【正文】 由于不國(guó)投宣城發(fā)電有限責(zé)任公司一期 1600MW 機(jī)組脫硝技改工程SCR 脫硝系統(tǒng)培訓(xùn)教材 43 會(huì)發(fā)生低于露點(diǎn)溫度下的長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行，且限制露點(diǎn)溫度下的啟動(dòng)次數(shù)，所以含硫的酸性物質(zhì)的凝結(jié)不會(huì)引起明顯的催化劑失活?；页煞种腥鏑a、Fe、Si等物質(zhì)沉積在催化劑的表面，使得包含了NOx和氨的煙氣很難在催化劑中擴(kuò)散，由此導(dǎo)致了脫硝效率的降低。砷通常以As 2O3的形式存在于煙氣中，其常常積聚在催化劑表面，并部分散布于催化劑殼體上，導(dǎo)致催化劑中毒。當(dāng)運(yùn)行溫度在毛細(xì)凝聚溫度以下時(shí)，穩(wěn)定狀態(tài)的活性為零。下表所示為平板式催化劑的性能規(guī)格。液氨系統(tǒng)各排放處所排出的氨氣由管線匯集后從稀釋槽低部進(jìn)入，通過(guò)分散管將氨氣分散入稀釋槽水中，利用大量水來(lái)吸收排放收集的氨氣。氨區(qū)共設(shè)置兩臺(tái)液氨儲(chǔ)罐，具體參數(shù)如下： 序號(hào) 項(xiàng)目 單位 技術(shù)參數(shù) 備注1 型式： 臥式2 設(shè)備臺(tái)數(shù)： 臺(tái) 23 設(shè)備直徑/壁厚 mm 30004 封頭壁厚 mm 245 設(shè)計(jì)壓力 6 工作壓力： ～7 試驗(yàn)壓力 8 工作溫度 ℃ ～9 設(shè)計(jì)溫度 ℃ 50℃10 筒體長(zhǎng)度 mm 1000011 設(shè)計(jì)的容積 m3 77 單臺(tái)設(shè)備12 設(shè)備荷重 kg 2515013 總長(zhǎng)度 mm 約 1202214 設(shè)備本體材質(zhì) Q345R在常溫下，液氨儲(chǔ)罐靠自身液氨的壓力將液氨送至蒸發(fā)槽中。國(guó)投宣城發(fā)電有限責(zé)任公司一期 1600MW 機(jī)組脫硝技改工程SCR 脫硝系統(tǒng)培訓(xùn)教材 28 主要設(shè)備氨儲(chǔ)存制備供應(yīng)系統(tǒng)主要設(shè)備包括氨卸料壓縮機(jī)、液氨儲(chǔ)罐、液氨輸送泵液、液氨蒸發(fā)槽、氨氣緩沖槽、氨氣稀釋槽、稀釋風(fēng)機(jī)、廢水泵等。氨氣系統(tǒng)緊急排放的氨氣則排入氨氣稀釋槽中，經(jīng)水吸收后排入廢水池，再經(jīng)由廢水泵送到電廠廢水處理間統(tǒng)一處理。最高工作溫度 450℃ 450℃ 450℃（2） AIG 噴射格柵每套機(jī)組共配置 2 套 AIG 噴射格柵，噴氨隔柵由噴射管和噴嘴組成，格柵的示意圖如下：國(guó)投宣城發(fā)電有限責(zé)任公司一期 1600MW 機(jī)組脫硝技改工程SCR 脫硝系統(tǒng)培訓(xùn)教材 26 （4） 反應(yīng)器1）反應(yīng)器殼體反應(yīng)器殼體的主要參數(shù)如下：設(shè)計(jì)壓力，kPa 177。在DCS控制下，按照吹掃程序進(jìn)行吹掃。 SCR 反應(yīng)器本工程共配置兩臺(tái) SCR 反應(yīng)器，每臺(tái) SCR 反應(yīng)器設(shè)計(jì)三層催化劑層(1＋2 層)，其中上層和中層為預(yù)留層。為保持煙氣的分布均勻和降低壓損，在省煤器出口、SCR 入口、煙道 90176。