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1、 Q/JLDC内蒙古锦联铝材4660MW电厂项目管理标准Q/JLDC *-*内蒙古锦联铝材电业公司4660MW机组氨区运行规程(试行版)*-*-* 发布 *-*-* 实施内蒙古锦联铝材电业公司发布1 131 系统概述1.1根据中华人民共和国国家标准GB13223-2011火电厂大气污染物排放标准(2012-01-01实施)规定，自2012年1月1日起新建的火力发电厂氮氧化物(以NO2计)的排放限值为100mg/Nm3。因此，为满足国家对NOx排放浓度及排放总量日益严格的限制，本期工程同步设置先进的烟气脱硝措施。1.2选择性催化还原法(SCR)烟气脱硝工艺是以氨气(NH3)作为还原剂，将锅炉烟气
2、中的氮氧化物(NOx)还原成氮气和水，以达到脱除烟气中氮氧化物(NOx)的目的。选择性催化还原法的反应温度为230450，最佳反应温度为300400，反应器布置在锅炉尾部省煤器出口至空气预热器进口之间，其脱硝效率可达到90%以上。其主要的化学反应为：4NO + 4NH3 + O2 4N2 + 6H2O2NO2 + 4NH3 + O2 3N2 + 6H2O6NO2 + 8NH3 7N2 + 12H2ONOXNOXNH3N2烟气处理后烟气SCR脱硝工艺催化剂氨喷射格栅通过氨喷射器将氨喷射到反应器上游烟道中,并使之与烟气均匀混合。然后烟气进入反应器中,并通过催化基层,氨作为还原剂与烟气中的NOX进行
3、反应。 1.3 还原剂选择 SCR烟气脱硝系统可用的还原剂一般有三种：氨水、无水氨以及尿素。作为基础化工原料，液氨、氨水或尿素均可以在市场上方便的直接购买，其供应是完全有保证的。作为SCR烟气脱硝系统还原剂的三种化工原料，其优缺点见表1。表1 SCR 脱硝系统还原剂的比较还原剂类型优 点缺 点建议及结论液氨还原剂和蒸发成本最低；体积小。有一定的安全问题；为了防止污染需要高的设备投资。如果危险管理许可，可以使用。氨水如果溢出，蒸汽浓度较低。相对无水氨，23倍的还原剂成本；大约10倍高的蒸发能量；较高的储存设备成本；较大的注入管道。考虑到无水氨危险性而不使用时，使用氨水。尿素没有溢出危险。相对无水
4、氨，成本高35倍；更高的蒸发能量；更高的储存设备成本；较大的注入管道。当法规不允许使用氨的情况下，推荐使用。在日本和中国台湾均采用液氨法，在欧洲根据不同地区的情况三种方法均有应用。由于液氨法应用最广泛,贮运量小，有利于布置。因此，本工程推荐还原剂采用液氨(无水氨)。 1.4 还原剂的耗量 1.4.1 脱硝效率的确定根据已签订的锅炉技术协议，本工程省煤器出口烟气中NOx含量保证值为350mg/Nm3(干基、标态、6%O2)，以及国家规定的排放限值要求(100mg/Nm3)，本工程脱硝效率按80%设计，采用2层催化剂+预留1层催化剂的三层催化剂方案能保证脱硝效率。 1.4.2 还原剂的耗量本工程烟
5、气中NOx含量按350mg/Nm3(干基、标态、6%O2)、脱硝效率按80%、氨的逃逸浓度按3ppm、液氨纯度按99.6%、液氨密度按0.65t/m3计，经计算，本期工程4660MW机组烟气脱硝所需液氨耗量见表2。表2 液 氨 耗 量 表序号项 目单 位设计煤种校核煤种1锅炉台数台14142小时耗量kg/h210.6842.4214.99859.963日耗量t/d4.2116.844.3017.204年耗量t/a1415.235660.921444.735778.92注：液氨消耗量按每台锅炉BMCR工况下的消耗量考虑；日利用小时数按20h计，年利用小时数按6270h计。本工程由电厂外购液氨(无
6、水氨)，汽车运输。由供货厂家负责用罐车运输到厂，以满足工程运行需求。2 脱硝工艺系统设计原则l 脱硝系统作为独立的设备岛进行采购，烟气脱硝工艺系统均由承包商进行设计、供货。l 脱硝工艺采用SCR法。l 脱硝效率按不小于80%设计。l 脱硝反应器布置在锅炉省煤器和空预器之间，按100%烟气脱硝考虑，脱硝系统不设置烟气旁路系统，不考虑省煤器高温旁路系统。l 吸收剂按纯氨设计；液氨储存系统、液氨蒸发系统为四炉公用。l 脱硝设备年利用小时按6270h、运行小时按7800h，小时数与主机(锅炉)一致。l 脱硝装置可用率不小于98%。l 装置服务寿命为30a。l 设计中要考虑防腐蚀、防磨措施。2.1 脱硝
7、工艺系统及设备2.1.1 脱硝系统设计基础参数根据计算，本工程锅炉在BMCR工况下脱硝系统相关设计参数见表3。表3 脱硝系统设计参数(一台炉)序号项 目单位设计煤种校核煤种1脱硝装置入口烟气量1.1实际状态，湿基，实际O2104m3/h635.12664.111.2实际状态，干基，实际O2104m3/h543.06557.901.3标准状态，湿基，6%O2104Nm3/h227.84237.201.4标准状态，干基，6%O2104Nm3/h194.81199.272脱硝装置入口烟气温度4144173NOx含量(标态，干基，6%O2)mg/Nm33503504烟气成分(标态、干基、6%O2)4.
