【正文】 鑒于我國(guó)的能源消耗量今后將隨將對(duì)我國(guó)大氣環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。 本期工程擬采用的噪聲防治措施如下：在主要設(shè)備訂貨時(shí)向制造廠家提出噪聲控制要求，以及在設(shè)計(jì)安裝時(shí)對(duì)噪聲源較強(qiáng)的設(shè)備采用減振、防振等措施從聲源上控制噪聲水平。脫硝系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)技術(shù)數(shù)據(jù)序號(hào) 項(xiàng)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(hù) 設(shè)計(jì)依據(jù)及采用的環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn) 設(shè)計(jì)依據(jù) (1) 《火力發(fā)電廠環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)定》 (DLGJ10291)； (2) 《火力發(fā)電廠可行性研究報(bào)告內(nèi)容深度規(guī)定》(DL/T53752008)； (3) 《小型火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)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(dǎo)則》(DL/T2962011)。 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(guò)主廠房 DCS 以通訊的形式傳至電氣網(wǎng)繼系統(tǒng)，通過(guò)電氣網(wǎng)繼系統(tǒng)傳至電網(wǎng)中調(diào)。 還原劑控制系統(tǒng) 本項(xiàng)目 1 號(hào)、2 號(hào)、3 號(hào)爐采用還原劑脫硝，設(shè)一套還原劑控制系統(tǒng)。 SCNR 反應(yīng)區(qū)內(nèi)每臺(tái)鍋爐各設(shè)置一段 MCC，為 SNCR 反應(yīng)區(qū)內(nèi)低壓負(fù)荷提供電源，電源采用雙電源進(jìn)線方式(采用自動(dòng)切換)。爐前壓縮空氣總管上設(shè)有流量壓力測(cè)量，分幾路通到各噴射點(diǎn)，每個(gè)噴射點(diǎn)的霧化壓縮空氣總管設(shè)有壓力調(diào)節(jié)、壓力測(cè)量、流量測(cè)量，再通往各個(gè)噴槍。 輸送泵(一用一備)在 14bar 壓力下由尿素溶解罐向還原劑儲(chǔ)罐輸送配置好的還原劑。噴嘴布置在爐膛和旋風(fēng)分離器之間的煙道。根據(jù)規(guī)范要求，本項(xiàng)目鍋爐采用 SNCR 工藝所能達(dá)到的目標(biāo)脫硝效率定為 80%左右為宜。實(shí)驗(yàn)研究表明：停留時(shí)間從 100ms 增加到 500ms，NOx 最大還原率從 70%上升到了 93%左右。 (9) 脫硝裝置對(duì)電廠鍋爐運(yùn)行的影響最小。后者的活化電子(5～20Ev)則由脈沖流柱電暈的局部強(qiáng)電場(chǎng)加速得到。這些都是制約氨法在煙氣脫硫上推廣的因素，一直沒(méi)有被企業(yè)和環(huán)保部門完全接受。該方法能達(dá)到 60～90%的 NOx 降低率。 (5) 低 NOx 燃燒器 將空氣分級(jí)及燃料分級(jí)的原理應(yīng)用于燃燒器的設(shè)計(jì)，盡可能的降低著火區(qū)的氧濃度和溫度，從而達(dá)到控制 NOx 生成量的目的，這類特殊設(shè)計(jì)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%。 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(fēng)及燃盡風(fēng)等技術(shù)作為一個(gè)整體考慮，以低氮燃燒器與空氣分級(jí)為核心，在爐內(nèi)組織適宜的燃燒溫度，氣氛與停留時(shí)間，形成早期的、強(qiáng)烈的、煤粉快速著火欠氧燃燒，利用燃燒過(guò)程產(chǎn)生的氮基中間產(chǎn)物來(lái)抑制或還原已經(jīng)生成的 NOx。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。