【正文】 ℃管道堵塞現(xiàn)象無有初投資費用低低運行費用低低設備安全要求應符合GB150《危險化學品安全管理條例》等相關規(guī)定 由表 可以看出，采用 SNCR 噴入爐膛的還原劑應在最佳煙氣溫度區(qū)間內(nèi)與煙氣中的 NOx 反應，并通過噴槍的布置獲得最佳的煙氣－還原劑混合程度以達到最高的脫硝效率。 本項目考慮到所處區(qū)域及場地限制，SNCR 脫硝如采用液氨，對安全要求較高，所以建議采用氨水和尿素共用的脫硝系統(tǒng)。 氣源 公司原有的螺桿式空壓機，排氣壓力 ，主要用于鍋爐微油點火系統(tǒng)、鍋爐吹灰調(diào)節(jié)閥控制氣源及檢修使用，用氣量很小，但是如采用SNCR 脫硝，用氣量較大，在 8m3/min 左右，原產(chǎn)氣量不能滿足煙氣脫硝改造工程壓縮空氣的使用。煤燃燒過程中產(chǎn)生的氮氧化物主要是一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2)，這二種統(tǒng)稱為氮氧化物(NOx)，在煤燃燒過程中氮氧化物的生成量和排放量與煤的燃燒方式，特別是燃燒溫度和過量空氣系數(shù)等燃燒條件有關。 這三種類型的 NOx，其各自的生成量和煤的燃燒溫度有關，在電廠鍋爐中燃料型NOx 是最主要的，其占 NOx 總量的 60～80%，熱力型其次，快速型最少。 根據(jù)熱力型 NOx 的生成過程，要控制其生成，就需要降低鍋爐爐膛中燃燒溫度，并避免產(chǎn)生局部高溫區(qū)，以降低熱力型 NOx 的生成。因此，燃料型 NOx 是燃煤電廠鍋爐產(chǎn)生的 NOx 的主要途徑。揮發(fā)分 N 析出后仍殘留在燃料中的氮化合物，被稱為焦炭 N。根據(jù)這一原理，將進入鍋爐爐膛的煤粉分層分級引入燃燒的技術(shù)，可以有效的控制 NOx 的生成排放。煤中的 N 在燃燒過程中轉(zhuǎn)化為 NOx 的量與煤的揮發(fā)份及燃燒過量空氣系數(shù)有關，在過量空氣系數(shù)大于 1 的氧化性氣氛中，煤的揮發(fā)分越高，NOx 的生成量越多，若過量空氣系數(shù)小于 1，高揮發(fā)分燃煤的 NOx 生成量較低，其主要原因是高揮發(fā)分燃料迅速燃燒，使燃燒區(qū)域氧量降低，不利于 NOx 的生成。 脫硝工藝簡介 目前，控制 NOX 排放的措施大致分為三類，第一類是低氮燃燒技術(shù)，通過各種技術(shù)手段，抑制或還原燃燒過程中生成的 NOX，來降低氮氧化物排放；第二類是爐膛噴射脫硝技術(shù)；第三類是煙氣凈化技術(shù)，包括濕法脫硝技術(shù)和干法脫硝技術(shù)。 現(xiàn)代低氮燃燒技術(shù)將煤質(zhì)、制粉系統(tǒng)、燃燒器、二次風及燃盡風等技術(shù)作為一個整體考慮，以低氮燃燒器與空氣分級為核心，在爐內(nèi)組織適宜的燃燒溫度，氣氛與停留時間，形成早期的、強烈的、煤粉快速著火欠氧燃燒，利用燃燒過程產(chǎn)生的氮基中間產(chǎn)物來抑制或還原已經(jīng)生成的 NOx。煤種不同燃燒所需的理論空氣量也不同。缺氧燃燒產(chǎn)生的煙氣再與二次風混合，使燃料完全燃燒。因此，該是技術(shù)多應用于新鍋爐的設計及燃燒器的改造中。 (5) 低 NOx 燃燒器 將空氣分級及燃料分級的原理應用于燃燒器的設計，盡可能的降低著火區(qū)的氧濃度和溫度，從而達到控制 NOx 生成量的目的，這類特殊設計的燃燒器就是低 NOx 燃燒器，一般可以降低 NOx 排放濃度的 30～60%。下面著重介紹噴氨(或尿素)法。