沙角C电厂脱硝工程项目策划书

目录

1概述........................................................1

1.1项目背景.................................................1

1.2研究范围.................................................2

1.3报告编制依据.............................................2

1.4主要编制原则.............................................2

1.5简要的工作过程...........................................3

2.1厂址条件及自然条件.......................................4

2.2燃料及供水...............................................6

2.3电厂机组状况.............................................7

2.4厂区总平面布置........................................11

2.5电厂主要控制方式及控制水平..............................11

2.6除灰渣方式..............................................12

3脱硝工程建设条件............................................13

3.1脱硝还原剂供应..........................................13

3.2脱硝建设场地............................................18

4脱硝工艺方案选择.............................................19

4.1设计基础参数............................................19

4.2几种脱硝工艺简介........................................20

4.3脱硝工艺方案选择........................................23

4.4选择性催化还原烟气脱氮法(SCR)......................................................26

5脱硝工程设想................................................30

5.1工艺系统及设备..........................................30

5.2水工与消防..............................................46

5.3电气系统................................................46

5.4仪表及控制..............................................47

5.5灰输送系统..............................................49

5.6土建建筑与结构..........................................50

5.7脱硝装置的总体布置......................................51

5.8主要设备材料清单........................................53

5.9供货与服务范围..........................................58

6环境保护与环境效益..........................................63

6.1环境保护标准............................................63

6.2脱硝系统主要排放源及治理措施............................63

6.3脱硝工程的环境与社会经济效益............................64

7节约和合理利用能源..........................................66

7.1工艺系统设计中考虑节能的措施............................66

7.2主辅机设备选择中考虑节能的措施..........................66

7.3在材料选择时考虑节能的措施..............................66

7.4节约用水的措施..........................................66

7.5节约原材料的措施........................................66

8安全与劳动保护..............................................68

8.1安全....................................................68

8.2职业卫生................................................69

9生产管理与人员编制..........................................70

