分。4.3.1供配電系統(tǒng)1)380/220V供電系統(tǒng)。2)檢修照明系統(tǒng)。3)4)氨水儲(chǔ)存區(qū)設(shè)置脫硝MCC巨，脫硝范圍內(nèi)用電設(shè)備由脫硝 MCC巨供電。脫硝氨水儲(chǔ)存區(qū)域的正常照明電源取自氨水儲(chǔ)存區(qū) MC（柜，爐區(qū)正常照明由現(xiàn)有爐區(qū)動(dòng)力箱供電；SNCF區(qū)域和氨水區(qū)域的檢修電源取自 MCC4.3

13、.2控制與保護(hù)1）控制方式脫硝系統(tǒng)的電氣設(shè)備納入單元機(jī)組的 PLC系統(tǒng)，不設(shè)常規(guī)控制屏。所有低壓空氣斷路器控制電壓采用220V ACo2）信號(hào)與測(cè)量380V低壓所有開關(guān)的合閘、跳閘狀態(tài)、事故跳閘、控制電源消失信號(hào)送儀表PLC系統(tǒng)。所有電動(dòng)機(jī)的合閘、跳閘狀態(tài)、事故跳閘、控制電源消失。電氣量可送入脫硝PLC實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、定期打印制表、實(shí)時(shí)調(diào)閱、顯示電氣主 接線、亊故自動(dòng)記錄及故障追憶等功能4.4 系統(tǒng)控制441控制系統(tǒng)概述本煙氣脫硝系統(tǒng)還原劑的噴射通過(guò)前饋控制參數(shù)（鍋爐負(fù)荷、溫度）和反饋控制參數(shù)（出口 NOx濃度、氨逃逸量）來(lái)進(jìn)行連續(xù)不斷的調(diào)整。在保持NOx排放濃度（或脫硝NOx濃度效率）及N

14、H3逃逸率小于設(shè)定值的條件下，根據(jù)前饋控制參數(shù)確定不同負(fù)荷時(shí)還原劑的 噴射量，再以反饋控制參數(shù)來(lái)調(diào)整還原劑的噴射量。當(dāng)鍋爐負(fù)荷、原始煙氣中 低于設(shè)定值等情況下，停止投加還原劑。4.4.2控制方式和水平本煙氣脫硝裝置的系統(tǒng)可直接納入機(jī)組 PLC控制系統(tǒng)，完成數(shù)據(jù)采集、順序控制和調(diào)節(jié)控制功能。脫硝控制系統(tǒng)建成后，可完成對(duì)脫硝系統(tǒng)的啟/?？刂啤⒄＿\(yùn)行的監(jiān)視和調(diào)整、以及異常與事故工況的處理和故障診斷。脫硝控制包括氨水站公用系統(tǒng)、還原劑計(jì)量和分配等幾部分，控制系統(tǒng)能夠完成整 個(gè)脫硝裝置內(nèi)所有的測(cè)量、監(jiān)視、操作、自動(dòng)控制、報(bào)警及保護(hù)和聯(lián)鎖、記錄等功能。4.4.3氨水供應(yīng)系統(tǒng)PLC控制系統(tǒng)要求PLC控制系

15、統(tǒng)的可利用率達(dá)到99.9%。其技術(shù)規(guī)范滿足電力行業(yè)要求。煙氣脫硝控制系統(tǒng)如圖4.1所示。圖4.4 SNCR煙氣脫硝控制系統(tǒng)4.5供貨范圍清單本項(xiàng)目SNCR煙氣脫硝系統(tǒng)主要設(shè)備供貨范圍如表 4.2所列。表4.1 SNCR煙氣脫硝系統(tǒng)主要設(shè)備供貨一覽表（2x50t/h）序號(hào)名稱規(guī)格型號(hào)材料重量單位數(shù)量備注還原劑儲(chǔ)存供應(yīng)系統(tǒng)1氨水儲(chǔ)罐 3000x6500mmV=30m304套12氨氣吸收罐 1000x1300mmV=1rn304只13多級(jí)立式離心泵Q=1ri/hH=135m臺(tái)2（1用1備）4排污泵Q=3ri/hH=20m臺(tái)15卸氨泵Q=30mhH=20m臺(tái)16計(jì)量分配模塊304L套26.1真空球閥D

