2X50t锅炉SNCR烟气脱硝方案解析

1、2X2X50t/h50t/h 循环流化床锅炉循环流化床锅炉SNCRSNCR 脱硝方案脱硝方案无锡湖美环境科技有限公司2014 年 11 月I目录目录1 1概述概述 1 11.1 项目概况 11.2 主要设计原则 21.3 推荐设计方案 32 2锅炉基本特性锅炉基本特性 4 43 3本项目脱硝方案的选择本项目脱硝方案的选择 5 54 4工程设想工程设想 6 64.1 系统概述 64.2 工艺装备 64.3 电气部分 74.4 系统控制 84.5 供货范围清单 94.6 脱硝系统水、气、电等消耗 124.7 脱硝系统占地情况 124.8 还原剂供应 124.8.1 还原剂储存处理场 124.8.2

2、 脱硝装置 125 5工程实施条件和轮廓进度工程实施条件和轮廓进度 13132x50t/h循环流化床锅炉 SNCR 脱硝方案11 1概述概述1.1 项目概况项目概况现有 2X50t/h 循环流化床锅炉，根据国家十二五期间对污染物减排的整体部署和要求，以及环保部发布的新的火电厂大气污染物排放标准(GB13223-2011),现拟对每台锅炉增设一套 SNCR 烟气脱硝装置。循环流化床锅炉原始 NOx 排放浓度250mg/Nm3,采用 SNCR 脱硝后 NOx 排放浓度小于100mg/Nm3，脱硝效率需大于 60%，采用 20%氨水溶液作为还原剂。近年来，随着我国火电装机容量的急速增长，火电 NOx

3、 排放量逐年增加，NOx 已成为目前我国最主要的大气污染物之一。专家预测，随着我国对 SOx 排放控制的加强，NOx 对酸雨的影响将逐步赶上甚至超过 SOx。为控制火电厂的 NOx 排放，2011 年 7 月 29 日，环境保护部、国家质量监督检验检疫总局发布了火电厂大气污染物排放标准(GB13223-2011)，代替 GB13223-2003，对主要排放指标进行了以下修订：调整了大气污染物排放浓度限值；规定了现有火电锅炉达到更加严格的排放浓度限值的时限；取消了按燃煤挥发分执行不同氮氧化物排放浓度限值的规定；增设了燃气锅炉大气污染物排放浓度限值；增设了大气污染物特别排放限值等。根据火电厂大气污

4、染排放标准的要求，自 2012 年 1 月 1 日起，新建火力发电锅炉及燃气轮机组执行表 1.1 规定的大气污染物排放限值(重点地区)。要求从 2012 年 1 月1 日开始，所有新建火电机组氮氧化物排放标准为 100mg/Nm3；从 2014 年 7 月 1 日开始，现有火电机组氮氧化物排放标准为 100mg/Nm3(采用 W 型火焰炉膛， 现有循环流化床火， 以及 2003 年 12 月 31 日前建成投产或通过项目环境影响报告书审批的火力发电锅炉执行200mg/Nm3标准)。重点区域火电机组的氮氧化物污染物排放标准则统一为 100mg/Nm3。2x50t/h循环流化床锅炉 SNCR 脱硝

5、方案2表表 1.11.1 火力发电锅炉及燃气轮机组大气污染物排放限值火力发电锅炉及燃气轮机组大气污染物排放限值序号燃料和热能转化设施类型污染物项目适用条件限值(mg/Nm3)污染物排放监控位置1燃煤锅炉烟尘全部20烟囱或烟道二氧化硫全部50氮氧化物（以 NO 计）2全部100汞及其化合物全部0.032以油为燃料的锅炉或燃气轮机组烟尘全部20二氧化硫全部50氮氧化物（以 NO 计）2燃油锅炉100燃气轮机组1203以气体为燃料的锅炉或燃气轮机组烟尘全部5二氧化硫全部35氮氧化物（以 NO 计）2燃气锅炉100燃气轮机组504燃煤锅炉，以油、气体为燃料的锅炉或燃气轮机组烟气黑度（林格曼黑度，级）全