9.1生产管理................................................70

9.2人员编制................................................70

10项目实施及轮廓进度..........................................71

10.1项目实施条件...........................................71

10.2项目实施办法...........................................72

10.3项目实施过程问题.......................................72

10.4项目实施轮廓进度.......................................72

11投资估算与财务评价..........................................74

11.1投资估算...............................................74

11.2财务评价...................................................76

12主要结论与建议.............................................80

12.1结论...................................................80

12.2建议...................................................80

13附件及附图.................................................80

13.1投资估算附表...........................................81

13.2附图.......................................................81

1概述

1.1项目背景

沙角C电厂位于广东省东莞市虎门镇，为广东省主力发电厂之--。

沙角发电厂C厂总装机容量为1980MW（3X660MW）,电厂全套发电设备由国外进I」，

年发电能力可达130亿千瓦时，电厂于1992年正式动工，由GEC-ALSTHOM公司采用交钥

匙的方式承包兴建，1996年6月三台机组正式移交商业运行。

沙角C电厂积极履行社会责任，全面推进节能减排工作，为建设资源节约型、环境友

好型社会作出贡献。2004年建设了工业废水“零排放”工程，每年可节约淡水170万吨，

减少工业废水排放170万吨。2009年，实施“工业废水处理厂中水作为煤场喷淋水源”项

目改造，进一步提高了工业废水的利用率。

沙角C电厂采用高效静电除尘器，除尘效率达99.3%；2006年建设投运了三台机组烟气

脱硫工程，脱硫投运率达95%以上，脱硫效率达90%以上，每年可减少二氧化硫排放约4

万吨，减少烟尘排放约36万吨，对改善珠三角的大气环境质量，促进社会可持续发展发挥

了积极的作用。

本次脱硝系统改造项目是拟在电厂3台机组上进行安装烟气脱硝装置。

随着我国经济的快速发展和环保法规的实施和加强，新的火电厂大气污染物排放标准

更加严格。

沙角C电厂处于珠江三角洲地区，珠江三角洲地区的污染属于复合型大气污染，随着

烟气脱硫设备的安装和运行，二氧化硫的排放量将逐步得到控制，并导致氮氧化物污染问

题凸现出来。近年来我省氮氧化物排放对酸雨形成的贡献呈上升趋势，酸雨中硝酸根离子

与硫酸根离子的比值上升趋势明显，加强氮氧化物的污染控制已提到了议事日程。国外发

达国家早已经把对NOx的控制放到防治酸雨的首位，纷纷制定严格的燃煤电厂NOx排放浓

度标准，我省是一个燃煤大省，随着电力工业的持续发展，用于发电的煤量必将逐年增加，

NOx排放量也必将逐年增加，从严控制燃煤电厂NOx排放已成为必要。

2008年2月，广东省环境保护局转发省发展改革委《关于做好全省火电机组脱硝工程

建设的通知》（粤环含【2008】166号），通知强调：“目前已经建成投运未安装脱硝装置的

省内火电机组（不包括计划关停的小火电机组）业主单位应根据机组运行寿命、场地建设条

件等实际情况，抓紧组织研究脱硝工程建设方案，因地制宜采用合适的脱硝技术”。

2011年1月13日，广东省环保厅《广东省火电厂降氮脱硝工程实施方案》(粤环【2011】

3号)文件，进一步明确要求了广东省火电厂降氮脱硝工程实施方案。

广东省粤电集团有限公司沙角C电厂在安全生产的同时，充分考虑对社会与公众的责

任，提出建设绿色环保电站的目标，公司环境保护工作的指导思想是：强调企业发展与环

境的协调，在满足国家环境保护要求的条件下，结合公司发展战略，积极建设高效环保型、

节水型火电机组，努力实现“烟囱不冒烟、厂房不漏汽、废水不外排、噪声不扰民、灰渣

再利用”的环保型电站建设目标。本项目就是在公司环境保护工作的指导思想下，对3台机

组实施脱氮，对国内火电厂降低氮氧化物排放具有积极的意义。

1.2研究范围

参照《火力发电厂可行性研究报告内容深度规定》(DL"5375-2008)的要求，本可行性

研究的范围主要包括以下内容：

脱硝工程的建设条件

烟气脱硝工艺方案

脱硝工程设想

脱硝还原剂的来源及供应

脱硝工程对环境的影响

脱硝工程的投资估算及运行成本分析

1.3报告编制依据

(1)省环保局《转发省发改委〈关于做好全省火电机组脱硝工程建设的通知〉的通知》

(粤环函[2008]166号);

(2)省发改委《关于做好全省火电机组脱硝工程建设的通知》(粤发改能[2008]102号);

