【正文】 分析過程如下：原風(fēng)機BMCR工況的參數(shù)如下：風(fēng)量：1717503m3/h風(fēng)壓：原風(fēng)機TB工況的參數(shù)如下：風(fēng)量：1937088m3/h風(fēng)壓：增設(shè)SCR脫硝裝置后，脫硝裝置相應(yīng)煙氣阻力將增加～1000Pa，應(yīng)業(yè)主要求風(fēng)機壓頭需預(yù)留除塵器改造為袋式所增加的阻力～1200Pa，因此引風(fēng)機入口前壓頭按增加～2200Pa考慮。 增設(shè)脫硝裝置對風(fēng)機的影響分析空預(yù)器的改造方案基本不會引起煙風(fēng)道阻力和漏風(fēng)量的變化，不會對一次風(fēng)機、送風(fēng)機有影響，無需核算。在下階段工作中，需要重點考慮空預(yù)器各段元件高度的優(yōu)化，減少對鍋爐效率的影響。針對煙氣脫硝后預(yù)熱器易產(chǎn)生硫酸氫銨堵塞及低溫腐蝕，在預(yù)熱器冷端設(shè)置半伸縮式雙介質(zhì)吹灰器，采用300℃、熱端設(shè)置蒸汽吹灰器。原設(shè)計空預(yù)器的保證漏風(fēng)率8%，經(jīng)咨詢生產(chǎn)廠家，認(rèn)為脫硝改造后，空預(yù)器的完全可以達到原設(shè)計值的要求。由于脫硝改造后，空預(yù)器熱端壓差增加，對空預(yù)器的漏風(fēng)率控制有不利影響?？疹A(yù)器的重量可能會有少許變動，估計對鍋爐的基礎(chǔ)影響不大，相應(yīng)的支撐梁是否需要加固最終根據(jù)廠家的修改方案來定。本工程原空預(yù)器換熱元件總高度約2337mm，假定低溫段調(diào)整為950mm，則相應(yīng)高溫段的高度可以調(diào)整為1387mm。故為盡量減少改造工作量，可將空預(yù)器冷段蓄熱元件高度更改為900～950mm，取消中溫段，使得在任何負(fù)荷下將硫酸氫氨易沉積的溫度區(qū)域設(shè)計在單層的冷段傳熱元件區(qū)域，這樣可以有效的降低硫酸氫氨對預(yù)熱器的影響。改造方案：為了避免銨鹽在兩段換熱元件間沉積，低溫段要有一定的高度。由于空預(yù)器的重量可能會增加，故需要對原有承載梁及柱基礎(chǔ)進行核算，并采取適當(dāng)?shù)募庸檀胧?。該方案的?yōu)點是能使鍋爐的熱力性能基本保持不變，并且能滿足制粉、燃燒對熱風(fēng)溫度的要求，降低排煙溫度。 空預(yù)器改造方案由于原有空氣預(yù)熱器設(shè)計未考慮SCR脫硝裝置運行帶來的不良影響，因此需要對空預(yù)器進行改造，以適應(yīng)新的運行工況。吹灰器無法有效吹掃至中溫段，尤其是中低溫段接合處。2）SCR脫硝裝置中的逸出氨（NH3）與煙氣中的SO3和水蒸汽生成硫酸氫銨凝結(jié)物：NH3＋SO3＋H2O?NH4HSO4對于燃煤電廠，在灰的作用下，硫酸氫銨在146℃～207℃（這個區(qū)域被稱為ABS區(qū)域）間凝結(jié)成粘性很強的狀態(tài)，易粘附在空氣預(yù)熱器的換熱元件表面上，增加空預(yù)器阻力，長期運行會堵塞空預(yù)器的通流區(qū)。另外考慮到SCR裝置建設(shè)期間不影響鍋爐機組的正常運行，設(shè)SCR裝置臨時煙氣旁路，待SCR裝置安裝完畢后拆除。只要脫硝系統(tǒng)的檢修與鍋爐機組檢修一致則可以很好的解決此類問題。進入SCR反應(yīng)器進行檢修必須保證反應(yīng)器內(nèi)的環(huán)境對進入的工作人員沒有危險，系統(tǒng)安全保障必須考慮周全：確保SCR入口煙道擋板煙氣零泄漏，沒有煙氣進入SCR反應(yīng)器內(nèi)；確保氨噴入裝置完全關(guān)閉，沒有氨空氣混合氣泄漏到反應(yīng)器中；徹底清除反應(yīng)器內(nèi)的殘余煙氣；確保反應(yīng)器內(nèi)的溫度和有害物質(zhì)被控制在安全范圍內(nèi)，同時反應(yīng)器內(nèi)有足夠的氧含量等。4）設(shè)置SCR旁路煙道會增加系統(tǒng)壓降設(shè)置旁路煙道后，需在SCR進出口煙道和旁路煙道中增加煙道擋板，會增加煙氣阻力，使系統(tǒng)壓降比不設(shè)旁路煙道時高。