【正文】 風SOFA。SCR是一種成熟的深度煙氣氮氧化物后處理技術，無論是新建機組還是在役機組改造，絕大部分煤粉鍋爐都可以安裝SCR裝置。對于600MW煤粉鍋爐，在控制氨逃逸濃度小于10μL/L條件下，SNCR脫硝效率僅有30%左右。根據(jù)霧化噴槍的結(jié)構(gòu)特點，可將SNCR技術分為三種：l 墻式SNCR。 圖38 SNCR系統(tǒng)表32 SNCR業(yè)績統(tǒng)計序號項目單位利港三期萬浦熱電國華北京廣州恒運1機組容量MW6006001002002入口NOx濃度mg/m34004003503002出口NOx濃度mg/m33002602001953脫硝效率%253543354氨逃逸濃度μL/L5101085對鍋爐效率影響%6工程承包商南京龍源大唐環(huán)境浙江大學同方環(huán)境7技術來源FuelTechFuelTech浙江大學GE 混合型煙氣脫硝（SNCR/SCR）混合型SNCR/SCR技術是將SNCR與煙道型SCR結(jié)合，SNCR承擔脫硝和提供還原劑NH3的雙重功能，利用煙道型SCR將上游來的NH3與NOx反應完全，從而提高整體脫硝效率，彌補SNCR裝置脫硝效率有限的缺陷。 設計參數(shù)與性能要求脫硝裝置設計須滿足機組正常運行負荷要求，能適應鍋爐全負荷范圍。該模塊連接并響應來自機組燃燒控制系統(tǒng)、在線NOx、O逃逸氨的控制信號，自動調(diào)節(jié)反應劑流量，對NOx水平、鍋爐負荷、逃逸氨濃度、燃料或燃燒方式的變化做出響應，打開或關閉噴射區(qū)或控制其質(zhì)量流量。圖45 尿素溶液計量分配裝置 噴射系統(tǒng)對于尿素為還原劑的SNCR脫硝系統(tǒng)，由于噴入的尿素必須與煙氣中的NOx充分混合才能發(fā)揮較好的選擇性還原NOx的效果，但如果混合時間太長，或者混合不充分，就會降低反應的選擇性。l 380V低壓電纜和控制電纜采用聚乙烯絕緣銅芯電纜，直埋電纜采用鎧裝。利用煙道型SCR將上游來的NH3與NOx反應完全，SNCR承擔脫硝和提供還原劑NH3的雙重功能，本工程SNCR+SCR混合法整體脫硝效率在60%，要求的脫硝效率不高，另一方面受限于現(xiàn)場條件，對本工程不再設置噴氨格柵。但其比表面積?。?80~350m2/m3），要達到相同的脫硝效率，所需體積較大。需要強調(diào)指出，為了SCR運行的經(jīng)濟性，以便將來采用再生技術，延長催化劑的使用壽命。1) 煙道型SCR采用聲波吹灰，增加的壓縮空氣耗量約2m3/min。進入FGD系統(tǒng)的大部分氨溶解于循環(huán)漿液中，長時間運行后，吸收塔循環(huán)漿池內(nèi)氨的含量會逐漸提高，這對廢水系統(tǒng)存在一定的影響，在脫硫系統(tǒng)物料平衡計算時應當考慮。根據(jù)國外廢棄催化劑處理經(jīng)驗，蜂窩式與板式催化劑的處理略有不同：l 對于蜂窩式催化劑，可采用直接填埋、混凝土封裝后填埋、固廢焚燒廠焚燒處理或或者研磨后與燃煤摻燒及循環(huán)再利用（作為生產(chǎn)水泥或制磚的原料、混凝土或者筑路材料的混凝料、在冶煉廠回收Ti、Mo、V 等金屬物質(zhì)）。煙氣脫硝SNCR系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動設備（如泵、風機等）數(shù)量較少，容量很小，不會產(chǎn)生較大的噪聲污染，且能滿足國家規(guī)定的GBZ12002《工業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準》。 輔助系統(tǒng)改造 空預器本工程采用管式空預器，且煤中硫含量較低，脫硝改造對空預器影響較小，空預器可不進行改造。 