【正文】 (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)。NO2 對生物的毒性是 NO 的五倍，且相比于 SO2，NO2 更容易侵入到肺部組織，SO2 只在有微塵的場合下才能到達肺部中，而 NO2 即使是單獨存在的情況下也很容易進入肺的深部。例如，將老鼠暴露在含有少量 NO 的環(huán)境中，在其血液中就能夠查出 NO血紅蛋白。 (1) 對動物和人體的危害 NO 對血紅蛋白的親和力非常強，是氧的數(shù)十萬倍。 社會經(jīng)濟效益 NOx 的排放是酸雨的形成和對大氣中臭氧層破壞的重要原因之一，據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計：2011 年，我國的 NOx 排放量將達到 2404 萬噸，其中近 70%來自于煤炭的直接燃燒，以燃煤為主的電力生產(chǎn)是 NOx 排放的主要來源。；SO2排放濃度為89mg/m3；；考慮聯(lián)合脫除率ηHg=70%計算，；煙氣黑度（格林曼黑度）小于1級。各污染物排放濃度滿足《火電廠大氣污染物排放標準》（GB132232011）要求。 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%。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)境影響分析主要結(jié)論 本期工程采用選擇性非催化還原法技術(shù)(SNCR)脫除煙氣中氮氧化物。 環(huán)境監(jiān)測 本脫硝系統(tǒng)不單獨設(shè)置環(huán)保專職人員，環(huán)保管理工作由全廠統(tǒng)一管理，廠內(nèi)不設(shè)環(huán)境監(jiān)測站，相應(yīng)環(huán)保監(jiān)測工作由當?shù)丨h(huán)保部門承擔。脫硝工程控制室、值班室均須采用密閉門窗結(jié)構(gòu)。運行時的噪聲對現(xiàn)有廠界噪聲沒有影響。設(shè)備產(chǎn)生的噪聲，由于能量較小，在較短距離內(nèi)衰減很快。 脫硝廢水影響分析 本期工程采用尿素和氨水為還原劑的選擇性非催化還原法技術(shù)(SNCR)時，在制氨區(qū)域排放廢水量很少，還原劑區(qū)設(shè)有地下廢水泵，通過廢水泵輸送到全廠的廢水處理系統(tǒng)進行凈化處理后重復(fù)使用。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《惡臭污染物排放標準》(GB1455493)，脫硝裝置出口的少量氨逃逸不會對大氣造成氨污染。 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。 其他污染源及污染物 本期工程在制氨脫硝過程中有一些設(shè)備噪聲，主要是泵等的噪聲。 電廠主要污染源和主要污染物 大氣污染源及其污染物 本期工程采用選擇性非催化還原技術(shù)(SNCR)脫除煙氣中的氮氧化物，脫硝效率可達到 80%以上。 環(huán)境保護標準 本期工程采用的大氣、水體、噪聲標準如下： (1) 環(huán)境質(zhì)量標準 1)《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》(GB3095－96)及修改單的通知中二級標準； 2)《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》(GB38382002)中的Ⅲ標準； 3)《地下水質(zhì)量標準》(GB/T14848－93)中的Ⅲ類標準； 4)《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標準》(GB3096－2008)中 3 類標準； 5)《一般工業(yè)固體廢棄物貯存、處置場污染控制標準》(GB18599－2001)中Ⅱ類場的要求。 氣動調(diào)節(jié)裝置選用進口設(shè)備。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(yīng)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(guān) CEMS 數(shù)據(jù)。 常規(guī)儀表(壓力、壓差、流量及溫度)，可按目前電廠所使用儀表進行選型，但需要考慮防腐措施；用于爆炸場所的儀表必須符合相應(yīng)的防爆標準，并取得國家有關(guān)防爆檢驗機構(gòu)的相應(yīng)防爆等級的防爆許可證。