3X220t锅炉烟气脱硫脱硝改造技术设计方案(新).jsp

...wd......wd......wd...3×220t/h循环流化床锅炉烟气脱硫脱硝系统改造工程技术方案〔低氮燃烧改造+SNCR+石灰石石膏法升级改造法〕江苏亁峰顺驰电力设备二0一四年六月目录第一局部公司介绍4一、企业简介4二、企业资质及相关证件91.1.各项资质文件91.2.资信证明22三、企业相关业绩一览表23第二局部技术文件24一、工程总说明25二、脱硫改造局部292.1主要技术经济指标292.2亁峰顺驰改进型石灰石石膏法烟气脱硫技术302.3工艺流程302.4脱硫工艺原理322.5第四代石灰石石膏法脱硫工艺的技术特点342.6脱硫工程整体设计改造方案352.7供货范围40三、SNCR烟气脱硝系统总体设计方案413.1总论413.2设计条件433.3脱硝装置性能473.4工艺设计483.5喷枪流量及布置的设计503.6脱硝喷枪布置方案583.7脱硝喷枪强度分析623.8推进器方案633.9产品总体构造及特性643.10喷射系统耐磨及防堵性说明73四、低NOx燃烧技术改造774.1低NOx燃烧系统概述774.2百叶窗水平浓淡别离+SOFA燃烧技术对NOx排放的影响924.3百叶窗水平浓淡别离低NOx技术+SOFA燃烧技术对煤粉燃尽和锅炉效率的影响964.4百叶窗水平浓淡别离低NOx技术+SOFA燃烧技术对炉膛结渣和高温腐蚀的影响98五、工程实施方案1001工程目标1002工程管理与控制1013土建工程施工1095调试工程1106工程进度方案111六、保证值114七、运行费用核算114八、我公司技术人员的服务范围及售后1151、我公司服务范围1152、我公司的义务1163、售后局部117第一局部公司介绍一、企业简介1、企业概况江苏亁峰顺驰电力设备系中国环保产业协会、省环保产业会会员单位，公司始建于1980年，经过二十多年的艰辛创业，公司依靠先进技术、科学管理，企业规模迅速扩大，管理水平不断提高，是集科研开发、生产加工、经营销售、技术服务和人员培训于一体的大型高新技术企业。历次荣获省工商局“重合同守信用企业〞称号，并于同行业中率先通过ISO9001：2000质量管理体系论认证。是全国环保行业百强企业、省环保十强企业。公司占地37500m2，建筑面积12000m2，现有职工568名，工程技术人员63名，其中高级工程师21人。近几年来，随着我国环保意识的逐渐增强，我公司不仅加大力度提高自身的软硬件环境建设，充分发挥多年从事除尘、脱硫及脱销设备生产经营的优势，也更加注重人才的培养和吸纳，公司员工知识水平和职业技能日益提高，涌现出了一批作风硬，技术精的中青年管理、技术、营销骨干。同时公司积极聘请一些国内环保行业著名专家，加强与全国各大高校、科研院所严密深入合作。先后与中国科学院、中国有色研究院、北京钢铁设计研究总院、首钢设计院、包钢设计总院、北方设计院、南京科技大学等十多家国家重点科研院所建设了长期稳固的合作伙伴关系，使公司产品一直处于领先地位，深化成果的转化，为公司进一步开展壮大奠定坚实的根基。公司产品的主要用途是别离工业废气中的细微粉尘，以及烟气中SO2、NOX、CO2治理，变废为宝加以回收利用。所生产的除尘系统、脱硫系统、脱硫脱销一体化系统均质量过硬规格齐全，各项指标均到达或超过国家标准。主要产品有：高压静电除尘器、袋式、旋风、湿式和单机除尘器以及骨架、布袋、电磁脉冲阀、控制仪等各种附机附件；采用的脱硫脱销系统包括了干法脱硫、湿法脱硫等，主要包括：石灰石-石膏法脱硫，氧化镁脱硫、活性焦/炭脱硫、氨肥法脱硫脱销一体化以及双碱法脱硫脱销一体化。也可根据用户的现有实际情况设计加工不同类型的除尘脱硫系统。本公司产品广泛应用于火电厂、冶金、矿山、建材、铸造、化工、烟草、沥青、水泥、机械、粮食、机械加工、锅炉等行业，并且实现了设计—制造—安装—调试—技术培训的一条龙服务。江苏亁峰顺驰电力设备是江苏环保行业的佼佼者。公司从创立至今坚持“科学管理，精细制造，优质高效，锐意创新〞的管理理念，环科公司的战略思想是靠企业强大的实力为后盾、以先进研发，科技创新为支撑、以市场需求为导向、客户满意为宗旨，以大幅让利于客户为市场切入点，以高质量产品进入市场，靠不断提高的产品质量、老实的服务、优惠的价格占领市场，最终打造一个“顺驰〞品牌。公司生产制造严格按照ISO9001质量管理体系执行，从原材料进厂，生产加工到设备出厂都建设完善的质量保证体系。产品的安全性、可靠性、一致性得到了权威机构以及客户的认可。现在“顺驰〞除尘脱硫脱硝设备已畅销全国各地，良好的信誉、一流的产品、合理的价格、周到的服务等形成的整体优势，赢得了稳定的客户群，得到客户的一致好评。但顺驰人满足于现状，顺驰一定会在广阔客户的大力支持下不断开拓进取，靠严格的管理、高效的工作、先进的技术，节能降耗提高质量，不断扩大生产能力，提高服务水平，开创企业的新局面。良好的公司治理、稳定的产品质量和高素质的员工队伍造就了蜚声业务的迅速开展。由于业务量的扩大，原来的厂房已经不能满足生产的需要，一个占地200亩的蜚声工业园已在2009年落成。设有现代化的办公大楼、专家楼、研发中心、工人活动中心等。其中生产车间引进多条先进的全自动生产线，进一步加强设计加工制造能力。2、织构造董事长董事长总经理研发部副总经理副总经理副总经理财务总监技术支持部工程工程部采购部市场部商务部综合部人事部财务部目施工组织构造框图公司总经理公司总经理工程施工经理工程设计质量保证工程施工经理工程设计质量保证本本工程经理部综合管理综合管理财务财务经营核算经营核算物资设备物资设备预决算预决算土建构造设备设备电控电控工艺工艺安装土建安装土建质量调试质量调试安全安全物资物资工程质量保证机构公司总经理公司总经理工程总经理工程总经理主管质量的工程副总经理主管质量的工程副总经理质量经理质量经理工程经理工程经理设计经理设计经理施工经理施工经理安装经理安装经理安全经理安全经理电气电气安装土建施工土建施工队吊装吊装队设备安装设备安装防腐施工防腐施工调试调试3、企业文化公司以“为社会保护环境，为国家节约资源，追求卓越品质，满足客户需求〞为最高目标，通过实施全面的环保节能工程服务，到达社会、客户与自身的“多赢〞。4、开展战略致力于产品化、精深化开发目标，提升技术竞争力。坚持不懈地在现有产品领域做精，逐步沉淀出有竞争力的拳头产品；根据公司实际能力，坚持从做工程到做产品的滚动开展策略，从承接的工程中逐步提炼有市场前景的工程，作为产品精心开发。提升市场开拓能力，锻造市场开拓硬功夫。有方案的开拓、培养电力市场以外的市场，提升工程承接和开发的能力，培养市场核心竞争力，力求开拓新的业务领域，开展壮大公司实力。