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文档简介

1、1X10t/h链条炉烟气脱硝项目设计方案林明环保科技有限公司二0一九年十一月九日目录一、概述二、治理分析三、设计依据四、有关技术参数及供货范围五、烟气脱硝部分六、10T/H锅炉脱硝整套系统组成七、土建八、环保达标九、交货期十、质量及售后服务十一、工程投资预算注:脱硝年总耗费用附于每项说明之后一、概况现有锅炉如下:10t/h链条锅炉1台。需对尾气需要进行脱硝治理,经我方技术人员对贵公司提供及现场测试的相关数据分析结合锅炉房现状决定:采用SNCR兑硝法脱硝系统工艺,确保车炉烟气的排放标准达到GB13271-2014锅炉大气污染物排放标准。污染物项目燃煤锅炉限值污染物排放监控位置氮氧化物200预热器

2、出口烟道烟气黑度(林格曼黑度,级)<1烟对卜放口三、设计依据(一)、业主提供的相关参数要求资料;1、燃料元素分析与低位热值锅炉燃用的主要煤种为自产煤(80%以上),有关煤种设计煤质见表1表1煤质设计资料(由业主提供)序号名称单位设计煤种1收到基碳Car%2收到基氢Har%3收到基氧Oar%4收到基氮Nar%5收到基全硫Sar%6收到基灰分Aar%7收到基水分Mar%8可燃基挥发份Vdaf%9低位热值Qnet.arkcal/kgKJ/kg2、锅炉资料2.1 链条炉参数:设备名称:链条锅炉产品型号:SHFX10-1.25-LI1台锅炉本体阻力:约1500Pa(含本体、省煤器、空气预热器)2.

3、2 引风机参数:表2引风机参数表3电动机参数锅炉引风机引风机电机动机2.3烟囱高度:约50m砖混结构3、烟气资料表4烟气温度(热力计算值,由锅厂家提供)部件/名称烟气进口温度,C烟气出口温度,C烟气流速,m/s凝渣管烟室A对流A烟室E对流B烟室F省煤A空预A注:此烟气温度为锅炉满负荷运行的最佳温度。表5烟气参数内容单位数值备注烟气量/台m3/h10t/h链条炉:30000烟气温度C110150c除尘器后(空气预热器后)烟气湿度%6.5%烟气含氧量%9-17%锅炉出口NOx含量mg/Nm3680锅炉负荷50%时4、环保设计排放要求锅炉大气污染物排放标准(GB13271-2014)重点地区锅炉执行

4、的大气污染特别排放限值要求:燃煤锅炉NOx<200mg/m3。5、环保工艺要求5.1脱硝脱硝采用SNCR法,以20%氨水为还原剂。外购20%氨水溶液,将氨水存储在氨罐内,经过计量输送模块送至计量分配模块,在进入计量分配模块前与稀释水混合稀释为12%氨水稀释液。由于炉膛温度较低,需尽量避免氨逃逸,脱硝系统氨逃逸浓度控制在8Ppm以下。氨逃逸可能会造成后续脱硫废水中氨氮和COD值上升。由于厂内污水处理系统为原多管除尘器冲灰使用(现改为干灰外排),原湿灰池改为处理脱硫废水,故脱硫废水直接循环使用,少量高含量废水及灰浆,采用专用泵喷淋干灰加湿渣场的干灰。(二)、有关标准与规范GB13271201

5、4锅炉大气污染物排放标准GB30951996环境空气质量标准GB12348-90工业企业厂界噪声标准GBZ12002工业企业设计卫生标准GB16297-1996大气污染物综合排放标准GB69988优质碳素结构钢技术条件GB5005495低压配电设计规范(三)、设计原则(1)烟气脱硝系统布置满足整体工艺布置要求;(2)确保脱硝系统工作时不影响锅炉的正常运行;(3)设备使用寿命长、操作维护简单,布置紧凑、占地面积小;(4)工艺先进、结构合理、操作简单;(5)经济合理(在满足系统各项指标的前提下,一次性投资和运行费用低);(6)成熟可靠(运行可靠性高,技术成熟);(7)尽最大化按现有工艺改造,利用现

6、有设施,无大型拆、建工程,适合业主的具体情况,节约投资。四、有关设计技术参数及供货范围4.1 .技术参数4.1.1 烟气处理量根据相关资料和贵公司提供的实测工况烟气处理量为:10t/h链条炉烟气量:30000n3/h。4.1.2 燃煤锅炉SNCR兑硝系统参数1、烟气脱硝采用SNCRt,使用20%M水作为还原剂。2、锅炉名称:链条锅炉,锅炉型号:SHFX10-1.25-LI,锅炉本体阻力:约1500Pa(含本体、省煤器、空气预热器)。3、单炉烟气量:30000m3/h。4、年运行时间:根据业主需要。5、还原剂喷头安装位置:(温度窗选择点)部件/名称烟气进口温度,C烟气出口温度,C烟气流速,m/s

