【正文】 為37MW機(jī)組，建設(shè)規(guī)模為1臺(tái) 130t/h 和2臺(tái)75t/h次高壓循環(huán)流化床鍋爐，配1 臺(tái) 25MW 背壓式汽輪發(fā)電機(jī)和一臺(tái)12MW背壓式汽輪發(fā)電機(jī)。 無水氨的特性：亦名液氨，為 GB1226890 規(guī)定之危險(xiǎn)品，危險(xiǎn)物編號(hào) 23003。 氨水的特性：氨水與無水氨都屬于危險(xiǎn)化學(xué)品。無色透明液體，易分解放出氨氣，溫度越高，分解速度越快，可形成爆炸性氣氛。接觸下列物質(zhì)能引發(fā)燃燒和爆炸：三甲胺、氨基化合物、1氯2，4二硝基苯、鄰—氯代硝基苯、鉑、二氟化三氧、二氧二氟化銫、鹵代硼、汞、碘、溴、次氯酸鹽、氯漂、氨基化合物、塑料和橡膠。固體的尿素，吸濕性較強(qiáng)，因在尿素生產(chǎn)中加入石蠟等疏水物質(zhì)、或用防濕薄膜形成 Methylene Diurea(MDU)，其吸濕性大大下降。氨氣有二種制備方法，即直接法和間接法。 (2) 脫硝所用氨水的質(zhì)量百分比一般在 20～30%，較液氨安全，但運(yùn)輸體積大，運(yùn)輸成本相對(duì)液氨高。如果使用氨水，一般也是用 20%濃度的氨水，然而隨著濃度的減小，所需的儲(chǔ)存容積會(huì)增加，從而提高了投資費(fèi)用。如采用尿素作為還原劑，最佳反應(yīng)溫度是 900℃～1100℃，而現(xiàn)熱電廠爐膛溫度在830℃～900℃,可以滿足要求。 供電 經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，現(xiàn)有熱電廠廠用電系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)未考慮脫硝裝置的用電負(fù)荷，但因?yàn)槊撓跸到y(tǒng)用電負(fù)荷很小，所以無需重設(shè)脫硝電源。因此，脫硝工藝用汽可就近從熱電廠輔汽聯(lián)箱引接。 (2) 快速型 NOx，它是燃燒時(shí)空氣中的氮和燃料中的碳?xì)潆x子團(tuán)如 HC 等反應(yīng)生成的 NOx。因此，溫度對(duì)熱力型氮氧化物的生成具有決定作用。在 600～800℃時(shí)就會(huì)生成燃料型 NOx。 燃料型 NOx 的生成和破壞過程不僅和煤種特性、燃料中的氮化合物受熱分解后在揮分和焦炭中的比例、成分和分布有關(guān)，而且其反應(yīng)過程還和燃燒條件(如：溫度和氧)及各種成分的濃度等密切相關(guān)。揮發(fā)分 N 中的主要氮化合物是 HCN 和 NH3，它們遇到氧后，HCN 首先氧化成 NCO，NCO 在氧化性環(huán)境中會(huì)進(jìn)一步氧化成 NO，如在還原性環(huán)境中，NCO 則會(huì)生成 NH，NH 在氧化性環(huán)境中會(huì)進(jìn)一步氧化成 NO，同時(shí)又能與生成 NO 進(jìn)行還原反應(yīng)，使 NO 還原成 N2，成為 NO 的還原劑。在氧化性環(huán)境中生成的 NOx 遇到還原性氣氛時(shí)，還會(huì)還原成 N2。因此，快速型 NOx 主要產(chǎn)生于碳?xì)浠衔锖枯^高、氧濃度較低的富燃料區(qū)，多發(fā)生在內(nèi)燃機(jī)的燃燒過程。 低氮燃燒技術(shù)(簡(jiǎn)稱 LNB) 由 NOx 的形成條件可知，對(duì) NOx 的形成起決定作用的是燃燒區(qū)域的溫度和過量空氣量。常用的低 NOx 燃燒技術(shù)有如下幾種： (1) 燃燒優(yōu)化燃燒優(yōu)化是通過調(diào)整鍋爐燃燒配風(fēng)，控制 NOx 排放的一種實(shí)用方法。 (2) 空氣分級(jí)燃燒技術(shù) 空氣分級(jí)燃燒技術(shù)是目前應(yīng)用較為廣泛的低 NOx 燃燒技術(shù)，它的主要原理是將燃料的燃燒過程分段進(jìn)行。它的關(guān)鍵是風(fēng)的分配，一般情況下，一次風(fēng)占總風(fēng)量的 25～35%。 (4) 煙氣再循環(huán)技術(shù) 該技術(shù)是將鍋爐尾部的低溫?zé)煔庵苯铀腿霠t膛或與一次風(fēng)、二次風(fēng)混合后送入爐內(nèi)，降低了燃燒區(qū)域溫度，同時(shí)降低了燃燒區(qū)域的氧的濃度，所以降低了 NOx 的生成量。它包括噴水、噴二次燃料和噴氨等。因此，這種方法又稱為選擇性非催化脫硝法(SNCR)。二是噴氨量的選擇要適當(dāng)，少則無法達(dá)到預(yù)期的脫除 NOx 的效果，但氨量過大，將在尾部受熱產(chǎn)生硫酸銨，從而堵塞并腐蝕空氣預(yù)熱器，因此，要求尾部煙氣中允許的氨的泄露量應(yīng)小于 10ppm，在這一條件限制下，非催化煙氣噴氨脫硝法的 NOx 降低率為 30～50%。 (1) 干法煙氣脫硝技術(shù) 干法煙氣脫硝技術(shù)包括采用催化劑來促進(jìn) NOx 的還原反應(yīng)的選擇性催化還原脫硝法、電子束照射法和電暈放電等離子體同時(shí)脫硫脫硝法。催化劑反應(yīng)器在鍋爐煙道中的布置有三種可能方案： ① 鍋爐省煤器后、空氣預(yù)熱器前溫度在 320～420℃的位置(以下簡(jiǎn)稱前置式布置)。 ③ 布置在 FGD 之后(以下簡(jiǎn)稱后置式布置) 當(dāng)鍋爐尾部煙道裝有濕法脫硫裝置(FGD)時(shí)，可將催化劑反應(yīng)器裝于 FGD 之后，使催化劑工作在無塵、無 SO2 的煙氣中，故可采用高活性催化劑，并使反應(yīng)器布置緊湊，但由于煙氣溫度低(50～60℃)，難以達(dá)到催化劑的工作溫度，因此，須在煙道內(nèi)加裝燃油或燃?xì)獾娜紵鳎蛘羝訜崞鱽砑訜釤煔?，從而增加了能源消耗和運(yùn)行費(fèi)用。在電子束的作用下，與氨反應(yīng)生成硫酸銨和硝酸銨微粒，通過除塵器(副產(chǎn)物收集器)予以除去，從而達(dá)到凈化煙氣的目的。 EA—FGD 技術(shù)國(guó)外自 l970 年開始研究，先后有 10 余個(gè)國(guó)家從事該技術(shù)的研究，現(xiàn)已建成的各類裝置有 30 余座，其中工業(yè)化裝置有 5 座，最大裝置的處理量為 200MW機(jī)組產(chǎn)生的煙氣。國(guó)內(nèi)目前的應(yīng)用有：成都熱電廠 ，；北京京豐熱電有限責(zé)任公司 150MW 燃煤發(fā)電機(jī)組排放煙氣的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化示范工程。在有氨注入的情況下，進(jìn)一步生成硫酸氨和硝酸氨等細(xì)顆粒氣溶膠。INCT 在 Kawecyn 電廠采用了一種干底噴霧技術(shù)。最后潔凈的煙氣從煙囪排出。 (2) 濕法煙氣同時(shí)脫硫脫硝技術(shù) 傳統(tǒng)濕法煙氣脫硝有兩大類，一類是利用燃煤鍋爐已裝有煙氣洗滌脫硫裝置的，只要對(duì)脫硫裝置進(jìn)行適當(dāng)改造，或調(diào)整運(yùn)行條件，就可將煙氣中的 NOx 在洗滌過程中除去。但近年來研究的電化學(xué)輔助脫硝、生物輔助脫硝技術(shù)等，有望在脫硝技術(shù)上取得新的突破。 (3) 脫硝工藝要做到技術(shù)成熟、設(shè)備運(yùn)行可靠，并有較多成功的運(yùn)行業(yè)績(jī)。 (7) 脫硝工藝還原劑、水和能源等消耗少，盡量減少運(yùn)行費(fèi)用。 