煤燃燒過(guò)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(guò)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(guò)量空氣系數(shù)等燃燒條件有關(guān)。 在這三種還原劑原料中，最早的 SNCR 系統(tǒng)是采用液氨作為還原劑的，不管是液氨還是氨水都可以使用。與強(qiáng)氧化劑和酸劇烈反應(yīng)。 交通運(yùn)輸 (1) 鐵路運(yùn)輸條件 興隆縣交通十分便利，京承鐵路縱貫興隆全境。并根據(jù)建設(shè)單位要求，對(duì)國(guó)內(nèi)脫硝工程進(jìn)行全面的調(diào)研和收集資料； 2013 年 12 月 27 日～2013 年 12 月29 日，項(xiàng)目組進(jìn)行有針對(duì)性的分析和研究，完成了本項(xiàng)目煙氣脫硝改造可行性研究報(bào)告初稿的編寫并向建設(shè)單位征求意見(jiàn)； 2013 年1 月 21～25日，與電廠相關(guān)人員進(jìn)行技術(shù)交流，補(bǔ)充收集資料。已超出最新頒布的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB132232013)中 100mg/Nm3 的要求。 項(xiàng)目編制單位資質(zhì) 新疆電力設(shè)計(jì)院具有《質(zhì)量管理體系認(rèn)證證書》、《環(huán)境管理體系認(rèn)證證書》、《職業(yè)健康安全管理體系認(rèn)證證書》、電力行業(yè)設(shè)計(jì)甲級(jí)、勘察綜合甲級(jí)、建筑設(shè)計(jì)甲級(jí)、工程總承包甲級(jí)、工程咨詢甲級(jí)、測(cè)繪甲級(jí)、水土保持方案編制甲級(jí)、環(huán)境影響評(píng)價(jià)甲級(jí)、工程監(jiān)理甲級(jí)、勞動(dòng)安全衛(wèi)生預(yù)評(píng)價(jià)乙級(jí)，以及市政(熱力)設(shè)計(jì)乙級(jí)、環(huán)境污染防治乙級(jí)、消防設(shè)計(jì)乙級(jí)等資質(zhì)。 (5) 建設(shè)進(jìn)度 本項(xiàng)目煙氣脫硝改造計(jì)劃利用機(jī)組大、小修進(jìn)行，工期一般按 60天控制。(7) 與本技改項(xiàng)目研究有關(guān)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，采用興隆熱電有限公司提供的資料及數(shù)據(jù)。大氣中的 NOX 和揮發(fā)性有機(jī)物達(dá)到一定濃度后，在太陽(yáng)光照射下經(jīng)過(guò)一系列復(fù)雜的光化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生光化學(xué)煙霧，導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)遭受損害，農(nóng)作物減產(chǎn)?？h境多山，氣溫垂直變化明顯。氨蒸氣與空氣混合物爆炸極限 16～25%(最易引燃濃度 17%)和遇高溫(93C 以上)時(shí)有爆炸的危險(xiǎn)，氨和空氣混合物達(dá)到上述濃度范圍遇明火會(huì)燃燒和爆炸，如有油類或其它可燃性物質(zhì)存在，則危險(xiǎn)性更高。 還原劑特點(diǎn) 在燃煤電廠脫硝工藝中直接參加化學(xué)反應(yīng)的是還原劑氨氣。 公用工程系統(tǒng)及配套設(shè)施現(xiàn)狀 供水 熱電廠現(xiàn)有 1 條供水管線，供水管管徑為 DN400，供水能力可達(dá) 1400m3/h，供水能力能滿足熱電廠全廠最大耗水量。 燃料型 NOx 的生成機(jī)理 燃料型 NOx 的生成是燃料中的氮化合物在燃燒過(guò)程中進(jìn)行熱分解，繼而進(jìn)一步氧化反應(yīng)而生成的 NOx，稱為燃料型 NOx。 快速型 NOx 的生成機(jī)理 快速型 NOx 主要是指燃料中的碳?xì)浠衔镌谌剂蠞舛容^高區(qū)域燃燒時(shí)所產(chǎn)生的烴與燃燒空氣中的 N2 分子發(fā)生反應(yīng)，形成的 CN、HCN，繼續(xù)氧化而生成的 NOx。 該技術(shù)主要是通過(guò)減少燃燒高溫區(qū)域的空氣量，以降低 NOx 的生成技術(shù)。一般在爐墻上開(kāi)設(shè)多層氨噴射口。它們?cè)陔娮蛹铀倨鳟a(chǎn)生的電子束流輻照下，經(jīng)電離、激發(fā)、分解等作用，可生成活性很強(qiáng)的離子、激發(fā)態(tài)分子。