二、企业资质及相关证件各项资质文件资信证明三、企业相关业绩一览表序号业主建设规模工艺工程地点1阳泉煤业〔集团〕4×330t/hSNCR+SCR山西太原2山东青援食品3×75t/hSNCR山东临沂3山东昆达生物科技1×20t/h+2×75t/h+2×130t/hSNCR山东临沂4贵州芭田生态工程2×75t/hSCR贵州瓮安5鲁西化工2×480t/hSNCR山东聊城6神华国华电力北京热电分公司4×440t/hSNCR+SCR北京市7山西京玉发电责任2×300MWSNCR山西朔州8华能山东莱芜发电2×300MWSNCR山东莱芜9南山铝业2×200MWSCR山东日照10石家庄热电四厂3×75t/h锅炉脱硫工程石灰石石家庄市11湖南湘维3×90t/h锅炉脱硫工程石灰石怀化市12河北隆尧县华瑞热电3×130t/h锅炉脱硫工程双碱邢台市13四川攀枝花钢铁公司360m2烧结烟气除尘脱硫石灰石攀枝花14山西天脊煤化工集团公司3×220t/h锅炉脱硫工程双碱长治市15河北武安钢铁厂180m2烧结机烟气脱硫工程石灰石河北武安16河北邢台晶牛集团430t/h玻璃熔窑烟气脱硫双碱邢台市17河北邯郸峰峰华瑞热电150t/h锅炉烟气脱硫工程石灰石邯郸市18河北沧州献县垃圾处理厂1×200t/h垃圾燃烧锅炉烟气治理工程双碱河北沧州19河北石家庄西柏坡电厂3×300t/h垃圾燃烧锅炉烟气治理工程双碱西柏坡第二局部技术文件一、工程总说明1.1、工程背景现有220t/h锅炉三台，脱硫除尘系统已经投运。烟气脱硫运行过程中存在脱硫率低下以及运行成本过高等诸多问题。现如今随着人们对环境的要求越来越高，以及环保部门对从锅炉烟囱排出的废气物的排放监控越来越严格，排放标准也越来越严厉。根据环保有关规定，SO2的排放浓度要低于100mg/m3,粉尘颗粒物排放浓度要低于30mg/m3,氮氧化合物排放浓度要低于100mg/m3,污染物排入大气必须达标排放。公司领导十分重视环境保护工作，拟针对现行日益严格的环保要求，对锅炉尾气烟气进展处理改造，做到达标排放。1.2、工程目标本工程的目的就是在上述建设背景和有关法规要求下对该工程原有污染物治理和工艺系统进展改造，在不影响现有锅炉工况条件下，使该系统能有效减少中各项污染物的排放，保证尾气达标排放，实现良好的经济效益和环保效益，并尽可能利用现有设施资源，把工程改造费用降到最低。1.3、概述本工程针对现有3台220t/h流化床锅炉脱硫系统采用亁峰顺驰烟气脱硫技术进展改造，将原有简易双碱法系统改为石灰石石膏法系统，三套烟气脱硫塔装置改造、一套新型工艺系统设备、改造配套电气仪表系统。锅炉出口到引风机出口之间工艺系统的所有设备；详细分工界限内容如下〔暂定，最终以招标文件为准〕：a、220T流化床炉脱硫电气仪表系统1套。b、制浆系统1套。c、改建水泥脱硫塔3台。d、、土建改造系统、脱水系统、管道系统3脱硫前烟气中SO2原始排放浓度：设计时按工况下最大SO2浓度6043mg/m3考虑，烟气脱硫后到达如下指标：SO2浓度≤100mg/m3。工程改建后脱硫系统运行时采用石灰石做为脱硫剂。1.3.1、主要特点本除尘脱硫系统主要特点如下：改建后脱硫系统采用3×220t/h流化床锅炉和配一套脱硫系统脱硫的处理方式。改造后的脱硫系统采用空塔喷淋塔吸收技术，塔内喷淋及布流装置采用最优化设计，液气比远远低于传统的石灰石-石膏法烟气脱硫技术，液气比仅为4.85L/Nm3。脱硫系统采用多级液固别离技术及优质的压滤设备，脱硫副产物硫酸钙含水量低于10%，为半干态排放，无漏水及扬尘现象。整套脱硫系统的压力损失〔压差〕在1000~1200Pa。脱硫塔直径9.2m〔与原塔直径一样〕。工艺局部改造原有沉淀池和滤清液循环系统利用，整个脱硫系统无废水外排。脱硫系统本着节约用电，降低成本的原那么，不选用耗电高、功率大，效率底的电机、泵。增加石灰石灰仓一套，乳液罐二个，改造原有石灰乳液罐使其增高500mm,两个乳液罐底部各增加除渣机一套，提高石灰石的可利用率；增加曝气装置一套，提高Ca+与Na+置换反响速率，增加循环水池出渣系统一套，提高沉淀效率。尽可能使脱硫系统对环境无污染，包括水、空气、产物外排、噪音等均到达了国家行业、公司的最高要求。脱硫设施运行后不影响锅炉工况。脱硫工艺与设备技术先进，运行稳定可靠，操作维修简单易行。1.4、设计依据1.4.1表1-1烟气参数工程单位数据烟气量〔工况，湿基〕m3/h750000烟气温度℃130烟气压力Pa-450～-110SO2浓度〔工况，湿基〕mg/Nm36043颗粒物浓度mg/m3501.4.2气象资料大气温度年平均气温13.3极端最高气温*42.5极端最低气温*-19室外计算〔干球〕温度冬季采暖计算温度*-7冬季通风计算温度-23℃冬季空气调节计算温度-19℃夏季通风计算温度*32夏季空气调节计算温度35.3夏季空气调节计算湿球温度27.6夏季空气调节日平均温度31最热月平均温度*26.9最冷月平均温度*-29℃相对湿度〔%〕A.最冷月月平均室外计算相对湿度*59%B.最热月月平均室外计算相对湿度*79%最热月14小时平均室外计算相对湿度53%3)大气压力A.冬季*1020.0hPaB.夏季*998.2hPa4)室外风速A.冬季平均室外风速22.5m/sB.夏季平均室外风速12.4m/sC.最大月份〔四月〕平均室外风速*23.2m/sD.历年最大风速*29.0m/s5)最多风向及频率A.年主导风向C〔静稳〕18%S〔南〕14%N〔北〕13%B.冬季风向C〔静稳〕21%N〔南〕14%S〔北〕10%C.夏季风向C〔静稳〕18%S〔南〕14%N〔北〕12%6)最大冻土深度139cm1.4.3标准标准国家现行的各专业设计标准和标准；国家及地方相关法律、法规。?建设工程〔工程〕竣工验收方法?〔国家计委1990〕?建设工程环境保护竣工验收管理方法?〔国家环境保护局2001〕表1-2设计所依据的国家现行的各专业设计标准和标准GB9078-1996工业窑炉大气污染物排放标准GB16171-1996炼焦炉大气污染物排放标准GB13223-2003火电厂大气污染物排放标准GB13271-2001锅炉大气污染物排放标准环发[2002]26号燃煤二氧化硫排放污染防治技术政策GB8978-1996污水综合排放标准GB3097-82海水水质标准GB16297-1996大气污染物综合排放标准GB18599GB3095环境空气质量标准DL/T621交流电器装置的接地DL/T5044火灾自动报警系统设计标准HJ/T76固定污染源烟气排放连续监测系统技术要求及检测方法GB18599DL/T5196-2004火力发电厂烟气脱硫设计技术标准1.5、设计改造原那么亁峰顺驰石灰石石膏法脱硫技术是专门为中大型电力企业烟气脱硫工程开发出的烟气脱硫技术，本方案设计严格按照投资省、运行费用低、脱硫效率高〔≥99%〕、占地面积小、副产物为半干态、无任何污水外排、无二次污染的原那么进展设计。脱硫剂直接用石灰石粉末,无需对石灰石粉末进一步加工,耗水量少。脱硫塔兼有脱硫、除尘双效功能，处理后的副产物为半干态。本设计方案提供的除尘脱硫系统和有关设备及资料和服务等满足技术标准书和有关工业标准要求。本设计方案提供的除尘脱硫系统为亁峰顺驰成熟技术，具有在电厂环境下运行的条件。本设计按照成熟、可靠、先进、实用的原那么，每一项技术和装备的选用要确保操作稳定、可靠、生产低成本的效果。