【正文】 鑒于我國的能源消耗量今后將隨將對我國大氣環(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)備訂貨時向制造廠家提出噪聲控制要求，以及在設(shè)計安裝時對噪聲源較強的設(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)計技術(shù)數(shù)據(jù)序號 項目單位數(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 設(shè)計依據(jù)及采用的環(huán)境保護標(biāo)準(zhǔn) 設(shè)計依據(jù) (1) 《火力發(fā)電廠環(huán)境保護設(shè)計規(guī)定》 (DLGJ10291)； (2) 《火力發(fā)電廠可行性研究報告內(nèi)容深度規(guī)定》(DL/T53752008)； (3) 《小型火力發(fā)電廠設(shè)計規(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)通過主廠房 DCS 以通訊的形式傳至電氣網(wǎng)繼系統(tǒng)，通過電氣網(wǎng)繼系統(tǒng)傳至電網(wǎng)中調(diào)。 還原劑控制系統(tǒng) 本項目 1 號、2 號、3 號爐采用還原劑脫硝，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，電源采用雙電源進線方式(采用自動切換)。爐前壓縮空氣總管上設(shè)有流量壓力測量，分幾路通到各噴射點，每個噴射點的霧化壓縮空氣總管設(shè)有壓力調(diào)節(jié)、壓力測量、流量測量，再通往各個噴槍。 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，本項目鍋爐采用 SNCR 工藝所能達到的目標(biāo)脫硝效率定為 80%左右為宜。實驗研究表明：停留時間從 100ms 增加到 500ms，NOx 最大還原率從 70%上升到了 93%左右。 (9) 脫硝裝置對電廠鍋爐運行的影響最小。后者的活化電子(5～20Ev)則由脈沖流柱電暈的局部強電場加速得到。這些都是制約氨法在煙氣脫硫上推廣的因素，一直沒有被企業(yè)和環(huán)保部門完全接受。該方法能達到 60～90%的 NOx 降低率。 (5) 低 NOx 燃燒器 將空氣分級及燃料分級的原理應(yīng)用于燃燒器的設(shè)計，盡可能的降低著火區(qū)的氧濃度和溫度，從而達到控制 NOx 生成量的目的，這類特殊設(shè)計的燃燒器就是低 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)作為一個整體考慮，以低氮燃燒器與空氣分級為核心，在爐內(nèi)組織適宜的燃燒溫度，氣氛與停留時間，形成早期的、強烈的、煤粉快速著火欠氧燃燒，利用燃燒過程產(chǎn)生的氮基中間產(chǎn)物來抑制或還原已經(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。與強氧化劑和酸劇烈反應(yīng)。 交通運輸 (1) 鐵路運輸條件 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，對國內(nèi)脫硝工程進行全面的調(diào)研和收集資料； 2013 年 12 月 27 日～2013 年 12 月29 日，項目組進行有針對性的分析和研究，完成了本項目煙氣脫硝改造可行性研究報告初稿的編寫并向建設(shè)單位征求意見； 2013 年1 月 21～25日，與電廠相關(guān)人員進行技術(shù)交流，補充收集資料。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。 項目編制單位資質(zhì) 新疆電力設(shè)計院具有《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)計甲級、勘察綜合甲級、建筑設(shè)計甲級、工程總承包甲級、工程咨詢甲級、測繪甲級、水土保持方案編制甲級、環(huán)境影響評價甲級、工程監(jiān)理甲級、勞動安全衛(wèi)生預(yù)評價乙級，以及市政(熱力)設(shè)計乙級、環(huán)境污染防治乙級、消防設(shè)計乙級等資質(zhì)。 (5) 建設(shè)進度 本項目煙氣脫硝改造計劃利用機組大、小修進行，工期一般按 60天控制。(7) 與本技改項目研究有關(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)性有機物達到一定濃度后，在太陽光照射下經(jīng)過一系列復(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)時有爆炸的危險，氨和空氣混合物達到上述濃度范圍遇明火會燃燒和爆炸，如有油類或其它可燃性物質(zhì)存在，則危險性更高。 還原劑特點 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 1400m3/h，供水能力能滿足熱電廠全廠最大耗水量。 燃料型 NOx 的生成機理 燃料型 NOx 的生成是燃料中的氮化合物在燃燒過程中進行熱分解，繼而進一步氧化反應(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)。一般在爐墻上開設(shè)多層氨噴射口。