【正文】 。 圖 在線稀釋系統(tǒng) 4) 背壓控制背壓控制回路用于調(diào)節(jié)到各臺(tái)爐的尿素溶液和稀釋水的穩(wěn)定流量和壓力，以保證脫硝效果。因此，每臺(tái)爐尿素溶液管路和稀釋水管路均有背壓控制回路，背壓控制通過氣動(dòng)流量調(diào)節(jié)閥來實(shí)現(xiàn)。5) 噴射計(jì)量和分配裝置 噴射區(qū)計(jì)量分配模塊是一級(jí)模塊，每個(gè)模塊由若干個(gè)流量測(cè)量設(shè)備和氣動(dòng)閥門設(shè)備組成。用于精確計(jì)量和獨(dú)立控制到鍋爐每個(gè)噴射區(qū)的反應(yīng)劑流量和濃度。該模塊連接并響應(yīng)來自機(jī)組的控制信號(hào)，自動(dòng)調(diào)節(jié)反應(yīng)劑流量，對(duì) NOx 水平、鍋爐負(fù)荷、燃料或燃燒方式的變化做出響應(yīng)，打開 或關(guān)閉噴射區(qū)或控制其質(zhì)量流量。見圖 和圖 所示。 圖 噴射計(jì)量模塊 圖 噴射分配模塊1 噴射系統(tǒng) 在線配制稀釋好的尿素溶液將送到各層噴射層，各噴射層設(shè)有總閥門控制本噴射層是否投運(yùn)，投運(yùn)的噴射層則由電動(dòng)/氣動(dòng)推進(jìn)裝置驅(qū)動(dòng)推進(jìn)。各噴射層設(shè)有流量調(diào)節(jié)閥門和流量計(jì)量設(shè)備。短噴槍噴射所需的霧化介質(zhì)采用蒸汽或者壓縮空氣，長(zhǎng)噴槍噴射所需的霧化介質(zhì)采用蒸汽和壓縮空氣。 爐前霧化介質(zhì)總管上設(shè)有流量壓力測(cè)量，分幾路通到各噴射層，每個(gè)噴射層的霧化介質(zhì)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)噴射器。每只噴射器都配有電動(dòng)/氣動(dòng)推進(jìn)器，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)推進(jìn)和推出 SNCR 噴射器的動(dòng)作。推進(jìn)器的位置信號(hào)接到 SNCR 控制系統(tǒng)上，與開/停霧化介質(zhì)和開/停尿素溶液的閥門動(dòng)作聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)整個(gè) SNCR 系統(tǒng)的噴射器自動(dòng)運(yùn)行。電動(dòng)/氣動(dòng)推進(jìn)器配置就地控制柜，可以直接就地操作控制推進(jìn)器進(jìn)行檢修和維護(hù)，同時(shí)實(shí)現(xiàn) SNCR自控系統(tǒng)的遠(yuǎn)方程控操作，并顯示設(shè)備實(shí)際工作狀態(tài)信號(hào)。一個(gè)就地控制柜可以控制多個(gè)推進(jìn)器，每層設(shè)有一個(gè)或者多個(gè)控制柜，用以分別控制該噴射層的推進(jìn)器。在正常運(yùn)行時(shí)，每個(gè)噴射層每面爐墻上的所有噴射器同進(jìn)同退。 多噴嘴槍噴射器（長(zhǎng)槍）用于在標(biāo)準(zhǔn)的墻式噴射器不能提供適當(dāng)?shù)母采w的區(qū)域提供化學(xué)劑覆蓋。每一個(gè)多噴嘴槍噴射器配有一個(gè)伸縮機(jī)構(gòu)，當(dāng)噴射器不使用、冷卻水流量不足、冷卻水溫度高或霧化空氣、蒸汽流量不足時(shí)，將其從鍋爐中抽出。