采用先进可靠的工艺技术，确保锅炉烟气脱硫装置能安全、环保、节能稳定地连续生产。工程自动化控制水平遵循成熟、可靠、先进、实用、有利于操作稳定和安全生产、性价比高的原那么。1.6、设计改造内容本烟气脱硫系统改造设计包括以下内容：工艺系统改造包括增加制浆系统〔氢氧化钙制备系统〕、增加石灰石浆液输送系统、循环水池改造、增加曝气装置一套、增加除渣系统一套。脱硫塔系统改造包括增设脱硫液循环系统、塔前烟气温度调节系统、增加脱硫剂输送系统、工艺水冲洗系统、3台原有脱硫塔的改造加固、电气系统的变动、以及管道、保温、防腐等施工、制造、安装、调试等内容。另外还包括整个处理系统的电气、PLC控制系统等。二、脱硫改造局部2.1主要技术经济指标本方案改造3台220t/h锅炉烟气脱硫的烟气量为750000m3/h。脱除SO2约为19000吨/年。表1.6主要技术经济指标序号工程单位数量备注1处理烟气量m3/h750000m3/h工况2入口SO2浓度mg/Nm360433脱硫效率%≥994脱除SO2量kg/h26395出口SO2浓度mg/Nm3≤1006入口烟气温度℃1307出口烟气温度℃≤608出口烟尘浓度mg/Nm3≤309系统压力损失Pa1000～120010钙硫比(Ca/S)mol/mol≤1.0311电负荷kWh42012工艺水耗t/h2.8313脱硫剂耗量kg/h2.95碳酸钙160元/吨14年利用小时数h720015装置负荷适应范围%30~11016装置使用寿命年3017装置可利用率%952.2亁峰顺驰改进型石灰石石膏法烟气脱硫技术亁峰顺驰公司依托于中国科学院，在国内外先进的湿法烟气脱硫技术的根基上，通过中国科学院有关专家对湿法烟气脱硫的研究，自主开发出亁峰顺驰第四代石灰石石膏法脱硫工艺。2.3工艺流程A技术要求我方根据本厂方现场情况要求，提供完整的烟气脱硫装置工艺系统的基本设计和详细设计，以及规定范围的供货和服务，并保证脱硫装置的性能。脱硫装置满足如下运行特性：原那么上，脱硫装置能适应锅炉最低稳燃负荷〔燃烧设计30%〕工况和110%工况之间的任何负荷。脱硫装置在没有大量的和非常规的操作或准备的情况下，能通过冷或热起动程序投入运行；特别是在锅炉运行时，脱硫装置和所有辅助设备能投入运行而对锅炉负荷和锅炉运行方式不能有任何干扰。而且脱硫装置必须能够在烟气污染物浓度为最小值和最大值之间任何点运行，并确保污染物的排放浓度不大于保证值。我方提供脱硫系统停运的温度，但最低停运温度不低于130℃。〔2〕整套脱硫系统及其装置的设置能够满足整个系统在各种工况下自动运行的要求，脱硫装置及其辅助设备的启动、正常运行监控和事故处理在脱硫控制室实现完全自动化，而不需要在就地进展与系统运行相关的操作。如果某台设备出现故障(例如水泵等)，备用设备将自动投入运行，且不会影响装置的运行。整个系统的控制功能由我方提供的脱硫_PLC实现。〔3〕在装置停运期间，各个需要冲洗和排水的设备和系统(如：石灰和石膏浆液系统的泵、管道、箱罐等)必须在不需要过多的或非常规的准备和操作的情况下就能实现冲洗和排水。在短期停运或事故中断期间，主要设备和系统的排水和冲洗能通过脱硫_PLC的远方操作实现，包括石灰石浆液或石膏浆液管道和其他所有与石灰石或石膏浆液接触的设备。〔4〕对于容易损耗、磨损或出现故障并因此影响装置运行性能的所有设备〔例如吸收塔喷嘴、泵等〕，即使设有备用件，也设计成易于更换、检修和维护。〔5〕自动运行方式需要的或布置在运行人员在平台走道上时手不能及之处的全部阀门和挡板等配置气动/电动执行器。〔6〕烟道和箱罐等设备配备足够数量的人孔门，所有的人孔门使用铰接方式，且能容易开/关。所有的人孔门附近设有维护平台。〔7〕所有设备和管道，包括烟道、膨胀节等在设计时必须考虑设备和管道发生故障时能承受最大的温度热应力和机械应力。〔8〕所有设备和管道，包括烟道的设计考虑最差运行条件〔压力、温度、流量、污染物含量〕及事故情况下的安全裕量。〔9〕所有设备与管道等的布置考虑系统功能的实现和运行工作的方便。〔10〕所有设备和电动机的冷却方式尽可能不采用水冷却。B改造后的脱硫工艺系统设计原那么脱硫工艺系统主要由石灰浆液制备系统、烟气系统、SO2吸收系统石膏脱水系统、工业水系统、杂用和仪用压缩空气系统〔气源由业主提供〕等组成。工艺系统图参见附图。工艺系统设计原那么包括：〔1〕脱硫工艺采用湿式石灰—石膏法。〔2〕脱硫装置采用改造原有系统一炉一塔的形式，确能保证烟气二氧化硫按国家规定的标准排放。每套脱硫装置的烟气处理能力为锅炉110%工况时的烟气量。脱硫效率按不小于95%设计。〔3〕脱硫系统设置100%烟气旁路，以保证脱硫装置在任何情况下不影响锅炉的安全运行。〔4〕吸收剂制浆方式采用厂外来石灰。〔5〕脱硫副产品—石膏脱水后含湿量<20%，为综合利用提供条件。〔6〕脱硫系统排放的烟气不对烟囱造成腐蚀、积水等不利影响。〔7〕脱硫设备年利用小时按7200小时考虑。〔8〕脱硫装置可用率不小于95%。〔9〕脱硫装置服务寿命为30年。4.3脱硫除尘装置布置原那么4.3.1总平面布置根据工厂总平面布置的规划，脱硫区整体布局紧凑、合理，系统顺畅，节省占地，节省投资。浆液循环泵、石膏浆泵紧凑布置在吸收塔周围。吸收塔的氧化风机集中布置。4.3.2管线布置工厂内各种管线和沟道，包括架空管线，直埋管线、与脱硫区外沟道相接时，在设计分界限处标明位置、标高、管径或沟道断面尺寸、坡度、坡向管沟名称，引向何处等等。有汽车通过的架空管道净空高度为5.5米，室内管道支架梁底部通道处净空高度为2.2米。2.4脱硫工艺原理除尘原理烟气中大局部粉尘经除尘器脱除。剩余粉尘在吸收塔中脱除。含尘烟气通过进口烟道进入吸收塔，烟气被水均匀的喷入，由于烟气高速运动，因此喷入的水被其溶化成细小的水雾，湿润了烟气中的灰尘。在这个过程烟气中的灰尘被湿润，使它的重量加大而有利于被离心别离，在高速呈絮流状态中，由于水滴与尘粒差异较大，它们的速度差也较大。这样，灰尘与水滴就发生了碰撞凝聚，尤其是粒径细小的灰尘料可以被水雾水溶，这样含尘气体被水湿润，尘粒随水流到吸收塔底部，从溢水孔排走，在吸收塔底部有清理孔便于进展清理。净化后的气体，通过除雾器除水后排放。脱硫原理1吸收原理吸收液通过喷嘴雾化喷入吸收塔，分散成细小的液滴并覆盖吸收塔的整个断面。这些液滴与塔内烟气逆流接触，发生传质与吸收反响，烟气中的SO2、SO3被吸收。SO2吸收产物的氧化和中和反响在吸收塔底部的氧化区完成并最终形成石膏。为了维持吸收液恒定的pH值并减少石灰耗量，石灰浆液被连续参加吸收塔，同时吸收塔内的吸收剂浆液被搅拌机、氧化空气和吸收塔循环泵不停地搅动，以加快石灰在浆液中的均布和溶解。2化学过程〔1〕吸收反响烟气与喷嘴喷出的循环浆液在吸收塔内有效接触,循环浆液吸收大局部SO2，反响如下：SO2＋H2O→H2SO3〔溶解〕H2SO3⇋H＋＋HSO3－〔电离〕吸收反响的机理：吸收反响是传质和吸收的的过程，水吸收SO2属于中等溶解度的气体组份的吸收，根据双膜理论，传质速率受气相传质阻力和液相传质阻力的控制，吸收速率＝吸收推动力/吸收系数〔传质阻力为吸收系数的倒数〕〔2〕中和反响吸收剂浆液被引入吸收塔内中和氢离子，使吸收液保持一定的pH值。