7、凝渣管88484612.1烟室A846814.10对流A814.15649.5注:如达不到以上的温度窗,则脱硝效率会成倍的降低,所以本参数尤为重要4.2 .供货范围(1)工程的设计范围:根据业主提供的工艺要求设计脱硝、除尘、脱硫设备主机设计、连接管路设计、电气控制设计、土建设计载荷资料(业主施工)等全套系统主机、接口、管道、电控设计、制造、安装、调试全套服务;(2)工程的供货范围:锅炉脱硝系统20%J水10n3储罐一只、计量输送系统一套、输送管道一套、混合喷氨模块、喷枪一套等的全套设计及供货;所有土建部分由供方提供载荷资料。(3)工程的设计、制造、运输、安装、调试等均由供方负责;(4)新建一套

8、压缩空气系统。供改造脱硝、除尘、脱硫系统使用。五、脱硝系统设计描述5.1脱硝系统设计脱硝效果的主要影响因素SNCR方法主要使用含氮的药剂在温度区域8501100°C喷入含NO勺燃烧产物中,发生还原反应,脱除NQ生成氮气和水,煤粉炉SNCRi程还原NOx的概念图;循环流化床锅炉SNC视概念图。由于在一定温度范围,有氧气的情况下,氮剂对NOx的还原,在所有其他的化学反应中占主导,表现出选择性,因此称之为选择性非催化还原。SNCRE工业小试中可以达到90%以上的NO脱除率。SNCR应用在小型锅炉上,选择短期示范期间能达到65%的脱硝效率,长期现场应用能达到30%60%的NOX兑除率。在大型

9、的锅炉(大于24t/t锅炉)上运行,由于温度、喷氨点选择、氨、氮混合的限制,脱硝率小于50%。煤粉炉SNCRi程还原NOxM理喷氢点aoo 一 9 00FI u-e Ga与 B0Q-9OOaCSNCFH程还原NOx机理SNCR相对SCR勺初投资低,停炉安装期短,原理简单,硬件工艺成熟。在SNCR技术设计和应用中,影响脱硝效果的主要因素包括:a)温度范围;b)合适的温度范围内可以停留的时间;c)反应剂和烟气混合的程度;d)未控制的NOX&度水平;e)喷入的反应剂与未控制的NOX勺摩尔比一NSRf)气氛(氧量、一氧化碳浓度)的影响;g)氮剂类型和状态;1.3.1温度范围的选择SNCR原NO

10、勺反应对于温度条件非常敏感,温度窗口的选择是SNCR;原NO效率高低的关键,NO就留浓度与反应温度的关系曲线见下图:NO我留浓度与反应温度的关系曲线。温度窗口取决于烟气组成、烟气速度梯度、炉型结构等系统参数。温度窗口差别很大,下限最低有427C,上限最高达1150C,最佳温度差别也很大。一般理想的温度范围为700c1000c,温度高,还原剂被氧化成NOx烟气中的NOx含量不减少反而增加;温度低,反应不充分,造成还原剂流失,对下游设备产生不利的影响甚至造成新的污染。由于炉内的温度分布受到负荷、煤种等多种因素的影响,温度窗口随着锅炉负荷的变化而变动。根据锅炉特性和运行,最佳的温度窗口通常出现在折焰

11、角附近的屏式过、再热器处及水平烟道的末级过、再热器所在的区域。添加剂可以使NH/NO反应的温度窗口向低温方向移动见下图:氨中CH添加量对温度窗口的影响。添加剂包括氢气,引入的氢气变成OH®得温度窗口朝低温方向移动;过氧化氢;一氧化碳;碳氢化合物如甲烷、甲醇、乙醇、苯酚;钠盐如NaOHHCOONaCHCOONaNaNQNaCO。温度()温度(C )NO破留浓度与反应温度的关系曲线1.3.2合适的停留时间氨中CH添加量对温度窗口的影响12DD14DD16001S<002 ODD220D温度(F)骊砒70钝5(妞制2(1( 氮氧化物还原率停留时间对SNC脱硝率的影响还原剂必须和NOx

12、S合适的温度区域内有足够的停留时间,这样才能保证烟气中的NOx®原率。还原剂在最佳温度窗口的停留时间越长,则脱除NOx的效果越女?0NH的停留时间超过1s则可以出现最佳NOX兑除率。12%t水需要0.3s-0.4s的停留时间以达到有效的脱除NOx的效果。见上图:停留时间对SNCR兑硝率的影响。用于SNCR硝工艺中常使用的还原剂有20%t水或液氨。若还原剂使用液氨,则优点是脱硝系统储罐容积可以较小,还原剂价格也最便宜;缺点是氨气有毒、可燃、可爆,储存的安全防护要求高,需要经相关消防安全部门审批才能大量储存、使用;另外,输送管道也需特别处理;需要配合能量很高的输送气体才能取得一定的穿透效