圖 短噴槍圖 長(zhǎng)噴槍圖 一面墻上的短噴槍 圖 單支短噴槍安裝 8）SNCR 自動(dòng)控制系統(tǒng)SNCR 公用系統(tǒng)部分采用獨(dú)立的 DCS 控制系統(tǒng)，能實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)噴射還原劑及SNCR 供用系統(tǒng)配料的自動(dòng)控制，并保證脫硝系統(tǒng)能跟隨鍋爐運(yùn)行負(fù)荷變化而變化。使鍋爐脫硝系統(tǒng)長(zhǎng)期、可靠的安全運(yùn)行。 為了保證系統(tǒng)的可靠性和提高性價(jià)比，每臺(tái)鍋爐的 SNCR 噴射系統(tǒng)納入鍋爐DCS 控制系統(tǒng)中，因此每臺(tái)鍋爐的 SNCR 噴射系統(tǒng)采用一個(gè)遠(yuǎn)程 I/O 站，DCS系統(tǒng) CPU 仍采用原有 DCS 的 CPU，工作站及系統(tǒng)軟件也采用原有設(shè)備。 在尿素站采用一套 DCS 控制系統(tǒng)分別對(duì)尿素溶液的溶解與儲(chǔ)存系統(tǒng)進(jìn)行集中監(jiān)視和控制。在輔助系統(tǒng)控制室內(nèi)以彩色 CRT/鍵盤作為主要的監(jiān)視和控制手段，同時(shí)預(yù)留與 DCS 控制系統(tǒng)的通訊接口，方便在中央控制室進(jìn)行監(jiān)視和操作。 在正常工作時(shí)，每隔一個(gè)時(shí)間段記錄燃燒系統(tǒng)及 SNCR 運(yùn)行工況數(shù)據(jù)，包括熱工實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)、設(shè)備運(yùn)行狀況等。當(dāng)故障發(fā)生時(shí)系統(tǒng)將及時(shí)記錄故障信息?，F(xiàn)場(chǎng)操作員終端可存儲(chǔ)大量信息，自動(dòng)生成工作報(bào)表及故障記錄，存儲(chǔ)的信息可通過查詢鍵查詢。 已成功實(shí)施 SNCR 的瑞明電廠控制界面見圖 、圖 。 圖 尿素站控制界面圖圖 噴射系統(tǒng)控制界面圖 SNCR 系統(tǒng)脫硝技術(shù)路線不僅符合環(huán)保部技術(shù)政策的要求，也是目前脫硝技術(shù)組合中投資運(yùn)行費(fèi)用最省、改造工期最短、對(duì)鍋爐現(xiàn)有燃燒系統(tǒng)改動(dòng)最少的方案，更為重要的是，該工藝路線和主要設(shè)備在國(guó)內(nèi)、已有大量成功業(yè)績(jī)，可以完全滿足安全可靠、系統(tǒng)優(yōu)化、功能完整、不降低鍋爐效率和不影響鍋爐正常運(yùn)行的要求。該系統(tǒng)可用率≥95%，其主要特點(diǎn)如下：（1）脫硝效果令人滿意：SNCR 技術(shù)應(yīng)用在大型煤粉鍋爐上，長(zhǎng)期現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用一般能夠達(dá)到 30～50％的 NOx 脫除率。（2）還原劑多樣易得：SNCR 技術(shù)中脫除 NOx 的還原劑一般都是含氮的物質(zhì)，包括氨、尿素、氰尿酸和各種銨鹽（醋酸銨、碳酸氫銨、氯化銨、草酸銨、檸檬酸銨等）。但效果最好，實(shí)際應(yīng)用最廣泛的是氨和尿素。（3）無二次污染：SNCR 技術(shù)是一項(xiàng)清潔的技術(shù)，沒有任何固體或液體的污染物或副產(chǎn)物生成，無二次污染。（4）經(jīng)濟(jì)性好：由于 SNCR 的反應(yīng)是靠鍋爐內(nèi)的高溫驅(qū)動(dòng)的，不需要昂貴的催化劑系統(tǒng)，因此投資成本和運(yùn)行成本較低。