中和后的浆液在吸收塔内再循环。中和反响如下：Ca2＋＋CO32－＋2H＋＋SO42－＋H2O→CaSO4·2H2O＋CO2↑2H＋＋CO32－→H2O＋CO2↑中和反响的机理：中和反响伴随着石灰的溶解和中和反响及结晶，由于石灰较为难溶，因此本环节的关键是，如何增加石灰的溶解度，反响生成的石膏如何尽快结晶，以降低石膏过饱和度。中和反响本身并不困难。〔3〕氧化反响一局部HSO3－在吸收塔喷淋区被烟气中的氧所氧化，其它的HSO3－在反响池中被氧化空气完全氧化，反响如下：HSO3－＋1/2O2→HSO4－HSO4－⇋H＋＋SO42－氧化反响的机理：氧化反响的机理基本同吸收反响，不同的是氧化反响是液相连续，气相离散。水吸收O2属于难溶解度的气体组份的吸收，根据双膜理论，传质速率受液膜传质阻力的控制。〔4〕结晶过程CaSO3+1/2H2O→CaSO3·1/2H2OCaSO4+2H2O→CaSO4·2H2OCaSO3的结晶可以理解为一个中间过程,CaSO3·1/2H2O结晶体经氧化后最终生成石膏结晶体。脱硝原理烟气进入吸收塔，与喷淋而下的碱液接触时，氮氧化物会与碱液反响，从而到达脱除少局部氮氧化物的效果。为了进一步增大设备的脱硝效率，在设备上设有喷嘴，向下喷淋碱液，与残留氮氧化物反响、净化，净化后的烟气上升至除水折流板，脱水后经引风机进入烟囱排入大气。二噁英脱除原理因二噁英在低温(200℃以下)下是以固态的形式吸附在粉尘外表,因而喷水降温即能大大减少烟气中的二噁英。本工程采用湿法工艺,在脱硫反响器内,通过喷淋,在较短的时间内使烟气温度80℃左右,利用低温进展高效脱除二口恶英。此外除尘器能够同时去除吸附在粉尘上的局部二噁英。2.5第四代石灰石石膏法脱硫工艺的技术特点采用第四代石灰-石膏湿法脱硫主要有以下优点：〔1〕脱硫效率高。石灰—石膏湿法脱硫工艺脱硫率高达99%以上，脱硫后的烟气不但二氧化硫浓度很低，而且烟气含尘量也大大减少。

〔2〕技术成熟，运行可靠性好。国外石灰一石膏湿法脱硫装置投运率一般可达98%以上，由于其开展历史长，技术成熟，运行经历多，因此不会因脱硫设备而影响设备的正常运行。特别是新建脱硫工程采用湿法脱硫工艺，使用寿命长，可取得良好的投资效益。〔3〕吸收剂资源丰富，价格廉价。作为石灰一石膏湿法脱硫工艺吸收剂的石灰石，在我国分布很广，资源丰富，许多地区石灰石品位也很好，碳酸钙含量在90%以上，优者可达95%以上，制得石灰价格也低廉。运行费用低。〔4〕脱硫副产物便于综合利用。石灰一石膏湿法脱硫工艺的脱硫副产物为脱硫石膏。在日本、德国脱硫石膏年产量分别为250万吨和350万吨左右，基本上都能综合利用，主要用途是用于生产建材产品和水泥缓凝剂。脱硫副产物综合利用，不仅可以增加厂效益、降低运行费用，而且可以减少脱硫副产物处置费用，延长灰场使用年限。〔5〕技术进步快。近年来国外对石灰一石膏湿法工艺进展了深入的研究与不断的改进，如吸收装置由原来的冷却、吸收、氧化多塔合为一塔，塔内流速大幅度提高，喷嘴性能进一步改善等。通过技术进步和创新，可望使该工艺占地面积较大等问题逐步得到妥善解决。2.6脱硫工程整体设计改造方案乙方根据厂方原有系统和现有实际情况要求，将原有石灰石石膏法脱硫系统，补充改造成为完整的石灰石石膏法烟气脱硫装置工艺系统并保证脱硫装置的性能。改造后的脱硫系统与锅炉运行匹配，脱硫装置保证能快速启停，且在锅炉负荷波动时有良好的适应特性。乙方保证脱硫装置和所有相关的辅助设备的负荷适应范围和响应速度与现有锅炉相一致，即负荷变化范围为70%BECR～150%BMCR时，响应速度大于5%/min。改造后的装置满足如下运行特性：全套烟气脱硫装置包括辅助设施适应锅炉在最小和最大负荷范围〔70%BECR～150%BMCR〕的任何负荷点运行。装置在没有大量的和非常规的操作或准备的情况下，能通过冷或热起动程序投入运行；特别是在锅炉运行时，装置和所有辅助设备能投入运行而对锅炉负荷和锅炉运行方式不会有任何干扰。而且装置能够在烟气污染物浓度为最小值和最大值之间任何点运行，并确保装置的排放指标不超出保证值。装置故障及退出运行不会影响发电机组的正常运行，整个系统的控制功能由乙方提供的FGD-PLC实现。FGD装置及其辅助设备的运行和监控在FGD控制室实现完全自动化。如果某台设备出现故障〔例如水泵等〕，备用设备应自动投入运行，且不会影响装置的运行。因此对整个装置的运行是很重要和必需的设备，乙方应提供备用设备。在装置停运期间，各个需要冲洗和排水的设备和系统〔如石灰和脱硫液系统的泵、管道、箱罐等〕无需做过多的或非常规的准备和操作即可实现冲洗和排水。在短期停运或事故中断期间，主要设备和系统的排水和冲洗均能通过中心控制室的远方操作实现，包括石灰脱硫液或脱硫渣管道和其他所有与石灰或脱硫渣接触的设备。对于容易损耗、磨损或出现故障并因此影响装置运行性能的设备〔例如吸收塔喷嘴、泵等〕，设有备用件，同时亦设计成易于更换、检修和维护。乙方对自动运行方式需要的全部阀门配置气动执行器。烟道和箱罐等设备配备足够数量的人孔门，且容易开/关。所有的人孔门附近均设有维护平台。所有设备和管道，包括烟道、膨胀节等在设计的时候应考虑设备和管道发生故障时能承受最大的温度热应力和机械应力。所有设备和管道，包括烟道的设计应考虑最差运行条件〔压力、温度、流量、污染物含量〕及事故情况下的安全裕量。乙方在设计中所选用的材料保证适应实际运行条件，包括考虑适当的腐蚀余量，特别是使用两种不同钢材连接时采取适当的措施。乙方在布置所有设备与管道的时候应充分考虑系统功能的实现和运行工作的方便。2.6.1FGD改造后的FGD工艺系统主要由脱硫剂制备系统、烟气系统、SO2吸收系统、脱硫液循环系统、脱硫渣脱水系统等组成。工艺系统改造设计原那么包括：新脱硫工艺采用FGD石灰石石膏法烟气脱硫工艺，乙方保证烟气脱硫工艺是成熟和先进的。本脱硫装置规模为一炉1塔。3台脱硫设备公用1整套脱硫工艺装置。处理3台220t/hBMCR工况下100%的烟气量〔单台：750000m3/h〕，其中瞬时能满足BMCR工况下150%的烟气量。吸收塔脱硫率按≥99%设计。脱硫系统自成体系，脱硫系统设置100%烟气旁路，脱硫装置在任何情况下均不会影响发电机组的安全运行。脱硫系统不设置独立的脱硫增压风机，如果原风机还有8000Pa的风压余量〔含布袋除尘器系统〕，那么对原引风机不做新动，在脱硫系统正常运行或事故状态时均不会影响发电系统本身的运行。脱硫装置在尽量少新动或折迁地面管道和地下设施的前提下，因地制宜，合理布局，尽可能减少改建脱硫装置的占地面积。公共设施包括：脱硫剂制备系统、脱硫液循环系统、控制系统、渣处理系统。脱硫剂采用外购石灰粉。为了最大限度的减少工艺水的消耗量，乙方在设计中充分考虑了工艺水的循环利用。