【正文】 單機(jī)容量 30 萬千瓦及以上燃煤機(jī)組全部加裝脫硝設(shè)施。 設(shè)計(jì)依據(jù) 2020 年 1 月 9 日 西北電力設(shè)計(jì)院 受 中鋁蘭州分公司 自備電廠委托，著手開展 中鋁蘭州分公司 自備電廠脫硝改造工程的可行性研究設(shè)計(jì)工作。具體煤質(zhì)、油質(zhì)、主要設(shè)備等資料如下： 煤質(zhì)資料 按 中鋁蘭州分公司 自備 電廠脫銷改造項(xiàng)目工程設(shè)計(jì)提供的種煤質(zhì)資料。 由窯街煤電有限公司、寧煤集團(tuán)配煤中心、靖遠(yuǎn)煤業(yè)魏家地礦有限公司供應(yīng)。此鐵路專用線由蘭州鐵路局勘測(cè)設(shè)計(jì)院負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)。廠址南側(cè)有 G109通過，北側(cè)為蘭海高速。 6kV 廠用電系統(tǒng) 6KV 高壓廠用工作電源由發(fā)電 機(jī)回路支接的一臺(tái) 50/ 高壓廠用工作變壓器供給，變壓器為分裂繞組變壓器。 2機(jī)組設(shè)置二臺(tái)低壓公用變壓器及相應(yīng)的二段 400V 公用 PC段。 300MW 空冷機(jī)組年平均用水量約為 437m3/h，夏季最大時(shí)用水量約為 496m3/h，年用水量為 m3萬。南流經(jīng)互助土族自治縣南部、平安縣北部、樂都、民和縣城中，在海 石灣附近進(jìn)入紅古區(qū)，由西向東橫穿全區(qū)，在八盤峽水庫上游注入黃河。 本工程脫硝系統(tǒng)改造主要有空預(yù)器沖洗用水，為間斷臨時(shí)用水，不增加電廠現(xiàn)狀總用水量及耗水指標(biāo)。 本工程設(shè)岸邊取水泵房一座，內(nèi)設(shè) 4 臺(tái)取水泵， 3 臺(tái)運(yùn)行 1 臺(tái)備用，取水泵的流量為 1300 m3/h，楊程 。蓄水池為地下式布置。 消防水泵及穩(wěn)壓泵安裝在綜合水泵房?jī)?nèi)。地下水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)具強(qiáng)腐蝕性，對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具弱腐蝕性，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)具中腐蝕性。另外，蘭州地震工程研究院對(duì)場(chǎng)地區(qū)進(jìn)行了專門研究，結(jié)論為：“工程場(chǎng)地范圍內(nèi)無斷層通過”，“探測(cè)深度范圍內(nèi)不存在隱伏斷層”。這三種煙氣脫硝技術(shù)均有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，應(yīng)依據(jù)實(shí)際的應(yīng)用場(chǎng)合加以合理選擇。SCR 聯(lián)合技術(shù)中，首先在爐膛上部或者對(duì)流區(qū)噴入還原劑進(jìn)行 SNCR 反應(yīng)，進(jìn)行初步的脫硝。 催化劑型式的選擇 催化劑是 SCR 的核心。 蜂窩型：蜂窩型催化劑是目前市場(chǎng)占有份額最高的一種催化劑，以 TiWV為主要活性材料，采取整體擠壓成型。 上述三種型式的催化劑特點(diǎn)見表 。節(jié)距的大小取決于煙氣中的含塵量。根據(jù)原料的不同，脫硝還原劑制備工藝主要有：液氨法、氨水法、尿素水解法、尿素?zé)峤夥ā? 反應(yīng)過程 采用選擇性催化還原技術(shù)，即在反應(yīng)器入口煙道中噴入氨蒸汽，氨蒸汽與煙氣充分混合后進(jìn)入裝有催化劑的反應(yīng)器，在催化劑的作用下發(fā)生還原反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)脫出氮氧化物。 SCR 反應(yīng)器 反應(yīng)器安裝在金屬構(gòu)架平臺(tái)上，截面成矩形，并且由起到加強(qiáng)作用的鋼板托起，反應(yīng)器的載荷通過它的側(cè)墻均勻地分布，向下傳遞，利用它的彈性和滑動(dòng)軸承墊傳到它的支撐結(jié)構(gòu)上。 