控制系統(tǒng)SCR系統(tǒng)依靠上游逃逸的NH3與NOx在催化劑表面發(fā)生反應，涉及的控制主要為聲波吹灰器及噴氨控制，根據(jù)機組負荷、在線檢測的NOx濃度及脫硝效率要求等，對氣氨的制備及供應進行自動控制，并對關鍵參數(shù)進行監(jiān)測和調(diào)節(jié)：l 吹灰控制：聲波吹灰系統(tǒng)（程控），可納入新增加的SNCR控制系統(tǒng)中。 圖49 蜂窩式與板式催化劑的制造工藝 圖410 V2O5含量與溫度對活性的影響催化劑是一種陶制品，具有表面粗糙、微孔多及易碎特點。所以，可以在催化劑入口部分進行硬化處理，但會提高工程造價。4) SNCR脫硝改造新增電耗較少，最大增加功耗約100kW，均為380V低壓電源，爐區(qū)電源就近接自鍋爐房MCC。3臺鍋爐SNCR反應器區(qū)最大所需總功率約100kW，新增的空壓機功率約120kW。采用SNCR脫硝技術時，尿素溶液供應到每臺鍋爐本體后，需要首先與稀釋水在線混合，將尿素溶液由50%稀釋到約10%以下，再經(jīng)過計量與分配裝置為每只噴射器確定尿素溶液供應量，最后與霧化空氣混合一起進入雙流體霧化噴射器，霧化成液滴噴入爐膛。尿素溶液的濃度根據(jù)噴入點的流速、煙溫、NOX濃度等參數(shù)試驗確定，在確保高脫硝效率的前提下盡可能的減少稀釋水的用量。 改造工程風險分析對于本工程，通過SNCR+煙道型SCR脫硝技術可將NOx控制在200mg/m3以內(nèi)，滿足環(huán)保排放要求，但改造過程也存在一些難點及風險：l SNCR的布置應考慮脫硝反應溫度窗口的要求，對噴槍應合理布置，在鍋爐正常負荷運行范圍內(nèi)保證相應的脫硝效率。在折焰角附近側(cè)墻，布置多個尿素溶液控制盒，每個控制盒里有尿素溶液噴嘴、稀釋水噴嘴、增濕水噴嘴及高壓空氣（壓力約10kPa，配單獨的高壓羅茨風機）噴口，增濕后的高速空氣射流能夠多角度多層次地攜帶尿素液滴到合適的地方。為提高反應區(qū)間內(nèi)的NH3/NO分布均勻性，尿素溶液噴射系統(tǒng)需要具備高的穿透能力和強的混合性：優(yōu)化墻式霧化噴射器的噴嘴，控制霧化液滴的粒徑、噴射角度、穿透深度及覆蓋范圍；采取高速射流氣體或多噴嘴長槍式噴射器，增強霧化液滴的投送準確性。噴入爐膛的氣態(tài)NH3同時參與還原和氧化兩個競爭反應：溫度超過1050℃時，NH3被氧化成NOx，氧化反應起主導；溫度低于850℃時，NH3與NOx的還原反應為主，但反應速率降低。即，~，并通過燃盡風完成焦炭、CO及其它中間產(chǎn)物的燃盡。圖31 NOx生成與控制途徑示意圖 低NOx燃燒低氮燃燒是國內(nèi)外燃煤鍋爐控制NOx排放的優(yōu)先選用技術。g/g134169122015年1月，由X熱工研究院有限公司對1號機組進行了全面的摸底測試，測試期間入爐煤質(zhì)見表210，%，%，%， MJ/kg。（2）公路運輸X盟現(xiàn)有國道三條，省道八條。②1中細砂：可以作為荷載較小的擬建建（構(gòu)）筑物的天然地基持力層。l 國務院辦公廳轉(zhuǎn)發(fā)環(huán)境保護部等部門函：國辦發(fā)[2010]33號《關于推進大氣污染聯(lián)防聯(lián)控工作改善區(qū)域空氣質(zhì)量指導意見的通知》。以火電行業(yè)為重點，開展工業(yè)氮氧化物污染防治。2. SNCR按照入口NOx濃度500mg/m3，脫硝效率不低于40%進行設計，煙道型SCR采用蜂窩式催化劑，布置于一級省煤器入口煙道，脫硝效率按33%設計，最終將NOx濃度控制在200mg/m3以內(nèi)。WB65/，3號鍋爐于1993年12月投產(chǎn)，型號UG65/，均采用四角切園燃燒方式，設計燃用褐煤，目前NOx最高排放濃度約在500mg/m3，高于當前的環(huán)保排放要求，為滿足新的火電廠大氣污染物排放標準，電廠擬采取措施將NOx排放濃度控制到200mg/m3以內(nèi)。