(3)广东省环保厅《广东省火电厂降氮脱硝工程实施方案》(粤环【2011】3号)文件。

(4)相关的参考文件。

1.4主要编制原则

(1)脱硝机组规模

本工程脱硝机组规模按3X660MW考虑，安装3套处理100%烟气量的脱硝装置。

(2)烟气脱硝工艺按选择性催化还原法(SCR)考虑。

(3)脱硝装置的设计效率，根据电厂的实际情况，脱硝系统的设计效率按*0%设计和

90%设计进行比选。

(4)脱硝装置不设烟气旁路，为保证建设期间不影响锅炉机组运行，设临时旁路。

(5)脱硝还原剂采用外购液氨，尿素作为备选。

(6)尽量避免在脱硝过程中带来新的环境污染。

(7)脱硝工程设备采购，按关键设备进U、大部分设备国内配套的方式实施。主要设备

将通过招投标择优选用。

(8)脱硝设备年利用小时按6800h考虑。

(9)装置设计寿命大于25年。

(10)系统可用率N98%。

(11)工程建设模式，暂按业主单位负责自筹部分资金，政府贴息贷款，对脱硝工程实

现招投标，确定具有成熟经验和实力的国内公司承担工程的基本设计(核心部分设计由国

内公司的国外技术支持方完成)、详细设计和设备供货，工程建设(施工、安装)、调试、试

运行、消缺等工作由业主方完成，即按EP+C建设模式考虑。

1.5简要的工作过程

(1)2010年12月中旬，我院接到沙角C电厂关于委托开展脱硝工程可行性研究的委托

函。

(2)2011年1月10日，我院各专业人员对沙角C电厂现场进行了实地考查，并与业主单

位技术交流。

(3)2011年2月下旬，我院完成《沙角C电厂脱硝工程可行性研究报告》初稿。

2电厂工程概况

2.1厂址条件及自然条件

2.1.1厂址概况

沙角C电厂位于广州市东南约99km的珠江口东岸，装机容量为3X660MW,属广东省

东莞市虎门镇辖区。厂址北距虎门镇约9km,距东莞市约24km,东南距深圳市约70km,

厂址南侧濒临伶仃洋交椅湾，西南侧珠江口对岸为广州市南沙经济技术开发区，是广州市

远洋航道的出入I」、必经之地。

在沙角C电厂的西侧是已经建成的沙角B电厂（2X350MW燃煤机组）和沙角A电厂（3

X200MW+2X300MW燃煤机组），至目前为止，该厂址总装机容量已达3880MW。

2.1.2交通运输

2.1.2.1水路

电厂面临珠江口内伶仃洋，建港条件良好，C厂岸墙距主航道约1300m左右，建有一座

5万t级泊位的煤码头，运煤船可直接停靠已建成的煤码头，电厂由水路至广州57km,至深

圳82km,出珠江口可直通南海海域。

此外，电厂沿岸还设有点火油码头和顺岸式安装设备码头（即重件码头）各一个，安

装设备码头长100m,前沿水深4m,本工程可利用该码头运输大型设备及土建施工材料、

安装材料等。

2.1.2.2陆路

电厂至太平镇建有太沙公路，属国标三级公路、混凝土路面，路面宽14m,桥面宽14+2

X0.5m,最小曲率半径15m,最大坡度4.6%,设计荷载为汽-20,挂-100。

太沙公路在虎门镇附近与广深高速公路、107国道连接，广深高速公路、107国道目前

是连接广州与深圳的主干公路，本工程使用的部分设备及材料也可通过汽车运输解决。

2.1.3水文气象

电厂所在地区属南亚热带季风气候区，气候条件复杂多变，具有气候温和，雨量充沛，

阳光充足，受台风影响大且季节长，暴雨特多，季风交替，海陆风长年影响等特点。气象

特征如下：

历年最高高潮位：2.10m（珠江基面）

历年最低低潮位：-1.84m（珠江基面）

多年平均高潮位：0.63m（珠江基面）

多年平均低潮位：-0.97m（珠江基面）

多年平均潮差：1.60m（珠江基面）

历年最大涨潮潮差：2.90m

历年最大落潮潮差：3.36m

五十年一遇高潮位：2.34m

百年一遇高潮位：2.46m

百年一遇最低潮位：-2.24m

最大年降雨量：2326mm

最小年降雨量：972.20mm

最大日降雨量：443.40mm

最大时降雨量：83.90mm

历年平均气压：10L070kPa

历年最高气温：37.90℃

历年最低气温：05℃

历年平均气温：22.8℃

历年平均相对湿度：79%

历年最低相对湿度：50%

全年主导风向为南南东（SSE）,次主导风向为北西（NW）,每年台风次数5〜7次不等，

其中强台风占66%,最大风速30m/s。

2.1.4工程地质

根据本工程地质勘测报告，场地为滨海回填区，填土之下为海相松散沉积物、坡、残

积土。下伏下古生界变质岩系。各地层分述如下：

（1）素填土；（2）淤质土；（3）细砂；（4）冲积粉质粘土；（5）粉土；（6）坡积粉质粘土；（7）

残积粉质粘土；（8）强风化石英片麻岩；（9）经风化石英岩；（10）中风化石英片麻岩；（11）中

风化石英岩。

2.2燃料及供水

2.2.1煤种及煤质

2.2.1煤种及煤质

本工程设计煤种为澳大利亚烟煤，校核煤种为神府东胜煤。煤质资料如下表2.2-1所示。

