【正文】 因?yàn)樵?SNCR 工藝中,還原劑成本所占的份額達(dá)到 50%以上。 理論上 SNCR 技術(shù)可以達(dá)到 70%以上的 NOX 脫除率，由于還原劑與煙氣混合情況、煙氣溫度范圍、氨逃逸等問題，使得大型鍋爐一般 NOX 脫除率都遠(yuǎn)低于 70%。根據(jù)規(guī)范要求，本項(xiàng)目鍋爐采用 SNCR 工藝所能達(dá)到的目標(biāo)脫硝效率定為 80%左右為宜。SNCR 工藝比較簡潔，具有如下特點(diǎn)： ① 投資費(fèi)用較低； ② 現(xiàn)代 SNCR 技術(shù)可控制 NOx 排放降低 20～50%，脫硝效率隨機(jī)組容量增加而降低； ③ SNCR 裝置不增加煙氣阻力，也不產(chǎn)生新的 SO3，氨逃逸濃度控制通常在 5～10ppm 以內(nèi)； ④ 合適的反應(yīng)溫度窗口狹窄，為適應(yīng)鍋爐負(fù)荷的波動(dòng)、提高氨在反應(yīng)區(qū)的混合程度與利用率，通常在爐膛出口屏式過熱器下方設(shè)置多層噴槍； ⑤ 建設(shè)周期短，場地要求少，適用于對現(xiàn)有中小型鍋爐的改造； ⑥ 噴尿素量的選擇要適當(dāng)，少則無法達(dá)到預(yù)期脫除 NOx 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(yù)熱器。 SNCR 脫硝是在現(xiàn)有的鍋爐上增加一套系統(tǒng)。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(huì)有 10ppm 的氨逃逸。另外，較高的氨逃逸還可能使飛灰中的氨濃度超過使用限制。 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，～ 個(gè)百分點(diǎn)。目前在歐洲和美國的 300MW 燃煤電站鍋爐上已有采用該法運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，但市場占有率較低。 依據(jù)上述要求，因地制宜，結(jié)合本期工程具體情況，廠區(qū)總平面布置有如下原則： (1) 遵循“安全可靠、高效環(huán)保、以人為本、經(jīng)濟(jì)適用”的指導(dǎo)思想，在保證工藝合理，建設(shè)有序的前提下，需新建的輔助、附屬生產(chǎn)設(shè)施盡可能集中布置，盡量減小占地，使得廠區(qū)總平面布置規(guī)整、美觀。噴嘴布置在爐膛和旋風(fēng)分離器之間的煙道。 主要設(shè)備和設(shè)施的布置 本期工程改造采用 SNCR 脫硝工藝，無脫硝反應(yīng)器，在鍋爐墻壁上開孔，設(shè)噴嘴，噴嘴布置在爐膛和分離器之間的煙道上。 設(shè)計(jì)基礎(chǔ)參數(shù)本期工程脫硝裝置設(shè)計(jì)采用的基礎(chǔ)參數(shù)，見表 。 還原劑制備、儲(chǔ)存及供應(yīng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)還原劑的制備、還原劑和氨水溶液儲(chǔ)存和供應(yīng)。根據(jù)鍋爐運(yùn)行情況和 NOx 排放情況，還原劑溶液和稀釋水在劑量混合系統(tǒng)中在線配制成所需的噴射濃度，然后該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)各噴射點(diǎn)的還原劑分配。還原劑的供應(yīng)量能滿足鍋爐不同負(fù)荷的要求，調(diào)節(jié)方便、靈活、可靠；還原劑計(jì)量分配系統(tǒng)配有良好的控制系統(tǒng)。袋裝尿素由汽車運(yùn)輸?shù)綇S區(qū)，通過卸料放在尿素儲(chǔ)存站。為避免罐內(nèi)過壓或真空，罐頂部安裝安全閥及真空閥。 輸送泵(一用一備)在 14bar 壓力下由尿素溶解罐向還原劑儲(chǔ)罐輸送配置好的還原劑。 稀釋水系統(tǒng) 當(dāng)鍋爐負(fù)荷或爐膛出口的 NOx 濃度變化時(shí)，送入爐膛的還原劑溶液量也應(yīng)隨之變化，這將導(dǎo)致送入噴槍的流量發(fā)生變化。因此，設(shè)計(jì)了稀釋水系統(tǒng)，用來保證在運(yùn)行工況變化時(shí)噴槍中流體流量基本不變。水通過多級(jí)泵傳輸至計(jì)量混合模塊。流量余量大于 10%，壓頭大于 20%。所需還原劑的數(shù)量由流量計(jì)控制、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)。每個(gè)噴射點(diǎn)均由流量計(jì)控制，確保適當(dāng)?shù)姆峙洹?