根據(jù) 2010 年 1 月 27 日實(shí)施的《火電廠氮氧化物防治技術(shù)政策》(環(huán)發(fā)[2010]10號(hào))規(guī)定，加強(qiáng)電源結(jié)構(gòu)調(diào)整力度，加速淘汰 100MW 及以下燃煤凝汽機(jī)組，繼續(xù)實(shí)施“上大壓小”政策，積極發(fā)展大容量、高參數(shù)的大型燃煤機(jī)組和以熱定電的熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目，以提高能源利用率。 熱電廠現(xiàn)有 1～3 號(hào)鍋爐投運(yùn)日期均在2003年以后。在沒有催化劑，溫度在 850～1050℃范圍內(nèi)，氨為還原劑時(shí)，發(fā)生反應(yīng)： 4 NH 3+4 NO+O2=4 N 2+6 H 2 O 當(dāng)溫度過高時(shí)會(huì)發(fā)生反應(yīng)： 4 NH 3+5O2=4 NO+6 H 2 O 當(dāng)溫度低于 800℃時(shí)，反應(yīng)不完全，氨的逃逸率高，造成二次污染，導(dǎo)致脫硝效率降低。需要利用計(jì)算機(jī)模擬和流體力學(xué)的知識(shí)來模擬鍋爐內(nèi)煙氣的流場(chǎng)分布和溫度分布，以此為設(shè)計(jì)依據(jù)來合理選擇噴射點(diǎn)和噴射方式。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程，NH3/NOx 摩爾比應(yīng)該為 1，但實(shí)際上都要比 1 大才能達(dá)到較理想的 NOx 還原率，已有的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)顯示，NH3/NOx 摩爾比一般控制在 ～ 之間，最大不要超過 。 只有在以上四方面的要求都滿足的條件下，NOx 脫除才會(huì)有令人滿意的效果。 以上四個(gè)方面的因素都涉及到了 SNCR 還原劑的噴射系統(tǒng)，所以在 SNCR 中還原劑的噴射系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)。 理論上 SNCR 技術(shù)可以達(dá)到 70%以上的 NOX 脫除率，由于還原劑與煙氣混合情況、煙氣溫度范圍、氨逃逸等問題，使得大型鍋爐一般 NOX 脫除率都遠(yuǎn)低于 70%。SNCR 工藝比較簡(jiǎn)潔，具有如下特點(diǎn)： ① 投資費(fèi)用較低； ② 現(xiàn)代 SNCR 技術(shù)可控制 NOx 排放降低 20～50%，脫硝效率隨機(jī)組容量增加而降低； ③ SNCR 裝置不增加煙氣阻力，也不產(chǎn)生新的 SO3，氨逃逸濃度控制通常在 5～10ppm 以內(nèi)； ④ 合適的反應(yīng)溫度窗口狹窄，為適應(yīng)鍋爐負(fù)荷的波動(dòng)、提高氨在反應(yīng)區(qū)的混合程度與利用率，通常在爐膛出口屏式過熱器下方設(shè)置多層噴槍； ⑤ 建設(shè)周期短，場(chǎng)地要求少，適用于對(duì)現(xiàn)有中小型鍋爐的改造； ⑥ 噴尿素量的選擇要適當(dāng)，少則無法達(dá)到預(yù)期脫除 NOx 效果，但氨量過大，將在尾部受熱產(chǎn)生硫酸銨，從而堵塞并腐蝕空氣預(yù)熱器。但主要問題有： ① 較高的氨逃逸和銨鹽影響 SNCR 的氨逃逸率比較高，一般都是以 左右的摩爾比噴入氨的，而在循環(huán)流化床鍋爐使用脫硝率只有80%左右，因此會(huì)有 10ppm 的氨逃逸。 ③ 對(duì)鍋爐效率的影響 向爐膛噴液氨霧化液滴蒸發(fā)與熱解過程需要吸收熱量，～ 個(gè)百分點(diǎn)。 