表2.2-1煤质资料

名称符号单位设计煤种校核煤种

水份Wy%9.2312.00

灰份N%12.4613.00

挥发份Vr%25.0627.33

固定碳%53.2547.67

碳份Cy%64.3660.51

氢份Hy%4.153.62

氧份Oy%8.289.94

氮份Ny%0.890.70

煤质（应用含硫量Sy%0.630.43

基）低位发热量Qdwkcal/kg59805445

kJ/kg2503722797

高位发热量Qgwkcal/kg62615715

kJ/kg2621323927

灰变形温度T112001130

灰软化温度t2℃12901160

灰熔化温度T3℃13101210

可磨度（哈4954

氏）

灰特性分析

符号单位设计煤种校核煤种

Si02%64.0336.71

%

A12O320.5013.99

Fe2O3%5.9711.36

CaO%5.7522.92

Ti02%0.900.00

MgO%0.351.28

S03%1.209.30

Na2O%0.201.23

K2O%0.430.73

-

P2O5%0.67

2.3电厂机组状况

2.3.1电厂规模

沙角发电厂C厂总装机容量为1980MW（3X660MW）,电厂全套发电设备由国外进口，

电厂于1992年正式动工，由GEC-ALSTHOM公司采用交钥匙的方式承包兴建，1996年6月

三台机组正式移交商业运行。

2.3.2电厂主要设备及参数

2.3.2.1锅炉

锅炉为引进美国CE公司的亚临界压力中间再热强制循环汽包炉CC+RR-70。

锅炉本体采用一次中间再热，过热蒸汽采用一级喷水减温调温，采用燃烧器摆角及一

级喷水减温调节再热汽温。四角偏置同心圆燃烧方式，平衡通风，最低稳燃负荷为

30%BMCRo

锅炉主要参数如卜一:

设计煤（国产煤）校核煤（进口煤）

单

项目BMCRTMCRECR50%MCRBMCRTMCRECR50%MCR

位

汽包压力MPa19.519.419.2710.6519.519.419.2710.65

主蒸汽流量t/h2100.12038.91969.71050.02100.12038.91969.71050.0

主蒸汽压力MPa18.218.1618.1010.518.218.1618.1010.5

主蒸汽温度℃540540540540540540540540

主蒸汽压力损失MPa1.311.241.170.941.311.241.170.94

再热蒸汽流量t/h1836.71788.41733.4955.11836.71788.41733.4955.1

再热器进口压力MPa4.364.254.122.204.364.254.122.20

再热器进口温度℃332.6330.9328.2334332.6330.9328.2334

再热蒸汽压力损

MPa0.200.200.190.110.200.200.190.11

失

再热器出口压力MPa4.164.053.932.934.164.053.932.93

再热器出口温度℃542.7542.7542.7542.7542.7542.7542.7542.7

给水温度℃275273.2271234275273.2271234

省煤器压力损失MPa0.400.390.380.260.400.390.380.26

省煤器出口水温"C325324323288325324323288

炉膛出口1.201.201.201.201.201.201.201.20

过剩空气系数

锅炉效率（高位热

%87.7887.8287.9788.8587.9888.0188.0088.95

值）

燃料消耗量（高位

t/h262255248142238232226130

热值）

环境温度℃2222222222222222

空预器进口风温℃25.325.325.331.425.225.225.230.2

空预器出口二次

℃319317308268316314312267

风温

空预器出口一次

℃309307298264308307305264

风温

空预器进口风压，

Pa2.852.732.651.522.792.672.581.52

二次风

空预器进口烟温℃357355351290352350347287

空预器出口烟温

℃132131127112133132131113

（未修正）

空预器出口烟温

℃126126122106127126125107

（己修正）

炉膛至省煤器出

kPa1.171.111.080.331.101.050.980.31

口烟气阻力

省煤器出口到空

预器出口烟气阻kPa1.371.191.170.421.321.161.100.42

力

2.3.2.2空气预热器

本工程配备ABB公司设计制造的回转空气预热器。空预器的相关参数如下:

序号项目单位技术规范

1型号31-1/2-VI(T)80

2数量ZA2

2主传动（电动）r/min1

转子速度

辅传动（气动）r/min1/15

3传热元件

热段（高度/）mm914

中间热段（高度）mm813

冷段（高度）mm305

备用层（高度）mm305

1设计漏风率<8%

2.3.2.3中速磨煤机

原磨煤机采用的是ABB-CE磨煤机制造厂的碗式磨煤机（HP983）,设计煤种煤粉细

度R90=18.4%,其相关参数如下：

额定出力65.455t/h

设计煤种出力53.084t/h

校核煤种出力47.677t/h

数量6台

额定一次风量98.182t/h

电动机电源3kV/3ph/50Hz

电动机功率448kW

转速975r/min

2.3.2A一次风机

原一次风机采用美国NOVENCO风机制造厂生产的双级动叶可调轴流风机，相关参

数如下：

型号AST-1928/1250型

型式双级动叶可调轴流风机

数量2台

TB工况流量243720m3/h

风压7.5-9.5kPa

电动机电压等级10kV

电动机功率1679kW

转速1490r/min

2.3.2.5送风机

原送风机采用美国NOVENCO风机制造厂生产的动叶可调轴流式风机，相关参数如

下：

型号ASN-2800/1400N型

型式单级动叶可调轴流式

数量2台

流量806400m3/h

风压<3.0kPa

电动机电压等级10kV

电机额定功率1679kW

转速992r/min

2.3.2.6引风机

原引风机采用美国NOVENCO风机制造厂生产的离心式风机，相关参数如下:

型号CSDC-3550/2248型

型式双速双吸离心风机

数量2台

流量1937088/1717503m3/h

风压进口：-5.254/-4.076kPa

出口：0.6474/0.5129kPa

电动机电压等级10kV

低速电机额定功率2313kW

高速电机额定功率3357kW

转速740/590r/min

2.3.2.7静电除尘器

除尘器为ABBENVIRONMENTSYSTEMS/FLAKT公司产品，四室四电场，主要参

数如下：

数量1台

型号3P2CH2C35D4F/15.75x49.215x59.058

满负荷烟温128℃

除尘效率299.3%

集尘总面积151200m2

2.3.2.8脱硫增压风机

原脱硫增压风机采用DenmarkHOWDEN风机制造厂生产的动叶可调轴流式风机,

相关参数如下：

型号VariaxANN-5150/2500B型

型式动叶可调轴流式风机

数量1台

BMCR工况流量3490560m3/h

BMCR工况全压升2900Pa

TB工况流量3933720m3/h

TB工况全压升3900Pa

电动机电压等级WkV

电机额定功率4800Kw（#K3炉）、5500Kw（#2炉）

转速596r/min

2.4厂区总平面布置

沙角C电厂现已经建设了3台660MW机组。主厂房区布置在厂区中心地段，固定端朝

东，扩建端朝西，由东向西依次为电厂1#一3#机组，锅炉朝南，面向伶仃洋，电厂向北

出线。在主厂区的东侧和西侧均有电厂的附属设施，东南是煤场和码头。

2.5电厂主要控制方式及控制水平

2.5.1厂级自动化系统

沙角C电厂设置有厂级监控信息系统，系统设有与各单元机组的分散控制系统(DCS)、

各辅助系统控制系统及电网监控系统(NCS)的网络通讯接口，收集和处理工艺系统生产过

程数据，为厂级监控信息系统提供所需的全厂生产过程信息。从而实现全厂生产过程的统

一管理，优化管理，提高全厂安全、经济运行的水平。

2.5.2机组热工自动化水平

沙角C电厂#1〜#3机组在同一集控室机、炉、电集中控制。与机组运行密切相关的各

辅助系统(空压机、厂用电公用部分)接至公用DCS系统，实现在集控室集中监控。

单元机组以分散控制系统(DCS)作为机组监视和控制的核心，由分散控制系统(DCS)

实现机组的数据采集(DAS)、模拟量控制(MCS)、顺序控制(SCS)、锅炉炉膛安全监控

(FSSS)、发电机一变压器组保护及厂用电系统等功能，并配汽机电液控制系统(DEH)、汽

机紧急跳闸系统(ETS)、汽机监视仪表系统(TS1)、锅炉吹灰控制、自动电压调节装置(AVR)