氨注射系統(tǒng) 氨儲(chǔ)存區(qū)域貯罐中的液氨送到蒸發(fā)器中蒸發(fā)產(chǎn)生氣態(tài)氨，氣態(tài)氨被稀釋空氣稀釋后，經(jīng)氨注射柵格注入 SCR 反應(yīng)器入口前的煙道中。此設(shè)備由碳鋼制的水平與垂直管道柵格組成。 如果還原劑采用尿素，中國石油蘭州石化公司、劉家峽化肥廠均有充足的產(chǎn)能，運(yùn)距均在 50km 之內(nèi)；如果采用液氨，中國石油蘭州石化公司、劉家峽化肥廠雖然有液氨，但作為生產(chǎn)尿素的原料，兩個(gè)單位均不出售。主廠房固定端朝東，擴(kuò)建端朝西，煤場(chǎng)位于廠區(qū)的東南側(cè)，輸煤棧橋從主廠房固定端進(jìn)入煤倉間。本期工程三臺(tái)爐液氨小時(shí)耗量約為 345kg。氨貯罐設(shè)有壓力、報(bào)警，液面指示、顯示、報(bào)警，高高液位報(bào)警并連鎖氨進(jìn)口快速切斷閥，快速切斷閥可就地控制，也可遠(yuǎn)中國 鋁業(yè)股份有限公司 蘭州分公司 自備電廠 脫硝改造工程 可行性研究報(bào)告 可行性研究設(shè)計(jì)階段 第 33 頁 方控制，以適應(yīng)突變情況。 液氨蒸發(fā)槽 蒸發(fā)器頂部氣相與液氨貯罐氣相相連。緩沖槽上也應(yīng)設(shè)置有安全閥保護(hù)設(shè)備。 液氨蒸發(fā)槽應(yīng)按照在 BMCR 工況下 2179。儲(chǔ)槽還裝有溫度計(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)儲(chǔ)槽內(nèi)溫度或壓力高時(shí)報(bào)警。 液氨由供貨廠用專用液氨槽車運(yùn)送到電廠，利用液氨卸料壓縮機(jī)將液氨由槽車輸入儲(chǔ)氨罐內(nèi)，儲(chǔ)槽中的液氨輸送到液氨蒸發(fā)槽內(nèi)蒸發(fā)為氨氣，經(jīng)氨氣緩沖槽來控制一定的壓力及其流量，然后與稀釋空氣在混合器中混合均勻，再送達(dá)脫硝系統(tǒng)。 方案二：采用尿素方案 脫硝尿素儲(chǔ)存區(qū)尺寸 ，布置在 1引風(fēng)機(jī) 以南，脫硫區(qū)東側(cè)區(qū)域，電氣配電間布置在脫硝尿素儲(chǔ)存區(qū)東北側(cè)空地，此方案規(guī)劃用地面積約 。 脫硝改造工程項(xiàng)目建設(shè)場(chǎng)地位于電廠廠區(qū)內(nèi)。 還原劑用量 還原劑采用液氨方案 : 液氨品質(zhì)符合國家標(biāo)準(zhǔn) GB53688《液體無水氨》技術(shù)指標(biāo)的要求 ,詳見下表 : 指標(biāo)名稱 單位 合格品 備注 氨含量 % 殘留物含量 % 重量法 水份 % 油含量 mg/kg 重量法 紅外光譜法 鐵含量 mg/kg 密度 Kg/L 25℃時(shí) 沸點(diǎn) ℃ 標(biāo)準(zhǔn)大氣壓 三臺(tái)機(jī)組脫硝劑 (液氨 )的消耗量如下 (B－ MCR 工況 )： 項(xiàng) 目 單位 數(shù)量（一臺(tái)爐） 數(shù)量（三臺(tái)爐） 每小時(shí)液氨的消耗量 kg 115 345 每天液氨的消耗量 (20小時(shí) ) kg 2300 6900 每年液氨的消耗量 (6000小時(shí) ) 179。良好的設(shè)計(jì)能保證氨氣和煙氣充分地混合，并防止噴嘴的灰塵堵塞。 吹灰器裝在每個(gè)催化劑層的上方，以吹掉催化劑上的塵埃。在 SCR 進(jìn)出口設(shè)置 NOX， O2 監(jiān)視分析儀，在SCR 出口設(shè)置 NH3 監(jiān)視分析儀。當(dāng)采用液氨法制備脫硝還原劑時(shí)，應(yīng)在前期工作中先取得液氮（氨水）的運(yùn)輸線路許可、液氮（氨水）儲(chǔ)存的安全性評(píng)估、及環(huán)評(píng)認(rèn)證等支持性文件。 在工程實(shí)踐中通常要根據(jù)煙氣的灰塵含量、煙氣成份、流速等來選擇催化劑的類型。由于脫硝反應(yīng)是氣相反應(yīng)，需要大量的反應(yīng)面積。它以玻璃纖維或者陶瓷纖維作為骨架，非常堅(jiān)硬。