【正文】 長時(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。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。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，對環(huán)境不致造成影響。而后隨距離的增加，噪聲級呈遞減趨勢。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。 電動(dòng)調(diào)節(jié)裝置選用智能型一體化的設(shè)備。 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，氨濃度等檢測儀表。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。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。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。 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。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。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。 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)。水通過多級泵傳輸至計(jì)量混合模塊。為避免罐內(nèi)過壓或真空，罐頂部安裝安全閥及真空閥。 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)。 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。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。 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%。 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。需要利用計(jì)算機(jī)模擬和流體力學(xué)的知識來模擬鍋爐內(nèi)煙氣的流場分布和溫度分布，以此為設(shè)計(jì)依據(jù)來合理選擇噴射點(diǎn)和噴射方式。 熱電廠現(xiàn)有 1～3 號鍋爐投運(yùn)日期均在2003年以后。 (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。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。最后潔凈的煙氣從煙囪排出。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。 EA—FGD 技術(shù)國外自 l970 年開始研究，先后有 10 余個(gè)國家從事該技術(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。 ③ 布置在 FGD 之后(以下簡稱后置式布置) 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。 (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。因此，這種方法又稱為選擇性非催化脫硝法(SNCR)。 (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。 (2) 空氣分級燃燒技術(shù) 空氣分級燃燒技術(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。 低氮燃燒技術(shù)(簡稱 LNB) 由 NOx 的形成條件可知，對 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。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。 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)。因此，溫度對熱力型氮氧化物的生成具有決定作用。因此，脫硝工藝用汽可就近從熱電廠輔汽聯(lián)箱引接。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。 (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)輸成本相對液氨高。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。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。 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 23003。