6、部1烟囱排放口1.2 主要设计原则主要设计原则（1）脱硝设计效率应满足用户要求，并适用于目前国家排放标准和地方环保局的排放要求。（2）采用的脱硝工艺应具有技术先进、成熟，设备可靠，性能价格比高，有处理燃煤锅炉烟气的商业运行业绩，且对锅炉工况有较好的适用性。（3）脱硝系统应能持续稳定运行,系统的启停和正常运行应不影响主机组的安全运行。2x50t/h循环流化床锅炉 SNCR 脱硝方案3(4)脱硝装置的可用率应98%,且维护工作量小，不影响电厂的文明生产；脱硝装置设计寿命按 30 年。(5)脱硝工艺的选择应利于电厂的管理和降低运行管理费用。1.3 推荐设计方案推荐设计方案(1)采用 SNCR 法烟气

7、脱硝技术；(2)20%氨水溶液作为 SNCR 法烟气脱硝还原剂；(3)SNCR 系统脱硝效率设计值不小于 60%；(4)充分考虑脱硝系统对送、引风机等设备性能的影响；(5)SNCR 法脱硝装置的布置(包括平台、 附属设备、 支撑)不影响除尘器,但对有影响的相关设备布置适当调整；(6)充分考虑现有空间和基础给脱硝装置；(7)NH 逃逸量控制在 8mg/Nm3以下。32x50t/h循环流化床锅炉 SNCR 脱硝方案42 2锅炉基本特性锅炉基本特性详见锅炉说明书2x50t/h循环流化床锅炉 SNCR 脱硝方案53 3本项目脱硝方案的选择本项目脱硝方案的选择本项目为 2X50t/h 循环流化床锅炉脱硝

8、项目， 原始 NOx 排放浓度约为 250mg/Nm3。 为满足最新实施的 NOx 排放要求，同时考虑到脱硝的经济性，推荐采用 SNCR 法脱硝工艺,脱硝后 NOx 排放浓度低于 100mg/Nm3，实现达标排放。SNCR 脱硝工艺优点如下：(1)采用我公司专利技术，脱硝效率可达 60%,确保 NOx 达标排放。(2)脱硝系统运行灵活，调整余地大。(3)投资省。(4)占地小。(5)对锅炉的运行影响较小。(6)运行维护方便。本项目 SNCR 烟气脱硝工艺方案设计参数如表 3.1、3.2 所列：表表 3.13.135t/h35t/h 锅炉锅炉 SNCRSNCR 烟气脱硝方案工程设计参数烟气脱硝方案

9、工程设计参数脱硝系统主要设计参数数值设计负荷范围，%50%100%BMCRNOx 原始排放浓度(干基，6%O)，mg/Nm32250烟气流量，Nm3/h80000设计脱硝效率，%60保证脱硝效率，%6020%氨水耗量，kg/h60/炉设计脱硝装置出口 NOx 排放浓度，mg/Nm3100NH 逃逸量，ppm3102x50t/h循环流化床锅炉 SNCR 脱硝方案64.1 系统概述系统概述以 20%氨水溶液为还原剂进行 SNCR 工程方案设计时，整个 SNCR 系统包括氨水溶液存储系统及氨水溶液喷射系统。还原剂溶液存储系统包括氨水溶液储存系统、高流量循环装置及其电气/控制系统等；氨水溶液喷射系统包

10、括计量与分配装置、氨水溶液喷枪及电气/控制系统等。4.1.1 以氨水为还原剂的存储系统氨水溶液储罐系统包括氨水溶液储罐和氨气吸收罐。氨水溶液储罐。氨水溶液储罐设置 1 只，满足 2 台锅炉 14 天的用量。储罐 304 制造。溶液储罐规格为3mx6.5mH,V=30m3。氨水吸收罐。氨气吸收罐设置 1 只，储罐 304 制造。在适当部位，安装伴热装置，使溶液温度保证在 5C 以上。氨气吸收罐规格为 0 0lmxl.3mH,V=1M3。 高流量循环装置。装置内设置有过滤器、2 台氨水循环泵（1 用 1 备）等。氨水泵采用多级离心泵与背压控制阀相结合,以稳定循环回路内的氨水溶液压力。 电气系统。设