和自动准同期装置(ASS)等自动化设备，对锅炉、汽机、发电机一变压器组保护及厂用电

系统等进行控制与监视。

机组运行人员在单元控制室内以LCD操作员站为主，对机组进行运行管理。

2.5.3辅助车间热工自动化控制

沙角C电厂各辅助车间为独立的控制系统，设有除盐补充水控制室、循环水控制室、

燃料控制室、燃油控制室等，采用可编程控制器(PLC)与就地上位机工业控制机(PC)构成

的计算机控制系统，就地设置控制室及巡检、调试维护站等。电厂的各辅助车间与公用DCS

系统连接，系统运行信息实现在集控室集中监视。

2.6除灰渣方式

沙角C电厂原除灰系统采用正压气力输送系统，将省煤器及除尘器排灰经气力输送管

道输送到灰库。

根据资料，除灰系统设计出力为73.27t/h,现在设计输送灰量约60t/h〜70t/h,除灰系统

目前运行正常。省煤器输送单元因灰量较少，每2小时输送1次。

3脱硝工程建设条件

3.1脱硝还原剂供应

3.1.1脱硝还原剂用量

烟气中主要通过以下还原反应来去除其中的NOx：

4NO+4NH3+O2—4N2+6H2O

6NO2+8NH3—7N2+12H2O

在以上反应中，都需要NH3作为还原剂来还原烟气中的氮氧化合物。N%即为脱硝还

原剂。一般来说，脱硝剂目前主要有三种来源：液氨，氨水和尿素。

针对本工程而言，三种脱硝还原剂的耗量分别如下表3.1-1：

表3.1-1脱硝还原剂消耗量

液氨氨水尿素

脱硝效率

(99.6%)(Wt25%)(N：Wt46.1%)

1X660MW机组

消耗量(kg/h)3041216537

80%

储存量(t)46.8187.382.7

消耗量(kg/h)3411364601.8

90%

储存量(kg)52.5210.192.7

注：脱硝还原剂的计算基于以下前提：

(1)入DNOx浓度为450mg/Nm3(干态，6%02)

(2)N%泄漏率为3Ppm

(3)储存容量按7d,每天22h考虑

3.1.2液氨法制氨

3.1.2.1工艺流程

液氨法制氨工艺简单，脱硝系统所需的气氨由液氨蒸发槽制得。液氨蒸发槽为螺旋管

式，管内为液氨管外为温水浴。以蒸气通过管道加热温水，或者直接用电将水加热，再以

温水将液氨汽化，蒸气流量根据蒸发槽本身水浴温度控制调节。生成氨气被稀释风机的空

气稀释成氨气体积含量为5%的混合气体后送入烟气系统。

液氨法工艺流程图如图3.1-1所示：

TMiH(WQOTT肛

图3.1-1液氨法制氨工艺流程图

3.1.2.2工艺系统组成

液氨储存、制备、供应系统包括液氨卸料压缩机、储氨罐、液氨蒸发槽、氨气缓冲槽、

稀释风机、混合器、氨气稀释槽、废水泵、废水池等。此套系统提供氨气供脱硝反应使用。

液氨的供应由液氨槽车运送，利用液氨卸料压缩机将液氨由槽车输入储氨罐内，储槽中的

液氨输送到液氨蒸发槽内蒸发为氨气，经氨气缓冲槽来控制一定的压力及其流量，然后与

稀释空气在混合器中混合均匀，再送达脱硝系统。氨气系统紧急排放的氨气则排入氨气稀

释槽中，经水的吸收排入废水池，再经由废水泵送至废水处理厂处理。

3.1.2.3方案技术特点

液氨法制氨方案技术特点如下：

(1)此方案技术成熟，运行业绩最多。目前广东省内实施脱硝的新、扩建工程都是采

用液氨法制氨方案；

(2)系统初投资少，运行费用低；

(3)此方案是采用液氨做还原剂，根据我国《危险化学物品名表》(GB12268-90)和建

大危险源辨识》(GB18218-2009)的有关规定，液氨、氨水构成危险货物，液氨在生产、储

存场所超过10t时构成重大危险源。因此，在液氨储存和制备系统设计、建造和运行等方

面必须要遵循各种安全规范要求。此外，采用液氨法工艺还需通过严格的安全评价审批手

续。

(4)方案占地大约lOOOn?(未考虑安全间距)。

3.1.3尿素法制氨方案(备选)

尿素制氨工艺有水解法和热解法两种。采用水解工艺方法在市场上的趋势是所占份额

越来越少，因此目前热解工艺发展迅速。在中国，华能北京热电厂4台机组和石景山京能

热电厂4X200MW机组脱硝系统，还有华能玉环电厂4X1000MW机组、香港青山电厂等还

原剂制备均采用尿素热解工艺。

3.1.3.1尿素水解

尿素水解制氨工艺原料为干态颗粒尿素，使用高温高压蒸汽对尿素溶液进行水解，水

解终产物为气氨、二氧化碳和水蒸气的混合物，减压稀释后进入SCR喷氨格栅系统。

(1)工艺原理

(NH2)2CO+H2O+Heat-2NH3+CO2.