當氨和煙氣中 NOx 接觸時，會發(fā)生下面的還原反應： 4NH3+4NO+O2→6H2O+4N2 4NH3+2NO2+O2→6H2O+3N2 4NH3+6NO→6H2O+5N2 8NH3+6NO2→12H2O+7N2 采用該方法要解決好兩個問題：一是氨的噴射點選擇，要保證在鍋爐負荷變動的情況下，噴入的氨均能在 850～1050℃(或 900～1100℃)范圍內(nèi)與煙氣反應。 煙氣脫硝技術(shù) 由于低 NOx 燃燒技術(shù)降低 NOx 的排放是比較低的(一般在 50%以下)，因此，當 NOx的排放標準要求比較嚴格時，就要考慮采用燃燒后的煙氣處理技術(shù)來降低 NOx 的排放量。該方法能達到 60～90%的 NOx 降低率。 缺點：催化劑宜中毒，催化劑反應器宜受飛灰磨損，反應器蜂窩狀通道宜堵塞，催化劑宜燒結(jié)，不適合于高活性催化劑。 2) 電子束照射同時脫硫脫硝技術(shù) 電子束氨法煙氣脫硫脫硝技術(shù)(簡稱 EA—FGD 技術(shù))是一種以氨作為脫硫脫硝劑，燃煤鍋爐(機組)產(chǎn)生的煙氣經(jīng)除塵后，主要含 SONOX、NH2O。電子束輻射處理煙氣技術(shù)地優(yōu)點有：能同時脫硫脫硝，處理過程中不用觸媒，不產(chǎn)生二次污染，不受塵埃影響，因是干式處理法，不影響原系統(tǒng)地熱效率，煙氣可不必再加熱即從煙囪排放。這些都是制約氨法在煙氣脫硫上推廣的因素，一直沒有被企業(yè)和環(huán)保部門完全接受。 3) 電暈放電等離子體同時脫硫脫硝技術(shù) 電暈放電過程中產(chǎn)生的活化電子(5～20Ev)在與氣體分子碰撞的過程中會產(chǎn)生OH、O2H、N、O 等自由基和 O3。 鍋爐排放的煙氣首先經(jīng)過一級除塵，去掉 80%左右的粉塵。降溫后的煙氣與化學計量比的氨混合進入等離子體反應器，反應產(chǎn)物由二次除塵設備收集。后者的活化電子(5～20Ev)則由脈沖流柱電暈的局部強電場加速得到。由于須加將 NO 氧化為 NO2 的設備，雖然效率高，但系統(tǒng)復雜，用水量大，并有水的污染，因此燃煤鍋爐很少采用。 脫硝工藝選擇的原則 根據(jù)以上對脫硝工藝的簡要介紹，本項目控制 NOx 排放有很多種方法，各種脫硝工藝項目投資和脫硝效率各不相同，選擇何種脫硝工藝一般可根據(jù)以下幾個方面綜合考慮： (1) NOx 排放濃度必須滿足國家最新排放標準和當?shù)卣畬Νh(huán)保的要求。 (5) 脫硝裝置應布置合理。 (9) 脫硝裝置對電廠鍋爐運行的影響最小。對在役燃煤機組進行低氮燃燒技術(shù)改造后，其氮氧化物排放濃度仍不達標或不滿足總量控制要求時，應配置煙氣脫硝設施。 本項目從國家脫硝技術(shù)路線看，需要采用選擇性非催化還原技術(shù)(SNCR)或 SNCR－SCR 聯(lián)合脫硝技術(shù)。 2) 影響 SNCR 反應的因素 ① 還原劑噴入點的選擇 噴入點必須保證使還原劑進入爐膛內(nèi)適宜反應的溫度區(qū)間(850～1050℃)，這個溫度范圍存在與鍋爐燃燒室和省煤室的過熱器區(qū)域。實驗研究表明：停留時間從 100ms 增加到 500ms，NOx 最大還原率從 70%上升到了 93%左右。根據(jù)美國環(huán)保署 Daniel C. Mussatti 等人做的 NOx 還原率與反應溫度和停留時間的關系的實驗結(jié)果，圖 為 NOx 脫除率與 NH3/NOx 摩爾比的關系圖，從中可以看出，當 NH3/NOx 摩爾比小于 2，隨 NH3/NOx 摩爾比增加，NOx 脫除率顯著增加，但 NH3/NOx摩爾比大于 2 后，增加就很少。國外的實際運行結(jié)果表明，應用于大型電站鍋爐的 SNCR 的 NOx 還原率只有 40%。對于電站鍋爐，投資成本和運行成本依據(jù) NOx 排放濃度的不同二有所差異，特別是運行成本與煙氣原始 NOx 濃度關系十分巨大，因為在 SNCR 工藝中,還原劑成本所占的份額達到 50%以上。