實施控制系統(tǒng)全廠一體化策略。儀表的選型以成熟、可靠為原則。 其他 因主廠房內(nèi)原有電纜橋架不能滿足本期改造的需要，主廠房內(nèi)需新增電纜橋架，用于鍋爐脫硝改造，橋架走向與原橋架走向相同。設(shè)置二路 AC220V電源，并配供一套 UPS 裝置。 供電、氣源及其他 供電 本項目所配供的脫硝系統(tǒng) DCS 控制機柜的電源擬考慮取自每臺鍋爐 DCS 各自的配電柜，每面機柜需要兩路電源，其中一路為 UPS 電源。 煙氣連續(xù)排放檢測系統(tǒng)(CEMS) 鍋爐出口煙道上裝設(shè)一套煙氣分析儀表，監(jiān)測項目包括： 鍋爐出口凈煙道：NOX、ONH 以上信號通過硬接線全部進入 DCS 中進行進行監(jiān)視、計算，并在 DCS 內(nèi)實現(xiàn)自動控制加氨量。 (3) 功能組控制：一個工藝系統(tǒng)流程為主及其相關(guān)輔助設(shè)備的順序控制，并將對子組級發(fā)出控制命令。 (2) 子組級控制：一個輔機為主及其相應(yīng)輔助設(shè)備的順序控制。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。 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。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。 還原劑系統(tǒng)的操作擬設(shè)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(shè)置一臺操作員站。還原劑系統(tǒng)擬納入DCS 系統(tǒng)進行控制。在各脫硫操作員站也需增加脫硝畫面進行監(jiān)控。 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(shè)備間內(nèi)。 本期工程的接地裝置采用水平接地體為主、垂直接地體為輔的復(fù)合接地網(wǎng)，并最終與主體工程主接地網(wǎng)相連接，接地要求滿足全廠接地電阻要求。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。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。照明采用 380/220V 三相四線制中性點直接接地系統(tǒng)；照明分為正常照明及事故照明。電動機控制中心(MCC)開關(guān)柜選用 MNS 型抽屜柜，進線方式為上進上出(下進下出)線；開關(guān)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(fēng)機回路)均需裝設(shè)智能馬達保護器。 熱控儀表及其它 220V 控制電源由主廠房 UPS(5kVA)供給一路工作電源，另從脫硝MCC 段供給一路備用電源。 配電方式及布置 氨區(qū)(尿素)內(nèi)設(shè)置一段氨區(qū)(尿素)MCC，為氨區(qū)(尿素)內(nèi)低壓電負荷提供電源，電源采用雙電源進線方式(采用自動切換），分別引自氨區(qū)(尿素)附近的除灰 PC I(51)；PC Ⅱ(82)，MCC 布置在制氨區(qū)(尿素)配電室內(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。還原劑通過安裝在鍋爐墻壁上的噴嘴噴入煙氣中。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。具備先進性、使用性、安全和可靠性、可擴展性等特點。操作人員依據(jù) DCS 系統(tǒng)，實現(xiàn)對尿素溶液制備、儲存模塊、稀釋水模塊、計量混合模塊、噴射模塊的系統(tǒng)設(shè)備的控制及運行狀態(tài)的監(jiān)視。 各閥組及附屬設(shè)備就近布置在噴射點的附近。 本工程每臺鍋爐擬配制一定數(shù)量的噴槍，噴槍布置在合適溫度區(qū)間的爐膛，用于分配稀釋后的還原劑，孔徑尺寸根據(jù)實際選擇噴槍尺寸確定。噴槍噴射所需的霧化介質(zhì)采用壓縮空氣。還原劑混合液的壓力由安裝的壓力計控制。所需數(shù)量的稀釋水在與還原劑混合前由流量計控制，電動調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)。 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)。