13、果,一般应用在尺寸较大的锅炉和焚烧炉。若还原剂使用氨水,氨水有恶臭,挥发性和腐蚀性强,有一定的操作安全要求,但储存、处理比液氨简单;由于含有大量的稀释水,储存、输送系统比氨系统要复杂;喷射刚性,穿透能力比氨气喷射好,但挥发性仍然比12%t水溶液大,应用在墙式喷射器的时候仍然难以深入到大型炉膛的深部,因此一般应用在中型锅炉上,但在CFB因炉上多使用氨水作为还原剂;若还原剂使用12%t水,12%t水不易燃烧和爆炸,无色无味,运输、储存、使用比较简单安全;挥发性比氨水小,在炉膛中的穿透性好;效果相对较好,脱硝效率高,适合于小型锅炉设备的SNC脱硝工艺。从:不同温度下12%t水和氨对NO坯原率的影响图

14、中,可以看出不同温度下12%t水和氨对NO处原率的影响,温度区间位于730C950c之间时,选用氨作还原剂的脱硝效率要高于选用12%t水的脱硝率。当反应区域温度在950c以上时,12%S水的脱硝效率则可以保持在氨脱硝系统之上。所以在CFB覆炉的SNCR系统,如果不是出于安全考虑,一般采用氨系统。但是在煤粉炉高温炉膛喷射,选择12%t水更为有利。液氨是易燃易爆有毒的化学危险品,氨水挥发性强且输运不便;氨水的处理较液氨简单,12%J水不易燃烧和爆炸,无色无味,运输、储存、使用比较简单安全,因此在煤粉锅炉的SNCR术中多选择12%t水作为还原剂。不同温度下12%t水和氨对NO坯原率的影响(*)>

15、;1口匚力u£山Eofpnpmal -OZ1.3.4 适当的NH/NO摩尔比NSR根据化学反应方程,NH/NOxg尔比应该为1,但实际上都要比1大才能达到较理想的NO坯原率,已有的运行经验显示,NH/NO摩尔比一月控制在1.02.0之间,超过2.5对NO坯原率已无大的影响,NH/NO摩尔比过大,虽然有利于NOx还原率增大,但氨逃逸加大又会造成新的问题,同时还增加了运行费用。但是如何更有效地控制NH3勺泄漏,仍然有待于更进一步的研究。随着氨水喷入量的增加,氨水与烟气的混合情况有所好转,因此在高NH3/NOP尔比值情况下取得了好的效果。在实际应用中考虑到NH3勺泄漏问题,应选尽可能小的N

16、H/NO摩尔比值,同时为了保证NO5原率,要求必须采取措施强化氨水与烟气的混合过程。氮氧化物还原率。Q 5I1 52 J5 JNH3/NO 摩尔比NSRNH3/NO摩尔比NSR寸NOXS原率的影响1.3.5 还原剂和烟气的充分混合还原剂和烟气的充分混合是保证充分反应的又一个技术关键,是保证在适当的NH/NO摩尔比是得到较高的NO坯原率的基本条件之一。烟气与还原剂快速而良好混合对于改善NOx勺还原率是很必要的。1.3.6 气氛的影响合适的含氧量也是保证NH与N斑原反应正常进行的制约因素。随着含氧量的增加NOS®率不断下降。这是因为存在大量的Q使NH与Q的接触机会增多,从而促进了NHM化

17、反应的进行。烟气中的O在数量级上远大于NO在还原反应中微量的氧可大大满足反应的需求,因此从含氧量对于NO®原率的影响来看,含氧量越小越有利于NO勺还原,见下图:NO坯原率随烟气中的氧气浓度变化。氮氧化物还原率NO坯原率随烟气中的氧气浓度变化为了提高SNCR寸NOx的还原效率,降低氨的泄漏量,必须在设计阶段重点考虑以下几个关键的工艺参数:燃料类型、锅炉负荷、炉膛结构、受热面布置、过量空气量、NCft度、炉膛温度分布、炉膛气流分布以及CO&度等。1.5脱硝剂工艺流程选择。1.5.1 锅炉运行负荷变化范围较小,且长期运行负荷大于80%建议采用下图工艺流程,并布置喷枪:4根(两用量备

18、)。低波动-高负荷锅炉SNCR兑硝工艺流程20%R水溶液质量浓度40-50%,稀12%t水质量浓度5-10%。商品氨水质量浓度20%,稀氨水质量浓度5-12%。设计标准规范我方设计依据至少遵循下列文件和标准,但不限于此:1) DB37/664-20072) GB13271-20143) DL/T5196-20044) GB50205-955) SDGJ11 906) DL/T680-19997) DL5000-20008) DL5022-939) DL5027-93火力发电厂大气污染物排放标准锅炉大气污染物排放标准火力发电厂烟气脱硫设计技术规程钢结构施工及验收火电厂除灰设计规程耐磨管道技术条件