16、N15304只126.2止回閥DN15304只26.3針型閥DN10304只286.4管道及附件304套2二二二還原劑噴射系統(tǒng)1噴槍本體部分為316L，噴嘴為哈氏合金只82噴槍套管316L套83噴槍連接配件316L套84噴槍密封及套管套8-三汽水管道系統(tǒng)1碳鋼管道各種規(guī)格20#米若十2碳鋼管彎頭各種規(guī)格20#個(gè)若十3不銹鋼管道各種規(guī)格304米若十4不銹鋼管彎頭各種規(guī)格304個(gè)若十5不銹鋼管三通各種規(guī)格304個(gè)若十6卡套直通各種規(guī)格304個(gè)若十7卡套三通各種規(guī)格304個(gè)若十8各種軟管接頭各種規(guī)格304個(gè)若十9閥門（用于碳鋼管道）各種規(guī)格組合件個(gè)若十10閥門（用于不銹鋼管道）各種規(guī)格組合件個(gè)若干1

17、1法蘭各種規(guī)格20#片若十12法蘭各種規(guī)格304片若十13螺栓/螺母各種規(guī)格套若十14墊片各種規(guī)格套若十15支吊架各種規(guī)格組合件套若十四控制系統(tǒng)1控制系統(tǒng)PLC空制與鍋爐DC建立通訊套1五儀表系統(tǒng)1氨逃逸儀SICK西門子套22氨泄漏檢測(cè)儀梅思安套13煙氣分析儀SICK、西門子套24電磁流量計(jì)羅斯蒙特、EJAE+H臺(tái)25壓力變送器羅斯蒙特、EJAE+H臺(tái)36就地壓力表重慶川儀、上自儀三廠、安徽天康不銹鋼臺(tái)307金屬轉(zhuǎn)子流量計(jì)只88磁翻板液位計(jì)帶遠(yuǎn)傳功能支29自力式調(diào)節(jié)閥臺(tái)110氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥臺(tái)211控制電纜ZR-KVV批1就地儀表到就地接線盒電纜12信號(hào)電纜ZR-DJ YPVP批1就地儀表到就地接線

18、盒電纜131儀表就地接線盒臺(tái)1五電氣系統(tǒng)1MC柜臺(tái)1初定2照明箱臺(tái)2初定3檢修箱臺(tái)2初定4動(dòng)力電纜ZR-YJV-0.6/1KV批1MC柜至脫硝用電設(shè)備電纜5電纜橋架批16照面燈具批17電纜橋架批18防火封堵材料批19UPS臺(tái)1六土建4.6脫硝系統(tǒng)水、氣、電等消耗脫硝系統(tǒng)主要消耗為還原劑、水、電、氣等，本項(xiàng)目鍋爐脫硝系統(tǒng)主要消耗情況如 表4.2所列:表4.2脫硝系統(tǒng)消耗指標(biāo)鍋爐蒸發(fā)量2 X 50t/h電力20kW霧化空氣，0.60.8 MPa160NrT/h電伴熱5KW儀表氣源10Nn3/h20%勺氨水溶液120kg/h4.7脫硝系統(tǒng)占地情況脫硝系統(tǒng)占地面積約100m。4.8還原劑供應(yīng)4.8.1還原劑儲(chǔ)存處理場(chǎng)脫硝系統(tǒng)用氨水溶液的儲(chǔ)存車間長(zhǎng)約 10米寬約10米，平面尺寸約100m,基礎(chǔ)均采用現(xiàn)澆鋼筋砼基礎(chǔ)