11、置脱硝 MCC 电气柜以完成为各用电设备供电。 控制系统。设置独立的 PLC 系统,以实现对氨水储存系统设备的控制和操作界面。该控制系统可按照要求与电厂辅机等系统通信连接。4.1.2 氨水溶液喷射系统 计量与分配装置。本工程为每台锅炉设置 1 台氨水溶液计量装置和 2 套氨水溶液分配装置。锅炉喷射区的计量装置是一级装置，根据锅炉负荷、燃料、燃烧方式、NOx 水平、脱硝效率等参数的变化,自动调节到锅炉每个喷射区的还原剂流量。 氨水喷射器。本工程拟在锅炉每个分离器进口安装 2 只墙式固定喷射器，具体位置待详细设计时确定。锅炉在不同负荷时反应剂喷射量，可由流体力学模型、动力学模型及物料平衡的计算获得

12、，并通过前馈控制参数（锅炉负荷和蒸汽生产率、及炉内的温度）以及反馈控制参数（尾部烟道 NOx 和 NH 浓度）来进行连续不断的调整，以达到要求3的 NOx 及 NH 控制值。3 电气系统。设置脱硝 MCC 电气柜，以完成为各用电设备供电。 控制系统。设置独立的 PLC 系统，以实现对氨水储存系统设备的控制和操作界面。该控制系统可按照要求与电厂辅机等系统通信连接。2x50t/h循环流化床锅炉 SNCR 脱硝方案74.2 工艺装备工艺装备采用 20%氨水（质量浓度）为还原剂进行 SNCR 工程方案设计，系统包括还原剂溶液存储系统、氨水溶液喷射系统 2 部分。4.2.1 还原剂溶液储存系统采购 20

13、%氨水为锅炉脱硝系统提供所需的还原剂，氨水储存于氨水储罐内，通过高流量循环装置输送供应锅炉脱硝系统用氨水。1）氨水储罐20%氨水储存系统按 1 台氨水储罐设计，氨水储罐总容量按 2 台锅炉 14 天用量设计，单台储罐体积为 30m3。储罐设置液位计、人孔、梯子、通风孔等。2）高流量和压力循环控制系统氨水由高流量和压力循环系统输送给计量和分配装置，配置用于远程控制和监测循环系统压力、流量等仪表。压力控制回路可以调节高流量循环装置，为计量装置提供供应氨水所需的压力，以维持适当的流量和压力。4.2.2 氨水溶液喷射系统该系统布置在炉区，用来将计量后的氨水按要求分配输送至喷射器，通过喷射器注入锅炉内部

14、适当位置。该系统主要由以下部件/装置组成：1）计量装置2）分配装置3）还原剂喷射器4.3 电气部分电气部分本部分主要包括供配电系统和控制与保护两部分。4.3.1 供配电系统1）380/220V 供电系统。2）检修照明系统。3）氨水储存区设置脱硝 MCC 柜，脱硝范围内用电设备由脱硝 MCC 柜供电。4）脱硝氨水储存区域的正常照明电源取自氨水储存区 MCC 柜，炉区正常照明由现有炉区动力箱供电；SNCR 区域和氨水区域的检修电源取自 MCC。2x50t/h循环流化床锅炉 SNCR 脱硝方案84.3.2 控制与保护1）控制方式脱硝系统的电气设备纳入单元机组的 PLC 系统，不设常规控制屏。所有低压

15、空气断路器控制电压采用220AC。2）信号与测量380V 低压所有开关的合闸、 跳闸状态、 事故跳闸、 控制电源消失信号送仪表 PLC 系统。所有电动机的合闸、跳闸状态、事故跳闸、控制电源消失。电气量可送入脱硝 PLC 实现数据自动采集、定期打印制表、实时调阅、显示电气主接线、亊故自动记录及故障追忆等功能4.4 系统控制系统控制4.4.14.4.1 控制系统概述控制系统概述本烟气脱硝系统还原剂的喷射通过前馈控制参数（锅炉负荷、温度）和反馈控制参数（出口 NOx 浓度、氨逃逸量）来进行连续不断的调整。在保持 NOx 排放浓度（或脱硝效率）及 NH3 逃逸率小于设定值的条件下，根据前馈控制参数确定