19、火力发电厂设计技术规程火力发电厂土建结构设计技术规定电力设备典型消防规程10) GB50055-9311) GB5001712) GB50049-94通用用电设备配电设计规范钢结构设计规范小型火力发电厂设计规范(13) DL/ T5153-2002火力发电厂厂用电设计技术规定14)15)IEC1312GB5007-94雷电电磁脉冲的防护建筑物防雷设计规范16) VDE067517) GB5016-92过电压保护器«电缆路线施工及验收规范(18) GB50169-92电气装置安装工程接地工程施工及验收规范(19) GB50254-96«电气装置安装工程低压电器施工及验收标准(

20、20)本项目招标文件中要求1.5.2、设计技术要求本技术要求提出的是最低限度的技术要求,并没有对一切技术细节作出规定,也未充分引述有关标准及规范的条文。供方应保证提供符合本技术要求和有关最新工业标准的产品,该产品必须满足国家有关安全、消防、环保、劳动卫生等强制性标准的要求。1) 、总体要求1.1 SNCR烟气脱硝装置总的要求为技术先进、安全可靠、运行经济、维护方便。1.2 在锅炉正常负荷范围内烟气氮氧化物排放浓度不高于200mg/Nm3勺限值要求,并保证脱硝效率能够达到80%以上。1.3 供方在炉膛本体上的任何工作(包括膜式水冷壁膜式片开孔、锅炉钢架上补充检修平台等),均须取得招标方的书面认可

21、,且锅炉钢架梁不得改动。1.4 膜式水冷壁膜式片开孔及喷入12%氨水溶液运行时对锅炉受热面无不利影响,开孔孔径w40mm1.5 所有设备和材料应是新的和优质的,凡直接与还原剂直接接触的部位均采用304不锈钢材质;热工仪表应充分考虑防腐,室外液体输送管线有保温设施。1.6 在设计上要留有足够的通道,包括施工、检修需要的吊装及运输通道,在距离坠落基准面1.5m以上,必须设置检修平台、防护栏及防护侧板,所有楼梯、采用防滑格板。1.7 公用系统应按有备用冗余设计,确保在有锅炉检修期间不影响其他锅炉脱硝运行,动力及泵类设备应按定期切换和备用设计。1.8 设备凡需要油漆的所有部件在油漆前对金属表面按有关技

22、术规定进行清洁处理。设备出厂前刷二道底漆、二道面漆。补漆现场涂刷,由供方负责。1.9 管道和设备应有介质名称、流向、色环标识。标识的材料应不受天气的影响,并适应电厂的现场条件。1.10 脱硝系统设计服务寿命为30年,整个寿命期内系统可用率应不小于98%。1.11 SNCR脱硝系统满足全天24小时连续运行,年运行时间8000h以上。1.12 脱硝装置在电厂厂界的环境噪声应满足工业企业厂界噪声标准(GB12348-2008)2类标准噪声限值要求,设备运转噪声小于85分贝(离设备1米处测量),同时还应满足工业企业设计卫生标准(GBZ1-201O的相关要求。如果设备噪音水平或多个运行设备噪音叠加超出标

23、准,应配备隔音措施。1.13 设计烟气量按:10t/h链条炉:30000m3/h进行脱硝工艺设计。2、脱硝系统工艺要求本系统为选择性非催化还原烟气脱硝系统,采用20%氨水作为脱硝还原剂。本脱硝装置设计满足以下要求:2.1 进行喷射设计优化,以保证喷射系统设计的合理和最优化。2.2 应能适应锅炉机组变负荷、变燃烧参数的系统工况的要求,具有较好的调节性能。2.3 整套系统及其装置应能够满足整个系统在各种工况下自动运行的要求,系统的启动、正常运行监控和事故处理完全自动化。2.4 具有良好的人机交互界面,完善的控制、数据采集和监测功能。2.5 脱硝系统设计过程中应考虑二次污染的控制措施,废气、废水、噪

24、声及其它污染物的防治与排放,应执行国家现行环境保护法规和标准的有关规定。2.6 应控制由SNC产生(NH4HSO4(NH42SO46勺含量,不得影响后续设备的安全运行。2.7 应严格控制脱硝系统产生的氨逃逸<8ppm。2.8 远方操作的执行机构采用电动阀设计。2.9 工艺系统、供应系统相关管道、阀门、法兰、仪表、泵等设备选择时,满足抗腐蚀要求,采用耐腐蚀设备。2.9 脱硝系统主要设备用材选定的最低要求应满足HJ_562-2010标准要求。2.10 脱硝系统的主要构成应包括12%氨水溶液制备及储存系统、输送系统、计量及分配系统、炉前喷射系统、电气及控制系统和附属系统。2.11 12%氨水储