主要河流有灤河、柳河、撒河、黑河等。東與遷西、寬城兩縣交界，西與北京平谷、密云兩縣接壤，北與承德縣相鄰，南隔長城薊縣、遵化毗連，是京、津唐、承四市的近鄰。 工作簡要過程 2013 年 12月24日 ，受興隆鵬生有限公司委托，由河北誠譽(yù)噴霧技術(shù)有限公司開展興隆鵬生熱電有限公司鍋爐煙氣脫硝技改項(xiàng)目的可行性研究。在普遍安裝高效率脫硫裝置后，火電廠鍋爐排放的氮氧化物已成為主要的大氣污染固定排放源之一。 項(xiàng)目背景及建設(shè)理由 項(xiàng)目背景 2011 年 7 月 29 日，環(huán)境環(huán)護(hù)部和國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫局聯(lián)合頒布了《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB132232011)，要求脫硝改造項(xiàng)目必須于 2014 年 7 月 1 日前完成改造并投入試運(yùn)行。 (4) 脫硝工藝具有技術(shù)先進(jìn)、成熟，設(shè)備可靠，性能價(jià)格比高，有處理同容量燃煤鍋爐煙氣的商業(yè)運(yùn)行業(yè)績，且對鍋爐機(jī)組有較好的適用性。 為保證供熱需求和穩(wěn)定，公司擬再建一臺(tái)75t/h循環(huán)流化床鍋爐配一臺(tái)12MW抽背式汽輪發(fā)電機(jī)組，該項(xiàng)目總投資約9600萬元，另外重新架設(shè)供熱管線、新建換熱站同時(shí)對原有供熱管線進(jìn)行改造需投資2000多萬元。 (2) 項(xiàng)目建設(shè)性質(zhì) 本項(xiàng)目屬技改項(xiàng)目。 建設(shè)單位基本情況 (1) 建設(shè)單位：河北承德興隆縣鵬生熱電有限公司 單位性質(zhì)：股份制企業(yè) 建設(shè)單位負(fù)責(zé)人：劉偉 (2) 建設(shè)單位基本概況 興隆縣鵬生熱力有限公司位于承德興隆縣城東部北區(qū)食品工業(yè)園區(qū)內(nèi)，始建于2010年8月，主營范圍：熱電聯(lián)產(chǎn)，兼營煤炭批發(fā)。 (1) 立足本項(xiàng)目 NOx 排放現(xiàn)狀，結(jié)合國家最新環(huán)境法規(guī)及標(biāo)準(zhǔn)的要求，提出本次煙氣脫硝改造技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)性良好合理的 NOx 排放濃度。鍋爐煙氣脫硝改造可行性研究主要包括： (1) 鍋爐煙氣脫硝改造項(xiàng)目的建設(shè)條件； (2) 鍋爐煙氣脫硝改造項(xiàng)目的工藝方案論證； (3) 鍋爐煙氣脫硝改造項(xiàng)目工程的設(shè)想； (4) 鍋爐煙氣脫硝還原劑來源及制備； (5) 提出本項(xiàng)目改造對環(huán)境的影響及防治措施原則； (6) 提出項(xiàng)目改造的有關(guān)職業(yè)安全、職業(yè)衛(wèi)生、節(jié)約能源及定員方案； (7) 鍋爐低煙氣脫硝改造項(xiàng)目投資估算及技術(shù)經(jīng)濟(jì)評估。據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，2011 年全國氮氧化物排放總量為 萬噸。NOX 在大氣中可形成硝酸和細(xì)顆粒硝酸鹽，同硫酸和細(xì)顆粒硫酸鹽一起發(fā)生遠(yuǎn)距離輸送，從而加速了區(qū)域性酸雨的形成。 興隆鵬生熱力有限公司熱電廠參加人員名單姓名職務(wù)/專業(yè)職稱姓名職務(wù)/專業(yè)職稱 本項(xiàng)目可研編制階段河北誠譽(yù)噴霧技術(shù)有限公司參加人員名單姓名職務(wù)/專業(yè)職稱姓名職務(wù)/專業(yè)職稱郭娟寶工藝設(shè)計(jì)助 工張立剛電氣主工工程師 2 熱電廠概況 廠址與電廠建設(shè)概況 廠址位置興隆縣地處河北省東北部，承德市南部，長城北側(cè)。年際變化大，地區(qū)差異大，降水由北向南遞增，東西走向的山脈迎風(fēng)坡降水較多，背風(fēng)坡降水少。本工程環(huán)評于 2013 年 8 月，由河北省環(huán)保廳批復(fù)。氨溶液：含氨＞50%的氨溶液，危險(xiǎn)貨物編號為 23003。腐蝕銅、黃銅、青銅、鋁、鋼、錫、鋅及其合金等等。直接法通過液氨或氨水汽化制取氨氣；間接法即為水解或熱解尿素法制取氨氣。 還原劑選擇 本項(xiàng)目 1～3 號爐若采用的是 SNCR 脫硝工藝，還原劑氨水和尿素比較，見表 。本項(xiàng)目煙氣脫硝供電為低壓負(fù)荷，可從附近區(qū)域引接。 (3) 燃料型 NOx，它是燃料中含有的氮化合物在燃燒過程中熱分解而又接著氧化而生成的 NOx。燃煤電廠鍋爐中產(chǎn)生的 NOx 中有 75～90%是燃料型 NOx。 