依據(jù)上述要求，因地制宜，結(jié)合本期工程具體情況，廠區(qū)總平面布置有如下原則： (1) 遵循“安全可靠、高效環(huán)保、以人為本、經(jīng)濟(jì)適用”的指導(dǎo)思想，在保證工藝合理，建設(shè)有序的前提下，需新建的輔助、附屬生產(chǎn)設(shè)施盡可能集中布置，盡量減小占地，使得廠區(qū)總平面布置規(guī)整、美觀。 主要設(shè)備和設(shè)施的布置 本期工程改造采用 SNCR 脫硝工藝，無脫硝反應(yīng)器，在鍋爐墻壁上開孔，設(shè)噴嘴，噴嘴布置在爐膛和分離器之間的煙道上。 還原劑制備、儲(chǔ)存及供應(yīng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)還原劑的制備、還原劑和氨水溶液儲(chǔ)存和供應(yīng)。還原劑的供應(yīng)量能滿足鍋爐不同負(fù)荷的要求，調(diào)節(jié)方便、靈活、可靠；還原劑計(jì)量分配系統(tǒng)配有良好的控制系統(tǒng)。為避免罐內(nèi)過壓或真空，罐頂部安裝安全閥及真空閥。 稀釋水系統(tǒng) 當(dāng)鍋爐負(fù)荷或爐膛出口的 NOx 濃度變化時(shí)，送入爐膛的還原劑溶液量也應(yīng)隨之變化，這將導(dǎo)致送入噴槍的流量發(fā)生變化。水通過多級(jí)泵傳輸至計(jì)量混合模塊。所需還原劑的數(shù)量由流量計(jì)控制、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)。 還原劑噴射系統(tǒng) 在線配制稀釋好的還原劑將送到各噴射點(diǎn)，噴射采用自動(dòng)噴槍方式，不采用推進(jìn)器系統(tǒng)。進(jìn)行詳細(xì)施工設(shè)計(jì)時(shí)，通過數(shù)學(xué)模型計(jì)算(CFD)了解爐膛 NOx 濃度分布、爐膛溫度分布、爐膛氣流分布以及煙氣組分分布情況，再最終確定噴槍(噴嘴)的布置方式和安裝位置。并依據(jù)各子系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)的變化進(jìn)行調(diào)整和操作。 DN25臺(tái)47壓力變送器，防爆，24v臺(tái)28壓力表，防爆臺(tái)89配套管件、閥門多種型號(hào)，套2五、噴射霧化系統(tǒng)1噴槍 SNCRSEZ支102噴頭 只103高壓膠管總成 DN15 L1200套304電磁閥 常閉 220V， DN32 Mpa臺(tái)25減壓閥 DN32 法蘭 ~ Mpa臺(tái)26壓力表 ，防爆臺(tái)47配套管件、閥門多種型號(hào)套2六、自動(dòng)控制系統(tǒng)1控制柜SNCREE5000臺(tái)12控制軟件HBCYEE套13PLCS7200臺(tái)14變頻器ACS510臺(tái)25觸摸屏EVIEW臺(tái)16以太網(wǎng)模塊——_組17光纖收發(fā)器——組18其他控制元件——套1 SNCR 脫硝技術(shù)布置 SNCR 工藝整個(gè)還原過程在鍋爐內(nèi)部進(jìn)行，不需要另外設(shè)立反應(yīng)器。每臺(tái)爐 SNCR反應(yīng)區(qū)負(fù)荷約為1kVA；CEMS 控制系統(tǒng)電源約 25kVA，氨區(qū)（尿素)負(fù)荷約為 10kVA。 脫硝部分的低壓輔助電機(jī)均由相應(yīng)區(qū)的電動(dòng)機(jī)控制中心(MCC)供電。 反應(yīng)區(qū)正常照明箱電源由脫硝 SNCR 區(qū) MCC 段提供，事故照明采用應(yīng)急燈方式。 過電壓保護(hù)及接地 本期工程建筑物防直擊雷設(shè)施按《交流電氣裝置的過電壓保護(hù)和絕緣配合》(DL/T6201997)規(guī)定，制氨區(qū)域內(nèi)視情況設(shè)置獨(dú)立的避雷針。脫硝系統(tǒng)新增一臺(tái)操作員站，設(shè)置在脫硫控制室或單獨(dú)設(shè)置。