3）設(shè)置SCR旁路煙道會影響脫硝效率脫硝裝置運行時，旁路煙道擋板關(guān)閉，擋板密封裝置保證零泄漏。2）設(shè)置SCR旁路煙道對系統(tǒng)運行帶來不利影響旁路擋板只有在SCR停運時才打開，大多數(shù)情況下是關(guān)閉的。（2）設(shè)置旁路煙道的影響1）設(shè)置旁路煙道將增加投資成本和運行成本，主要體現(xiàn)在以下幾方面：設(shè)置旁路煙道，會增加旁路煙道部分的煙道本體及支撐裝置投資成本；設(shè)置旁路煙道需在SCR反應(yīng)器的進出口煙道和旁路煙道設(shè)置煙道擋板，每臺鍋爐機組增加6個煙道擋板，并增加相應(yīng)的控制系統(tǒng)。當(dāng)SCR需要長期關(guān)閉時或長期低負(fù)荷運行時，煙氣旁路延長催化劑壽命 。 SCR裝置煙氣旁路設(shè)置分析（1）設(shè)置旁路煙道的原因SCR脫硝裝置一般在以下情況時考慮設(shè)置旁路煙道：鍋爐低負(fù)荷工況下省煤器出口煙溫低，煙溫低于脫硝反應(yīng)所需的溫度下限時。 在每個SCR裝置之后的出口煙道上也設(shè)置灰斗，由于煙氣經(jīng)過SCR裝置，流速降低，煙氣中的飛灰會在SCR裝置內(nèi)和SCR裝置出口處沉積下來，部分自然落入灰斗中。 SCR裝置灰的吹掃為了防止飛灰造成催化劑堵塞，必須去除鍋爐燃燒而產(chǎn)生的融化、硬而大直徑飛灰顆粒?；诖朔矫娴目紤]，本系統(tǒng)的卸料壓縮機、液氨儲槽、氨氣溫水槽、氨氣緩沖槽等都裝有氮氣吹掃管。7) 排放系統(tǒng)液氨儲存和供應(yīng)系統(tǒng)的氨排放管路為一個封閉系統(tǒng)，將經(jīng)由氨氣稀釋槽吸收成氨廢水后排放至廢水池，再經(jīng)由廢水泵送到廢水處理站。當(dāng)檢測器測得大氣中氨濃度過高時，在機組控制室會發(fā)出警報，提醒操作人員采取必要的措施，以防止氨氣泄漏的異常情況發(fā)生。液氨系統(tǒng)各排放點排出的氨氣匯集后從稀釋槽底部進入，通過分配管將氨氣分散入稀釋槽水中，利用大量水來吸收安全閥排放的氨氣。緩沖槽上裝有安全閥。4) 氨氣緩沖槽從蒸發(fā)槽蒸發(fā)的氨氣流進入氨氣緩沖槽， kg/cm2，再通過氨氣輸送管送到鍋爐側(cè)的脫硝系統(tǒng)。儲槽四周安裝有工業(yè)水噴淋管及噴嘴，當(dāng)儲槽槽體溫度過高時自動淋水裝置啟動，對槽體自動噴淋減溫。儲槽上安裝有溢流閥、逆止閥、緊急關(guān)斷閥和安全閥。2) 液氨儲槽3臺機組脫硝系統(tǒng)共設(shè)計3個液氨儲槽、單個存儲有效容量為110m3。液氨儲存和供應(yīng)系統(tǒng)的控制由就地PLC實現(xiàn) 。液氨的供應(yīng)由液氨槽車運送，利用液氨卸料壓縮機將液氨由槽車輸入液氨儲槽內(nèi)，儲槽輸出的液氨在液氨蒸發(fā)槽內(nèi)蒸發(fā)為氨氣，經(jīng)氨氣緩沖槽送達脫硝系統(tǒng)。有效保護觸媒，防止有毒物質(zhì)損壞觸媒。此系統(tǒng)是基于以下三種因素考慮而設(shè)計：觸媒形式和節(jié)距按給定的流程達到最佳效果進行選擇。稀釋空氣由稀釋風(fēng)機供給。 氨氣緊急關(guān)斷裝置設(shè)定值序號項 目操作值報警點關(guān)斷閥動作點1SCR反應(yīng)器入口溫度(高位)352℃400℃420℃2SCR反應(yīng)器入口溫度(低位)352℃290℃280℃3氨氣對空氣稀釋比4%12%14%③ 稀釋空氣供應(yīng)進入氨/空氣混合器的稀釋空氣采用手動調(diào)節(jié)，一旦空氣調(diào)整后空氣流就不需隨鍋爐負(fù)荷而調(diào)整。從煙氣側(cè)所獲得的NOX訊號饋入控制器，控制器具有計算所需氨氣流量的功能，并利用氨氣流量控制所需氨氣，使摩爾比維持固定。通過在不同負(fù)荷下的對氨氣流的調(diào)整，找到最佳的噴氨量。根據(jù)設(shè)計脫硝80%的效率，依據(jù)ECO入口NOX濃度和設(shè)計中要求的最大3ppm的氨滑失率計算出修正的摩爾率并輸入在氨氣流控制系統(tǒng)的程序上。