燃煤鍋爐使用的大多數(shù)催化劑是由釩和鈦混合而成，一般來說催化劑是由多種的活潑金屬和載體物質(zhì)構(gòu)成。此技術(shù)工藝系統(tǒng)相對(duì)比較復(fù)雜。省煤器出口的煙氣垂直進(jìn)入 SCR 反應(yīng)器，經(jīng)過各層催化劑模塊將 NOX還原為無害的 N H2O。 氣象條件 項(xiàng) 目 數(shù) 值 平均氣壓（ hpa） 平均氣溫（ ℃） 極端最高氣溫（℃） 極端最低氣溫（℃） 最熱月平均氣（℃） 中國 鋁業(yè)股份有限公司 蘭州分公司 自備電廠 脫硝改造工程 可行性研究報(bào)告 可行性研究設(shè)計(jì)階段 第 23 頁 項(xiàng) 目 數(shù) 值 最冷月平均氣（℃） 平均水汽壓（ hpa） 平均相對(duì)濕度（ %） 59 年平均降水量（ mm） 一日最大降水（ mm） 年平均蒸發(fā)量（ mm） 平均風(fēng)速（ m/s） 最大風(fēng)速（ m/s） 14 最大積雪深度（ cm） 10 最大凍土深度（ cm） 108 平均雷暴日數(shù)（ d） 平均大風(fēng)日數(shù)（ d） 平均沙暴日數(shù)（ d） 全年主導(dǎo)風(fēng)向（蘭州氣象站） NE 夏季主導(dǎo)風(fēng)向（蘭州氣象站） NE 廠房零米高度（黃海高程） ～ 1615m 50 年一遇 10m 高度 10 分鐘平均最大風(fēng)速 地震烈度 8 度 50 年 超越概率 10％ 地震動(dòng)峰值加速度 脫硝工藝方案選擇 脫硝效率 根據(jù)目前機(jī)組運(yùn)行情況，并由甘肅電力科學(xué)研究院實(shí)測(cè)完成的測(cè)試報(bào)告中得知：排放 煙氣中 NOX質(zhì)量濃度在 100%BMCR 工況時(shí)為 mg/Nm3（ 6％含氧量，干基）。分屬于中朝地臺(tái)，祁連山褶皺系及秦嶺褶皺系等三個(gè)主要大地構(gòu)造單元。 調(diào)節(jié)容積 V=450 L 穩(wěn)壓泵 單臺(tái)流量： m3/h， 揚(yáng)程： 90m 地質(zhì)條件 巖土工程地質(zhì)條件 根據(jù)勘察結(jié)果及相關(guān)的區(qū)域地質(zhì)資料， 廠區(qū)地層上部為 第四系全新統(tǒng)沖洪積層（ plal4Q? ），下伏白堊系上白堊統(tǒng) 褐紅～棕紅色泥巖（ 21K ）。 泵房?jī)?nèi)水泵為一列式布置，各設(shè)備主要技術(shù)規(guī)范 如下： （ 1） 工業(yè)水泵 臺(tái)數(shù)： 4 臺(tái) 型號(hào)： DFSS80270(I) 流量： 180 m3/h 揚(yáng)程： 67m 中國 鋁業(yè)股份有限公司 蘭州分公司 自備電廠 脫硝改造工程 可行性研究報(bào)告 可行性研究設(shè)計(jì)階段 第 19 頁 配電動(dòng)機(jī)主要技術(shù)規(guī)范 型號(hào)： Y250M2 功率： 55kw 電壓： 380V 轉(zhuǎn)速： 2970 （ 2） 消防水泵 臺(tái)數(shù)： 2 臺(tái) 型號(hào)： NPS250590A 流量： 324m3/h 揚(yáng)程： 115m 配套電動(dòng)機(jī) /柴油機(jī) 型號(hào)： Y315L12/G128ZLD 功率： 160kW/187kw 電壓： 380V b. 消火栓系統(tǒng)穩(wěn)壓裝置 穩(wěn)壓裝置 1套，含穩(wěn)壓泵 2 臺(tái)及氣壓罐 1臺(tái)。 從廠外凈化站到廠區(qū)的補(bǔ)給水管道包括：至電廠 2XDN350 的補(bǔ)給水管，至新鋁廠2XDN300 的補(bǔ)給水管，均為焊接鋼管。 300MW 空冷機(jī)組年平均用水量約為 437m3/h，夏季最大時(shí)用水量約為 496m3/h。自然落差 2635m。亨堂水文站年平均流量為 179。 輸煤系統(tǒng) 根據(jù)輸煤系統(tǒng)低壓負(fù)荷分布的情況，在輸煤控制樓和翻車機(jī)區(qū)域設(shè)輸煤、翻車機(jī)380/220V 配電裝置，主要向各個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)站、碎煤機(jī)室，輸煤控制樓、翻車機(jī)室等用電負(fù)荷供電。 