真空皮带过滤机的滤液和冲洗水聚集至沉淀池再利用，使工艺水的补给量最小。脱硫设备按发电机组实际年平均运行时间7200小时考虑。改造后的FGD系统的可用率≥95%。FGD装置设计寿命不小于30年。2.6.21)烟气流程锅炉烟气从布袋除尘器出来后，通过新造后的二氧化硫吸收系统进入引风机，到烟囱排出。在脱硫系统中，烟气先经过入口处急冷喷淋的降温，然后进入吸收塔，在塔内完成脱硫洗涤，干净烟气由塔内除雾器除雾脱水，最后由引风机出来的热空气混合提高排烟温度后通过烟囱排空。由于采用布袋除尘器后的烟气脱硫，所以对现有布袋除尘器的运行状态不会产生任何影响。不会新变布袋除尘器干灰的质量，不会对布袋除尘器产生任何腐蚀。脱硫液流程脱硫液〔钠盐〕在吸收塔内与二氧化硫充分接触、反响后，由在塔底流入循环再生池；经过反响池，与石灰脱硫液进展再生反响。反响后进入沉淀池，清液返回脱硫液缓冲池，在缓冲池中补充一定量的钠碱液，然后用回流泵泵送至吸收塔的一级一级喷淋从而与烟气接触；使脱硫液形成循环。脱硫副产物后处理流程脱硫液在反响池再生后，钙离子得到再生，二氧化硫以半水亚硫酸钙的形式在沉淀池内沉淀下来，上清液回流到脱硫液流程中循环使用。脱硫渣经过脱水机进一步脱水，皮带上的物料层厚度为一定值以确保脱水性能，过滤层通过脱硫渣冲洗水及下面的真空来冲洗和脱水，使最后产物的含固率到达75%。2.6.3技术要求3台220t/h锅炉用1套公共系统,能瞬时满足1.15倍锅炉气量共用1套工艺系统的特殊情况。脱硫清液通过循环泵从缓冲池送至塔内喷嘴，喷雾液滴与烟气接触发生化学反响吸收烟气中的SO2，脱硫液再生泵将脱硫液从吸收塔送到脱硫液循环系统。脱硫后的烟气夹带的液滴在吸收塔出口的除雾器中收集，使净烟气的液滴含量不超过保证值85mg/m3。吸收塔和整个脱硫液循环系统进展了优化设计，保证脱硫效率及其他各项技术指标到达合同要求。SO2吸收系统包括吸收塔、吸收塔循环泵、脱硫液再生泵、除雾器、冲洗、事故喷淋等几个局部，还包括辅助的放空、排空设施。所有设备的噪音符合生产环境的要求。2.6.4吸收塔2.6.4.1设计建造3套石灰石石膏法湿式脱硫吸收塔，采用四层喷淋、三层除雾的形式。包括喷嘴及所有内部构件、除雾器、塔体防腐涂料及外紧固件等。塔内防腐及外部钢构造〔如平台扶梯等〕的施工也在原除尘器上完成。新造后使得吸收塔内所有部件能承受最高入口烟气温度的冲击，高温烟气不会对任何系统和设备造成损害。新造后的吸收塔底面设计能保证完全排空脱硫液，吸收塔内配有足够的喷咀。塔的整体设计应方便塔内部件的检修和维护，吸收塔内部的导流板、喷淋系统和支撑等尽可能不堆积污物和结垢，并且设有通道以便于清洁。吸收塔烟道入口段能防止烟气、液体倒流和固体物堆积。2.6.改建吸收塔3座，详细规格见下表。为确保塔体渗漏、耐磨的需要，塔体采用了一种特殊涂料。吸收塔外形尺寸及设计参数工程220t/h燃煤锅炉吸收塔内径与原塔尺寸一样塔体高度与原塔尺寸一样塔内液气比＜4.5L/Nm3全塔压降＜1200Pa吸收塔脱硫效率≥99%吸收塔内喷淋层4层除雾器层3层在吸收塔进口处设置急冷段，急冷段设置雾化喷嘴，利用喷淋装置进展急冷降温和预脱硫除尘除酸作用，喷嘴采用特殊雾化喷嘴。在吸收塔中部装有三层旋流雾化喷头，吸收液由喷头内喷出，并雾化成微滴，与由下而上逆流而来的烟气进展充分的气液接触。保证吸收塔脱硫率到达95%以上。吸收塔文丘里棒的独特构造，具有液气接触面积大、液滴的一次雾化及吸收的特点，使得整个系统的吸收效率大大增加。2.螺旋喷嘴是众多喷嘴中最具特色的一种。液体通过与连续变小的螺旋线体相切和碰撞后，变成小液滴喷出，并且喷嘴腔体内从进口至出口的畅通的通道设计最大程度的减少了阻塞现象的发生。螺旋喷嘴的主要使用特点如下：1〕、使用效率高。在4公斤使用压力下，单个喷嘴的流量可以到达2.5吨/小时。2〕、雾化效果好。3〕、防堵塞。4〕、喷雾速度高。5〕、物理尺寸小，构造紧凑。在喷淋段上部，安装塔内件清洗装置和组合除雾装置等，塔内设有温度监控仪，塔体压降监测仪，塔体上设有检修人孔，操作平台等附属设施。2.6.4吸收塔内设有塔内喷淋系统。吸收塔内部喷淋系统由分配管网和喷嘴组成。改造后的喷淋系统的设计能够合理分布要求的喷淋量，使烟气流向均匀，并确保石灰脱硫液与烟气充分接触和反响。喷淋层上安装120°实心锥型螺旋喷嘴，喷嘴采用低压喷嘴，采用螺纹与管道连接。脱硫液喷淋分配管采用FRP。所有喷嘴能防止快速磨损、结垢和堵塞，喷嘴材料采用碳化硅或相当的材料制作。喷嘴与管道的设计特别考虑到便于检修，冲洗和更换。2.6.4除雾器安装在吸收塔上部，用以别离净烟气夹带的雾滴。除雾器的设计保证具有较高的可利用性和良好的去除液滴效果。除雾器系统的设计特别注意到FGD装置入口的飞灰浓度的影响。该系统还包括去除除雾器沉积物的冲洗和排水系统，运行时根据给定或可变化的程序，既可进展自动冲洗，也可进展人工冲洗。乙方根据以往工程经历在吸收塔除雾器上部增加设置一层冲洗喷嘴，该层喷嘴可以提供在异常情况或检修时对除雾器进展人工冲洗，以确保除雾器的高可靠性。除雾器冲洗系统能够对除雾器进展全面冲洗，不存在任何未冲洗到的外表。冲洗水的压力通过FGD-PLC进展监视和控制，冲洗水母管的布置能使每个喷嘴基本运行在平均水压。除雾器冲洗用水为FGD工艺水，由单独设置的除雾器冲洗水泵提供。2.6.4.6吸收塔脱硫液循环泵〔增加吸收塔循环泵满足如下特殊要求：吸收塔循环泵将缓冲池内的吸收剂脱硫液循环送至喷嘴，循环泵按照单元制设置。循环泵为离心泵，叶轮为钢制外衬橡胶。循环泵配有油位指示器、机械密封、联轴器罩设备。循环泵设计便于拆换和维修。增加循环水泵3台〔循环水量为380m3/h，扬程58米〕，增加了液气比，增大了喷咀的压力，提高了覆盖面积，从而提高脱硫效率，确保脱硫效率可达95%以上。2.6.5脱硫液循环系统本工程中三脱硫塔共用一套脱硫液循环系统。将原有脱硫液循环系统改建为：反响池、沉淀池、脱硫液缓冲池、再生泵、回流泵、缓冲泵、钠碱加药泵、石灰浆液泵及管道、阀门和流量计等。整个脱硫液循环系统充分利用水池的位差，利用水力学原理，使系统的能耗最省。系统的转动设备为循环泵，其他皆为静设备，所以系统的维护相当简单。脱硫液循环系统浆液管道能防止磨损和腐蚀，防止浆液沉淀的形成。浆液管道流速为1~4m/s。浆液管配备自动冲洗和排水系统。在装置关闭和停运期间，对浆液管道系统的各个设施进展排放和冲洗。甚至在短期停运时，也进展必要的排放和冲洗，且由FGD控制室远方控制完成。输送浆液管道的布置尽可能短，尽量减少弯头数量，以防止浆液在管道中沉淀。为了强化反响的强度，在反响池内设有机械搅拌器。2.6.6脱硫渣综合处理与利用本工程产生的脱硫产物，有畅通的送出设计。沉淀池底的浓浆用脱硫渣泵送至灰渣处理系统〔板框压滤机处理〕。2.7供货范围供货内容至少包括但不限于如下所述〔见附件〕。三、SNCR烟气脱硝系统总体设计方案3.1总论3.1.1前言为便于3×50MW机组工程烟气脱硝装置的安装、调试与运行维护等工作，确保脱硝装置的性能到达合同技术标准和设计文件的要求，特编制本工程烟气脱硝装置设计说明书。