【正文】 作計劃在 20xx 年 3 月～ 20xx 年 6 月 1 日前完成。 研究范圍及編制分工 本項目可行性研究的范圍和深度按照《火力發(fā)電廠可行性研究報告內(nèi)容深度規(guī)定》 (DL/T537520xx)的要求進行工作和編制。光化學煙霧會使大氣能見度降低，對人眼睛、喉嚨有強烈的刺激作用，并會產(chǎn)生頭痛、呼吸道疾病惡化，甚至會造成死亡。冬季盛吹西北季風，寒冷一月平均氣溫為 ℃，夏季吹東南季風 ,天氣炎熱多雨，七月平均氣溫在 22℃以上， 無霜期 約為 135 天。 氨水的特性：氨水與無水氨都屬于危險化學品。氨氣有二種制備方法，即直接法和間接法。 供電 經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查，現(xiàn)有熱電廠廠用電系統(tǒng)設計時未考慮脫硝裝置的用電負荷， 但因為脫硝系統(tǒng)用電負荷很小，所以無需重 設脫硝電源。在 600～ 800℃時就會生成燃料型 NOx。因此，快速型 NOx 主要產(chǎn)生于碳氫化合物含量較高、氧濃度較低的富燃料區(qū)，多發(fā)生在內(nèi)燃機的燃燒過程。它的關鍵是風的分配，一般情況下，一次風占總風量的 25～ 35%。二是噴氨量的選擇要適當，少則無法達到預期的脫除 NOx 的效果，但氨量過大，將在尾部受熱產(chǎn)生硫酸銨，從而堵塞并腐蝕空氣預熱器，因此，要求尾部煙氣中允許的氨的泄露量應小于 10ppm， 在這一條件限制下，非催化煙氣噴氨脫硝法的 NOx 降低率為 30～ 50%。在電子束的作用下，與氨反應生成硫酸銨和硝酸銨微粒，通過除塵器 (副產(chǎn)物收集器 )予以除去，從而達到凈化煙氣的目的。 INCT 在 Kawecyn 電廠采用了一種干底噴霧技術。 (3) 脫硝工藝要做到技術成熟、設備運行可靠，并有較多成功的運行業(yè)績。在沒有催化劑，溫度在 850～ 1050℃ 范圍內(nèi) ，氨為還原劑時，發(fā)生反應： 4 NH 3+4 NO+O2=4 N 2+6 H 2 O 當溫度過高時會發(fā)生反應： 4 NH 3+5O2=4 NO+6 H 2 O 當溫度低于 800℃時，反應不完全，氨的逃逸率高，造成二次污染，導致脫硝效率降低。 以上四個方面的因素都涉及到了 SNCR 還原劑的噴射系統(tǒng)，所以在 SNCR 中還原劑的噴射系統(tǒng)的設計是一個非常重要的環(huán)節(jié)。 ③ 對鍋爐效率的影響 向爐膛噴液氨霧化液滴蒸發(fā)與熱解過程需要吸收 熱量，這會造成鍋爐效率降低 ～ 個百分點。還原劑的供應量能滿足鍋爐不同負荷的要求，調(diào)節(jié)方便、靈活、可靠； 還原劑 計量分配系統(tǒng)配有良好的控制系統(tǒng)。所需 還原劑 的數(shù)量由流量計控制、 電動 調(diào)節(jié)閥調(diào) 節(jié)。 