25、存系统(1)设置1座10m3容解罐(室外空地上),罐体全部采用304不锈钢材质,设有温度、液位计、压力的就地测点和远传4-20ma信号,设置加料槽(斗)、人孔、搅拌装置、蒸汽加热装置、仪表、梯子、平台、栏杆、通风孔等基本部件。( 4)储存罐有效容积选型应满足锅炉7天额定工况脱硝剂最大用量。考虑位置条件,罐体设计为直径2.3米,高度2.5米。( 5)储存罐设置一台卸氨泵,以用于卸载氨水。泵的进出口设置检修隔断阀。2.12 .氨水输送系统( 1)每台设置一套12%氨水溶液输送系统。( 2)氨水溶液输送泵采用计量隔膜泵,材质为304不锈钢。( 3)输送系统应设计三台输送泵,二台运行,一台备用。( 4

26、)输送系统应充分考虑防冻、防结晶措施,设置保温和水冲洗系统。( 5)氨水输送系统应设置过滤器。( 6)输送泵容量按最大需量3倍选型设计,采取集中控制方式,所有电器元件选用ABB。( 7)输送泵进出口分别设置手动阀、止回阀。( 8)管道采用304不锈钢材质。( 9)输送管道设置压力表计,带4-20mA输出信号。2.13 氨水计量分配系统每台炉设置一套计量分配系统,主要包括每种输入介质的电动和手动开关阀;每种输入介质的过滤器;单向阀;还原剂控制阀;压缩空气压力调节阀;压力变送器;压缩空气用压力表;还原剂用就地手动控制阀、压力表等。2.14 氨水喷射系统(1)炉前压缩空气总管上设有压力测量,分几路至

27、各喷射层,每个喷射层的雾化压缩空气总管设有压力调节、过滤器、压力测量、再通往各个喷射器。(2)喷枪采用310SS锈钢材质,具有良好的耐高温、耐腐蚀和耐磨性能。(3)应通过数学模型计算(CFD)了解炉膛NOX&度分布、炉膛温度分布、炉膛气流分布以及烟气组分分布情况,确定喷枪的布置方式、数量和安装位置,确保最佳脱硝性能。(4)喷枪外径应根据招标方受热面管间距选取,不得超过40mm安装时与水冷壁管不得采取直接焊接方式,并应做好密封措施。2.15电气及控制系统2.15.1 总体要求( 1)提供3台输送泵、检修电源箱的动力电缆及其控制电缆。改造范围内其他动力电缆供方提供,所有电缆设施的辅助安装材

28、料由供方供货,动力电缆、控制电缆均采用铜芯、阻燃电缆,控制电缆预留10%备用芯。供方负责双方提供的所有电缆安装。( 2)供方负责脱硝系统区域所有接地供货和安装,包括设备接地、计算机接地等。( 3)控制箱、控制柜内空气开关、接触器、热偶继电器等均采用ABB品牌产品。2( 4)控制回路端子要求1个端子接一根线,控制线采用1.5mm2多芯软线。( 5)控制回路要求控制线端子号齐全,清晰,准确,提供控制图纸与实际接线相符。( 6)控制箱控制柜应满足防尘、防水IP65等级要求,电缆走线采用下进下出方式。( 7)本工程的所有电气设备及室外设备外壳按规程进行保护接地和防雷接地,接地电阻负荷符合规范要求。2.

29、15.2 仪表和控制系统( 1)本工程锅炉设置一套集中控制系统,在锅炉集控室设置一台脱硝操作员站。运行人员在操作员站能完成对整个脱硝系统及辅助设备的启停操作、设备监控和事故处理。( 2)锅炉停炉检修不影响其他系统的运行。(3)SNC限置的控制系统,包括与系统控制有关的所有控制仪器、分析仪器、控制组件、现场控制盘及控制系统等,还包括工艺水系统及12%氨水贮存设备等的控制。(4)所有控制装置模拟量输出信号应为4-20mADC,开关量输出应为干接点信号,容量不小于220VAC3A,220VDC1A。(5)提供脱硝系统内压力仪表吹扫装置,仪表防堵取样装置。(6)设置完整的热工测量、自动调节、控制、保护

30、及热工信号报警装置。2.11.3主要控制I/O点、AI/AO如下,并预留20%接点备用。集中控制系统至少具备以下几点:(1)所有电动阀门控制及调节;(2)液位监控;(3)设备的启停操作,状态指示,压力、电流、温度,频率调节;(4)C2、NCX浓度等参数监测。监测NOx、O2浓度,浓度采集数据取自原烟气在线监测室(招标方联系在线监控设备运行方提供技术咨询,其他由供方负责)。2)、脱硝系统工艺设计SNCR脱硝氨区工艺平面示意图尿素堆放区反素溶解罐尿素溶液输送模块稀释水输送模块尿素供料泵尿素溶液储存罐稀释水储存罐本系统为选择性非催化还原烟气脱硝系统,采用12%J水作为脱硝还原剂稀释计量模块本脱硝装置