本工程烟气脱硝装置的设计、设备供货、调试及验收督导由江苏亁峰顺驰电力设备负责。江苏亁峰顺驰电力设备保证提供全新的并有成功业绩和高效可靠的燃煤电厂烟气脱硝产品，同时满足我国有关安全、环保等法规、标准的要求。本工程烟气脱硝装置配蒸发量为220t/h的高温高压机组燃煤锅炉，脱硝装置采用非选择性催化复原〔SelectiveNon-CatalyticReduction，简称：SNCR〕法全烟气脱硝；脱硝装置反响器布置于锅炉内部。脱硝装置采用氨作为复原剂，其制备和供应采用液氨供应系统。在现阶段设计煤种及校核煤种、锅炉最大工况(BMCR)、处理100%烟气量条件下脱硝效率不小于80%实施，脱硝装置构造及相关系统按脱硝效率不小于85%规划设计，在80%和85%脱硝效率两种工况下均进展低氮燃烧系统改造。机组工程烟气脱硝装置设计的基本信息，脱硝装置的安装、调试与运行维护管理需按照本工程的相关设计图纸、各设备运行维护操作手册及其它相关要求执行，未尽事宜尚需遵照国家和电力行业相关标准、标准和规程的要求执行。3.1.3标准标准设计符合相关的中国法律及标准、以及最新版的ISO和IEC标准。与安全、环保、安康、消防等相关的事项严格执行中国国家及地方有关法规、标准。设计符合德国鲁奇能源环保脱硝技术标准要求和DBC企业标准。3.1.4设计供货范围与分工设计与供货范围亁峰顺驰负责脱硝系统的全部基本设计和局部详细设计，消防、暖通的详细设计不在我公司范围内，由我公司提出要求，业主方自理。采用我公司与西安航天动力研究所自主研发的具有国际领先水平的SNCR喷射技术，该技术通过先进的数值计算分析与实验室试验相结合。对循环流化床锅炉进展全数值模拟，得到不同运行工况条件下的NOx浓度，速度场及温度场的分布规律。利用现有的试验系统，将对喷射系统的雾化特性进展全方位的分析，合理选取最优性能的喷射系统，可在较低的氨氮比条件下实现较高的脱硝效率，在保证氨逃逸的根基上系统脱硝效率可达80%，降低了SNCR系统运行过程中的喷氨量。利用自主开发的循环流化床锅炉热过程数值分析软件、分析锅炉内及旋风别离器内速度场的分布规律，得到适合于不同工况条件下的SNCR喷射温度窗口区域，速度场分布规律，设计喷枪的布置位置；根据数值分析计算出的NOx分布规律，结合实际现场测量数据，布置SNCR喷枪数量。本改造工程设计氨水为复原剂的SNCR系统。从液氨储罐来的液氨被送入稀氨器配制成5%-20%浓度左右的稀氨水，然后被氨水输送泵送入氨水储罐中，使用时，氨水供应泵将氨水储罐中的氨水加压后通过墙式喷射器与长枪喷射器将其喷入到炉膛中，经炉膛中炉膛高温烟气作用，分解出氨气，参与NOx的复原反响。循环泵模块由两个泵并联组成，两个泵可供应循环流化床锅炉满负荷所需的氨水供应量，两台循环泵互为备用。泵入口通过吸入管线和氨水罐连接，出口通过三通连接通往炉内的氨水水供应管线和回流管线。回流管和吸入管在泵和储罐之间建设一个回路，氨水水注射管线在三通下游设置一个气动开关球阀控制氨水向炉内的供应和切断。运行时，氨水泵为定负荷运行，通过设定氨水回流的量来确定喷氨量。稀释水加压泵及其控制系统所含设备与氨水一样。整个氨水供应系统运行时，压力的平衡点在总管的三通处，回流管流量变化通过回流管线上的调压阀调节。SNCR系统设有一个流量计量模块，包括一个布置在开关阀和流量调节阀之间的流量计构成。计量模块管线上设置现场压力表和压力开关，压力开关的压力信号送往DCS系统，作为氨水量的反响信号。装设在炉内出口的NOx测量信号送到DCS系统，经过特定算法，通过DCS向调节阀发送指令信号。氨水水在计量管线后有一个氨水流量分配模块，在氨水流量分配模块中，每支喷枪前都设置了差压流量计，用于监视每支喷枪的了氨水流量。通过差压流量计后的阀门开度调节，而实现每支喷枪之间流量的均匀分配。喷枪在炉外设置两路接口，一路为氨水，一路接雾化空气。雾化空气在喷枪前的压力通过空气总管的调压阀实现，枪前压力为4~6Bar，以满足最正确的雾化效果。系统中氨管线以及阀门全部采用耐腐蚀的304SS不锈钢材质。氨水储罐为不锈钢，保证对氨水的耐腐蚀性要求。喷射器是喷雾系统的核心也是整个SNCR〔喷氨〕系统的关键部件。喷射器在旋风别离器入口的两侧壁上各布置2根喷枪,以保证整入口雾场的均匀分布。整个喷雾系统都有自反响和自动调节功能，通过在线监测出口〔或烟囱出口〕NOx排放值，利用反响系统自动调节和控制氨水喷射量，在保证脱硝效率前提下减少系统运行成本。喷射器能适应不同的稀氨水的流量，在流量变化幅度较大时也能保持优良的雾化效果。喷枪自带气动推进器，在紧急情况下可以自动退出炉内，确保喷枪的安全性，提高系统整体可靠性和使用寿命。为配合完成烟气脱硝装置技术工作，以下设计工作由其他有关单位完成：脱硝装置氨供应系统，脱硝工程中SNCR装置本体支撑钢架根基，脱硝氨站区域设备根基、建〔构〕筑物详细设计〔施工图设计〕,脱硝工程中供水、供电、供气〔汽〕等至各设计分界。3.2设计条件3.2.1主厂房设备布置本期装设50MW燃煤汽轮发电机组，锅炉为高温高压循环流化床炉，单炉膛、一次再热、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊构造Π型锅炉。本工程发电机组同步建设锅炉烟气脱硝装置，位于锅炉尾部，呈露天布置，由江苏亁峰顺驰电力设备设计和成套供货。3.2.2环境条件多年平均大气压力 1008.1hPa多年平均大气温度 16.9多年平均相对湿度 81%多年最热月平均气温 28.9多年最冷月平均气温 4.6历年极端最高气温 39.0历年极端最低气温 -12.0多年平均降水量 1400.6最大一日降水量(24h) 143.9多年最大积雪深度 0.27最大冻土深度 0.05m最冷季主导风向 NNW风最热季主导风向 NW风3.2.3煤质、灰份和点火油资料煤质分析资料表2-1煤质分析项目符号单位设计煤种校核煤种元素分析收到基碳Car%60.0955.4收到基氢Har%2.941.89收到基氧Oar%3.592.53收到基氮Nar%1.340.95收到基全硫St,ar%2.632.88收到基铅Pbμg/g7收到基镍Niμg/g10收到基锌Znμg/g3收到基铬Crμg/g16收到基砷Asμg/g6收到基氯CL%0.0100.3355收到基氟F%0.00540.2558工业分析收到基灰份Aar%23.6329.75收到基水份Mt%7.788.6空气枯燥基水份Mad%1.371.65枯燥无灰基固定碳Cdaf%枯燥无灰基挥发份Vdaf%15.0011.0可磨系数HGI—6161KVT1—冲刷磨损指数Ke—1.182.0综合着火指数*反响指数Rw/ri—灰熔点变形温度DT℃1470＞1500软化温度ST℃＞1500＞1500熔化温度FT℃＞1500＞1500三氧化二铝Al2O3%33.7535.41三氧化二铁Fe2O3%2.744.64氧化钙CaO%4.016.10氧化镁MgO%0.911.96氧化钾K2O%0.591.12氧化钠Na2O%0.380.44三氧化硫SO3%3.913.05二氧化锰MnO2%五氧化二磷P2O5%0.16五氧化二钒V2O5μg/g281五氧化二砷As2O3μg/g<1二氧化钛TiO2%1.030.21灰比电阻20℃R20Ω·cm12.5℃R80Ω·cm6.0×10108.65×1010100℃R100Ω·cm5.70×10118.69×1011120℃R120Ω·cm8.2×10115.6×1011150℃R150Ω·cm3.05×10117.65×1011180℃R180Ω·cm1.60×10117.11×1011燃油本期锅炉点火及助燃油为0号轻柴油，油质的特性数据见下表2—2。