8、1CO2Vol%13.3913.554.2O2Vol%6.006.004.3N2Vol%80.5580.374.4SO2Vol%0.060.085脱硝装置入口烟尘浓度5.1标准状态，湿基，实际O2g/Nm335.5050.195.2标准状态，湿基，6%O2g/Nm329.7841.955.3标准状态，干基，6%O2g/Nm336.0551.836脱硝保证效率%80803 脱硝工艺系统及设备3.1 脱硝工艺系统选择性催化还原法脱硝主要工艺流程如下：还原剂储存区来的氨气与稀释风机来的空气通过氨/空气混合器充分稀释、混合(通常稀释至5%体积浓度)，混合气体注入氨喷射格栅，在氨/烟气混合器中与锅炉尾部
9、烟气充分混合，混合烟气经过整流后，进入SCR反应器，在反应器中的催化剂作用下，烟气中的氮氧化物(NOx)被氨气还原成氮气和水。SCR脱硝工艺主要烟气系统(含反应器)、氨气喷射系统、烟气取样系统、吹灰系统等系统组成。其主要系统流程见下图：3.1.1 烟气系统烟气系统是指从锅炉省煤器出口至SCR反应器本体入口、SCR反应器本体出口至空预器进口之间的连接烟道。其间烟气通过SCR反应器及催化剂。每台锅炉配置2台SCR反应器，催化剂采用“2+1”层配置，脱硝效率按80%设计。脱硝系统不设置旁路烟道。3.1.2 氨喷射系统每台锅炉设两台100%容量的离心式稀释风机，一用一备。风机布置应尽量靠近SCR反应器
10、，现场具体布置位置。设两套氨/空气混合系统，用于SCR反应器的氨与空气的混合。3.1.3 烟气取样系统在每个SCR反应器进口烟道设置一套CEMS系统，配置NOX/O2分析仪，流量监测仪。在每个SCR反应器出口烟道设置一套CEMS系统，配置NOX/O2分析仪，氨逃逸测量装置。3.1.4 催化剂及吹灰系统由于本工程灰分较高，省煤器出口含尘浓度设计煤种为36.05 g/Nm3(标准状态，干基，6%O2)，校核煤种为51.83g/Nm3(标准状态，干基，6%O2)，因此本工程催化剂选用防堵灰性能较好的板式催化剂。为了避免催化剂层上出现灰尘堆积，每一个催化剂层上都设有吹灰器，吹灰器的数量和布置将能使催化
11、剂中的集灰尽可能地吹扫干净，并避免因死角而造成催化剂失效导致脱硝效率的下降。附加层催化剂的吹灰器接口应与原配置的吹灰器规格相一致并留有安装位置。吹灰器采用蒸气吹灰器。3.1.5 系统启动和停机在SCR系统的启动过程中必须采取必要的措施，避免对设备造成损害， 反应器的温升速度，须严格按催化剂温升速度要求。只有当达到催化剂最低允许喷氨温度以上时，才允许喷氨。3.2 主要工艺设备脱硝工艺系统主要设备见表4。表4 脱硝反应器系统主要设备(每台炉)序号设备名称规 范数 量1氨气/空气混合器2套2氨喷射器2套3稀释风机离心式， Q=6076 Nm3/s， P=8000Pa，30kW2台4催化剂蜂窝550m
12、35吹灰器蒸汽吹灰器20套6SCR反应器本体含整流器，支撑梁，吊装钢轨、催化剂定位与密封，人孔门等2套7起吊检修设备催化剂安装起吊设备等2套4 还原剂贮存制备及供应系统4.1 脱硝氨存储区(制备区)布置还原剂储存制备按外购液氨方案，由于氨气属于危险品，可危害人体健康和引起爆炸，出于安全性的要求考虑，将还原剂储存制备场地布置在远离主厂房的区域。液氨的贮罐和氨站的设计满足国内对此类危险品罐区的有关相关规范、规定。厂区内氨气制备及存储场地按4660MW机组集中布置，面积按8763m2考虑，至主厂房SCR区的氨气管道架空敷设。4.2 氨供应系统采用液氨作为还原剂。液氨用罐车运到现场，通过氨卸载装置卸载
13、到液氨贮罐中。贮罐中的液氨送到蒸发器中蒸发产生气态氨，气态氨与被加热后的稀释空气稀释后，经氨注射栅格注入SCR反应器入口前的烟道中。氨供应系统的设计满足机组燃用设计煤和校核煤，35%BMCR100%BMCR负荷工况下脱硝装置连续、稳定的运行。液氨的卸载由卸载操作员就地操作，液氨的蒸发、供应等由中控室操作员远控。4.3 氨卸载系统氨卸载压缩机满足各种条件下的要求。氨卸载压缩机抽取氨贮罐中的氨气，经压缩后将槽车的液氨推挤入液氨贮罐中。压缩机排气量已考虑液氨贮罐内液氨的饱和蒸汽压、液氨卸车流量、液氨管道阻力及卸氨时环境温度等因素，单台压缩机卸载能力：48Nm3/h。4.4 液氨贮罐本工程设计安装两个卧式液氨贮罐，总容积为锅炉BMCR工况下4台炉七天耗量设计，每个几何容积120m3。氨罐为三类压力容器，其设计压力为2.0MPa，设计温度为60，材质为16MnR，氨罐规格为3500mm,L=18750mm。储槽上安装有超流阀、逆止阀、紧急关断阀和安全阀(进口)为储槽液氨泄漏保护所用。储槽还装有温度计、压力表、液位计、高液位报警仪和相应的变送器将信号送到脱硝控制系统，当储槽内温度或压力高时报警。储槽有防太阳辐射措施，四周安装有