DN25 臺 4 7 壓力變送器 ，防爆， 24v 臺 2 8 壓力表 ，防爆 臺 8 9 配套管件、閥門 多種型號， 套 2 五、噴射霧化系統(tǒng) 1 噴槍 SNCRSEZ 支 10 2 噴頭 只 10 3 高壓 膠管總成 DN15 L1200 套 30 4 電磁閥 常閉 220V， DN32 Mpa 臺 2 5 減壓閥 DN32 法蘭 出口 ~ Mpa 臺 2 6 壓力表 ，防爆 臺 4 7 配套管件、閥門 多種型號 套 2 六、自動控制系統(tǒng) 1 控制柜 SNCREE5000 臺 1 2 控制軟件 HBCYEE 套 1 3 PLC S7200 臺 1 4 變頻器 ACS510 臺 2 5 觸摸屏 EVIEW 臺 1 6 以太網(wǎng)模塊 —— _ 組 1 7 光纖收發(fā)器 —— 組 1 8 其他控制元件 —— 套 1 SNCR 脫硝技術布置 SNCR 工藝整個還原過程在鍋爐內(nèi)部進行，不需要另外設立反應器。 過電壓保護及接地 本期工程建筑物防直擊雷設施按《交流電氣裝置 的過電壓保護和絕緣配合》(DL/T6201997)規(guī)定，制氨區(qū)域內(nèi)視情況設置獨立的避雷針。 DCS 順序控制系統(tǒng) 本工程脫硝系統(tǒng)順序控制系統(tǒng)的控制水平按功能組級，子功能組級和驅(qū)動級三級控制方式考慮： (1) 驅(qū)動控制：包括所有單個的電動機和執(zhí)行器、電磁閥等被控設備，作為自動控制的最低程度。自動控制達到國內(nèi)先進水平。 儀表及自控系統(tǒng)選型 根據(jù)脫硝工藝的具體要求配置相應的溫度、壓差、壓力、流量，氨濃度等檢測儀表。因此，需要加入稀釋水用來保證在運行工況變化時噴槍中流體流量基本不變。 反應區(qū)正常照明箱電源由脫硝 SNCR 區(qū) MCC 段提供，事故照明采用應急燈方式。并依據(jù)各子系統(tǒng)的運行參數(shù)的變化進行調(diào)整和操作。水通過多級泵傳輸至計量混合模塊。 還原劑制備、儲存及供應系統(tǒng)實現(xiàn) 還原劑 的制備、 還原劑和氨水溶液 儲存和供應。但主要問題有： ① 較高的氨逃逸和銨鹽影響 SNCR 的氨逃逸率比較高，一般都是以 左右的摩爾比噴入氨的，而 在循環(huán)流化床 鍋爐使用 脫硝率只有 80%左右，因此會有 10ppm 的氨逃逸。 只有在以上四方面的要求都滿足的條件下， NOx 脫除才會有令人滿意的效果。 熱電廠現(xiàn)有 1～ 3 號鍋爐投運日期 均在 20xx 年以后 。但近年來研究的電化學輔助脫硝、生物輔助脫硝技術等，有望在脫硝技術上取得新的突破。在有氨注入的情況下，進一步生成硫酸氨和硝酸氨等細顆粒氣溶膠。 ③ 布置在 FGD 之后 (以下簡稱后置式布置 ) 當鍋爐尾部煙道裝有濕法脫硫裝置 (FGD)時，可將催化劑反應器裝于 FGD 之后，使催化劑工作在無塵、無 SO2 的煙氣 中，故可采用高活性催化劑，并使反應器布置緊湊，但由于煙氣溫度低 (50～ 60℃ )，難以達到催化劑的工作溫度，因此，須在煙道內(nèi)加裝燃油或燃氣的燃燒器，或蒸汽加熱器來加熱煙氣，從而增加了能源消耗和運行費用。因此，這種方法又稱為 選擇性非 催化脫硝法 (SNCR)。 (2) 空氣分級燃燒技術 空氣分級燃燒技術是目前應用較為廣泛的低 NOx 燃燒技術，它的主要原理是將燃料的燃燒過程分段進行。在氧化性環(huán)境中生成的 NOx 遇到還原性氣氛時，還會還原成 N2。因此，溫度對熱力型氮氧化物的生成具有決定作用。如采用尿素作為還原劑，最佳反應 溫度是 900℃～ 1100℃，而現(xiàn)熱電廠爐膛溫度在 830℃～ 900℃ ,可以滿足要求。固體的尿素，吸濕性較強，因在尿素生產(chǎn)中加入石蠟等疏水物質(zhì)、或用防濕薄膜形成 Methylene Diurea(MDU)，其吸濕性大大下降。 