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1、大大唐唐多多伦伦 5 54 42 20 0t t/ /h h 煤煤粉粉炉炉低氮燃烧器改造方案徐州燃控科技股份有限公司2012 年 5 月大唐多伦 5420t/h 煤粉炉 烟气脱硝改造方案批准批准: : 审核：审核：编制：编制：大唐多伦 5420t/h 煤粉炉 烟气脱硝改造方 案目目 录录1 1 概述概述.11.1 项目概况 .11.2 脱硝工程建设的必要性 .11.3 主要设计原则 .12 2 工程概况及现状分析工程概况及现状分析.22.1 厂址概述 .22.2 气象环境 .22.3 电厂主要设备情况 .22.4 脱硝设计参数 .33 3 建设条件建设条件.53.1 还原剂 .53.2 脱硝副
2、产物的处理及综合利用条件 .53.3 脱硝场地条件 .63.4 脱硝用电、水、汽、气条件 .64 4 烟气脱硝工艺的选择烟气脱硝工艺的选择.64.1 NOx 的产生机理和危害性.64.2 主要 NOx 控制技术 .74.3 本工程脱硝工艺方案的选择 .164.4 本工程改造的难点 .175 5 工程方案设计工程方案设计.175.1 设计条件和性能指标 .185.2 SCR 脱硝改造.196 6 环境保护与节约能源环境保护与节约能源.456.1 环境与社会效益 .456.2 节约能源 .467 7 工程造价分析工程造价分析.478 8 附图附图.48大唐多伦 5420t/h 煤粉炉 烟气脱硝改造
3、方案41 概述概述1.1 项目概况项目概况大唐内蒙古多伦煤化工有限责任公司共配有 5 台 420t/h 煤粉锅炉，为进一步减少锅炉 NOx 排放，改善当地大气环境，适应新的环保政策，需进行烟气脱硝改造。本项目属老厂技术改造，锅炉出口烟气 NOx 浓度按照实测值 829mg/Nm3（标、干、6%O2），脱硝技术方案采用“低氮燃烧器+SCR 脱硝装置”两步走方案。通过低氮燃烧器改造，将 NOx 含量从 829mg/Nm3降低到 300mg/Nm3；SCR 装置适当考虑裕量，按 SCR 入口 NOx 浓度 350mg/Nm3，排放烟气 NOx 浓度降低到100mg/Nm3以下设计。1.2 脱硝工程建
4、设的必要性脱硝工程建设的必要性我国是世界上主要的煤炭生产和消费国，也是以煤炭为主要一次能源的国家。近年来，在燃煤电站SOx排放的控制方面，我国采用引进技术和设备建立了一批烟气脱硫工程，不断加大SOx排放的控制力度，SOx排放的增长势头已基本得到了控制，SOx排放总量将不断降低。因此，NOx 的控制将是继粉尘和 SOx 之后燃煤电站环保治理的重点。国家环境保护部和国家质量监督检验检疫总局已于 2011 年 7 月 29 日正式发布了GB 13223-2011 火电厂大气污染物排放标准代替 GB 13223-2003， 要求火电机组 NOx 排放浓度按限值 100mg/Nm3（采用 W 型火焰炉膛
5、的火力发电锅炉，现有循环流化床火力发电锅炉，以及 2003 年 12 月 31 日前建成投产或通过建设项目环境影响报告书审批的火力发电锅炉按限值 200mg/Nm3），新建机组从 2012年 1 月 1 日开始执行，现有机组从 2014 年年 7 月 1 日起执行。目前电厂NOX排放浓度实测值829mg/Nm3，本工程5台机组实施脱硝技改后降低到100mg/Nm3以下，电厂NOx排污总量将显著降低，具有明显的环保效益和社会效益，有利于电厂以环保型电厂的面貌树立自己的企业形象。2 工程概况及现状分析工程概况及现状分析2.1 厂址概述厂址概述大唐内蒙古多伦煤化工有限责任公司位于内蒙古自治区锡林郭勒
6、盟多伦县境内，有动力分厂、输煤分厂、空分分厂、煤气化分厂、净化分厂、甲醇分厂、MTP 分厂、聚丙烯分厂等。其中动力大唐多伦 5420t/h 煤粉炉 烟气脱硝改造方案5分厂拥有的 5 锅炉及配套发电机组，其产生的蒸汽和电力满足全厂正常生产的工艺用汽、动力用汽和用电要求。2.2 气象环境气象环境参数参数数值数值常年平均气温2.6 极端最高气温36.1 极端最低气温-39.8 年平均降雨量392.4 mm 多年最大降雨量181.2 mm 年平均气压874.8hPa 年平均相对湿度61% 年平均风速3.5m/s 最大冻土深度199cm 最大积雪深度19cm 最大一次沙暴持续时间9 小时 23 分50