它們在電子加速器產(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目已經(jīng)確定的煤質(zhì)條件、并考慮燃煤來源變化的可能性。 主要技術(shù)特點 (1) 選擇性非催化還原技術(shù)(SNCR) 1) 反應(yīng)機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)計結(jié)果，隨著鍋爐容量的增大，SNCR 的 NOx 還原率呈下降的趨勢。 ② 還原劑的消耗量比較大 由于氨/NOx 摩爾比高達 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，物料消耗費用極高，因此，當(dāng)原始氮氧化物濃度較高時，運行經(jīng)濟性很差。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液位計磁翻板式，帶信號輸出，帶保溫 臺43溫度變送器 0~100℃ 法蘭 耐磨 臺24 電加熱器HR10/380CG250/2/，6kw臺25噴淋降溫裝置HBCYA套16壓力變送器，防爆，24v臺27安全閥DN25 臺28配套管件、閥門多種型號，套1三、清水儲存系統(tǒng)1清水罐5m3套12吸收水罐5m3套13浮球閥DN32 臺14配套管件、閥門多種型號，套1四、加壓計量系統(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25電動閥220V DN25 法蘭臺66金轉(zhuǎn)流量計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、有機耐火堵料、無機耐火堵料、槽盒、阻火隔板、防火涂料等。反應(yīng)器后煙氣中 NOx 的濃度水平通過煙氣分析儀測定并作為實際測量值反饋給主控制器。實施控制系統(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)德國運行經(jīng)驗，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，充分利用大氣的擴散稀釋能力，降低煙氣污染物的落地濃度，對比《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對大氣造成氨污染。 社會效益分析 環(huán)境效益 改擴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)濟運行，還原劑稀釋液流量閉環(huán)控制系統(tǒng)的功能是通過調(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，而同時反應(yīng)器后煙氣中 NOx 的濃度水平不超過容許值。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。具備先進性、使用性、安全和可靠性、可擴展性等特點。稀釋水泵設(shè)有 2 臺，一用一備。稀釋水系統(tǒng)實現(xiàn)稀釋水儲存和供應(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，從而增加了對這四個因素控制的難度。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時間不足 20 年的在役機組，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，同時脫硫脫硝技術(shù)雖說具有良好的發(fā)展前景，但目前還遠(yuǎn)不如單獨脫硫、脫硝技術(shù)成熟，且脫硝率也低于單獨方式，還有待于進一步的研究。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)混合時間，這樣煤粉進入爐膛時就形成了一個富燃料區(qū)，使燃料在富燃料區(qū)進行缺氧燃燒，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%。 國內(nèi)采用 SNCR 脫硝還原劑多采用尿素，尿素運輸、儲存、輸送都無需特別的安全防護措施,只需用普通的聚丙烯編織袋內(nèi)襯塑料薄膜包裝運輸即可，但受溫度影響很大，溫度低會因熱量不足而反應(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)的氨隨煙氣逃逸進入大氣。與無水氨及有水氨相比，尿素是無毒、無害的化學(xué)品，是農(nóng)業(yè)常用的肥料，無爆炸可能性，完全沒有危險性。無色氣體,有刺激性惡臭味?？h政府駐地興隆鎮(zhèn)距首都北京140公里，距省會石家莊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行均不影響主體工程的安全運行和熱電廠的文明生產(chǎn)。 (3) 項目建設(shè)地點 本項目建設(shè)地點位于興隆縣興隆鎮(zhèn)北區(qū)工業(yè)園。改造后 NOx 排放濃度達到《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB132232011)中的要求，1～3 號進行鍋爐氮氧化物排放濃度應(yīng)小于100mg/m3。 項目改造理由 (1) 項目改造目的及意義 我國一次能源結(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告的工作過程中，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