輸煤負(fù)荷為 2機(jī)組的 6kV 工作 B段各供給一回 6kV電源 ,在輸煤區(qū)域設(shè) 6kV段 ,供給輸煤負(fù)荷電源。 綜合利用外運(yùn)及運(yùn)煤道路 綜合利用外運(yùn)及運(yùn)煤道路從廠區(qū)西南側(cè)引出，跨改線后的湟惠渠、天然氣管線至新鋁廠處，長 ，路面寬 9m，采用汽 20重郊區(qū)型混凝土路面。 電廠站內(nèi)根據(jù)整列車進(jìn)廠考慮，設(shè) 5股線，其中 2股重車線， 2股空車線，有效長不小于 750m，另設(shè) 1股機(jī)車走行線。電廠鐵路專用線從張家祠車站接軌，從擴(kuò)建端進(jìn)入廠區(qū)，專用線長約 。 300MW 自備電廠工程輸煤系統(tǒng)按 3179。 ，瞬間可承受壓力按照177。一是全省 10 家企業(yè)的 27 臺(tái)單機(jī) 30 萬千瓦以上共 萬千瓦現(xiàn)役燃煤機(jī)組要按期完成脫硝工程建中國 鋁業(yè)股份有限公司 蘭州分公司 自備電廠 脫硝改造工程 可行性研究報(bào)告 可行性研究設(shè)計(jì)階段 第 10 頁 設(shè)任務(wù)；二是加強(qiáng)已建成脫硫、脫硝和低氮燃燒設(shè)施的運(yùn)行管理，對(duì)未采用低氮燃燒技術(shù)或低氮燃燒效率差的現(xiàn)役燃煤機(jī)組實(shí)施低氮燃燒改造；三是對(duì)剩余的部分燃煤機(jī)組實(shí)施脫硫工程；四是認(rèn)真落實(shí)上大壓小措施和關(guān)停小火電任務(wù)。 主要參加人員 序號(hào) 姓 名 單 位 職務(wù) /職稱 1 肖偉峰 中鋁蘭州分公司 副總經(jīng)理 2 徐文勝 中鋁蘭州分公司 總經(jīng)理助理 3 馬建文 中鋁蘭州分公司 自備電廠 廠長 4 孟肇晟 中鋁蘭州分公司 自備電廠 副廠長 5 陳文紅 中鋁蘭州分公司 自備電廠 副廠長 6 喬云剛 中 鋁蘭州分公司 自備電廠 主管工程師 7 于 敏 中鋁蘭州分公司 生產(chǎn)運(yùn)行部 環(huán)保主管 中國 鋁業(yè)股份有限公司 蘭州分公司 自備電廠 脫硝改造工程 可行性研究報(bào)告 可行性研究設(shè)計(jì)階段 第 8 頁 序號(hào) 姓 名 單 位 職務(wù) /職稱 8 張大軍 中鋁蘭州分公司 裝備能源部 設(shè)備主管 9 姚鳳霞 中鋁蘭州分公司 綜合計(jì)劃管理部 項(xiàng)目結(jié)算管理主管 10 張希倉 中鋁蘭州分公司 自備電廠 鍋爐專工 11 董 鵬 中鋁蘭州分公司 自備電廠 硫灰專工 12 劉明秋 西北電力設(shè)計(jì)院 主管總工 13 姜德庫 西北電力設(shè)計(jì)院 設(shè) 總 14 張伏葉 西北電力設(shè)計(jì)院 熱機(jī)主設(shè)人 15 朱為超 西北電力設(shè)計(jì)院 電氣主設(shè)人 16 李 峰 西北電力設(shè)計(jì)院 熱控 主設(shè)人 17 李 芳 西北電力設(shè)計(jì)院 土建主設(shè)人 18 秦 華 西北電力設(shè)計(jì)院 總交主設(shè)人 19 李 峰 西北電力設(shè)計(jì)院 化水主設(shè)人 20 趙栓榮 西北電力設(shè)計(jì)院 供水主設(shè)人 21 馬嘎佳 西北電力設(shè)計(jì)院 除灰主設(shè)人 22 張 萍 西北電力設(shè)計(jì)院 環(huán)保主設(shè)人 23 曾憲寧 西北電力設(shè)計(jì)院 技經(jīng)主設(shè)人 研究范圍及原則 根據(jù)火力發(fā)電廠可行性研究?jī)?nèi)容深度的規(guī)定和委托合同的約定，本工程可行性研究工作由西北電力設(shè)計(jì)院總體牽頭、協(xié)調(diào)，并具體負(fù)責(zé)總的部分、投資估算和經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià) 可研階段研究范圍與內(nèi)容 1）脫硝改造項(xiàng)目條件； 2）總體布置與規(guī)劃； 3）脫硝改造項(xiàng)目現(xiàn)有工藝條件；