《热电公司锅炉烟气脱硝工程技术方案（doc 21页）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《热电公司锅炉烟气脱硝工程技术方案（doc 21页）（21页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、山山东东某某热热电电有有限限公公司司 3 31 13 30 0t t/ /h h 锅锅炉炉烟烟气气脱脱硝硝工工程程 技技术术方方案案 目目 录录 1 1 总总则则.1 1 1. .1 1 项项目目总总论论 1 1 1. .2 2 基基本本设设计计条条件件 .1 1 1. .3 3 设设计计指指标标 1 1 1. .4 4 设设计计原原则则 2 1 1. .5 5 技技术术规规范范和和标标准准 2 1 1. .6 6 技技术术要要求求 3 1 1. .7 7 工工程程主主要要内内容容 .3 1 1. .8 8 工工程程接接口口位位置置 .4 2 2 脱脱硝硝工工艺艺的的选选择择 .5 3 3 脱
2、脱硝硝工工程程方方案案 .10 3 3. .1 1 脱脱硝硝工工艺艺系系统统 .10 3 3. .2 2 脱脱硝硝装装置置总总体体布布置置 14 3 3. .3 3 电电气气系系统统 15 3 3. .4 4 控控制制系系统统 16 3 3. .5 5 土土建建工工程程 17 3 3. .6 6 消消防防系系统统 17 5 运行费用分析运行费用分析.17 5 5. .1 1 运运行行成成本本分分析析 .17 5 5. .3 3 经经济济效效益益分分析析 .18 6 6 项项目目实实施施进进度度 .18 6 6. .1 1 工工程程进进度度计计划划 .18 7 7 质质量量保保证证及及服服务务承
3、承诺诺 18 脱脱硝硝工工程程技技术术方方案案 1 1 总总则则 1 1. .1 1 项项目目总总论论 山东某热电有限公司共安装了 3 台 130t/h 循环流化床锅炉，共 分两期建设完成，一期安装两台锅炉（ 1#、2#锅炉） ，二期安装一台 锅炉（为 3#锅炉） 。锅炉设计的脱 硝工艺为 SCR 脱硝。 现对 1#、2#、3#三台锅炉脱硝工程编制方案，请业主方提出宝贵 意见。 1 1. .2 2 基基本本设设计计条条件件 本烟气脱硝工程业主提供技术参数如下： 项项 目目单单位位型型号号或或参参数数 类 型循环流化床锅炉 型 号 数 量台3 最大蒸发量t/h130 省煤器出口烟气量Nm3/h1
4、60000 省煤器出口烟气温度350 烟气中 NOx 浓度mg/Nm3300 锅炉 年运行时间h7000（暂定） 1 1. .3 3 设设计计指指标标 序号序号参数参数单位单位参数指标参数指标备注备注 1脱硝装置入口烟气量Nm3/h160000每台炉 2脱硝装置入口烟气温度350 3处理前烟气中 NOx 浓度mg/Nm3300 4烟气中含尘浓度g/m335 5设计脱硝效率%70% 6脱硝装置负荷适应范围%30%-110% 7处理后烟气中 NOx 浓度mg/Nm3100 8NOx 削减量kg/h39.66单台炉 9脱硝系统总阻力Pa1200 10反应器内烟气流速m/s5 11氨逃逸量ppm3 1
5、2液氨（规定品质）耗量kg/h13.97单台炉 1 1. .4 4 设设计计原原则则 （1）脱硝系统的设计脱硝率应满足 国家和当地政府 的排放标准； （2）采用的脱硝工艺应具有技术先进、成熟，设备可靠，性能价 格比高，有处理同容量大型燃煤机组烟气的商业运行业绩； （3）脱硝系统应对燃煤锅炉的 NO排放浓度有较好的适应性； （4）脱硝系统应能持续稳定与锅炉同步运行； （5）脱硝工程在工艺选择和设备布置中要充分考虑现场条件； （6）优先考虑还原剂有可靠稳定来源的脱硝工艺，比如还原剂采 用液氨； （7）对脱硝系统的投资和运行的经济性进行 初步的分析。 （8）脱硝系统采用 PLC 控制，留有与外界通讯