尿素水溶液与水在加热条件下进行分解反应，生成气态的氨、二氧化碳和水蒸汽的混

合物，与空气稀释混合后作为烟气脱硝系统的还原剂使用。

(2)工艺流程

首先将颗粒尿素送入尿素溶解槽，用水解器出来的液体进行溶解，不足时用除盐水补

充，配制成一定浓度的尿素水溶液(40%wt),然后用泵送入尿素水解器，尿素水解器采用

2.5MPa(A)的蒸汽进行直接加热，尿素在水解器内水解为氨和二氧化碳。水解器出口含氨

气体送脱硝系统使用，水解器出来的液体返回尿素溶解槽作溶解液使用。

3.1.3.2尿素热解

(1)工艺原理

尿素热解反应方程式如下：

300~650℃

CO(NH2)2------->NH3+HNCO

300~650℃

HNCO+H2O------->NH3+CO2

该工艺将首先将尿素溶于水制成水溶液，然后进入热解室分解为氨(NH。并通过SCR

系统中氨气喷射格栅(AIG)提供脱硝系统所需的还原剂(NH3)。

(2)工艺流程

尿素颗粒与去离子水配制成指定浓度(40〜60%)溶液后输送至尿素溶液储罐储存，配

制好的尿素溶液通过高流量循环模块(HFD)输送到计量分配模块(MDM),该计量模块能根

据系统氨需量自动控制尿素溶液进入流量，并利用压缩空气将尿素溶液雾化并通过喷头喷

入热解室(DC)内，与经由稀释风机、换热器和电加热器输送过来的高温空气混合热解，生

成NH3、七0和CO2,分解产物与稀释空气混合均匀并喷入脱硝系统。尿素热解工艺流程

如图3.1-2所示,

3.1.3.3两种尿素法制氨方案比较

尿素法该制氨工艺的主要优点是安全、可靠，避免了SCR系统直接使用液氨或氨水带

来的运输、储存和运行中所面临的相关人身安全和环境污染问题；但方案初投资较大，运

行费用较高。

热解法虽然需消耗少量的热烟气，但对锅炉热效率影响较小，系统简单，调节能力强,

氨逃逸控制好，易于操作；水解法系统复杂，负荷变化时易生成高分子固态物，氨腐蚀容

器管线材质不安全，调节性能差，电耗相对较大。

3.1.4三种脱硝还原剂的选择与比较

脱硝剂的成本中，运输成本占到了很大一部分。氨水中有效的部分只有1/4,其余都

是水，带来了额外的运输和储存成本。所以仅就消耗的费用而言，氨水是不经济的。但是

液氨运输和储存具有一定的危险性。采用液氨和氨水作为脱硝剂，其系统基本一致，氨水

的储罐容量要大于液氨储罐容量（取决于氨水浓度，一般为25%,v/v）。

相对来说，尿素是三种催化剂中单价最贵的一种。尿素的售价要高于氨水与液氨，而

且尿素需要进行复杂的反应才能生成N%,系统较使用氨水或液氨要复杂得多。只有当电

厂附近没有氨水或者液氨供应商、使用槽车运输氨水因运输成本增加导致其价格与尿素相

当时，才会考虑使用尿素。或者是当地的法令极为严格，使用槽车运输液氨或者氨水不允

许的时候，才会使用尿素。三种脱硝还原剂的比较列于表3.1-4。

表3.1-4各种还原剂的比较

项目液氨氨水尿素

还原剂费用便宜(100%)贵(约150%)最贵（约180%）

运输费用便宜贵便宜

安全性要求很高，有法律规定要求高无特殊要求

常规大气压干态（加热

储存条件高压常规大气压

干燥空气）

储存方式液态（箱罐）液态（箱罐）微粒状（料仓）

小

初投资费用便宜贝贵（热解炉制备）

贵，需要高热量蒸发/贵，需要高热量热解尿

运行费用便宜，需要热量蒸发液氨

蒸储水和氨素和蒸发氨

从上分析可以看出，液氨同其他两种还原剂相比系统简单、经济上具有较大的优势，

目前国内对液氨的运输没有特殊限制性的条件，且初次投资尿素法比液氨法需增加约3500

万元人民币，所以选择液氨作为本工程的脱硝还原剂。

3.1.5脱硝剂液氨的供应