表2-2油质的特性数据表项目单位平均粘度°E1.2～1.67含硫量S%0.23机械杂质无低位发热量kJ/kg41031～41870水份痕迹闭口闪点℃≥65凝固点℃0比重Kg/m0.8173.2.4脱硝系统入口参数项目单位数据设计煤种校核煤种烟尘浓度g/Nm325.9636.81NOX(以NO2计)mg/Nm3400400Cl(HCl)mg/Nm3F(HF)mg/Nm33.2.5纯氨资料脱硝系统用的反响剂为纯氨，其品质符合国家标准GB536—88?液体无水氨?技术指标的要求，如下表：表2-5液氨品质参数指标名称单位合格品备注氨含量%99.0残留物含量%0.4重量法水分%—油含量Mg/kg—重量法红外光谱法铁含量Mg/kg—密度kg/L25℃沸点℃标准大气压3.3脱硝装置性能NOX脱除率、氨的逃逸率、SO2/SO3转化率在设计煤条件下，对NOX脱除率、氨的逃逸率、SO2/SO3转化率同时进展考核：脱硝装置在性能考核试验时的NOX脱除率不小于80％，脱硝装置出口NOX含量不大于100(氨的逃逸率不大于5ppm，SO2/SO3转化率小于0.9%。〔含氧量6％〕1)锅炉45%BMCR—100%BMCR负荷。2)烟气中NOX含量：400mg/Nm3，〔干基，含氧量6％〕。3)脱硝系统入口烟气含尘量不大于24.05g/Nm脱硝装置可用率在质保期内，脱硝整套装置的可用率在最终验收前不低于98%，在燃用校核煤种时，保证脱硝装置安全运行。系统连续运行温度在满足NOX脱除率、氨的逃逸率及SO2/SO3转化率的性能保证条件下，保证SNCR系统具有正常运行能力。最低连续运行烟温850℃。最高连续运行烟温1150℃。氨耗量在100%BMCR至45%BMCR负荷，且原烟气中NOX含量为400mg/Nm3时〔干基，含氧量6％〕，保证系统氨耗量。BMCR工况，80%脱硝效率条件下，三台机组最大氨耗量不超过573kg/h。此消耗值为性能考核期间48小时的平均值。其它消耗保证在100％BMCR工况，含尘量24.05g/Nm31)吹堵的单位时间内的蒸汽耗量1.5t/h。2)每次吹扫期间的蒸汽耗用总量4.2t。3.4工艺设计系统模块功能描述本SNCR脱硝工艺系统由以下几个模块组成：〔1〕氨水制备及储存模块该脱硝装置经过液氨稀释后的氨水作为复原剂，氨水从氨水槽车经氨水卸载泵送至氨水储存罐，然后经循环系统送至锅炉区域的计量模块。(2)氨水溶液卸载、存储和循环设备氨水溶解制备系统主要设备有氨水卸载泵，即时及累计计量装置等组成。氨水溶液循环系统主要设备包括两台多级离心泵〔一运一备〕，过滤器、用于远程控制和监测循环系统的压力、温度、流量以及浓度的仪表等。另外还设有一套背压控制阀，背压控制回路用于调节供料泵为计量装置供应尿素所需的稳定流量和压力。循环管路系统应设置保温，减少温降。当氨水循环泵停顿运行后，要求对整个管路系统进展冲洗。同时，氨水储罐预留有氨水溶液接口。在储罐上方安装氨气在线检测及报警装置，并可将检测报警信号传输至DCS。当检测到的氨气浓度超过设定值时，将自动开启罐区喷淋系统，降低储罐温度并可吸收空气中的氨气。〔3〕氨水计量分配模块喷射区计量模块式一级模块，用于准确计量和独立控制到循环流化床锅炉每个喷射区的反响剂浓度。该模块采用独立的化学剂流量控制，通过区域压力控制阀与就地PLC控制器的结合，为复杂的应用情况提供所需的高水平的控制。该模块连接燃烧控制系统、NOx和氧监视器的控制信号，自动调节反响剂流量，对NOx水平、锅炉负荷、燃料或燃烧方式的变化做出响应，翻开或关闭喷射区或控制其质量流量。每一个区子模块可相互独立地运行和控制，该特性允许隔离每个子模块进展维修且不会严重影响工艺性能或总体的NOx复原效果。喷射区计量模块是一级模块，根据锅炉负荷、燃料、燃烧方式、NOx水平、脱硝效率的参数的变化，自动调节每个喷射区的复原剂流量。〔4〕氨水喷射模块每一个喷射组件都具有适宜的尺寸和特性，保证到达必须的NOx减排所需的流量和压力。设计能适应循环流化床锅炉不同工况的连续安全运行。喷射器是喷雾系统的核心也是整个SNCR〔喷氨〕系统的关键部件。本工程锅炉的旋风筒共布置了2-4支氨水喷射器(看完锅炉图纸计算核实后确定)，旋风筒侧壁对称布置。整个喷雾系统都有自反响和自动调节功能，通过在线监测烟囱出口NOx排放值，利用反响系统自动调节和控制氨水喷射量，在保证脱硝效率前提下减少系统运行成本。喷射器能适应不同的稀氨水的流量，在流量变化幅度较大时也能保持优良的雾化效果，同时防止过量喷氨造成的二次污染。喷枪自带电动推进器，在紧急情况下可以自动退出炉内，确保喷枪的安全性，提高系统整体可靠性和使用寿命。〔6〕雾化空气供应及计量分配模块本装置的雾化空气由厂用压缩空气供应，可满足喷枪入口空气压力0.3~0.7MPa的要求，厂用压缩空气先进入空气缓冲罐再通过空气计量分配模块进入喷枪，以确保系统的稳定可靠运行。压缩空气总管上的在线流量计对来自厂用气的气体进展流量和压力的测量，将流量信号传至DCS，实现对雾化空气总流量的实时监控。总管以及各个支路上的压力表可以监测空气管路是否畅通，确保雾化空气进入喷枪。〔7〕控制模块本脱硝工程采用DCS控制系统，根据对炉内内烟气负荷及排放烟气中NOx、氨气的在线监测情况，自动控制调节喷射的氨水流量以及压缩空气量，使脱硝系统能够根据负荷变化自动调节工艺参数，以实现脱硝系统的稳定运行，并保证脱硝效率。整个脱硝系统采用DCS控制系统，并通过操作员在控制室内可对脱硝系统设备进展控制和监测，通过系统配置的各项分析和测量仪表。系统可实现远程自动以及就地手动控制，泵可实现就地启动、停顿、紧急停顿操作。3.5喷枪流量及布置的设计3.复原剂消耗量计算V0=100000Nm3/h，NOX含量XNOX=250mg/Nm3@6%O2左右。设计采用SNCR技术进展烟气脱硝，脱硝率η＝60%，脱硝剂采用氨水，设计基准态下氨的逃逸率γ=7.6mg/Nm3。采用氨水复原烟气中NOx，主要发生的反响方程式如下：4NO+4NH3→4N2+6H2O〔1〕2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O〔2〕由于锅炉烟气中NO约占NOx总量的95%，N2O含量很小，计算中忽略不计。