6、的接口。 1 1. .5 5 技技术术规规范范和和标标准准 脱硝系统的设计、制造、安装、调试、试验及检查、试运行、考 核、最终交付等遵循但不限于下列标准规范与技术要求： 火电厂大气污染物排放标准 （GB13223-2003） 火电厂烟气脱硝工程技术规范选择性催化还原法 （HG562- 2010） 工业管道工程施工及验收规范 (GBJ235-82) 工业设备、管道防腐蚀工程施工及验收规范 （HGJ229 91） 室外给排水设计规范 （GBJB-86） 机械设备安装工程施工及验收规范 (TJ231-78) 压缩机风机泵安装工程施工及验收规范 (GB50275-98) 钢结构设计规范 （GB17-8
7、8） 钢结构、管道涂装技术规程 （HGJ20983） 自动化仪表工程施工及验收规范 （GB500932002） 电气装置安装工程电器设备交接试验规程 （GB5015091） 1 1. .6 6 技技术术要要求求 （1）脱硝工艺采用 SCR 法，脱硝催化剂层数按 3 层设置，其中 一层预留。 （2）脱硝效率按不小于 70%设计。 （3）脱硝系统暂按设置烟气旁路系统考虑。 （4）脱硝反应器布置在锅炉省煤器和空预器之间的高含尘区域。 （5）还原剂采用纯 液氨。 （6）脱硝设备年运行小时按 7000h 考虑。 （7）脱硝装置可用率不小于 98%。 （8）装置服务寿命为 30 年。 1 1. .7 7
8、工工程程主主要要内内容容 本锅炉烟气脱 硝工程的范围为从锅炉出口至 空预器进口 之间脱 硝的全部内容 。 锅炉的烟气脱 硝工程建设按一炉配置一台反应器 方案进行，共设 计三台脱硝反应器 。 本锅炉烟气脱 硝工程主要包括以下几部分： 液氨制备供应系统 ； 氨喷射系统； 烟道系统； SCR 反应器； 催化剂装卸系统； 吹灰系统； 电气、控制系统； 保温、油漆； 采暖通风系统； 配套土建设计。 1 1. .8 8 工工程程接接口口位位置置 液液氨氨储储存存和和氨氨注注入入 系系统统： 入口：液氨罐车出口。 出口：喷氨喷嘴 (SCR 装置内)。 烟烟气气系系统统： 入口：锅炉 省煤器出口烟道。 出口：
9、空预器进口烟道。 蒸蒸汽汽： 蒸发器入口：液氨蒸发器 汽源接口。 脱硝装置可单独设电控室， 也可不单独设电控室，而 与主装置的 共用。脱硝装置不单独设变压器，由主装置将低压负荷接至脱硝装 置的进线柜。低压负荷和配电、控制室考虑与主装置一起布置。 烟烟气气在在线线装装置置： 本脱硝装置 出口配置 3 套烟气在线装置 ，布置在主装置的控制室 内。 2 2 脱脱硝硝工工艺艺的的选选择择 2 2. .1 1. .1 1 S SC CR R 烟烟气气脱脱硝硝技技术术 近几年来选择性催化还原烟气脱硝技术 (SCR)发展较快,在欧洲和 日本得到了广泛的应用 ,目前催化还原烟气脱硝技术是应用最多的技 术。 1
10、 1）S SC CR R 脱脱硝硝反反应应 目前世界上流行的 SCR 工艺主要分为氨法 SCR 和尿素法 SCR 两 种。此两种 方法都是利用氨对 NOX的还原功能，在催化剂的作用下将 NOX(主要是 NO)还原为对大气没有多少影响的N2和水。还原剂为 NH3，其不同点则是在尿素法 SCR 中，先利用一种设备将尿素转化为 氨之后输送至 SCR 触媒反应器，它转换的方法为将尿素注入一分解室 中，此分解室提供尿素分解所需之混合时间，驻留时间及温度，由此 室分解出来之氨基产物即成为SCR 的还原剂通过触媒实施化学反应后 生成氨及水。尿素分解室中分解成氨的方法有热解法和水解法，主要 化学反应方程式为
11、： NH2CONH2+H2O2NH3+CO2 在整个工艺的设计中，通常是先使氨蒸发，然后和稀释空气或烟 气混合，最后通过分配格栅喷入SCR 反应器上游的烟气中。 在 SCR 反应器内， NO 通过以下反应被还原： 4NO+4NH3+O24N2+6H2O 6NO+4NH35N2+6H2O 当烟气中有氧气时，反应第一式优先进行，因此，氨消耗量与 NO 还原量有一对一的关系。 在锅炉的烟气中， NO2一般约占总的 NOX浓度的 5%，NO2参与的反 应如下： 2NO2+4NH3+O23N2+6H2O 6NO2+8NH37N2+12H2O 上面两个反应表明还原 NO2比还原 NO 需要更多的氨。 在绝