（5）系統(tǒng)簡(jiǎn)單、施工時(shí)間短：SNCR 技術(shù)最主要的系統(tǒng)就是還原劑的儲(chǔ)存系統(tǒng)和噴射系統(tǒng)，主要設(shè)備有儲(chǔ)罐、泵、噴槍和必要的管路、測(cè)控設(shè)備。由于設(shè)備簡(jiǎn)單，SNCR 技術(shù)的安裝期短，僅需 10 天左右停爐時(shí)間，小修期間即可完成爐膛施工。（6）SNCR 技術(shù)不需要對(duì)鍋爐燃燒設(shè)備和受熱面進(jìn)行大的改動(dòng)，也不需要改變鍋爐的常規(guī)運(yùn)行方式，對(duì)鍋爐的主要運(yùn)行參數(shù)也不會(huì)有顯著影響。（7）SNCR 系統(tǒng)設(shè)備設(shè)置操作容易，自動(dòng)化程度高，故障率低，并且留有足夠備用的在線泵，閥裝置。SNCR 可用率不低于 95%。鍋爐脫硝SNCR系統(tǒng)圖見附圖4b) 采用SCR工藝，使用尿素作為脫硝還原劑，總的脫硝效率不低于80%。關(guān)于混合 SNCRSCR和SCR工藝煙氣脫硝技術(shù)說明混合 SNCRSCR 煙氣脫硝技術(shù)1. 前言氮氧化物是燃煤電站排放的主要污染物之一，我國(guó)火電廠機(jī)組的 NOx 排放標(biāo)準(zhǔn)日益嚴(yán)格，傳統(tǒng)的四角切圓燃燒鍋爐的 NOx 排放濃度較高，不利于電廠的環(huán)?？刂疲ㄟ^燃燒系統(tǒng)改造降低鍋爐的 NOx 排放濃度具有投資和運(yùn)行成本低的優(yōu)點(diǎn)，往往被選定為鍋爐氮氧化物控制的第一步手段，隨后再結(jié)合煙氣脫硝技術(shù)，如選擇性催化還原技術(shù)(SNCR)、選擇性催化還原技術(shù)（SCR）或者混合SNCRSCR 技術(shù)，以達(dá)到最嚴(yán)格的 NOx 排放標(biāo)準(zhǔn)。浙江大學(xué)熱能工程研究所已進(jìn)行過多臺(tái) 1025t/h 和 420t/h、220t/h、130t/h、75t/h 鍋爐的低 NOx 燃燒改造，爐內(nèi)噴氨脫硝、SNCR/SCR 耦合脫硝改造等。浙江大學(xué)熱能工程研究所將復(fù)合型多功能 SOFA 低氮燃燒技術(shù)與 SNCR 脫硝改造技術(shù)相結(jié)合，已實(shí)現(xiàn)用較低的投資實(shí)現(xiàn)鍋爐 NOx 排放低于 180mg/Nm3。將復(fù)合型多功能 SOFA 低氮燃燒技術(shù)與SNCR/SCR 耦合脫硝改造技術(shù)相結(jié)合，已實(shí)現(xiàn)用較低的投資實(shí)現(xiàn)鍋爐 NOx 排放低于100mg/Nm3。同時(shí)浙江大學(xué)擁有并已實(shí)施全套的 SNCR、SCR 脫硝技術(shù)，所以可以進(jìn)行各種脫硝組合方式的技術(shù)改造。本報(bào)告結(jié)合浙江大學(xué)熱能工程研究所的以往低 NOx 改造經(jīng)驗(yàn)，給出了混合SNCRSCR 技術(shù)實(shí)現(xiàn)鍋爐低 NOx 排放的系統(tǒng)方案介紹。SCR 裝置主要有脫硝劑制備系統(tǒng)和反應(yīng)器本體組成。通過向反應(yīng)器內(nèi)噴入NH3，和 NOx 反應(yīng)生成 N2 和 H2O。由于此還原反應(yīng)對(duì)溫度區(qū)間有一定要求，故反應(yīng)器本體中需加入催化劑，增強(qiáng)反應(yīng)活性，使反應(yīng)順利朝預(yù)期的目標(biāo)順利進(jìn)行，其反應(yīng)原理圖見圖 21。