還原劑噴射系統(tǒng) 在線配制稀釋好的還原劑將送到各噴射點(diǎn)，噴射采用自動(dòng)噴槍方式，不采用推進(jìn)器系統(tǒng)。爐前壓縮空氣總管上設(shè)有流量壓力測量，分幾路通到各噴射點(diǎn)，每個(gè)噴射點(diǎn)的霧化壓縮空氣總管設(shè)有壓力調(diào)節(jié)、壓力測量、流量測量，再通往各個(gè)噴槍。進(jìn)行詳細(xì)施工設(shè)計(jì)時(shí)，通過數(shù)學(xué)模型計(jì)算(CFD)了解爐膛 NOx 濃度分布、爐膛溫度分布、爐膛氣流分布以及煙氣組分分布情況，再最終確定噴槍(噴嘴)的布置方式和安裝位置。 控制系統(tǒng) 脫硝裝置采用 DCS 控制系統(tǒng)，單獨(dú)控制或者與脫硫系統(tǒng)一同控制，控制系統(tǒng)將具有較高的可靠性、可維護(hù)性與擴(kuò)展性、具有較高的自動(dòng)化水平。并依據(jù)各子系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)的變化進(jìn)行調(diào)整和操作。 主要設(shè)備表 SNCR 系統(tǒng)主要設(shè)備表，見表 表 SNCR 系統(tǒng)主要設(shè)備表序號(hào)設(shè)備名稱規(guī)格型號(hào)單位數(shù)量 一、尿素溶解系統(tǒng)1尿素溶解罐5m3套12化工輸送泵DN6550 臺(tái)13壓力表 防爆臺(tái)14攪拌機(jī)臺(tái)15溫度變送器0~100℃ 法蘭 耐磨 臺(tái)16液位計(jì)壓力式，帶信號(hào)輸出臺(tái)17加熱裝置——套18配套管路、閥門多種型號(hào)套1二、還原劑儲(chǔ)存系統(tǒng)1還原劑儲(chǔ)存罐30m179。 DN25臺(tái)47壓力變送器，防爆，24v臺(tái)28壓力表，防爆臺(tái)89配套管件、閥門多種型號(hào)，套2五、噴射霧化系統(tǒng)1噴槍 SNCRSEZ支102噴頭 只103高壓膠管總成 DN15 L1200套304電磁閥 常閉 220V， DN32 Mpa臺(tái)25減壓閥 DN32 法蘭 ~ Mpa臺(tái)26壓力表 ，防爆臺(tái)47配套管件、閥門多種型號(hào)套2六、自動(dòng)控制系統(tǒng)1控制柜SNCREE5000臺(tái)12控制軟件HBCYEE套13PLCS7200臺(tái)14變頻器ACS510臺(tái)25觸摸屏EVIEW臺(tái)16以太網(wǎng)模塊——_組17光纖收發(fā)器——組18其他控制元件——套1 SNCR 脫硝技術(shù)布置 SNCR 工藝整個(gè)還原過程在鍋爐內(nèi)部進(jìn)行，不需要另外設(shè)立反應(yīng)器。噴嘴布置在爐膛出口和分離器之間的煙道上，鍋爐的熱量為反應(yīng)提供了熱量，使 NOx 在這里被還原。每臺(tái)爐 SNCR反應(yīng)區(qū)負(fù)荷約為1kVA；CEMS 控制系統(tǒng)電源約 25kVA，氨區(qū)（尿素)負(fù)荷約為 10kVA。 SCNR 反應(yīng)區(qū)內(nèi)每臺(tái)鍋爐各設(shè)置一段 MCC，為 SNCR 反應(yīng)區(qū)內(nèi)低壓負(fù)荷提供電源，電源采用雙電源進(jìn)線方式(采用自動(dòng)切換)。 脫硝部分的低壓輔助電機(jī)均由相應(yīng)區(qū)的電動(dòng)機(jī)控制中心(MCC)供電。 檢修、照明及電纜 本期工程采用照明與動(dòng)力合并的供電方式。 反應(yīng)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(yīng)急燈方式。 電纜設(shè)施采用架空橋架敷設(shè)和地下溝道敷設(shè)相結(jié)合的方式，電纜選用阻燃型電纜。 過電壓保護(hù)及接地 本期工程建筑物防直擊雷設(shè)施按《交流電氣裝置的過電壓保護(hù)和絕緣配合》(DL/T6201997)規(guī)定，制氨區(qū)域內(nèi)視情況設(shè)置獨(dú)立的避雷針。 儀表與控制系統(tǒng) 主廠房脫硝控制系統(tǒng) 1 號(hào)、2 號(hào)、3 號(hào)鍋爐脫硝改造擬單獨(dú)控制或者納入脫硫 DCS 系統(tǒng)進(jìn)行控制，三臺(tái)鍋爐合并設(shè)置控制機(jī)柜，機(jī)柜數(shù)量暫按一面考慮(配一對 DPU 控制器)。脫硝系統(tǒng)新增一臺(tái)操作員站，設(shè)置在脫硫控制室或單獨(dú)設(shè)置。 還原劑控制系統(tǒng) 本項(xiàng)目 1 號(hào)、2 號(hào)、3 號(hào)爐采用還原劑脫硝，設(shè)一套還原劑控制系統(tǒng)。