系統(tǒng)組分兩段，第一段為設(shè)備或儀器分類，第二段為設(shè)備或儀器的序號(hào) 脫硝系統(tǒng)主要KKS編碼 功能類型: 國(guó)投宣城發(fā)電有限責(zé)任公司一期 1600MW 機(jī)組脫硝技改工程SCR 脫硝系統(tǒng)培訓(xùn)教材 22 設(shè)備或儀器分類AA 閥門，擋板等。3． 通過(guò) AIG 加入跟蹤氣體，測(cè)量反應(yīng)器進(jìn)口跟蹤氣體的濃度分布情況來(lái)檢驗(yàn)混合的效果，要求達(dá)到：? 煙氣中 NH3/NOx 的摩爾比盡可能均勻，偏差系數(shù)：≤177。全部煙道 Pa 400NOx脫除率、性能驗(yàn)收期間 % 75－裝置可用率 ％ 982 消耗品－純氨(規(guī)定品質(zhì) 75%脫硝效率) t/h －工業(yè)水 m3/h 100－消防水 m3/h 150－電耗(所有連續(xù)運(yùn)行設(shè)備軸功率) kW 59－儀用壓縮空氣 Nm3/h 20－雜用壓縮空氣 m3/h 見上表－蒸汽 t/h 見上表－其他 N 2 m3/年 753SCR 出口污染物濃度(6％O 2，標(biāo)態(tài)，干基)－NOx（75%脫硝效率） mg/Nm3 －NH 3 181。尿素法是先將尿素固體顆粒在容器中完全溶解，然后將溶液泵送到水解槽中，通過(guò)熱交換器將溶液加熱至反應(yīng)溫度后與水反應(yīng)生成氨氣；氨水法，是將 25％的含氨水溶液通過(guò)加熱裝置使其蒸發(fā)，形成氨氣和水蒸汽；純氨法是將液氨在蒸發(fā)槽中加熱成氨氣，然后與稀釋風(fēng)機(jī)的空氣混合成氨氣體積含量為 5％的混合氣體后送入煙氣系統(tǒng)。對(duì)于蜂窩催化劑，在催化劑入口后區(qū)段內(nèi)，煙氣形成層流，磨損較小，可以忽略。節(jié)距的大小取決于煙氣中的含塵量。 當(dāng)前流行的成熟催化劑有蜂窩式、波紋狀和平板式等。國(guó)投宣城發(fā)電有限責(zé)任公司一期 1600MW 機(jī)組脫硝技改工程SCR 脫硝系統(tǒng)培訓(xùn)教材 10 (a) 高塵布置 (b) 低塵布置圖 SCR 布置方式 主要影響因素在 SCR 系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，最重要的運(yùn)行參數(shù)是煙氣溫度、煙氣流速、氧氣濃度、SO 3濃度、水蒸汽濃度、鈍化影響和氨逃逸等。SCR 工藝的核心裝置是脫硝反應(yīng)器，有水平和垂直氣流兩種布置方式，如圖 1 所示。但受到吸附容量的限制，不能用于大排放源。表 1 所示為煙氣脫硝技術(shù)比較。 濕法脫硝技術(shù)由于煙氣中的 NOx90%以上是 NO，而 NO 難溶于水，因此對(duì) NOx 的濕法處理不能用簡(jiǎn)單的洗滌法。但電子束法煙氣凈化工藝也存在一些問(wèn)題。在同等脫硝率的情況下，該工藝的 NH3耗量要高于 SCR 工藝，從而使 NH3的逃逸量增加。其中干法包括選擇性非催化還原法(SNCR) 、選擇性催化還原法(SCR) 、電子束聯(lián)合脫硫脫硝法；半干法有活性炭聯(lián)合脫硫脫硝法；濕法有臭氧氧化吸收法等。因此，電站鍋爐的煙氣再循環(huán)率一般控制在 10%―20%左右。但同時(shí)還需考慮燃料的燃盡，因此，再燃區(qū)域的過(guò)量空氣系數(shù)應(yīng)處于較低的范圍，通常為 ―。