據(jù)中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會組織的《中國火電廠氮氧化物排放控制技術方案研究報告》的統(tǒng)計顯示，2007年火電廠排放的NOx總量已增至840萬噸，約占全國氮氧化物排放總量的35~40%，電站鍋爐已成為主要的大氣污染固定排放源之一。這些成熟的氮氧化物控制技術為電站鍋爐的脫硝改造奠定了堅實的技術基礎，但由于各種控制技術的適用范圍、工藝簡潔性、減排力度、占地空間、施工周期、投資和運行費用、潛在的二次污染等差異較大，在針對具體的工程對象時，還需因地制宜從工藝技術、工程實施及投資運行費用等多方面進行綜合考慮和特定選擇。表21. 地基土承載力特征值 計算方法fak（kPa） 層序按標貫指標確定前期載荷試驗確定推薦值②1中細砂160140～160②中細砂204250230～260②2中砂364330～360③中細砂248230～260④中細砂＞340340～360場地土類型為中硬，建筑場地類別為Ⅱ類。 氣象條件X市屬于內(nèi)蒙古干旱高寒地區(qū)，無霜期短，降雨量少，冬季寒冷而漫長，夏季酷熱而短暫，是典型的大陸型氣候。Y47312No1845176。NOx理論上有三條生成途徑：l 燃料型NOx，燃料中的氮化物在煤粉火焰前端被氧化而成，所占NOx比例超過80~90%；l 熱力型NOx，助燃空氣中的N2在燃燒后期1300℃以上的溫度下被氧化而成；l 瞬態(tài)型NOx，由分子氮在火焰前沿的早期階段生成，所占NOx比例很小。一、二次風的這種射流方式，可使煤粉集中到爐膛中央，絕大部分的煤粉在爐膛中央欠氧燃燒，極少量的煤粉在大切圓附近燃燒，水冷壁表面附近為氧化氣氛，形成爐內(nèi)徑向空氣分級濃淡偏差燃燒。國內(nèi)自福建漳州后石電廠建成第一臺SCR裝置，從2005年期大規(guī)模用于電站鍋爐的NOx控制，這些機組均采用高灰型SCR布置工藝，脫硝效率約60~90%。因此，在保證提供適量氣態(tài)氨進入反應區(qū)域的前提下，應最大化減少液滴蒸發(fā)期間的NH3氧化量，通常尿素溶液的噴射溫度窗口約為850~1050℃，即，折焰角附近的屏過、再熱器及水平煙道的末級過、再熱器所在的對流區(qū)域。在折焰角上下方布置了三層尿素噴槍，其中22只墻式噴槍，4只多噴嘴噴槍，脫硝效率達到40%。方案二：單獨SCR工藝，按原始NOx濃度500mg/m3，在鍋爐尾部煙道增設SCR脫硝裝置，脫硝效率按60%設計，最終將NOx濃度控制在200mg/m3以內(nèi)。本期3臺爐脫硝采用SNCR+SCR混合法工藝，單臺爐尿素耗量為37kg/h，3臺爐一周尿素耗量為19t，按年利用小時6300h計算，3臺爐一年尿素耗量為700t。輸送裝置就近布置在儲罐旁邊，電氣控制設備布置在的建筑物內(nèi)。鍋爐本體設備基本不需要遷移或較大的改動，可利用停爐檢修的機會完成水冷壁開孔，這樣也減少了需要停爐施工工期。2) 3臺爐新增SNCR系統(tǒng)，消耗儀用壓縮空氣系統(tǒng)約1m3/min，雜用氣（霧化風、冷卻風）耗量10 m3/min。由于制造工藝的原因，蜂窩式催化劑可以在不改變催化劑外部尺寸的情況下，較容易地改變節(jié)距，適應不同的應用場合。l 煙氣中的SO2在SCR催化劑中的V2O5催化作用下，會被氧化成SO3，且所處溫度越高催化氧化效果越明顯。聲波吹灰器建議選用進口優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。