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1、瓦斯气燃料锅炉外排烟气脱硝治理项目 初步设计方案晋 瓦斯气发电厂瓦斯燃料锅炉外排烟气湿法脱硝项目（氨法脱硝工艺）初步设计方案书湖南湘牛环保实业有限公司工程设计证书等级：甲级 编号：A1430017782011-2编 制 及 审 核 人 员：单位：湖南湘牛环保实业有限公司项目负责人：罗建国（高级工程师）审 核：戴慧敏（高级工程师）编 制：罗建国（高级工程师）工 艺：罗建国（高级工程师）给排水：郑宇其（高级工程师）电 气：周辉军（工程师） 结 构：罗建国（高级工程师） 概预算：肖 骞（造价师）工程设计证书等级：甲级编号：A143001778二0一一年二月 目 录前言31. 概况41.1建设项目概况
2、42. 设计依据及原则42.1脱硝方案的选择42.2设计原则43. 设计、供货范围及设计接口63.1 设计、供货范围63.2 设计接口64.工艺设计方案74.1氨液脱硝反应原理74.2脱硝系统物料计算表84.3工艺流程简述95. 分系统介绍106脱硝装置运行的经济分析306.1 脱硝装置年经济指标306.2 结论及说明307售后服务承诺书30 5 前言1.1 本技术方案是用于瓦斯燃料锅炉发电厂锅炉烟气脱硝治理，烟气脱硝处理采用氨法脱硝工艺，填料塔喷淋技术。 1.2 本技术方案仅为初步设计，方案中取用的一切设计参数均由业主方提供，如提供的原始数据与实际有出入，则可能导致配置的工艺设备发生相应变化
3、。1.3本技术方案提供的工艺将保证氨法脱硝后的锅炉外排烟气：符合GB132232003火电厂大气污染物排放标准第三时段要求：NOx 含量80mg/Nm31. 概况1.1建设项目概况瓦斯气燃料锅炉发电厂，依据国家及地方环保法规，锅炉烟气需经过脱硝治理达标后才能向大气排放，所以需按照一用一备配置相应的脱硝装置。锅炉烟气相关参数见下表：表1 锅炉烟气基础设计参数序号名称单位指标备注1.锅炉规模t/h2.工况烟气量m3/h125000计算值3.标况烟气量Nm3/h84000业主提交4.NOx 浓度mg/ Nm37425.NO2 浓度mg/ Nm3270业主提供6.NOx 流量Kg/h62.33计算值7
4、.NO2 流量Kg/h22.68计算值8.装置入口烟气温度1159.治理后要求NOx排放浓度mg/Nm380注：根据业主方提供的原始参数，与同类型同规模锅炉烟气对比，标况烟气量与工况情况严重不符，为此，采用125000m3/h工况烟气量，计算得8.4万Nm3/h的单炉标况烟气量进行设计计算。2. 设计依据及原则2.1 脱硝方案的选择氨法脱硝,就是以氨(NH3)为吸收剂将锅炉外排烟气中的气态氮氧化合物固定为铵盐或还原为单质硫、将氮氧化物转化为氮气而实现清洁排放的工程技术。以瓦斯气为燃料的锅炉烟气治理采用该技术具有设备精简、占地面积小、基建投资少、运行管理方便等优点,日益受到人们的关注和重视。目前
5、,烟气同时脱硝、脱硝技术可分为两类: 炉内燃烧过程的同时脱除技术和燃烧后烟气同时脱除技术。其中,燃烧后烟气同时脱硝、脱硝是今后进行大规模工业应用的重点。大多数电厂配套有湿法脱硝装置,开发与湿法脱硝技术相集成的脱硝、 脱硝一体化技术是该领域研究的难点和热点课题。目前,研究较多的脱硝、脱硝一体化技术有氧化吸收技术(如等离子体法,光催化同时脱硝、脱硝技术,过氧化氢氧化吸收技术),还原反应(如尿素同时脱硝、脱硝技术)和湿式络合吸收工艺等。2.2 设计原则1. 本方案遵循国家及项目当地有关法规、规定进行编制。2. 采用优化设计方法，提高设计水平并降低工程投资额。3. 严格执行资源综合利用原则，积极改进工
6、艺技术，采用无害或少害的工艺。4. 贯彻“安全生产，预防为主”的方针。5. 项目建设过程中可充分利用项目所在公司相应的设施，节约投资，加快工程的建设周期。6. 本方案按照业主要求对105的工况烟气量进行脱硝处理。7.其他： 1）为确保脱硝系统在运行及事故状态时不影响发电系统本身的运行，脱硝系统设置100%烟气旁路，并设置独立的脱硝系统增压风机，对原引风机不改动。 2）氨法脱硝方式采用外购氨水配制脱硝液体。 3）氨水采用2个筒仓。一个配置罐，一个循环罐。 4) 脱硝设备年利用小时按7200小时考虑 5）脱硝设备年利用率95%。2.3设计、制造主要规范和标准本工程烟气脱硝系统所有设备、材料、建筑、
7、工具、配件的设计、制造、验收、试验和材料满足中国国家标准（GB系列）和电力行业标准（DL系列）及其它行业标准的要求。对于进口设备可采用所在国最新标准，但不得低于国家标准。国家强制性法律法规必须执行。a.执行标准：1、火电厂大气污染物排放标准GB132232003；2、火电厂烟气排放连续监测技术规范HJ/T752001；3、固定污染源排放烟气连续监测系统技术要求及监测方法HJ/T76；4、火力发电厂劳动安全和工业卫生设计规程DL50531996 5、环境保护产品技术要求 湿式烟气脱硝除尘装置HJ/T2882006；6、工业锅炉及炉窑湿法烟气脱硝工程技术规范HJ462-2009；7、钢结构工程施工