根據(jù)規(guī)范要求，本項目鍋爐采用 SNCR 工藝所能達到的目標脫硝效率定為 80%左右為宜。 SNCR 脫硝是在現(xiàn)有的鍋爐上增加一套系統(tǒng)。另外，較高的氨逃逸還可能使飛灰中的氨濃度超過使用限制。目前在歐洲和美國的 300MW 燃煤電站鍋爐上已有采用該法運行經(jīng)驗，但市場占有率較低。噴嘴布置在爐膛和旋風分離器之間的煙道。 設計基礎參數(shù)本期工程脫硝裝置設計采用的基礎參數(shù)，見表 。根據(jù)鍋爐運行情況和 NOx 排放情況，還原劑溶液和稀釋水在劑量混合系統(tǒng)中在線配制成所需的噴射濃度，然后該系統(tǒng)實現(xiàn)各噴射點的還原劑分配。袋裝尿素由汽車運輸?shù)綇S區(qū)，通過卸料放在尿素儲存站。 輸送泵(一用一備)在 14bar 壓力下由尿素溶解罐向還原劑儲罐輸送配置好的還原劑。因此，設計了稀釋水系統(tǒng)，用來保證在運行工況變化時噴槍中流體流量基本不變。流量余量大于 10%，壓頭大于 20%。每個噴射點均由流量計控制，確保適當?shù)姆峙?。爐前壓縮空氣總管上設有流量壓力測量，分幾路通到各噴射點，每個噴射點的霧化壓縮空氣總管設有壓力調(diào)節(jié)、壓力測量、流量測量，再通往各個噴槍。 控制系統(tǒng) 脫硝裝置采用 DCS 控制系統(tǒng)，單獨控制或者與脫硫系統(tǒng)一同控制，控制系統(tǒng)將具有較高的可靠性、可維護性與擴展性、具有較高的自動化水平。 主要設備表 SNCR 系統(tǒng)主要設備表，見表 表 SNCR 系統(tǒng)主要設備表序號設備名稱規(guī)格型號單位數(shù)量 一、尿素溶解系統(tǒng)1尿素溶解罐5m3套12化工輸送泵DN6550 臺13壓力表 防爆臺14攪拌機臺15溫度變送器0~100℃ 法蘭 耐磨 臺16液位計壓力式，帶信號輸出臺17加熱裝置——套18配套管路、閥門多種型號套1二、還原劑儲存系統(tǒng)1還原劑儲存罐30m179。噴嘴布置在爐膛出口和分離器之間的煙道上，鍋爐的熱量為反應提供了熱量，使 NOx 在這里被還原。 SCNR 反應區(qū)內(nèi)每臺鍋爐各設置一段 MCC，為 SNCR 反應區(qū)內(nèi)低壓負荷提供電源，電源采用雙電源進線方式(采用自動切換)。 檢修、照明及電纜 本期工程采用照明與動力合并的供電方式。 電纜設施采用架空橋架敷設和地下溝道敷設相結(jié)合的方式，電纜選用阻燃型電纜。 儀表與控制系統(tǒng) 主廠房脫硝控制系統(tǒng) 1 號、2 號、3 號鍋爐脫硝改造擬單獨控制或者納入脫硫 DCS 系統(tǒng)進行控制，三臺鍋爐合并設置控制機柜，機柜數(shù)量暫按一面考慮(配一對 DPU 控制器)。 還原劑控制系統(tǒng) 本項目 1 號、2 號、3 號爐采用還原劑脫硝，設一套還原劑控制系統(tǒng)。 主要檢測控制方案 尿素稀釋液流量控制系統(tǒng) 當鍋爐負荷或爐膛出口的 NOx 濃度變化時，送入爐膛的還原劑量也應隨之變化，這將導致送入噴槍的流量發(fā)生變化。這個限值水平可以預先選定作為主控制器的設定點。例如：取樣風機子功能組等。 脫硝與外部系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口 本期工程脫硝至電網(wǎng)中調(diào)的數(shù)據(jù)通過主廠房 DCS 以通訊的形式傳至電氣網(wǎng)繼系統(tǒng)，通過電氣網(wǎng)繼系統(tǒng)傳至電網(wǎng)中調(diào)。 氣源 鍋爐 SNCR、SCR 反應裝置區(qū)域，氣動執(zhí)行機構(gòu)和 CEMS 吹掃用氣量很少，脫硝島不單獨設儀用空壓站，壓縮氣源將從鍋爐主廠房區(qū)域機組用氣母管就近就地引接；尿素區(qū)氣動執(zhí)行機構(gòu)，儀用壓縮氣源將就近引接。 