無水氨的特性：亦名液氨，為 GB1226890 規(guī)定之危險品，危險物編號 23003。東與遷西、 寬城 兩縣交界，西與北京平谷、 密云 兩縣接壤，北與 承德縣 相鄰，南隔長城 薊縣 、遵化毗連，是京、津唐、承四市的近鄰。在普遍安裝高效率脫硫裝置后，火電廠鍋爐排放的氮氧化物已成為主要的大氣污染固定排放源之一。 (4) 脫硝工藝具有技術先進、成熟，設備可靠，性能價格比高，有處理同容量燃煤鍋爐煙氣的商業(yè)運行業(yè)績，且對鍋爐機組有較好的適用性。 (2) 項目建設性質(zhì) 本項目屬技改項目。 (1) 立足本項目 NOx 排放現(xiàn)狀，結(jié)合國家最新環(huán)境法規(guī)及標準的要求，提出本次煙氣脫硝改造技術上可行、經(jīng)濟性良好合理的 NOx 排放濃度。據(jù)統(tǒng)計顯示， 20xx 年全國氮氧化物排放總量為 萬噸。 興隆鵬生熱力 有限公司熱電廠參加人員名單 姓名 職務 /專業(yè) 職稱 姓名 職務 /專業(yè) 職稱 本項目可研編制階段 河北誠譽噴霧技術有限公司 參加人員名單 姓名 職務 /專業(yè) 職稱 姓名 職務 /專業(yè) 職稱 郭娟寶 工藝設計 助 工 張立剛 電氣主工 工程師 2 熱電廠概況 廠址與電廠建設概況 廠址位置 興隆縣地處 河北省 東北部，承德市南部， 長城 北側(cè)。本工程環(huán)評于 20xx 年 8 月，由 河北省環(huán)保廳 批復。腐蝕銅、黃銅、青銅、鋁、鋼、錫、鋅及其合金等等。 還原劑選擇 本項目 1～ 3 號爐若采用的是 SNCR 脫硝工藝，還原劑 氨水 和尿素比較，見表 。 (3) 燃料型 NOx，它是燃料中含有的氮化合物在燃燒過程中熱分解而又接著氧化而生成的 NOx。 主要反應式如下： 在氧化性環(huán)境中， HCN 直接氧化成 NO： HCN+O←→ NCO+H NCO+O←→ NO+CO NCO+OH←→ NO+CO+H 在還原性環(huán)境中， NCO 生成 NH： NCO+H←→ NH+CO 如 NH 在還原性環(huán)境中： NH+H←→ N+H2 NH+NO←→ N2+OH 如 NH 在氧化性環(huán)境中： NH+O2←→ NO+OH NH+OH←→ NO+H2 NH3 氧化生成 NO： NH3+OH←→ NH2+H2O NH3+O←→ NH2+OH NH2+O←→ NO+H2 以上反應生成的 NOx 燃燒過程中如遇到烴 (CHm)或碳 (C)時， NO 將會被還原成氮分子 N2，這一過程被稱為 NO 的再燃燒或燃料分級燃燒。 循環(huán)流化床鍋爐在這一點上已經(jīng)做到了改進，可以有效的抑制氮氧化物的產(chǎn)生。但噴水和二次燃料的方法，尚存在著如何將 NO 氧化為 NO2 和解決 選擇性非 反應的問題，因此，目前還不成熟。 優(yōu)點：溫度范圍適合于大多數(shù)催化劑的工作溫度。 由于該項技術存在明顯的缺點 (系統(tǒng)可用率 不高、氨損較大、能耗大、脫硫脫硝效率較低 )，因此不作推薦。另一類是單純的濕法洗滌脫硝。在役燃煤機組氮氧化物排放濃度不達標或不滿足總量控制要求的電廠，應進行低氮燃燒技術改造。 NH3/NOx 摩爾比過大，雖然有利于 NOx 脫除率增大，但氨逃逸加大又會造成新問題，同時還增加了運行費用。