在尿素區(qū)電子設(shè)備間設(shè)置一套 DCS 系統(tǒng)，采用與原脫硫分散控制系統(tǒng)(DCS)相同的產(chǎn)品，機(jī)柜數(shù)量暫按一面考慮(配一對 DPU 控制器)。 主要檢測控制方案 尿素稀釋液流量控制系統(tǒng) 當(dāng)鍋爐負(fù)荷或爐膛出口的 NOx 濃度變化時(shí)，送入爐膛的還原劑量也應(yīng)隨之變化，這將導(dǎo)致送入噴槍的流量發(fā)生變化。因此，需要加入稀釋水用來保證在運(yùn)行工況變化時(shí)噴槍中流體流量基本不變。這個(gè)限值水平可以預(yù)先選定作為主控制器的設(shè)定點(diǎn)。 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(jí)，子功能組級(jí)和驅(qū)動(dòng)級(jí)三級(jí)控制方式考慮： (1) 驅(qū)動(dòng)控制：包括所有單個(gè)的電動(dòng)機(jī)和執(zhí)行器、電磁閥等被控設(shè)備，作為自動(dòng)控制的最低程度。例如：取樣風(fēng)機(jī)子功能組等。例如：還原劑儲(chǔ)存及供應(yīng)系統(tǒng)功能組、稀釋水系統(tǒng)功能組等。 脫硝與外部系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口 本期工程脫硝至電網(wǎng)中調(diào)的數(shù)據(jù)通過主廠房 DCS 以通訊的形式傳至電氣網(wǎng)繼系統(tǒng)，通過電氣網(wǎng)繼系統(tǒng)傳至電網(wǎng)中調(diào)。 本項(xiàng)目儲(chǔ)存區(qū) DCS 控制機(jī)柜的電源就近引自電氣尿素區(qū) MCC 柜。 氣源 鍋爐 SNCR、SCR 反應(yīng)裝置區(qū)域，氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和 CEMS 吹掃用氣量很少，脫硝島不單獨(dú)設(shè)儀用空壓站，壓縮氣源將從鍋爐主廠房區(qū)域機(jī)組用氣母管就近就地引接；尿素區(qū)氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，儀用壓縮氣源將就近引接。 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(yīng)的溫度、壓差、壓力、流量，氨濃度等檢測儀表。 控制系統(tǒng)要求安全可靠、技術(shù)先進(jìn)，有良好的使用經(jīng)驗(yàn)，滿足工藝過程的操作要求，實(shí)現(xiàn)工藝裝置、儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)等控制、管理、經(jīng)營一體化，并實(shí)現(xiàn)集中操作管理，為企業(yè)實(shí)現(xiàn)信息化管理和優(yōu)化生產(chǎn)調(diào)度建立基礎(chǔ)。自動(dòng)控制達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平。 對鍋爐出口安裝煙氣成分監(jiān)測設(shè)備，其要求為采用進(jìn)口或引進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品。 電動(dòng)調(diào)節(jié)裝置選用智能型一體化的設(shè)備。脫硝系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)技術(shù)數(shù)據(jù)序號(hào) 項(xiàng)目單位數(shù)值 1 脫硝裝置規(guī)模t/h 1*1302*75 2 耗煤量t/h 302*17 3 處理煙氣量Nm3/h 190000 2*160000 4 脫硝效率 ≥% 75 75 5 脫硝入口煙氣溫度℃830～900 6 出口NOx排放濃度mg/Nm ≤100 7 氨逃逸率mg/Nm ≤8 8 NH3/NOx的摩爾比/≤ 9還原劑溶液濃度%尿素40氨水202510還原劑噴射濃度%尿素1020氨水815 11還原劑溶液耗量 kg/h 尿素氨水 12耗水量 t/h 尿素氨水 13壓縮空氣M3/min尿素35氨水35 14電耗kW/y500006 環(huán)境保護(hù) 設(shè)計(jì)依據(jù)及采用的環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn) 設(shè)計(jì)依據(jù) (1) 《火力發(fā)電廠環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)定》 (DLGJ10291)； (2) 《火力發(fā)電廠可行性研究報(bào)告內(nèi)容深度規(guī)定》(DL/T53752008)； (3) 《小型火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB500492011)； (4) 《火電廠煙氣脫硝工程技術(shù)規(guī)范選擇性非非催化還原法》(HJ5632010)； (5) 《火電廠煙氣脫硝技術(shù)導(dǎo)則》(DL/T2962011)。 (2) 污染物排放標(biāo)準(zhǔn) 1)《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB132232011)中 NO2 排放濃度≤200mg/m3； 2)《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB162971996)新污染源； 3)《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978－1996)中的二類一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)； 4)《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)》(GB12348－2008)中的 3 類標(biāo)準(zhǔn)； 5)《建筑施工場界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB12523－2011)標(biāo)準(zhǔn)。本期工程鍋爐出口氮氧化物排放濃度為 ，通過脫硝裝置處理后，排放的 NOX 濃度 100mg/Nm3 以下，滿足最新排放標(biāo)準(zhǔn)的 100mg/Nm3 的要求。相比較電廠主要設(shè)備的噪聲，本期工程的設(shè)備噪聲水平較低。N2 無毒、無害，對環(huán)境沒有任何影響。 綜上所述，本脫硝改造工程的實(shí)施，不僅能大幅度削減 NOx 排放量，而且不會(huì)對環(huán)境造成新的二次污染。 噪聲環(huán)境影響分析、防治措施及綠化 本期工程的設(shè)備噪聲水平較低。而后隨距離的增加，噪聲級(jí)呈遞減趨勢。 本期工程擬采用的噪聲防治措施如下：在主要設(shè)備訂貨時(shí)向制造廠家提出噪聲控制要求，以及在設(shè)計(jì)安裝時(shí)對噪聲源較強(qiáng)的設(shè)備采用減振、防振等措施從聲源上控制噪聲水平。 本期工程綠化結(jié)合全廠統(tǒng)一考慮。 根據(jù)《火電廠環(huán)境監(jiān)測管理規(guī)定》和《火電廠煙氣排放連續(xù)監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》(HJ/T752001)的要求，在脫硝裝置后加裝煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)對氮氧化物進(jìn)出口濃度進(jìn)行監(jiān)測，并在脫硝裝置出口處設(shè)氨逃逸監(jiān)測裝置。除氮氧化物可獲得大幅度削減外，氨的逃逸量最大值可控制在8ppm以下，對環(huán)境不致造成影響?？傮w而言，本期工程的實(shí)施對區(qū)域環(huán)境有較好的改善效果。；SO2排放濃度為89mg/m3；；考慮聯(lián)合脫除率ηHg=70%計(jì)算，；煙氣黑度（格林曼黑度）小于1級(jí)。改擴(kuò)建完成后非采暖期全廠采鍋爐煙氣產(chǎn)生量為255000m3/h、煙塵產(chǎn)生濃度為20100mg/mSO2產(chǎn)生濃度為890mg/m3；改擴(kuò)建工程脫硫效率90%，%，脫氮效率80%。各污染物排放濃度滿足《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB132232011）要求。鑒于我國的能源消耗量今后將隨將對我國大氣環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。一旦 NO 進(jìn)入血液中，就從氧化血紅蛋白中將氧驅(qū)趕出來，與血紅蛋白牢固地結(jié)合在一起。現(xiàn)在規(guī)定環(huán)境中 NO 的容許量為 25mg/L。長時(shí)間暴露在 1～，這些毒害作用還會(huì)促使早衰、支氣管上皮細(xì)胞發(fā)生淋巴組織增生，甚至是肺癌等癥狀的產(chǎn)生。光化學(xué)煙霧對生物有嚴(yán)重的危害，如1952 年發(fā)生在美國洛杉磯的光化學(xué)煙霧事件致使大批居民發(fā)生眼睛紅腫、咳嗽、喉痛、皮膚潮紅等癥狀，嚴(yán)重者心肺衰竭，有幾百名老人因此死亡