其余?15%―20%的燃料則在主燃燒器的上部送入二級(jí)燃燒區(qū)，在 1 的條件下形成很強(qiáng)的還原性氣氛，使得在主燃區(qū)中生成的 NOx在二級(jí)燃燒區(qū)內(nèi)被還原成氮分子（N 2） 。此外，低氧濃度會(huì)使得爐膛內(nèi)某些地區(qū)成為還原性氣氛，從而會(huì)降低灰熔點(diǎn)引起爐壁結(jié)渣與腐蝕?？刂?NOx 排放的技術(shù)指標(biāo)可分為一次措施和二次措施兩類，一次措施是通過(guò)各種技術(shù)手段降低燃燒過(guò)程中的 NOx 生成量；二次措施是將已經(jīng)生成的 NOx 通過(guò)技術(shù)手段從煙氣中脫除。其生成量主要取決于空氣燃料的混合比。我國(guó)氮氧化物的排放量中 70％來(lái)自于煤炭的直接燃燒，電力工業(yè)又是我國(guó)的燃煤大戶，因此火力發(fā)電廠是 NOx 排放的主要來(lái)源之一。隨著國(guó)內(nèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、科技的進(jìn)步，人民們生活水平的日益改善，社會(huì)對(duì)環(huán)境的重視達(dá)到了空前的高度。氮氧化物(NOx)引起的環(huán)境問(wèn)題和人體健康的危害主要有以下幾方面：(1)NOx 對(duì)人體的致毒作用，危害最大的是 NO2，主要影響呼吸系統(tǒng)，可引起支氣管炎和肺氣腫等疾?。?2)NOx 對(duì)植物的損害；(3)NOx 是形成酸雨、酸霧的主要污染物；(4)NOx 與碳?xì)浠衔锟尚纬晒饣瘜W(xué)煙霧；(5)NOx 參與臭氧層的破壞。 本手冊(cè)僅供國(guó)投宣城發(fā)電有限責(zé)任公司一期 1600MW 機(jī)組脫硝技改工程培訓(xùn)使用，屬于大唐科技技術(shù)保密資料，不得向第三方泄露本手冊(cè)及部分手冊(cè)內(nèi)容。當(dāng)爐膛溫度在 1350℃以上時(shí)，空氣中的氮?dú)庠诟邷叵卤谎趸?NOx ,當(dāng)溫度足夠高時(shí),熱力型 NOx 可達(dá) 20 %。在燃煤鍋爐中，其生成量很小，一般在燃用不含氮的碳?xì)淙剂蠒r(shí)才予以考慮。（1） 低過(guò)量空氣系數(shù)使燃燒過(guò)程盡可能地在接近理論空氣量的條件下進(jìn)行，隨著煙氣中過(guò)量氧的減少，可以抑制 NOx的生成，是一種最簡(jiǎn)單、最基本地降低 NOx排放的技術(shù)措施，不需要對(duì)燃燒設(shè)備進(jìn)行結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)。因此，空氣分級(jí)燃燒的設(shè)計(jì)要在保證鍋爐安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)降低 NOx的排放。這種再燃燒法又稱燃料分級(jí)燃燒。并且，NO x的降低率隨著煙氣再循環(huán)率的增加而增加，還與燃料種類和爐內(nèi)燃燒溫度有關(guān)，燃燒溫度越高，煙氣再循環(huán)率對(duì) NOx降低率的影響越大。 煙氣脫硝技術(shù)由于爐內(nèi)低氮燃燒技術(shù)的局限性, 對(duì)于燃煤鍋爐，采用改進(jìn)燃燒技術(shù)可以達(dá)到一定的除NOx 效果,但脫除率一般不超過(guò)60%。該方法以爐膛為反應(yīng)器，可通過(guò)對(duì)鍋爐進(jìn)行改造而實(shí)現(xiàn)。