7、年一遇基本风压0.40KN/m2 地震基本烈度 度协议基本地震加速度0.05g2.3 锅炉参数锅炉参数锅炉锅炉型式：DG420/9.8-1 型锅炉为高温高压、 型布置、自然循环、平衡通风、燃煤、固态排渣、全钢构架、全悬吊、管式空气预热器。燃烧器采用四角切向布置直流式燃烧器，假想切圆直径为 405mm，采用中速磨冷一次风机正压直吹式系统。每台炉配 4 台 ZGM113G 中速磨机，三台运行，一台备用。参数参数数值数值单位单位额定蒸发量：420t/h过热蒸汽压力：9.8MPa过热蒸汽温度：540再热蒸汽流量：/t/h再热蒸汽进口压力：/MPa再热蒸汽进口温度：/再热蒸汽出口压力：/MPa大唐多伦
8、5420t/h 煤粉炉 烟气脱硝改造方案6参数参数数值数值单位单位再热蒸汽出口温度：/给水温度：150锅炉效率：89.5%锅炉类型：煤粉炉燃料种类：褐煤构架地震设防级别：6 度2.4 脱硝设计参数脱硝设计参数2.4.1 煤质参数煤质参数名名 称称符号符号单位单位协议煤种协议煤种现行煤种现行煤种碳(应用基)Car%39.7134.85氢(应用基)Har%2.592.32氧(应用基)Oar%10.797.96氮(应用基)Nar%0.620.3硫(应用基)Sar%11.36灰(应用基)Aar%11.2213.51水(应用基)Mad%34.139.7水(分析基)Mar%19.569.7挥发份(可燃基)
9、Vdaf%低位发热值Qnet.arkJ/kg3418.842879.43可磨性指数KKK0.82.4.2 烟气参数烟气参数1) 脱硝烟气流量和成分项项 目目单位单位脱硝装置设计值脱硝装置设计值备注备注大唐多伦 5420t/h 煤粉炉 烟气脱硝改造方案7项项 目目单位单位脱硝装置设计值脱硝装置设计值备注备注烟气流量(BMCR，标、湿、实际氧)kg/s201.753kg/s空预器核算参数烟气流量(BMCR，实际态、湿、实际氧)m3/h1633414估算烟气流量(BMCR，标、湿、实际氧)Nm3/h562044估算，烟气中水分含量 12.7%，氧气含量 3.82%烟气流量(BMCR，标、干、实际氧)
10、Nm3/h490664估算烟气压力（BMCR）Pa-2680暂定烟气温度(BMCR)391 2) 烟气中污染物成分（标准状态，干基 6% O2）项目项目单位单位设计值设计值备注备注烟尘浓度g/Nm333实测改造前锅炉排放 NOx mg/Nm3829实测低氮燃烧器改造后 NOxmg/Nm3300预期SCR 装置入口 NOx设计值mg/Nm3350Cl(HCl)mg/Nm380估算F(HF)mg/Nm330估算SO2mg/Nm33682实测SO3mg/Nm360估算3 低氮燃烧器改造方案低氮燃烧器改造方案5.3.15.3.1 改造要求改造要求通过对锅炉燃烧系统改造，将锅炉氮氧化物排放降低到 300
11、mg/Nm3；之后采用 SCR 脱硝技术进一步将氮氧化物排放量降低到 100 mg/Nm3以下，并在此基础上保证锅炉效率不低于改造前的状况。改造后的锅炉运行保证具有安全性，经济性及可操作性。燃烧系统能够扩大唐多伦 5420t/h 煤粉炉 烟气脱硝改造方案8大煤种的适应性，防止结渣及高温烟气腐蚀。改造后锅炉的控制模式基本维持不变，燃烧更稳定。5.3.25.3.2 燃烧器改造方案燃烧器改造方案5.3.2.15.3.2.1 现有燃烧系统现有燃烧系统燃烧系统为四角布置切向燃烧, 切圆直径为 405mm, 每角布置四层一次风喷口, 六层二次风喷口, 一层顶二次风（OFA）喷口和一层燃尽风喷口（SOFA）, 其中两层二次风喷口中布置有点火油枪及稳燃油枪。为保证锅炉稳定燃烧和较低的不投油稳燃负荷, 一次风采用水平浓淡燃烧器。5.3.2.25.3.2.2 低低 NOxNOx 燃烧技术的机理燃烧技术的机理按照 NOx 生成机理，分为热力