氨氣流需求信號送到控制器并和真實氨氣流的信號相比較，所產(chǎn)生的誤差信號經(jīng)比例加積分動作處理去定位氨氣流控制閥。① 控制原理SCR煙氣脫硝控制系統(tǒng)利用固定的NH3/NOX摩爾比來提供所需要的氨氣流量，進口NOX濃度和煙氣流量的乘積產(chǎn)生NOX流量信號，此信號乘上所需NH3/NOX摩爾比就是基本氨氣流量信號。氨/空氣混合物噴射NOX濃度分布靠霧化噴嘴來調(diào)整。氨噴霧管位于觸媒上游煙氣風(fēng)管內(nèi)。每一供應(yīng)函箱安裝一個節(jié)流閥及節(jié)流孔板，可使氨/混合物在噴霧管格子達到均勻分布。5) 氨/空氣噴霧系統(tǒng)氨和空氣在混合器和管路內(nèi)借流體動力原理將兩者充分混合，再將此混合物導(dǎo)入氨氣分配總管內(nèi)。通過反應(yīng)器的內(nèi)部軌道系統(tǒng)運送到自己的在排中的最終位置。催化劑模塊被吊到反應(yīng)器的平臺上，再利用平臺上的電瓶車運到反應(yīng)器的加料門里。4) 催化劑填裝催化劑模塊用卡車運到指定的地點，然后利用催化劑的卸載設(shè)備卸載。對于因堵塞而失效的催化劑，可采用噴沙清理法再生，回收的催化劑接近原催化劑的反應(yīng)性能。但另一方面CaO會生成CaSO4，堵塞催化劑反應(yīng)孔。由于催化劑更新成本昂貴，如何在SCR系統(tǒng)運行中延長催化劑使用壽命和催化劑再生、更好的催化劑的研發(fā)成為研究焦點。特別是最近幾年，蜂窩式催化劑以其高的比表面積、低體積、可再生和回收處理而被越來越多地應(yīng)用于煙氣脫硝工程中。4) 兼有蜂窩式、板式的缺點。2) 活性物質(zhì)比蜂窩式少70%。)4) 再生時SO2/SO3轉(zhuǎn)化率高。2) 實際活性物質(zhì)比蜂窩式少50%。3) 高度自動化生產(chǎn)缺點1) 煙氣流動條件不好時，表面可能產(chǎn)生一定堵塞，但可以通過流態(tài)模型試驗來改善。世界上電站煙氣脫硝催化劑的主要類型 蜂窩式 板式 波紋式 催化劑型式性能的比較類 型蜂 窩 式板 式波 紋 式成型陶制擠壓，成型均勻，整體均是活性成分金屬作為載體，表面涂層為活性成分波紋狀纖維作載體，表面涂層為活性成分優(yōu)點1) 比表面積大、活性高2) 所需催化劑體積小3) 高度自動化生產(chǎn)4) 催化活性物質(zhì)比其他類型多5070%5) 催化劑可以再生1) 煙氣通過性好(不易產(chǎn)生堵塞)。板式催化劑比蜂窩型催化劑具有更好的防積塵和堵塞性能，但受到機械或熱應(yīng)力作用時，活性層容易脫落。催化劑結(jié)構(gòu)一般有蜂巢型、平板型和波紋板型三種。在SCR反應(yīng)器里催化劑分層布置，一般為2~3層。高釩催化劑可用于天然氣機組的低溫SCR。硅鋁酸鹽和光纖玻璃作為陶瓷添加劑增加催化劑的機械性能和強度。同時采用WO3(MoO3)(約10%~6%)來增加催化劑的酸性、活性和熱穩(wěn)定性，限制SO2的氧化。TiO2在氧和SO2存在的情況下，抗硫化效果較好。SCR中用釩做活性元素是20世紀(jì)60年代發(fā)現(xiàn)的，在20世紀(jì)70年代發(fā)現(xiàn)了鈦基支撐的釩穩(wěn)定性和活性有很大提升。于是人們研制出金屬氧化物催化劑，現(xiàn)在貴金屬催化劑主要用于低溫和天然氣煙氣的SCR系統(tǒng)中，它們在低溫時可以有高脫硝率和CO氧化效果。貴金屬催化劑是20世紀(jì)70年代開發(fā)出來的，最早用于SCR系統(tǒng)。SCR的催化劑市場上有三種：貴金屬催化劑、金屬氧化物催化劑和沸石催化劑。要求SCR的催化劑：(1)具有較高的NOX選擇性；(2)在較低的溫度下和較寬的溫度范圍內(nèi)，具有較高的催化活性；(3)具有較好的抗化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、機械穩(wěn)定性；(4)費用較低。觸媒通過反應(yīng)器外的觸媒籍載器從側(cè)門放入反應(yīng)器內(nèi)。機殼外部施以絕緣包裹，支撐所有荷重，并提供風(fēng)管氣密。