标准状态下含氧量为6%时的干烟气中NOx的浓度计算C6%O2=CNOx*(21−6)/(21−CO2)式中：C6%O2为烟气中NOx浓度，mg/Nm3；CNOx为烟气中NOx浓度，mg/Nm3(标准状态，实际含氧量下的干烟气)；CO2为实际干烟气中氧气的体积分率，％；21为空气中氧气的体积分率，％；CNO=CNOx/2.05*0.95*1.3CNO2=CNOx*0.05式中：CNOx、CNO、CNO2为烟气中NOx、NO、NO2浓度，mg/Nm3(标准状态，实际含氧量下的干烟气)；0.95、0.05－NO、NO2在炉膛出口烟气中占NOx的体积比例；1.34－NO的体积分率(ppm)转化为质量浓度(mg/Nm3)的系数，即NO的分子量30除以气体摩尔体积22.4；2.05—NO2的体积分率(ppm)转化为质量浓度(mg/Nm3)的系数，即NO2的分子量46除以气体摩尔体积22.4；氨消耗量计算Wa(VqCNO17/(3010)VqCNO2172/(46106))m式中：Wa为纯氨的小时耗量，kg/h；Vq为反响器进口的烟气流量，Nm3/h(标准状态，实际含氧量下的干烟气)；CNO、CNO2－反响器进口烟气中NO、NO2浓度，mg/Nm3(标准状态，实际含氧量下的干烟气)；m为氨和SCR进口NOx摩尔比(说明：本文认为m值的物理意义不是氨和SCR进口NOx的摩尔比，而是“考虑实际脱硝效率及氨逃逸后的氨消耗量与100%脱硝效率时理论氨消耗量的比值〞)；17，30，46－NH3，NO，NO2的分子量；考虑实际脱硝效率及氨逃逸后的氨消耗量与100%脱硝效率时理论氨消耗量的比值的计算：mNOX/100/22.4/(CNO/30CNO22/46)式中：ηNOx为脱硝效率，％；γa为氨的逃逸率，ppm(标准状态，实际含氧量下的干烟气)由反响方程式以上反响式可知氨氮比为1，实际上为了提高脱硝效率，通常选用较大的氨氮比。根据华理设计院的喷射装置特点，喷射装置的氨氮比为1.86,实际那么参与NOx反响的NH3的质量流量为〔单台锅炉〕：MNH3(MNO*60%+2MNO2*60%)*17*10−3*1.2=12.7kg/h考虑到旋风别离器内雾场的均匀性及墙式喷射器的物化质量、穿透深度，选用5%的氨水，那么氨水的用量为〔单台锅炉〕：M5%=12.7/0.05=254kg/h那么2台锅炉氨水总的用量为：M5%t=508kg/h考虑到旋风别离器内雾场的均匀性，在旋风筒进口两侧壁各布置2个墙式喷射器，单台旋风别离器共布置4个墙式喷射器。初步设计喷射器的气液比为5%,那么喷射的雾化空气质量为〔单台锅炉〕：M空气=0.05×508=25.4kg/h3.5.3脱硝喷枪设计针对循环流化床锅炉旋风别离器内颗粒浓度高、流场分布不均匀的特点，设计出耐腐蚀冲刷的高性能喷射器；为了提高喷雾场在烟气通道中的覆盖范围并增强混合程度，喷枪喷嘴设计成内混式的雾化构造，利用空气和氨水的掺混、建压来提高喷射速度，在提高雾化效果的同时，扩大喷雾场空间分布范围。在内混式喷嘴中，气、液射流经过强烈的动量和能量交换后形成均匀的泡状两相流，气泡在喷嘴混合室出口处受到限制而挤压、变形并破裂，对附近的液体进一步形成撕裂、破碎，此外，气泡在离开喷口后的二次破碎也能有效提高雾化效果，两相流在离开喷口后最终形成满足雾化要求的喷雾场。3.5.3.1喷枪设计的关键技术喷枪的三个关键技术点：〔1〕喷嘴的高效雾化特性。〔2〕喷枪的高穿透性及高覆盖性。〔3〕喷枪的长时间运行可靠性。通过前期方案论证，突破上述关键技术的技术路线包括：〔1〕在成熟产品的根基上，结合液流雾化模拟实验，优化改进喷嘴构造，合理设计气液比，保证喷嘴雾化的液滴直径分布和射流速度满足高效脱硝要求；〔2〕通过合理设计喷雾场构造，保证出口动量分布，提高喷枪在烟气中的穿透能力；结合工程经历和动力学等模拟，设计优化的喷枪布置构造和方式，提高喷雾场的覆盖范围，增强与烟气的混合。〔3〕通过双重防护构造来提高喷枪的耐温性及耐磨性：枪体本身的热防构造，外表喷雾高温耐磨涂层；碳化硅套管的耐磨防护，喷枪与碳化硅套管间的冷却吹风，从而保证设备的长时间运行的可靠性。3.5.3.2脱硝喷嘴构造方案(1)雾化原理脱硝喷枪主要依靠脱硝喷嘴来完成雾化及分布，为了提高喷枪在烟气通道中的雾化特性，脱硝喷嘴设计成120°扇形或空心锥的内混式雾化构造，采用空气辅助雾化的方式提高雾化质量，满足适宜的粒径空间分布，并到达适宜的穿透深度。内混式喷嘴在混合室内建压，气液混合物在喷嘴出口处受到整流槽限制而挤压变形，最终被整流成扇形或空心锥喷雾形状，喷嘴的整流槽还设有的导流角，一方面有利于气液混合物的进一步膨胀扩张，另一方面可以限定喷雾的雾化角。〔空心锥〕〔扇形〕脱硝喷枪的喷雾场结(2)液流雾化实验根据技术要求，选型并加工了喷嘴的模拟试验件，其中喷嘴及喷头各设计多种构造，通过液流雾化实验，准确确定喷嘴的流量系数和雾化特性，对最终产品喷嘴的优化改进提供数据支撑。试验喷嘴及工装〔空心锥喷雾场〕(扇形喷雾场〕脱硝喷枪的不同喷雾场构造的雾化试验(3)构造方案通过模拟实验数据分析，优化和改进了脱硝喷嘴，喷嘴的穿透深度和出口速度均能够满足技术要求。为了防止经常性拆卸导致螺纹咬死，喷嘴材质选用与喷射器不同的材质。脱硝喷嘴三维效果及实物3.5.3.3脱硝喷枪构造方案枪体构造采用套筒型设计，不同介质从尾部的接口处连接，构造设计时考虑与推进装置的构造配合，喷射器各个管道的材料均选用316L合金钢，外壁进展超音速电弧喷涂耐磨合金，提高喷射器的耐磨性。枪体采用尿素水溶液走内侧、压缩空气走外侧的方法进展热防护，同时在喷枪外侧加装碳化硅套管，碳化硅套管与喷枪之间流动冷却空气，总体提高设备的热防护和耐磨性。脱硝喷枪构造示意图3.5.3.4传热分析脱硝喷枪处于煤粉与空气燃烧后的烟气燃烧炉膛中，烟气温度Tg800~9500C，烟气流速约为ug15ms〔按最严格工况计算〕，烟气压力约为pg1atm。燃烧炉内烟气中的二氧化碳的体积占20%，水蒸气体积占6%；喷射器材料为316L不锈钢，喷射器采用水冷。烧枪承受的热流有燃气的辐射热流qr、对流热流qcv。喷枪传热环境燃气辐射热流qr计算qr依据CO2占20%，H2O占6%，燃烧室直径d14m，燃烧室压力为pg1atm，燃气温度为Tg800~9500C，计算得到：qr15458~18623W/m2燃气对流换热系数计算当将燃气与喷射器看作自然对流时评估其可能性：因为Gr51011，所以烟气与喷射器之间的换热方式为非层流换热，强迫对流换热，换热系数的计算准那么关系选取燃气绕流圆柱体的实验关联式。在分析时为了安全起见，将换热系数放大，以提供足够的冷却水来冷却喷射器。冷却风的换热系数计算冷却风在环形通道内流动，冷却风的流速取为ul10~15ms，冷却水的流通面积为Al：热平衡计算依据分析模型，对其列写热平衡方程，通过联立方程组〔1〕和〔2〕得到喷枪冷却构造的热环境参数。喷枪计算结果对喷枪进展传热分析后，得到的热流及温度变化曲线见以以下列图。喷枪热流沿轴向