主要反應(yīng)式如下： 在氧化性環(huán)境中，HCN 直接氧化成 NO： HCN+O←→NCO+H NCO+O←→NO+CO NCO+OH←→NO+CO+H 在還原性環(huán)境中，NCO 生成 NH： NCO+H←→NH+CO 如 NH 在還原性環(huán)境中： NH+H←→N+H2 NH+NO←→N2+OH 如 NH 在氧化性環(huán)境中： NH+O2←→NO+OH NH+OH←→NO+H2 NH3 氧化生成 NO： NH3+OH←→NH2+H2O NH3+O←→NH2+OH NH2+O←→NO+H2 以上反應(yīng)生成的 NOx 燃燒過程中如遇到烴(CHm)或碳(C)時(shí)，NO 將會(huì)被還原成氮分子 N2，這一過程被稱為 NO 的再燃燒或燃料分級燃燒。而在燃煤鍋爐中，其生成量很小。循環(huán)流化床鍋爐在這一點(diǎn)上已經(jīng)做到了改進(jìn)，可以有效的抑制氮氧化物的產(chǎn)生。對于部分鍋爐風(fēng)量分配不當(dāng)，會(huì)增加鍋爐的燃燒損失，同時(shí)造成受熱面的結(jié)渣腐蝕。但噴水和二次燃料的方法，尚存在著如何將 NO 氧化為 NO2 和解決選擇性非反應(yīng)的問題，因此，目前還不成熟。 非催化煙氣噴氨脫硝法投資少，運(yùn)行費(fèi)用也低，但反應(yīng)溫度范圍狹窄，目前在歐洲和美國的 300MW 燃煤電站鍋爐上已有采用該法運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，但市場占有率較低。 優(yōu)點(diǎn)：溫度范圍適合于大多數(shù)催化劑的工作溫度。主要反應(yīng)如下： H 2 SO4 + 2 NH 3 =( NH 4 ) 2 SO4 HNO 3 + NH 3 = NH 4 NO3 SO2 + 2 NH 3 + H 2 O + 1 / 2O2 =( NH 4 ) 2 SO4 為提高脫除率，更好地回收和利用生成物，加入氨、石灰水等添加劑，生成固體化學(xué)肥料硫酸銨和硝酸銨。 由于該項(xiàng)技術(shù)存在明顯的缺點(diǎn)(系統(tǒng)可用率不高、氨損較大、能耗大、脫硫脫硝效率較低)，因此不作推薦。一般增濕后的煙氣含 H20 在 10%左右。另一類是單純的濕法洗滌脫硝。 (4) 根據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際情況，盡量減少脫硝裝置的建設(shè)投資、運(yùn)行費(fèi)用。在役燃煤機(jī)組氮氧化物排放濃度不達(dá)標(biāo)或不滿足總量控制要求的電廠，應(yīng)進(jìn)行低氮燃燒技術(shù)改造。 SNCR 也可以采用尿素或者氨水為還原劑，加水配成一定濃度的溶液，直接噴入 800～1100℃的煙氣中，達(dá)到與噴氨一樣的效果。NH3/NOx 摩爾比過大，雖然有利于 NOx 脫除率增大，但氨逃逸加大又會(huì)造成新問題，同時(shí)還增加了運(yùn)行費(fèi)用。 SNCR 工藝以爐膛為反應(yīng)器，可通過對鍋爐的改造實(shí)現(xiàn)，建設(shè)周期短，投資成本和運(yùn)行成本與其它煙氣脫硝技術(shù)相比都是比較低的，適合于對中小型鍋爐的改造。因此，要求尾部煙氣中允許的氨泄漏量小于 10ppm，在這一條件限制下，NOx 降低率為50～85%； ⑦ 有副反應(yīng)，生成 N2O； ⑧ 運(yùn)行費(fèi)用比較低，為 SCR 的 40～80%。 總體而言，由于 SNCR 技術(shù)的低投資和低運(yùn)行成本，特別適合小容量鍋爐的使用。 脫硝裝置設(shè)一套共用還原劑儲(chǔ)存系統(tǒng)區(qū)，占地面積約 200m2。 主要工藝系統(tǒng) 還原劑制備、儲(chǔ)存及供應(yīng)系統(tǒng)使用尿素作為還原劑尿素為固體顆粒。若噴槍的流量變化太大，將會(huì)影響到霧化噴射效果，從而影響脫硝效率和氨逃逸。所需數(shù)量的稀釋水在與還原劑混合前由流量計(jì)控制，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)。 各閥組及附屬設(shè)備就近布置在噴射點(diǎn)的附近。還原劑通過安裝在鍋爐墻壁上的噴嘴噴入煙氣中。電動(dòng)機(jī)控制中心(MCC)開關(guān)柜選用 MNS 型抽屜柜，進(jìn)線方式為上進(jìn)上出(下進(jìn)下出)線；開關(guān)柜內(nèi)斷路器、接觸器、熱繼電器均采用優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品；電動(dòng)機(jī)控制中心(MCC)內(nèi)電動(dòng)機(jī)回路(除暖通軸流風(fēng)機(jī)回路)均需裝設(shè)智能馬達(dá)保護(hù)器。 本期工程的接地裝置采用水平接地體為主、垂直接地體為輔的復(fù)合接地網(wǎng)，并最終與主體工程主接地網(wǎng)相連接，接地要求滿足全廠接地電阻要求。 還原劑系統(tǒng)的操作擬設(shè)置在脫硫綜合樓控制室，還原劑系統(tǒng)和脫硝系統(tǒng)合并設(shè)置一臺(tái)操作員站。 (2) 子組級控制：一個(gè)輔機(jī)為主及其相應(yīng)輔助設(shè)備的順序控制。設(shè)置二路 AC220V電源，并配供一套 UPS 裝置。 常規(guī)儀表(壓力、壓差、流量及溫度)，可按目前電廠所使用儀表進(jìn)行選型，但需要考慮防腐措施；用于爆炸場所的儀表必須符合