稀釋水泵設(shè)有 2 臺，一用一備。 稀釋水儲存在不銹鋼罐內(nèi)，用于稀釋還原劑。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。 使用氨水作為還原劑氨水與尿素使用相同的儲罐，儲罐設(shè)計滿足儲存氨水的條件。運行期間，罐壓通過壓力變送器可實現(xiàn)就地及遠程連續(xù)監(jiān)測。 儲罐及泵站模塊可安裝于混凝土圍堰內(nèi)。 主要工藝系統(tǒng) 還原劑制備、儲存及供應(yīng)系統(tǒng)使用尿素作為還原劑尿素為固體顆粒。還原劑噴射系統(tǒng)將還原劑溶液霧化后噴射入爐內(nèi)。稀釋水系統(tǒng)實現(xiàn)稀釋水儲存和供應(yīng)。 表 脫硝裝置工藝基礎(chǔ)參數(shù)序號 參數(shù)名稱單 位 參數(shù)值130t/h75t/h1煙 氣 量 Nm3/h 3500002入口煙溫℃ 8309003入口實際 NOX 濃度mg/Nm 3874脫除 NOX 效率 % ≥75 5年利用小時 h 8000 選擇性非催化還原法(SNCR) 系統(tǒng)描述 SNCR 系統(tǒng)主要包括還原劑制備、儲存及供應(yīng)系統(tǒng)、稀釋水系統(tǒng)、計量混合系統(tǒng)、還原劑噴射系統(tǒng)及控制系統(tǒng)五部分。 脫硝裝置設(shè)一套共用還原劑儲存系統(tǒng)區(qū)，占地面積約 200m2。 (3) 儲存區(qū)為三臺鍋爐共用一套系統(tǒng)，布置在電廠全年最小頻率風(fēng)向的上風(fēng)側(cè)。 (2) 本期工程采用SNCR(尿素/氨水)脫硝工藝，這個還原過程在內(nèi)部進行，還原劑通過安裝在鍋爐墻壁上的噴嘴噴入煙氣中。 5 脫硝改造工程設(shè)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(fēng)向朝向；交通運輸方便，避免迂回重復(fù)；建筑群體組合，整齊美觀協(xié)調(diào)；有利檢修活動。 總體而言，由于 SNCR 技術(shù)的低投資和低運行成本，特別適合小容量鍋爐的使用。 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，當原始氮氧化物濃度較高時，運行經(jīng)濟性很差。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。因此，對于鍋爐煙氣系統(tǒng)的影響相對比較小。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(yīng)，生成 N2O； ⑧ 運行費用比較低，為 SCR 的 40～80%。 SNCR 技術(shù)是將氨基還原劑(如液氨、氨水、尿素)溶解稀釋到 10%以下，利用機械式噴槍將還原劑溶液霧化成液滴噴入爐膛，熱解生成氣態(tài) NH3，在 800℃～1100℃溫度區(qū)域(通常為鍋爐對流換熱區(qū))和沒有催化劑的條件下，NH3 與 NOx 進行選擇性非催化還原反應(yīng)，將 NOx 還原成 N2 與 H2O 溶液。氮是循環(huán)流化床鍋爐由于特殊的結(jié)構(gòu)及燃燒細形式，使用SNCR可以達到最高85%的脫硝小輪車。 3) SNCR 技術(shù)的特點 由于 SNCR 技術(shù)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(yīng)系統(tǒng)和爐區(qū)噴射系統(tǒng)的設(shè)計。 SNCR 工藝以爐膛為反應(yīng)器，可通過對鍋爐的改造實現(xiàn)，建設(shè)周期短，投資成本和運行成本與其它煙氣脫硝技術(shù)相比都是比較低的，適合于對中小型鍋爐的改造。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。大型電站鍋爐由于爐膛尺寸大、鍋爐負荷變化范圍大，從而增加了對這四個因素控制的難度。 ④ 還原劑和煙氣的混合 兩者的充分混合是保證充分反應(yīng)的又一個技術(shù)關(guān)鍵，是保證在適當?shù)?NH3/NOx 摩爾比下得到較高的 NOx 還原率的基本條件之一。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。 圖 SNCR 工藝示意圖 ③ 適當?shù)?NH3/NOx 摩爾比 NH3/NOx 摩爾比對 NOx 脫除率影響也很大。 ② 停留時間 因為任何反應(yīng)都需要