12、大多数锅炉烟气中， NO2仅占 NOX总量的一小部分，因此 NO2的影响并不显著。 SCR 系统 NOX脱除效率通常很高，喷入到烟气中的氨几乎完全和 NOX反应。有一小部分氨不反应而是作为氨逃逸离开了反应器。一般来 说，对于新的催化剂，氨逃逸量很低。但是，随着催化剂失活或者表 面被飞灰覆盖或堵塞，氨逃逸量就会增加，为了维持需要的NOX脱除 率，就必须增加反应器中 NH3/NOX摩尔比。 从新催化剂开始使用到被更换这段时间称为催化剂寿命。 2 2）S SC CR R 系系统统组组成成及及反反应应器器布布置置 在选择催化还原工艺中， NOx 与 NH3在催化剂的作用下产生还原。 催化剂安放在一个固
13、定的反应器内，烟气穿过反应器平行流经催化剂 表面。催化剂单元通常垂直布置，烟气自上向下流动。SCR 系统一般 由氨的储存系统、氨与空气混合系统、氨气喷入系统、反应器系统、 烟气系统、检测控制系统等组成。 SCR 反应器在锅炉烟道中一般有三种不同的安装位置，即热段/ 高灰布置、热段 /低灰和冷段布置。 a.热段/高灰布置：反应器布置在空气预热器前温度为350左 右的位置，此时烟气中所含有的全部飞灰和SO2均通过催化剂反应器， 反应器的工作条件是在 “不干净”的高尘烟气中。由于这种布置方案 的烟气温度在 250400的范围内，适合于多数催化剂的反应温度， 因而它被广泛采用。但是由于催化剂是在 “不
14、干净”的烟气中工作， 因此催化剂的寿命会受下列因素的影响： 烟气所携带的飞灰中含有 Na,Ca,Si,As 等成分时，会使催化剂 “中毒”或受污染，从而降低催化剂的效能。 飞灰对催化剂反应器的磨损。 飞灰将催化剂反应器蜂窝状通道堵塞。 如烟气温度升高，会将催化剂烧结，或使之再结晶而失效，如 烟气温度降低， NH3会和 SO3反应生成酸性硫酸铵，从而会堵塞催化反 应器通道和污染空气预热器。 高活性的催化剂会促使烟气中的SO2氧化 SO3，因此应避免采 用高活性的催化剂用于这种布置。 为了尽可能地延长催化剂的使用寿命，除了应选择合适的催化剂 之外，要使反应器通道有足够的空间以防堵塞，同时还要有防腐
15、措施。 b.热段/低灰布置：反应器布置在静电除尘器和空气预热器之间， 这时，温度为 250400的烟气先经过电除尘器以后再进入催化剂反 应器，这样可以防止烟气中的飞灰对催化剂的污染和将反应器磨损或 堵塞，但烟气中的 SO3始终存在。采用这一方案的最大问题是，静电 除尘器无法在 250400的温度下正常运行，因此很少采用。 c.冷段布置：反应器布置在烟气脱硫装置（ FGD）之后，这样催 化剂将完全工作在无尘、无 SO2的“干净”烟气中，由于不存在飞灰 对反应器的堵塞及腐蚀问题，也不存在催化剂的污染和中毒问题，因 此可以采用高活性的催化剂，减少了反应器的体积并使反应器布置紧 凑。当催化剂在 “干净
16、”烟气中工作时，其工作寿命可达35 年 （在“不干净”的烟气中的工作寿命为 23 年） 。这一布置方式的主 要问题是，当将反应器布置在湿式FGD 脱硫装置后，其排烟温度仅为 5060，因此，为使烟气在进入催化剂反应器之前达到所需要的反 应温度，需要在烟道内加装燃油或燃烧天然气的燃烧器，或蒸汽加热 的换热器以加热烟气，从而增加了能源消耗和运行费用。 以上三种方案为 SCR 反应器的基本布局方式，就现场设备而言， 一般要遵循以下布置原则 ： a.在规划基本的现场布置方案时，建筑和设备的位置应该按照需 要的功能来布置，并考虑进出方便、建造难易、操作、维护、和安全 性。 b.一台锅炉可以有一个 SCR 反应器，根据现场空间和现有设备系 统的条件来决定。 c.为 SCR 反应器留有适当的空间，用来设置过道，便于催化剂模 块的安装和操作。 e.为催化剂模块的抬升预留足够的空间。 f.通道应该