16、不同负荷时还原剂的喷射量，再以反馈控制参数来调整还原剂的喷射量。当锅炉负荷、原始烟气中 NOx 浓度低于设定值等情况下，停止投加还原剂。4.4.24.4.2 控制方式和水平控制方式和水平本烟气脱硝装置的系统可直接纳入机组 PLC 控制系统，完成数据采集、顺序控制和调节控制功能。脱硝控制系统建成后，可完成对脱硝系统的启/停控制、正常运行的监视和调整、以及异常与事故工况的处理和故障诊断。脱硝控制包括氨水站公用系统、还原剂计量和分配等几部分，控制系统能够完成整个脱硝装置内所有的测量、监视、操作、自动控制、报警及保护和联锁、记录等功能。4.4.34.4.3 氨水供应系统氨水供应系统 PLCPLC 控制

17、系统要求控制系统要求PLC 控制系统的可利用率达到 99.9%。其技术规范满足电力行业要求。烟气脱硝控制系统如图 4.1 所示。2x50t/h循环流化床锅炉 SNCR 脱硝方案9图图 4.44.4SNCRSNCR 烟气脱硝控制系统烟气脱硝控制系统4.5 供货范围清单供货范围清单本项目 SNCR 烟气脱硝系统主要设备供货范围如表 4.2 所列。表表 4.14.1SNCRSNCR 烟气脱硝系统主要设备供货一览表烟气脱硝系统主要设备供货一览表(2x50t/h)(2x50t/h)序号名称规格型号材料重量单位数量备注还原剂储存供应系统1氨水储罐0 03000 x6500mmV=30m3304套12氨气吸

18、收罐0 01000 x1300mmV=1m3304只13多级立式离心泵Q=lm3/hH=135m台2(1 用 1备)4排污泵Q=3m3/hH=20m台15卸氨泵Q=30m3/hH=20m台16计量分配模块304L套22x50t/h循环流化床锅炉 SNCR 脱硝方案106.1真空球阀DN15304只126.2止回阀DN15304只26.3针型阀DN10304只286.4管道及附件304套2二还原剂喷射系统1喷枪本体部分为316L，喷嘴为哈氏合金只82喷枪套管316L套83喷枪连接配件316L套84喷枪密封及套管套8三汽水管道系统1碳钢管道各种规格20#米若干2碳钢管弯头各种规格20#个若干3不锈

19、钢管道各种规格304米若干4不锈钢管弯头各种规格304个若干5不锈钢管三通各种规格304个若干6卡套直通各种规格304个若干7卡套三通各种规格304个若干8各种软管接头各种规格304个若干9阀门 （用于碳钢管道）各种规格组合件个若干10阀门（用于不锈钢管道）各种规格组合件个若干11法兰各种规格20#片若干12法兰各种规格304片若干13螺栓/螺母各种规格套若干14垫片各种规格套若干15支吊架各种规格组合件套若干2x50t/h循环流化床锅炉 SNCR 脱硝方案11四控制系统2x50t/h循环流化床锅炉 SNCR 脱硝方案121控制系统PLC 控制与锅炉DCS 建立通讯套1五仪表系统1氨逃逸仪SICK、西门子套22氨泄漏检测仪梅思安套13烟气分析仪SICK、西门子套24电磁流量计罗斯蒙特、EJA、E+H台25压力变送器罗斯蒙特、EJA、E+H台36就地压力表重庆川仪、上自仪三厂、安徽天康不锈钢台307金属转子流里计只88磁翻板液位计带远传功能支29自力式调节阀台110气动调节阀台211控制电缆ZR-KVV批1就地仪表到就地接线盒电缆12信号电缆ZR-DJYPVP批1就地仪表到就地接线盒电缆131仪表就地接线盒台1五电气系统1MCC 柜台1初定2照明箱台2初定3检修箱台2初定4动力电缆ZR-YJV-0.6/1KV批1MCC 柜至脱硝用电设备电缆2x50t/h循环流化床锅炉 S