2）選擇性催化還原法(SCR)選擇性催化還原法(SCR)在隨后的章節(jié)中著重介紹本工程所應(yīng)用的SCR法（詳見 SCR法脫硝技術(shù)特點(diǎn)） 。產(chǎn)物收集后需要經(jīng)過(guò)造粒機(jī)形成可保存使用的化肥。該法可以和采用 NaOH 作為脫硫劑的濕法脫硫技術(shù)結(jié)合使用，脫硫的反應(yīng)產(chǎn)物 Na2SO3又可作為 NO2的還原劑。效率較高，操作費(fèi)用較低，技術(shù)已工業(yè)化。 表 2 各種脫硝技術(shù)性能價(jià)格比較表序號(hào) 所采用的技術(shù) 脫硝效率% 工程造價(jià) 運(yùn)行費(fèi)用1 低氮燃燒技術(shù) 2540 較低 低2 SNCR 技術(shù) 2540 低 中等3 LNB + SNCR 技術(shù) 4070 中等 中等4 SCR 技術(shù) 8090 高 中等5 SNCR/SCR 混合技術(shù) 4080 中等 中等 SCR 法脫硝技術(shù)特點(diǎn)在眾多的脫硝技術(shù)中，選擇性催化還原法(SCR)是脫硝效率最高，最為成熟的脫硝技術(shù)，目前已成為國(guó)內(nèi)外電站脫硝廣泛應(yīng)用的主流技術(shù)。缺點(diǎn)是煙氣中飛灰含量高，對(duì)催化劑防磨損、堵塞及鈍化性能要求更高。另外水蒸氣濃度的增加使催化劑性能下降。在同樣的煙氣條件下，比表面積大就表示所需要的催化劑體積量少，反應(yīng)器尺寸和相應(yīng)的鋼結(jié)構(gòu)也較小。蜂窩形催化劑是以催化劑活性成分與承載材料混合壓制而成的。在這種情況下，選擇抗堵灰性能最好的催化劑進(jìn)行設(shè)計(jì)是可取的。? 雜用壓縮空氣：經(jīng)主廠來(lái)的雜用空氣通過(guò)管道送至脫硝系統(tǒng)儲(chǔ)氣罐，儲(chǔ)氣罐底部設(shè)有排水門，儲(chǔ)氣罐參數(shù)如下表：雜用空壓機(jī)儲(chǔ)氣罐參數(shù)雜用空氣壓力 ~儲(chǔ)氣罐安全閥動(dòng)作壓力 MPa壓縮空氣用量 見下表注：主廠內(nèi)的 SCR 本體用壓縮空氣系統(tǒng)由業(yè)主方提供。15％；? 最大速度標(biāo)準(zhǔn)偏差：≤177。對(duì)于公用系統(tǒng)在機(jī)組分層中可以規(guī)定如下：“Y”?全廠公用；“J”?2號(hào)機(jī)組公用；“K”?4號(hào)機(jī)組公用；“L”?6號(hào)機(jī)組公用；“M”?8號(hào)機(jī)組公用；“S”?三臺(tái)機(jī)組公用；用五位字符標(biāo)識(shí)某一管路系統(tǒng)或裝置。I 圖》和《AIG 系統(tǒng) Pamp。在每根連接管上安裝有流量測(cè)量裝置和手動(dòng)閥，用以調(diào)整每根連接管中氨/空氣混合氣的分配量。每臺(tái)反應(yīng)器的每層催化劑層均可作可拆卸的催化劑測(cè)試元件，用于定期國(guó)投宣城發(fā)電有限責(zé)任公司一期 1600MW 機(jī)組脫硝技改工程SCR 脫硝系統(tǒng)培訓(xùn)教材 25 的測(cè)試以確定加裝或更換催化劑層的時(shí)間。主要參數(shù)如下：項(xiàng)目 參數(shù)類型 膨脹節(jié)安裝位置 SCR入口煙道 反應(yīng)器入口 反應(yīng)器出口數(shù)量 2 2 2尺寸 尺寸：42508000 尺寸：255015600尺寸：300012548安裝長(zhǎng)度(凈) 550mm 350mm 350mm單套重量 1800 kg 2100Kg 2100Kg設(shè)計(jì)壓力 177。