其反應(yīng)方程式為：4NO + 4NH 3 + O 2 → 4N 2 + 6H 2 O （21）NO + NO 2 + 2NH 3 → 2N 2 + 3H 2 O （22）6 NO 2 + 8 NH 3 → 7 N 2 + 12 H 2 O （23）4 NH 3 + 3 O 2 → 2 N 2 + 6 H 2 O （24）4 NH 3 + 5 O 2 → 4NO + 6 H 2 O （25）圖 21 選擇性催化還原（SCR）原理示意圖由于采用了催化劑，使反應(yīng)活化能降低，反應(yīng)可在較低的溫度條件（250~427℃）下進(jìn)行，相當(dāng)于鍋爐省煤器與空氣預(yù)熱器之間的煙氣溫度。由于在實(shí)際燃煤鍋爐的煙氣中 NO 約占 NOx 總量的 90%以上，SCR 技術(shù)研究和設(shè)計(jì)主要考慮反應(yīng)（21）和（22）。另外當(dāng)煙氣中的氧量大于 1%時(shí)，反應(yīng)（21）的速率又遠(yuǎn)大于反應(yīng)（22），實(shí)際燃煤鍋爐的排煙氧量一般在 4%~7%之間。所以 SCR 脫硝裝置的設(shè)計(jì)和研究?jī)H僅考慮反應(yīng)（21）即可，由此產(chǎn)生的誤差是可以接受的。在 SCR 系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，最重要的運(yùn)行參數(shù)是煙氣溫度、煙氣流速、氧氣濃度、SO3 濃度、水蒸汽濃度、鈍化影響和氨逃逸等。煙氣溫度是選擇催化劑的重要運(yùn)行參數(shù)，催化反應(yīng)只能在一定的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行，同時(shí)還存在催化的最佳溫度(這是每種催化劑特有的性質(zhì))，因此煙氣溫度會(huì)直接影響反應(yīng)的進(jìn)程；而煙氣的流速直接影響 NH3 與 NO 的混合程度，需要設(shè)計(jì)合理的流速以保證 NH3 與 NO 充分混合而使反應(yīng)充分進(jìn)行，同時(shí)反應(yīng)需要氧氣的參與，但氧濃度不能過高，一般控制在 2％ ~3％ 。氨逃逸是影響 SCR 系統(tǒng)運(yùn)行的另一個(gè)重要參數(shù)，實(shí)際生產(chǎn)中通常是被噴射進(jìn)系統(tǒng)的氨多于理論量，反應(yīng)后在煙氣下游多余的氨稱為氨逃逸。NO 脫除效率隨著氨逃逸量的增加而增加，但必須要控制氨逃逸的量，以免對(duì)環(huán)境造成影響。依據(jù) SCR 脫硝反應(yīng)器相對(duì)于電除塵器的安裝位置可將 SCR 分為高含塵和低含塵兩種。采用高含塵工藝時(shí)，SCR 反應(yīng)器布置在省煤器和空氣預(yù)熱器之間。其優(yōu)點(diǎn)是煙氣溫度高，滿足了催化劑的活性要求，缺點(diǎn)是煙氣中的飛灰含量高，對(duì)于催化劑的防磨損和防堵塞性能要求較高。對(duì)于低含塵工藝，SCR 布置在煙氣脫硫系統(tǒng)（FGD）之后，煙囪之前。此時(shí)雖然煙氣中的飛灰含量大幅減少，但為了滿足催化劑活性對(duì)反應(yīng)溫度的要求，需要安裝蒸汽加熱器和煙氣換熱器。系統(tǒng)復(fù)雜，投資增加，故一般選擇高塵工藝。依據(jù) SCR 脫硝反應(yīng)器中的煙氣流向可將 SCR 分為水平流和垂直流兩種。水平流布置適合低含塵工況，一般在燃油、燃?xì)忮仩t的反應(yīng)器布置中。垂直流布置適合高含塵工況，適合各種鍋爐，通常大型燃煤鍋爐均采用垂直流反應(yīng)器。