根據(jù)鍋爐設計參數(shù)，一級省煤器入口煙溫為342℃（3號爐為368℃），尾部煙道換熱元件改造后，應不降低一級省煤器入口處煙溫，保證此區(qū)域最低煙溫能在300℃以上，以滿足煙道型SCR的正常運行。綜上所述，脫硝改造工程的實施，不僅能較大幅度削減NOx排放量，而且不會對環(huán)境造成新的二次污染。國內(nèi)目前還沒有建立專門的廢棄催化劑處理標準，業(yè)主可在采購催化劑時，可參考國內(nèi)危險廢棄物的處理標準，商定由具備資質(zhì)的供貨商回購廢棄催化劑。5. 環(huán)境效益和社會效益鍋爐采取改造措施治理NOx污染排放，屬于國家發(fā)改委《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導目錄（2005年本）》第一類鼓勵類，第二十六項環(huán)境保護與資源節(jié)約綜合利用，第18款“三廢”綜合利用及治理工程產(chǎn)業(yè)條目。為留出催化劑的布置空間，需要對省煤器元件進行改造，即將原有的光管省煤器更換為換熱效率更高的H形肋片管排，基管直徑不變，在不改變原有汽水換熱效果下，減少省煤器的布置空間。l 估算煙氣中的SO2濃度為979μL/L，煙氣中SO3濃度為6μL/L。它以玻璃纖維或者陶瓷纖維作為骨架，孔徑相對較小，比表面積最高，適用于低灰含量環(huán)境。這三種催化劑的礦物組成接近，都是以TiO2（含量約80~90%）為載體，以V2O5（含量約1~2%）為活性材料，以WO3或MoO3（含量約占3~7%）為輔助活性材料，具有相同的化學特性，但外觀形狀的不同導致物理特性存在較大差異。表42. 脫硝電氣設備參數(shù)表名稱設備容量(KW)運行功率（kw）電流（A）運行電流(A)備注單臺臺數(shù)一運一備稀釋水泵6二運一備工藝水泵211二運一備CEMS柜53153015檢修電源1546012048照明電源5210208DCS電源101102012電動葫蘆3136合計　　提供兩路250A AC380V電源至脫硝MCC柜 熱工控制涉及的控制主要為鍋爐反應器區(qū)域，根據(jù)機組負荷、在線檢測的NOx濃度及脫硝效率要求等，對尿素溶液及稀釋水流量進行自動控制，并對關鍵參數(shù)進行監(jiān)測和調(diào)節(jié)。根據(jù)本工程特點，初步選擇在折焰角附近區(qū)域布置噴槍，其中在A區(qū)布置8只墻式噴射器，每面墻布置2只，在B區(qū)前墻布置2只墻式噴射器，在C區(qū)左右墻分別布置1只帶伸縮機構(gòu)的多噴嘴槍噴射器。系統(tǒng)啟動前現(xiàn)根據(jù)模擬數(shù)據(jù)預設每個噴嘴流量（開關調(diào)門），投運后在現(xiàn)場根據(jù)測試結(jié)果進一步優(yōu)化調(diào)整，系統(tǒng)投運后用調(diào)試數(shù)據(jù)修正自控參數(shù)以確保高效脫硝和低氨逃逸量。脫硝改造工程的紅線圖見附錄B：l SNCR系統(tǒng)采用尿素作為脫硝還原劑，尿素溶液噴射系統(tǒng)位于鍋爐本體，尿素溶液噴槍的設置盡量布置在現(xiàn)場有利空間，本工程布置在折焰角區(qū)域水冷壁處。3) 整體脫硝效率低于70%時，煙道型SCR不需另設噴氨AIG裝置，但需要提高煙道型SCR的脫硝效率時，還得增設單獨的氨噴射系統(tǒng)。l 多噴嘴式SNCR。l SNCR裝置不增加煙氣系統(tǒng)阻力，也不產(chǎn)生新的SO3，氨逃逸濃度通?？刂圃?0μL/L以內(nèi)。催化劑在與煙氣接觸過程中，受到氣態(tài)化學物質(zhì)毒害、飛灰堵塞與沖蝕磨損等因素的影響，其活性逐漸降低，通常3~4年增加或更換一層催化劑。 圖32 切圓低NOx燃燒技術演變過程目前，國內(nèi)三大鍋爐廠都擁有了低NOx燃燒技術，除此之外，哈爾濱工業(yè)大學、