在尿素區(qū)電子設(shè)備間設(shè)置一套 DCS 系統(tǒng)，采用與原脫硫分散控制系統(tǒng)(DCS)相同的產(chǎn)品，機(jī)柜數(shù)量暫按一面考慮(配一對(duì) DPU 控制器)。因此，需要加入稀釋水用來保證在運(yùn)行工況變化時(shí)噴槍中流體流量基本不變。 DCS 順序控制系統(tǒng) 本工程脫硝系統(tǒng)順序控制系統(tǒng)的控制水平按功能組級(jí)，子功能組級(jí)和驅(qū)動(dòng)級(jí)三級(jí)控制方式考慮： (1) 驅(qū)動(dòng)控制：包括所有單個(gè)的電動(dòng)機(jī)和執(zhí)行器、電磁閥等被控設(shè)備，作為自動(dòng)控制的最低程度。例如：還原劑儲(chǔ)存及供應(yīng)系統(tǒng)功能組、稀釋水系統(tǒng)功能組等。 本項(xiàng)目?jī)?chǔ)存區(qū) DCS 控制機(jī)柜的電源就近引自電氣尿素區(qū) MCC 柜。 儀表及自控系統(tǒng)選型 根據(jù)脫硝工藝的具體要求配置相應(yīng)的溫度、壓差、壓力、流量，氨濃度等檢測(cè)儀表。自動(dòng)控制達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平。 電動(dòng)調(diào)節(jié)裝置選用智能型一體化的設(shè)備。 (2) 污染物排放標(biāo)準(zhǔn) 1)《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB132232011)中 NO2 排放濃度≤200mg/m3； 2)《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB162971996)新污染源； 3)《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978－1996)中的二類一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)； 4)《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)》(GB12348－2008)中的 3 類標(biāo)準(zhǔn)； 5)《建筑施工場(chǎng)界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB12523－2011)標(biāo)準(zhǔn)。相比較電廠主要設(shè)備的噪聲，本期工程的設(shè)備噪聲水平較低。 綜上所述，本脫硝改造工程的實(shí)施，不僅能大幅度削減 NOx 排放量，而且不會(huì)對(duì)環(huán)境造成新的二次污染。而后隨距離的增加，噪聲級(jí)呈遞減趨勢(shì)。 本期工程綠化結(jié)合全廠統(tǒng)一考慮。除氮氧化物可獲得大幅度削減外，氨的逃逸量最大值可控制在8ppm以下，對(duì)環(huán)境不致造成影響。；SO2排放濃度為89mg/m3；；考慮聯(lián)合脫除率ηHg=70%計(jì)算，；煙氣黑度（格林曼黑度）小于1級(jí)。各污染物排放濃度滿足《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB132232011）要求。一旦 NO 進(jìn)入血液中，就從氧化血紅蛋白中將氧驅(qū)趕出來，與血紅蛋白牢固地結(jié)合在一起。長(zhǎng)時(shí)間暴露在 1～，這些毒害作用還會(huì)促使早衰、支氣管上皮細(xì)胞發(fā)生淋巴組織增生，甚至是肺癌等癥狀的產(chǎn)生。 (3) 導(dǎo)致酸雨的產(chǎn)生 高溫燃燒生成的 N