因此，要求尾部煙氣中允許的氨泄漏量小于 10ppm，在這一條件限制下， NOx 降低率為 50～ 85%； ⑦ 有副反應，生成 N2O； ⑧ 運行費用比較低，為 SCR 的 40～ 80%。 脫硝裝置設一套共用 還原劑儲存 系統(tǒng)區(qū)，占地面積約 200m2。若噴槍的流量變化太大，將會影響到霧化噴射效果，從而影響脫硝效率和氨逃逸。 各閥組及附屬設備就近布置在噴射點的附近。電動機控制中心 (MCC)開關柜選用 MNS 型抽屜柜，進線方式為上進上出 (下進下出 )線；開關柜內(nèi)斷路器、接觸器、熱繼電器均采用優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品；電動機控制中心 (MCC)內(nèi)電動機回路 (除暖通軸流風機回路 )均需裝設智能馬達保護器。 還原劑 系統(tǒng)的操作擬設置在脫硫綜合樓控制室， 還原劑 系統(tǒng)和脫硝 系統(tǒng)合并設置一臺操作員站。設置二路 AC220V 電源，并配供一套 UPS 裝置。所有的信號可以以通訊方式或 4～ 20mA 信號進入 DCS，脫硝系統(tǒng)的 CEMS 還 應配置數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)，并按當?shù)丨h(huán)保部門的要求上傳相關 CEMS 數(shù)據(jù)。 (3) 功能組控制：一個工藝系統(tǒng)流程為主及其相關輔助設備的順序控制，并將對子組級發(fā)出控制命令。 1 號、 2 號、 3 號鍋爐脫硝系統(tǒng)控制柜采用與原 中控系 統(tǒng) 控制系統(tǒng) (DCS)相同的產(chǎn)品 ， 脫硝系統(tǒng)控制柜布置在電子設備間內(nèi)。 電氣系統(tǒng) 用電負荷 本期工程所有脫硝負荷均為 380/220V 低壓負荷。還原劑混合液的壓力由安裝的壓力計控制。 儲罐及泵站模塊可安裝于混凝土圍堰內(nèi)。 5 脫硝改造工程設想 脫硝場地布置 脫硝裝置的布置原則 根據(jù)現(xiàn)有電廠總平面布置的具體要求：重視外部條件，完善總體規(guī)劃；滿足使用要求，工藝流程合理；遠近規(guī)劃結(jié)合；布置緊湊，注意節(jié)約用地；結(jié)合地形地質(zhì)，因地制宜布置；符合防火規(guī)定，確保安全生產(chǎn)；注意風向 朝向；交通運輸方便，避免迂回重復；建筑群體組合，整齊美觀協(xié)調(diào)；有利檢修活動。 3) SNCR 技術的特點 由于 SNCR 技術的方案需要確定爐膛氮氧化物濃度數(shù)據(jù)，依此來確定合適的脫硝效率，并進行還原劑供應系統(tǒng)和爐區(qū)噴射系統(tǒng)的設計 。溫度高，還原劑被氧化成 NOx，煙氣中的 NOx 含量不減少反而增加；溫度低，反應不充分，造成還原劑流失，對下游設備產(chǎn)生不利的影響甚至造成新的污染。 (6) 脫硝還原劑有穩(wěn)定可靠的來源。采用 ESP 或布袋均可，但選擇布袋更優(yōu)。添加氨時，副產(chǎn)品可作為肥料使用。煙氣脫硝分為干法、濕法。 (3) 燃燒分級燃燒技術 該技術是將鍋爐的燃燒分為二個區(qū)域進行，將 85%左右的燃料送入第一級燃燒區(qū)進行富氧燃燒，生成大量的 NOx，在第二級燃燒區(qū)送