之后將煙氣降溫到 70～80℃目前降溫的方法有兩種：一是熱交換器，二是噴霧增濕降溫。 (2) 脫硝工藝要適用于項(xiàng)目已經(jīng)確定的煤質(zhì)條件、并考慮燃煤來(lái)源變化的可能性。 主要技術(shù)特點(diǎn) (1) 選擇性非催化還原技術(shù)(SNCR) 1) 反應(yīng)機(jī)理選擇性非催化還原技術(shù)(SNCR)是當(dāng)前 NOx 治理中采用且具有一定前途的爐內(nèi)脫硝技術(shù)之一。根據(jù)美國(guó)環(huán)保署所做的 NOx 還原率與鍋爐容量之間關(guān)系的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，隨著鍋爐容量的增大，SNCR 的 NOx 還原率呈下降的趨勢(shì)。 ② 還原劑的消耗量比較大 由于氨/NOx 摩爾比高達(dá) 以上，相比 SCR 工藝 80%的效率而言，氨的消耗量幾乎高一倍，而脫硝率卻低一半，物料消耗費(fèi)用極高，因此，當(dāng)原始氮氧化物濃度較高時(shí)，運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性很差。還原劑噴射系統(tǒng)將還原劑溶液霧化后噴射入爐內(nèi)。 計(jì)量混合系統(tǒng) NOx 控制儀所要求的必要數(shù)量的還原劑由管線供應(yīng)。套22液位計(jì)磁翻板式，帶信號(hào)輸出，帶保溫 臺(tái)43溫度變送器 0~100℃ 法蘭 耐磨 臺(tái)24 電加熱器HR10/380CG250/2/，6kw臺(tái)25噴淋降溫裝置HBCYA套16壓力變送器，防爆，24v臺(tái)27安全閥DN25 臺(tái)28配套管件、閥門多種型號(hào)，套1三、清水儲(chǔ)存系統(tǒng)1清水罐5m3套12吸收水罐5m3套13浮球閥DN32 臺(tái)14配套管件、閥門多種型號(hào)，套1四、加壓計(jì)量系統(tǒng)1還原劑輸送泵DN25，PN25，套22清水輸送泵DN25，PN25，套23備用泵DN25，PN25，套24混合器DN25 臺(tái)25電動(dòng)閥220V DN25 法蘭臺(tái)66金轉(zhuǎn)流量計(jì)24V 法蘭 防腐型 179。電纜構(gòu)筑物的孔洞，用耐火材料封堵，電纜橋架底層設(shè)阻火隔板，所有橋架按規(guī)定在適當(dāng)位置設(shè)耐火槽盒，封堵采用阻火包、有機(jī)耐火堵料、無(wú)機(jī)耐火堵料、槽盒、阻火隔板、防火涂料等。反應(yīng)器后煙氣中 NOx 的濃度水平通過(guò)煙氣分析儀測(cè)定并作為實(shí)際測(cè)量值反饋給主控制器。實(shí)施控制系統(tǒng)全廠一體化策略。爐膛中噴入氨水或尿素，本期工程煙氣脫硝裝置的出口氨逃逸濃度?？刂圃?8ppm以下，未反應(yīng)的氨氣主要與煙氣中的 S03 及飛灰在低溫下發(fā)生固化反應(yīng)，根據(jù)德國(guó)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，約 20%的氨以硫酸鹽形式粘附在空預(yù)器表面，少于 2%的氨進(jìn)入脫硫系統(tǒng)，少于 1%的氨以氣態(tài)形式隨煙氣排放，本期工程利用一座高煙囪排放煙氣，以提高煙氣的熱釋放率，有利于煙氣抬升，充分利用大氣的擴(kuò)散稀釋能力，降低煙氣污染物的落地濃度，對(duì)比《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB1455493)，脫硝裝置出口的少量氨逃逸不會(huì)對(duì)大氣造成氨污染。 社會(huì)效益分析 環(huán)境效益 改擴(kuò)建完成后采暖期全廠采鍋爐煙氣產(chǎn)生量為397000m3/h、煙塵產(chǎn)生濃度為20100mg/mSO2產(chǎn)生濃度為890mg/m3；改擴(kuò)建工程脫硫效率90%，%，脫氮效率80%。 (2) 形成化學(xué)煙霧 NOx 排放到大氣后有助于形成 O3 ，導(dǎo)致光化學(xué)煙霧的形成：NO+HC+O2+陽(yáng)光→NO2+O3(光化學(xué)煙霧)這是一系列反應(yīng)的總反應(yīng)。脫硝過(guò)程中不產(chǎn)生其他固體廢棄物，設(shè)備噪聲也不影響廠界現(xiàn)有噪聲水平。 環(huán)境影響分析 大氣環(huán)境影響分析及其防治措施 由于該脫硝工藝產(chǎn)生的氣體為 N2。儀表的選型以成熟、可靠為原則。 