31、设计满足以下要求:(1)进行喷射设计优化,以保证喷射系统设计的合理和最优化。(2)应能适应锅炉机组变负荷、变燃烧参数的系统工况的要求,具有较好的自动调节性能。(3)整套系统及其装置应能够满足整个系统在各种工况下自动运行的要求,系统的启动、正常运行监控和事故处理完全自动化。(4)具有良好的人机交互界面,完善的控制、数据采集、监测功能。(5)脱硝系统设计过程中应考虑二次污染的控制措施,废气、废水、噪声及其它污染物的防治与排放,应执行国家现行环境保护法规和标准的有关规定。(6)应控制由SNCRT生(NH)HSQ(NH)2SO的含量,不得影响后续设备的安全运行。(7)应严格控制脱硝系统产生的氨逃逸&l

32、t;10ppm。(8)远方操作的执行机构全部采用电动阀设计。(9)工艺系统、供应系统相关管道、阀门、法兰、仪表、泵等设备选择时,满足抗腐蚀要求,采用耐腐蚀设备。(10)脱硝系统主要设备用材选定的最低要求应满足HJ_562-2010标准要求。(11)脱硝系统的主要构成应包括12%氨水溶液制备及储存系统、输送系统、计量及分配系统、炉前喷射系统、电气及控制系统和附属系统。1.5.3总体工艺1)总体工艺介绍SNCRI(统主要包括氨水卸料、氨水储存系统、吹扫风系统、还原剂缓冲系统和混合喷射系统部分组成。脱硫剂卸料系统为12%氨水卸料、储存;氨水储存系统提供溶液储存的功能,然后根据锅炉运行情况和NOx排放

33、情况加入稀释水配置成所需的浓度,送入喷射系统。喷射系统实现各喷射层的氨水溶液分配、雾化喷射和计量。还原剂的供应量能满足锅炉不同负荷的要求,调节方便、灵活、可靠;氨水储存区与其他设备、厂房等要有一定的安全防火距离,并在适当位置设置室外防火栓,设有防雷、防静电接地装置;氨水喷射系统应配有良好的控制系统,其主要系统流程图见下图:喷射氨水的SNC朦统流程图。系统流程方框图SNCR2)喷枪位置布置由于锅炉的炉膛出口及旋风分离器进口和出口的烟气温度位于SNCFS应温度窗口内,且分离器中的烟气流场的情况正好有利于喷入的还原剂和烟气的良好混合,故布置一组共4根喷枪,左右各两根均布于炉膛出口,省煤器之前。考虑炉

34、膛内负压和颗粒浓度,其中位于炉膛测面与锅炉出口的喷枪均不加气动推进装置,采用高温耐热钢和陶瓷防磨套管保护,分离器出口处位置的喷枪装设气动推进装置,(根据炉内温度窗情况,总设计时,喷入点可适当前移)。3) BRLX况下消耗还原剂氨水量的计算按BRLX况下NOx炉膛出口浓度为680mg/Nrh经SNCR兑硝后的排放浓度为三200mg/Nm#算,烟气量为:30000n3/hX1,按氨氮摩尔比为1.25为设计值,经计算,BRL工况下单台锅炉每小时所需12麻度的氨水量设计分为:51Kg/h。喷枪具有1.52倍的流量调节能力。4)物料平衡计算设计燃烧产生NOx值为680mg/Nm3设计排放值按200mg/

35、Nm3+,NH3/NOXK1.25,氨水浓度按20%h最佳温度区间为8001150C,在此区间内的停留时间设计为0.5s以上。计算按全部生成NC#0根据锅炉出口最大烟气排放量分别进行如下计算。电耗:脱硝系统内的输送计量泵的用电。设计总的装机容量为5.0kw。生成NC*:30000m/hX(680-200)mg/n3=14400000mg/h=14.4kg/h化学反应式:4NC+4N3+C4N2+6H2C每小时消耗20%a水溶液的量为:14.4X17-30X1.25+20%=51kg运行费用估算(以脱除IkgNOx所需要的资费表达)还原剂费用:氨水价格按530元/吨,每小时消耗量为530元/吨+

36、1000kgX51kg=27.03元每脱除IkgNOx的支出为:27.03+14.4V.877元1.5.4系统介绍和主要设备1)氨水溶液储存及输送系统氨水外购采用氨水罐车运至使用现场经卸氨泵卸入氨水罐中。设置一只12%氨水溶液储罐,储罐体积为10m3,储罐容量满足锅炉7天的氨水用量要求(工况最大量)。储罐配3台氨水计量隔膜泵(二开一备),正常运行工况向炉内供应12%K水喷入。储罐采用1CU8Ni9Ti不锈钢制造。储罐为立式平底结构,装有液面、温度显示仪、人孔、梯子、通风孔等装置,设有温度、液位计、压力的就地测点和远(具有就地显示功传4-20ma信号,泵出口各设置调节阀、一只带远传功能压力表能)