2) SCR反應(yīng)器反應(yīng)器采用固定床平行通道型式，采用兩層，另外預(yù)留一層作為未來觸媒，脫硝效率低于需要值時安裝使用，此作用乃為增強脫硝效率并延長有效觸媒的壽命。1) 煙氣線路SCR反應(yīng)器位于鍋爐省煤器出口煙氣管線的下游，氨氣均勻混合后通過分布籍導(dǎo)閥和煙氣共同進入反應(yīng)器入口。2) 性能設(shè)計規(guī)范數(shù)據(jù) 脫硝裝置性能規(guī)范序號項 目單位規(guī) 范(參數(shù))1660MW機組1型 式選擇性催化還原(SCR)2燃 料煙煤3SCR反應(yīng)器數(shù)量套/爐24觸媒類型蜂窩式或平板式、波紋板式5煙氣流量Nm3/h21562216煙氣溫度℃3527脫硝效率%80(預(yù)留到90%空間)8氨逃逸濃度mg/Nm3＜9SO2/SO3轉(zhuǎn)化率%＜110反應(yīng)器入口煙氣成分（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，干基，實際O2）CO2Vol%SO2Vol%N2Vol%O2Vol%H2O（標(biāo)態(tài)，濕煙氣）Vol%11SCR入口煙氣中污染物成分（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，干基，6%O2）煙塵濃度g/Nm3SO2mg/Nm3119512反應(yīng)器出口煙氣成分(脫硝效率80%):NOX(干基，6%O2)mg/Nm3＜8013SCR裝置壓降(脫硝效率80%)Pa＜100014系統(tǒng)可用率%9815氨消耗量(脫硝效率80%)kg/h30416單個反應(yīng)器尺寸(長寬高)(脫硝效率80%)mm1600012500 SCR工藝系統(tǒng)電廠煙氣脫硝SCR工藝系統(tǒng)包括氨氣制備系統(tǒng)和脫硝反應(yīng)系統(tǒng)兩部分組成。 SCR工藝說明1) 工藝原理本系統(tǒng)設(shè)計采用選擇性催化還原觸媒法, 在氮的氧化物( NOX) 選擇還原的過程中, 通過加氨(NH3)作為還原劑和發(fā)生在催化劑(底層材料為TiO2, 以過渡金屬元素如V、W或Mo等作為活性部位)上面的催化反應(yīng)，可以把NOX轉(zhuǎn)化為空氣中天然含有的氮氣(N2)和水(H2O)。從上述分析看，增加10%的脫硝效率，環(huán)境效益不明顯，且增加的費用較高。根據(jù)國家有關(guān)規(guī)定， 2004年7月1日起開始征收火電廠NOX排污費, 目前收費標(biāo)準(zhǔn) 。 不同煙氣脫硝效率的比較(設(shè)計煤種，單臺機組)脫硝效率80%脫硝效率90%1660MW機組NOX排放濃度(mg/Nm3)9045NOX小時排放量(t/h)NOX年排放量(t/a)1374687注：年利用小時按6800小時計。因此，本工程可取2層布置，預(yù)留第3層布置的空間，將來催化劑的活性降低或者要求更高的效率時，布置第3層催化劑。根據(jù)國外公司的建設(shè)經(jīng)驗，催化劑可以在SCR裝置中分層布置，一般可分1～3層，1層的效率在35%左右，2層總效率在 60%～80%左右，3層總效率在80%～90%及90%以上。沙角C電廠的脫硝改造項目要立足于國家對環(huán)保要求的不斷提高，特別是由于沙角C電廠位于珠三角的中心地帶，結(jié)合廣東省環(huán)境保護局轉(zhuǎn)發(fā)省發(fā)展改革委《關(guān)于做好全省火電機組脫硝工程建設(shè)的通知》(粵環(huán)含【2008】166號) 及廣東省環(huán)保廳《廣東省火電廠降氮脫硝工程實施方案》（粵環(huán)【2011】3號）文件，在脫硝指標(biāo)上要有前瞻性。(1) 環(huán)保排放的要求根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB132232003)和廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB44/6122009)，本