為保證 SNCR 脫硝效率，安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，還原劑稀釋液流量閉環(huán)控制系統(tǒng)的功能是通過(guò)調(diào)整還原劑和稀釋水的比例，使得噴槍中流體流量基本不變，而同時(shí)反應(yīng)器后煙氣中 NOx 的濃度水平不超過(guò)容許值。制氨區(qū)正常照明電源由制氨區(qū) MCC 提供，事故照明采用應(yīng)急燈方式。具備先進(jìn)性、使用性、安全和可靠性、可擴(kuò)展性等特點(diǎn)。稀釋水泵設(shè)有 2 臺(tái)，一用一備。稀釋水系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)稀釋水儲(chǔ)存和供應(yīng)。尾部形成一些硫酸銨、硫酸氫銨等銨鹽，有增加堵塞和腐蝕空氣預(yù)熱器等尾部煙道設(shè)備的傾向。大型電站鍋爐由于爐膛尺寸大、鍋爐負(fù)荷變化范圍大，從而增加了對(duì)這四個(gè)因素控制的難度。根據(jù)《火電廠氮氧化物防治技術(shù)政策》規(guī)定，燃用煙煤或褐煤且投運(yùn)時(shí)間不足 20 年的在役機(jī)組，宜選用選擇性非催化還原技術(shù)(SNCR)或其他煙氣脫硝技術(shù)。應(yīng)該指出，同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)雖說(shuō)具有良好的發(fā)展前景，但目前還遠(yuǎn)不如單獨(dú)脫硫、脫硝技術(shù)成熟，且脫硝率也低于單獨(dú)方式，還有待于進(jìn)一步的研究。產(chǎn)物用常規(guī)方法(ESP 或布袋)收集，完成從氣相中的分離。 目前采用最多的布置方式是前置式布置。氨的噴入地點(diǎn)一般在爐膛上部煙氣溫度在 850～1050℃(或900～1100℃)范圍內(nèi)的區(qū)域。該技術(shù)是將燃燒用風(fēng)分為一、二次風(fēng)，減少煤粉燃燒區(qū)域的空氣量(一次風(fēng))，提高燃燒區(qū)域的煤粉濃度，推遲一、二次風(fēng)混合時(shí)間，這樣煤粉進(jìn)入爐膛時(shí)就形成了一個(gè)富燃料區(qū)，使燃料在富燃料區(qū)進(jìn)行缺氧燃燒，充分利用燃燒初期產(chǎn)生的氮基中間產(chǎn)物，提高燃燒過(guò)程中的 NOx 自還原能力，以降低燃料型 NOx 的生成。因此，鍋爐燃燒最初形成的 NOx，并不等于其排放濃度，而隨著燃燒條件的改變，生成的 NOx 可能被還原或稱被破壞。一般煤粉爐熱力氮氧化物占 10～20%。 國(guó)內(nèi)采用 SNCR 脫硝還原劑多采用尿素，尿素運(yùn)輸、儲(chǔ)存、輸送都無(wú)需特別的安全防護(hù)措施,只需用普通的聚丙烯編織袋內(nèi)襯塑料薄膜包裝運(yùn)輸即可，但受溫度影響很大，溫度低會(huì)因熱量不足而反應(yīng)緩慢，造成還原劑不能完全反應(yīng)，其后果是一方面使得脫硝效率降低，另一方面使大量未完全反應(yīng)的氨隨煙氣逃逸進(jìn)入大氣。與無(wú)水氨及有水氨相比，尿素是無(wú)毒、無(wú)害的化學(xué)品，是農(nóng)業(yè)常用的肥料，無(wú)爆炸可能性，完全沒(méi)有危險(xiǎn)性。無(wú)色氣體,有刺激性惡臭味。縣政府駐地興隆鎮(zhèn)距首都北京140公里，距省會(huì)石家莊373公里，距承德市110公里。 氮氧化物是造成大氣污染的主要污染源之一。 (5) 低氮燃燒系統(tǒng)及脫硝系統(tǒng)能持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，裝置使用壽命不低于 20 年，系統(tǒng)可用率與主體工程一致，且它的啟停和正常運(yùn)行均不影響主體工程的安全運(yùn)行和熱電廠的文明生產(chǎn)。 (3) 項(xiàng)目建設(shè)地點(diǎn) 本項(xiàng)目建設(shè)地點(diǎn)位于興隆縣興隆鎮(zhèn)北區(qū)工業(yè)園。改造后 NOx 排放濃度達(dá)到《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB132232011)中的要求，1～3 號(hào)進(jìn)行鍋爐氮氧化物排放濃度應(yīng)小于100mg/m3。 項(xiàng)目改造理由 (1) 項(xiàng)目改造目的及意義 我國(guó)一次能源結(jié)構(gòu)中 70～80%由煤炭提供，每燃燒 1 噸煤產(chǎn)生 5～30kg 氮氧化物。 在編制可行性研究報(bào)告的工作過(guò)程中，我院得到了興隆鵬生熱力有限公司熱電廠、以及相關(guān)單位的大力