37、,泵前后各配置手动阀和止回阀(背压阀)、过滤器。氨水存储区设置一座整体彩钢瓦防晒、防雨大棚。2)氨水溶液输送系统(1)设置3套氨水输送泵,给锅炉供应锅炉还原剂,泵选型大于设计值,并可调节。(2)输送系统应充分考虑防漏、过滤措施及自动水冲洗系统。(3)氨水输送系统应设置蓝式过滤器。(4)供料泵容量按最大需量1.5倍选型设计,采取现场及进程控制方式,电器元件均选用ABB产品。(7)输送泵进出口分别设置安装手动门,出口配套电动阀、止回阀和压力表。(8)输液管道采用304不锈钢材质。3)背压控制背压控制回路用于调节到各台炉的氨水溶液和稀释水的稳定流量和压力,以保证脱硝效果。因此,每台炉氨水溶液管路和稀

38、释水管路均有背压控制回路,背压控制通过气动流量调节阀来实现。4)喷射计量和分配装置喷射区计量分配模块是一级模块,每个模块由若干个流量测量设备和气动阀门设备组成。用于精确计量和独立控制到锅炉每个喷射区的反应剂流量和浓度。该模块连接并响应来自机组的控制信号,自动调节反应剂流量,对NO冰平、锅炉负荷、燃料或燃烧方式的变化做出响应,打开或关闭喷射区或控制其质量流量。5)喷射系统氨罐中的氨水溶液将送到各台炉喷射点,各喷射点设有总阀门控制本喷射点是否投运。各喷射点设有流量调节阀门和流量计量设备。喷枪喷射所需的雾化介质采用压缩空气。每个喷射点的雾化压缩空气总管设有压力调节、压力测量、流量测量,再通往各个喷射

39、器。喷射器为固定式喷枪都配有连接器接口。固定喷射点的位置设在锅炉适应的温度窗内,采用软管外连接,开/停压缩空气和开/停氨水的阀门动作联动,实现整个SNC朦统的喷射器自动运行。可以直接就地操作控制及进行检修和维护,同时实现SNCR自控系统的远方程控操作,并显示设备实际工作状态信号。一个就地控制柜可以控制整够锅炉喷氨点。6)压缩空气站(可需方提供,管道从投标方指定位置接入或新建满足整够系统的用气量)1.5.6主要设备供货范围(但不限于)序名称规格型号及材质单位数量一、卸氨、储存、输送系统1卸氨泉流量:12m3/h,扬程:20匹功率:4KW材质:304台12氨水储罐10m3材质:304,壁厚5mm套

40、13卸氨表、阀DN400.1MPa套14压力变送器4-20mA带表显台15温度变送器-20C100C,4-20mA带表显台16磁翻板液位计与罐高度配套,配套阀门,4-20mA输出台17过滤器篮式,304,100目台39氨水计量泵0-150L/h,压力:0.35MPa,功率:1.1KW;材质:304台310冲洗泵流量:2m3/h,扬程:60ml功率:2.2KW台111阀门DN40,材质304只112阀门DN15材质304只414止逆阀DN15材质304只315电动阀DN501MPa300c只1二、喷射模块1喷枪双流体喷枪。雾化形式:空气雾化;液体压力:0.3-0.6MPa;雾化介质压力:0.3-

41、0.5MPa;材质:1Cr25Ni20Si2支43保护套管碳化硅支44金属软管304,长1.5m套125手动阀门DN15材质304台126阀DN15材质304台17三联体DL200只2三、控制、仪器、电气部分1低压配电柜带双电源切换面12氨水输送就地控制箱面13工控机I5处理器,硬盘500G,内存4M面14PLC控制柜西门子300系列,I/O点18个AI/AO点10个台15显示器12寸彩色高清台1四、其他1空压站10m3/min螺杆空压机套12储气罐1.5m3只13管、阀、压力表DN40套14氨区彩钢瓦大棚5*8m,含基础座1三、设计要点总结3.1、脱硝效率、氨逃逸浓度通过SNC或术,可以将锅

42、炉的NOX)卜放水平由680mg/Nr3-|£下降72%以上,最佳工况达到75%Z上,NO>#放浓度可降低到200mg/Nm下(折算到6%氧量),氨逃逸浓度为8-10ppm。待换值测量值20.9-(%。2)(NOx)待换值二(NOx)测量值20.9-(%。2)100%(NOx)未投运sncr.(NOx)投运SNCR(NOx)未投运SNCR3.2、 性能保证值在燃用设计煤种时,BRL工况连续运行7天,脱硝装置按入口NOx浓度680mg/Nm<计,SNCRB肖装置出口烟气NOx浓度200mg/Nm3,氨逃逸量8ppm,还原剂消耗量平均值不大于51L/h(按单台炉,浓度按12%