液氨的供應(yīng)由液氨槽車運(yùn)送，利用氨卸料壓縮機(jī)將液氨由槽車輸入液氨儲(chǔ)罐內(nèi)。系統(tǒng)流程詳見《氨卸料系統(tǒng) Pamp。液氨儲(chǔ)罐還裝有溫度計(jì)、壓力表、液位計(jì)、高液位報(bào)警儀和相應(yīng)的變送器將信號(hào)送到脫硝控制系統(tǒng)，當(dāng)液氨儲(chǔ)罐內(nèi)溫度或壓力高時(shí)報(bào)警。液氨緩沖槽能為 SCR 系統(tǒng)供應(yīng)穩(wěn)定的氨氣，避免受壓力不穩(wěn)定所造成的影響。風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)滿足脫除煙氣中 NOx 最大值的要求，并留有一定的余量。 機(jī)組運(yùn)行措施為了避免由于硫酸氫氨聚集引起的催化劑暫時(shí)失活，連續(xù)運(yùn)行時(shí)入口處溫度應(yīng)高于硫酸氫氨的露點(diǎn)溫度。這些物質(zhì)中毒性最強(qiáng)的是氣態(tài)砷以及鉀、鈉的堿性物質(zhì)，其次含鈣和鎂的物質(zhì)也會(huì)導(dǎo)致催化劑的失活。 催化劑孔隙的堵塞極小的顆?；页练e在催化劑的孔隙中會(huì)阻攔氮氧化物和氨通過(guò)催化劑表面，設(shè)計(jì)催化劑體積時(shí)已經(jīng)考慮到由小粒徑飛灰引起的催化劑失活。一旦孔隙被堵塞，煙氣中的NOx和氨就很難進(jìn)入催化劑，使得整個(gè)裝置的脫硝效率降低。 防止催化劑失活措施表 23 防止催化劑失活的措施因素 中毒物質(zhì) 現(xiàn)象 對(duì)抗措施 備注SO3 由于硫酸氫銨沉淀，堵塞催化劑微孔盡量保持 SCR 最小運(yùn)行溫度低負(fù)荷運(yùn)行期間SO2 二氧化硫與堿反應(yīng)而引起微孔堵塞采用 TiO2基催化劑鹵化物(HCl, HF)由于 NH3與鹵化物的化合物堵塞催化劑微孔采用合適的催化劑濕氣或水份 由于濕度關(guān)系，可溶性鹽被溶解后，進(jìn)入催化劑避免飛灰沉積在催化劑上（采用板式催化劑，并在SCR 反應(yīng)器中設(shè)置飛灰沉積板等）設(shè)備停機(jī)期間煙氣高溫 催化劑燒結(jié)和重結(jié)晶 在最高允許運(yùn)行溫度以下運(yùn)行可溶性鹽 由于濕度關(guān)系，可溶性鹽被溶解后，進(jìn)入催化劑避免飛灰沉積在催化劑上（采用板式催化劑，并在SCR 反應(yīng)器中設(shè)置飛灰沉積板等）設(shè)備停機(jī)期間堿金屬(Na, K)減少催化劑的活性位 采用合適的催化劑砷 減少催化劑的活性位 采用合適的催化劑灰份鈣 鈣與硫反應(yīng)形成 CaSO4覆蓋住催化劑表面采用合適的催化劑。停機(jī)時(shí)，溫度的波動(dòng)也會(huì)引起水蒸氣的凝結(jié)，所以保持溫度在煙氣露點(diǎn)以上是非常重要的。受熱損壞通常導(dǎo)致催化劑局部表面的減少，從而引起催化劑失活。當(dāng)煙氣溫度低于露點(diǎn)溫度的條件下，連續(xù)運(yùn)行的時(shí)間必須控制在 300 小時(shí)以內(nèi)。針對(duì)本工程的特點(diǎn)，主要采取以下措施。通過(guò)噴氨格柵噴入煙道與煙氣中的 NOx 反應(yīng)。蒸發(fā)槽的溢流熱水流入廢水池中。項(xiàng) 目 單位 技 術(shù) 參 數(shù) 備注生產(chǎn)廠家 蚌埠市中通