控制系統(tǒng)要求安全可靠、技術(shù)先進，有良好的使用經(jīng)驗，滿足工藝過程的操作要求，實現(xiàn)工藝裝置、儲運系統(tǒng)等控制、管理、經(jīng)營一體化，并實現(xiàn)集中操作管理，為企業(yè)實現(xiàn)信息化管理和優(yōu)化生產(chǎn)調(diào)度建立基礎。 對鍋爐出口安裝煙氣成分監(jiān)測設備，其要求為采用進口或引進技術(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品。脫硝系統(tǒng)主要設計技術(shù)數(shù)據(jù)序號 項目單位數(shù)值 1 脫硝裝置規(guī)模t/h 1*1302*75 2 耗煤量t/h 302*17 3 處理煙氣量Nm3/h 190000 2*160000 4 脫硝效率 ≥% 75 75 5 脫硝入口煙氣溫度℃830～900 6 出口NOx排放濃度mg/Nm ≤100 7 氨逃逸率mg/Nm ≤8 8 NH3/NOx的摩爾比/≤ 9還原劑溶液濃度%尿素40氨水202510還原劑噴射濃度%尿素1020氨水815 11還原劑溶液耗量 kg/h 尿素氨水 12耗水量 t/h 尿素氨水 13壓縮空氣M3/min尿素35氨水35 14電耗kW/y500006 環(huán)境保護 設計依據(jù)及采用的環(huán)境保護標準 設計依據(jù) (1) 《火力發(fā)電廠環(huán)境保護設計規(guī)定》 (DLGJ10291)； (2) 《火力發(fā)電廠可行性研究報告內(nèi)容深度規(guī)定》(DL/T53752008)； (3) 《小型火力發(fā)電廠設計規(guī)范》(GB500492011)； (4) 《火電廠煙氣脫硝工程技術(shù)規(guī)范選擇性非非催化還原法》(HJ5632010)； (5) 《火電廠煙氣脫硝技術(shù)導則》(DL/T2962011)。本期工程鍋爐出口氮氧化物排放濃度為 ，通過脫硝裝置處理后，排放的 NOX 濃度 100mg/Nm3 以下，滿足最新排放標準的 100mg/Nm3 的要求。N2 無毒、無害，對環(huán)境沒有任何影響。 噪聲環(huán)境影響分析、防治措施及綠化 本期工程的設備噪聲水平較低。 本期工程擬采用的噪聲防治措施如下：在主要設備訂貨時向制造廠家提出噪聲控制要求，以及在設計安裝時對噪聲源較強的設備采用減振、防振等措施從聲源上控制噪聲水平。 根據(jù)《火電廠環(huán)境監(jiān)測管理規(guī)定》和《火電廠煙氣排放連續(xù)監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》(HJ/T752001)的要求，在脫硝裝置后加裝煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)對氮氧化物進出口濃度進行監(jiān)測，并在脫硝裝置出口處設氨逃逸監(jiān)測裝置。總體而言，本期工程的實施對區(qū)域環(huán)境有較好的改善效果。改擴建完成后非采暖期全廠采鍋爐煙氣產(chǎn)生量為255000m3/h、煙塵產(chǎn)生濃度為20100mg/mSO2產(chǎn)生濃度為890mg/m3；改擴建工程脫硫效率90%，%，脫氮效率80%。鑒于我國的能源消耗量今后將隨將對我國大氣環(huán)境造成嚴重的污染?，F(xiàn)在規(guī)定環(huán)境中 NO 的容許量為 25mg/L。光化學煙霧對生物有嚴重的危害，如1952 年發(fā)生在美國洛杉磯的光化學煙霧事件致使大批居民發(fā)生眼睛紅腫、咳嗽、喉痛、皮膚潮紅等癥狀，嚴重者心肺衰竭，有幾百名老人因此死亡