43、+算);电量消耗量平均值不超过3.5kWh/h。仪用压缩空气耗量0.03m3/h;厂用压缩空气耗量:40m3/h。3.3、 保证值测量及计算方法如下:在SNCFR:程完工后,在不投运和投运SNCR勺同一工况下,在空预器后分别测量烟气的NOx浓度,折算成标况下的NOx浓度加以比较,并可计算出脱硝率。为了相互比较,需要再统一折算为6%OF的标准值,不同基准氧含量的NOx值换算公式如下:3.4、SNC朦统主要设计数据表在舁厅P项目名称单位数据1性能数据1.1一般数据-NSRmol/mol5:4nox兑除率%72-脱硝装置氨逃逸率ppm<10在舁厅P项目名称单位数据脱硝装置可用率%95-脱硝装置

44、漏风率%0.1脱硝装置对锅炉效率的影响%<0.11.2消耗品-还原剂L/h51-添加剂t/h/工艺水m3/h/-电耗(所有连续运行设备轴功率)kW3.5-仪用压缩空气m3/h0.03-厂用压缩空气(填写用气设备名称)m3/h40-蒸汽(如果有要填写蒸汽参数)t/h/-设备冷却水量m3/h/冷却水入口温度C/其他1.3脱硝装置出口污染物浓度(6%Q,标态,干基)-NOX以NQ表示mg/Nrn200NHmg/Nrn7.6NOmg/Nrn601.5噪音等级(最大值)-所有设备(距声源1米远处测量)dB(A)<853.5、 可靠性(可用率)SNC朦统脱硝技术路线不仅符合环保部技术政策的要求

45、,也是目前脱硝技术组合中投资运行费用最省、改造工期最短、对锅炉现有燃烧系统改动最少的方案,更为重要的是,该工艺路线和主要设备在国内、省内已有大量成功业绩,可以完全满足安全可靠、系统优化、功能完整、不降低锅炉效率和不影响锅炉正常运行的要求。该系统可用率75%其主要特点如下:(A)脱硝效果令人满意:SNC敢术应用在燃煤锅炉上,长期现场应用一般能够达到3075%的NOX兑除率,在循环流化床上可达到75%Z上的脱硝率。(B)还原剂多样易得:SNC敢术中脱除NOx的还原剂一般都是含氮的物质,包括氨、12%R水、鼠尿酸和各种钱盐(醋酸俊、碳酸氢俊、氯化俊、草酸俊、柠檬酸俊等)。但效果最好,实际应用最广泛的

46、是氨和12%S水。(C)无二次污染:SNC或术是一项清洁的技术,没有任何固体或液体的污染物或副产物生成,无二次污染。(D)经济性女?:由于SNCR勺反应是靠锅炉内的高温驱动的,不需要昂贵的催化剂系统,因此投资成本和运行成本较低。(E)系统简单、施工时间短:SNC股术最主要的系统就是还原剂的制备储存系统和喷射系统,主要设备有溶解罐、溶解液储罐、泵、喷枪、压缩空气和必要的管路、测控设备。由于设备简单,SNC或术的安装期短,仅需2天左右停炉时间,小修期间即可完成炉膛施工。(F)SNC岐术不需要对锅炉燃烧设备和受热面进行大的改动,也不需要改变锅炉的常规运行方式,对锅炉的主要运行参数也不会有显著影响。(

47、0本项目SNC朦统设备设置操作容易,自动化程度高,故障率低,并且留有足够备用的在线泵,阀装置。SNCRS主机可用率不低于95%Z上。六、锅炉脱硝整套系统的组成一、SNCR兑硝系统序号名称规格型号数量备注1卸氨泉见方案1台林明环保2氨罐10m31套林明环保3氨水输送模块组合件1套林明环保4喷氨模块链条炉:4根枪为一组1组林明环保5控制柜1只林明环保6表、阀、管道炉配套1套林明环保7线缆、桥架炉配套1套林明环保8氨区钢棚5X8m1组林明环保9扶梯平台1套/台林明环保10油漆防腐1套/台林明环保11土建供方提供载荷、需方设计施工七、土建(土建工程内容)1 .脱硝氨区土建2 .电缆沟及给排水沟等(利旧)所有土建、防雷、接地、均由我方提供工艺图及载荷,买方负责设计、施工;八、环保达标排放保证治理锅炉烟气排放达到GB13271-2014锅炉大气污染物排放标准国家排放标准,设计排放值为NOx排方针放200mg/m3系统安装结束后,最终由贵公司组织相应第三方检测单位检测,费用贵公司承担,我方负责配合。九、交货期与脱硫、除尘同步进行,一起投入使用,若单独论,则生产周期:35天,安装15天,调试:3天。十

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