選圖 22 選擇性催化還原（SCR）反應(yīng)器布置圖3 混合SNCRSCR脫硝技術(shù)原理SNCRSCR 耦合脫硝技術(shù)是將 SNCR 技術(shù)和 SCR 技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來，它是結(jié)合了 SCR 技術(shù)高效、SNCR 技術(shù)投資省的特點(diǎn)而發(fā)展起來的一種新型工藝。混合 SNCRSCR 工藝具有兩反應(yīng)區(qū)，通過布置在鍋爐爐墻上的噴射系統(tǒng)，首先將還原劑噴人第一個(gè)反應(yīng)區(qū)爐膛，在高溫下，還原劑與煙氣中 NO 發(fā)生非催化還原反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)初步脫氮。然后，未反應(yīng)完的還原劑進(jìn)入混合工藝的第二個(gè)反應(yīng)區(qū) SCR 反應(yīng)器，進(jìn)一步脫氮，從而實(shí)現(xiàn)較低的 NOx 排放。其工藝流程如圖 31所示。圖 31 混合 SNCRSCR 工藝流程圖混合 SNCRSCR 工藝最主要的改進(jìn)就是省去了 SCR 工藝設(shè)置在煙道里的復(fù)雜的氨噴射格柵（簡(jiǎn)稱 AIG）系統(tǒng)，并大幅度減少了催化劑的用量，和 SCR 相比，混合 SNCRSCR 工有以下優(yōu)點(diǎn)：遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于傳統(tǒng) SCR 系統(tǒng)成本即可達(dá)到 85%的脫硝效率；減少 SCR 催化劑的使用量從而減少 SO2 到 SO3 的轉(zhuǎn)換；SO2/SO3 轉(zhuǎn)化所引起的腐蝕和阻塞問題小；較 SCR 反應(yīng)器小，具有更好的空間適用性；脫硝系統(tǒng)阻力?。粺o SCR 旁路；催化劑回收量少；可以安全地使用尿素作為還原劑。 SCR 催化劑的種類目前世界上對(duì)于催化劑可以分為 3 類：蜂窩式催化劑，板式催化劑，波紋板式催化劑。評(píng)定催化劑的種類的辦法主要需要判定下列因素：蜂窩狀催化劑為塊狀，板式催化劑和波紋板式催化劑可以分解為單板狀；蜂窩狀催化劑為模壓成型，板式催化劑和波紋板式催化劑滾壓或浸泡干燥成型；蜂窩狀催化劑內(nèi)外介質(zhì)均勻無骨架材料；板式催化劑采用不銹鋼網(wǎng)作為骨架材料；波紋板式催化劑采用玻璃纖維作為骨架材料。各種催化劑的特點(diǎn)：蜂窩狀催化劑：比面積大，相同參數(shù)情況下，催化劑體積小，重量輕，適用范圍廣，內(nèi)外介質(zhì)均勻，市場(chǎng)占有率高。板式催化劑：比面積小，相同參數(shù)情況下，催化劑體積較大，防堵灰能力較強(qiáng)，生產(chǎn)周期快，主要問題是上下兩個(gè)催化劑籃子之間的縫隙容易積灰，而且不容易清除，切割后裸露的金屬網(wǎng)容易發(fā)生腐蝕現(xiàn)象。波紋板式催化劑：比面積居中，耐磨損能力相對(duì)較差，重量很輕，同樣存在上下兩個(gè)催化劑籃子之間的縫隙容易積灰的問題，市場(chǎng)占有率很低(不超過 5%)，不宜小于6mm。當(dāng)煙氣灰分在20～25g/m3及以上時(shí)，應(yīng)選用更大節(jié)距的催化劑。對(duì)于燃煤機(jī)組，推薦脫硝裝置選用蜂窩狀催化劑，原因如下：（1）在世界燃煤機(jī)組的脫硝裝置上，蜂窩狀催化劑應(yīng)用最廣泛。（2）同波紋板式、板式催化劑相比，蜂窩狀催化劑具有如下優(yōu)點(diǎn)，見表 41。表41 三類催化劑性能比較項(xiàng)目 比較催化劑類型 蜂窩狀 板式 波紋板式持久性 最好 較差（易受堿金屬 較差（易受堿金屬腐蝕而且容易粘灰塵) 腐蝕而且容易粘灰塵）磨損 更好 更好 較差可靠性 更好 較差（有燃燒可能性） 一般