8、质量验收规范GB50205-2001；8、建设项目环境保护竣工验收管理办法（国家环境保护总局 2001 年） 化工工业出版社化工工艺设计手册 第三版b.验收标准： 火电厂大气污染物排放标准GB132232003第三时段要求： NOx 含量80mg/N瓦斯燃料锅炉发电厂锅炉烟气脱硝项目 初步设计方案3. 设计、供货范围及设计接口 3.1 设计、供货范围 本工程设计及供货范围：从锅炉引风机外排出口烟道开始，至原烟囱烟道的接入口范围内的所有工艺、设备、电气、控制、防腐保温、照明、暖通、给排水等，提交系统工艺土建条件图。土建工程设计和施工由甲方负责。3.2 设计接口 3.2.1 烟气 进口：从锅炉引风
9、机外排出口烟道接出。 布置：脱硝系统的布置不影响原有设备、建筑的布置，并留有足够的间距。 挡板门：脱硝系统的所有挡板风门由承包方负责供货、接口、安装和供电及控制。挡板门密封风系统也均由承包方设计、供货及安装。 3.2.2 工艺水： 进口：由业主方送达脱硝界区外1m处。 3.2.3 电气 脱硝系统电源电缆进线的接线处为界。业主方只将电缆送至脱硝进线柜开关下桩头（无高压柜则将电缆送至脱硝变高压侧）。承包方提供包括脱硝系统内的全部电气设备、电缆、桥架及其他材料并安装。 3.2.4 控制 脱硝（系统）厂家提供整套相关PLC控制系统、全部就地仪表、电缆和安装材料，并在锅炉原控制室设置操作员站，以便全厂统
10、一集中管理和操作。脱硝PLC系统与锅炉控制系统需预留以下硬接线端口（包括输入输出）：（1）锅炉MFT(主燃料跳闸)状态；（2）锅炉点火信号；（3）锅炉负荷信号；（4）脱硝塔进口挡板门已开、关信号；（5）脱硝塔出口挡板门已开、关信号；(6)脱硝塔旁路挡板门已开、关信号；（7）脱硝塔运行信号。 3.2.5 消防 、避雷脱硝区域内消防、避雷装置由业主方统一考虑。 3.2.6 给排水 脱硝界区内生产废水零排放，生活污水、雨水等由承包方收集到指定的排水坑内。3.2.7土建工程脱硝区域内的土建工程由业主方自行负责建设。4.工艺设计方案4.1 脱硝工艺的选择脱硝工艺的选择一般应根据业主建设及运行要求、烟气量
11、、NOx 含量及脱硝效率、脱硝工艺成熟程度、脱硝剂供应条件、水源情况、脱硝副产物的处理、厂址场地布置条件等因素，经全面技术经济比较后确定。根据晋 瓦斯气燃料锅炉发电厂业主实际情况，本方案以脱硝效率最高、保证运行可靠为原则，采用氨法脱硝工艺。4.2 氨法脱硝机理氨法脱硝的原理是：它用氨(NH3)的水溶液吸收 NOx。 化学原理如下：4NH3 + 4NO + O2 6H2O + 4N24NH3 + 2NO2 + O2 6H2O + 3N24NH3 + 6NO 6H2O + 5N28NH3 + 6NO 12H2O + 7N24.3 工艺特点：（1）用氨做脱硝剂，可获 80%以上脱硝效率。（2）由于使
12、用氨水溶液做吸收剂，化学反应速率快，一般能耗较低。（3）因反应过程复杂，氨的消耗比例在不同的工程有不同的结果。4.4 工艺计算及分析表2 序号名称单位指标备注1工况烟气量m3/h1250002标况烟气量Nm3/h840003入口烟气温度1154入口含 NOx 浓度mg/Nm37425入口含硝量kg/h62.336NOx 排放浓度mg/Nm3807NOx 脱除效率89.28NOx 去除量计算kg/h61.659NH3 耗量kg/h3410.20%氨水耗量Kg/h1704.5 工艺流程及说明本方案氨法湿法脱硝由原料氨水供应系统、填料喷淋塔脱硝吸收循环系统、风机及烟气 系统、废水开路排放系统等组成：
13、脱硝系统采用正压运行，电厂烟气经增压风机由进口烟道进入填料脱硝塔，与来自氨水供应系统的吸收液反应，然后由塔顶烟囱或进入业主现有烟囱排放。塔上部设置逃逸氨扑集器和除雾器。脱硝液进入填料吸收塔后，与烟气中的 NOx 逆流吸收，反应后的脱硝液进入塔底浆液池，循环泵入吸收塔；浆液池设置开路排放部分废水并补充入新鲜的原料氨水。氨法脱硝技术成熟，运行稳定可靠，脱硝效率高，可以完全满足业主排放标准的要求。本工程设计尽可能考虑烟管道短，系统简单，减少业主土建工程量，设备占地少， 好布置，投资省，管理方便，调节灵活4.6 关键设备说明开孔波纹板填料床吸收反应塔工艺原理：1、初接触吸收反应：吸风主干管送来的酸雾气体沿吸收反应塔主筒切线方向进入设备下部经气流均质、均量、稳流后沿塔内壁以旋涡状上升。在上升的过程中与自第一层填料床流下的反应液进行初次接触吸收反应；然后在导流板的作用下进入塔内开孔波纹板填料床。2、第二、三级工艺采用堆砌开孔波纹板工艺技术； PP-R开孔波纹板填料，是由许多具有相同几何形状的填料单元体组成，由相互平等又叠加的波纹片组成圆柱单元和波纹填料。根据波纹片竖向