液氨作为一种重要的化工原料和化肥，生产厂家繁多，可供选择的供货商很多。但是

由于近几年国有企业改制，一些大中型化肥厂重组转行。比如原广东地区最大的氮肥厂广

氮集团已经破产清盘，设备也已经全部拍卖，这也为液氨供应带来了一定困难。根据对广

东地区液氨生产厂家的调查收资，在三水市有广东省三水市三水氮肥厂；在江门地区有江

门化肥总厂可以提供液氨，该厂年生产能力在24-3.6xl（）4t,配有10t和18t的运输槽车；在

广州有番禺番氮化工有限公司也可以提供液氨，年生产能力3x10k本工程SCR系统需要

3x304kg/h液氨作为脱硝剂（脱硝效率80%时），则每天需要20.lt液氨；液氨生产厂家均可

以提供槽车运输至电厂，以18t槽车计，即每天约需1槽车的运输量。

广州市番禺番氮化工有限公司位于广州市番禺区新造镇北郊，珠江主航道沥水道东

岸，与广州市黄埔区长州岛隔江相望。番氮化工有限公司距华南快速干线、迎宾路等连接

珠三角地区的高速公路仅10km,陆运交通极为便利。江门化肥总厂地处江门市，周边有

广佛和佛开等高速路经过，交通也十分方便。

因此，本工程脱硝还原剂液氨的供应在目前是有保障的。当液氨的供应紧张时，可考

虑从邻省（如福建省有较多的生产液氨的企业）采购。

3.2脱硝建设场地

整个SCR系统分为两大部分，即SCR反应器和液氨储存供应系统设备。

SCR反应器布置在锅炉省煤器与空预器之间。

整个SCR反应器和连接烟道平面占地约21.4x32=684.8m2,因此可利用炉后与除尘器之

间的框架作为SCR装置布置场地。每台机组SCR反应器部分包括两个反应器、连接烟道及

工艺管系，为了布置SCR装置，需要将框架作出修改。N-P跨，跨度为13000mm,设21.00m

框架层，做为烟道布置支撑层和输灰设备层；设30.775m层，作SCR反应器支撑层。

对电厂原竖向、道路不进行改动。另新增加氨区布置在电厂煤场的南侧，靠近脱硫码

头位置，该场地标高在4.6m-5.4m之间，现状为绿化用地。具体布置见F01371E37K-Z-01

图。

4脱硝工艺方案选择

4.1设计基础参数

4.1.1煤种及煤质

设计和校核煤种的煤质及灰成分分析见第2章表2.2-1。

4.1.2主要设备及参数

脱硝机组的主要设备及参数见第2章232节。

4.1.3烟气脱硝装置入口烟气参数

烟气参数见表4.1-1。

表4.1-1烟气脱硝装置入口烟气参数(锅炉B-MCR工况，标态、干基、6%含氧量)

项目单位设计煤种校核煤种

1X660MW

烟气容积流量Nm3/h2156221-

烟气含尘量g/Nm314.3316.20

烟气温度℃352352

NOx（以N02计）mg/Nm3450450

4.2几种脱硝工艺简介

4.2.1氮氧化物(NOx)形成原因

(1)空气中的氧(。2)和氮(刈)在燃料燃烧时所形成的高温环境下生成的NO和NO2其总

反应式为：

---->2N0N0+1/202^---->NC)2

(2)燃料中的氮化合物在燃烧过程中氧化反应而生成的NOx

在燃料进入炉膛被加热后，燃料中的氮有机化合物首先被热分解成氟(HCN)、氨和CN

等中间产物，它们随挥发份一起从燃料中析出，它们被称为挥发份N。挥发份N析出后仍

残留在燃料中的氮化合物，被称为焦炭N。随着炉膛温度的升高及煤粉细度的减小(煤粉变

细)，挥发份N的比例增大，焦炭N的比例减小。挥发份N中的主要氮化合物是HCN和NH3,

它们遇到氧后，HCN首先氧化成NCO,NCO在氧化性环境中会进一步氧化成NO,如在还

原性环境中，NCO则会生成NH,NH在氧化性环境中进一步氧化成NO,同时又能与生成

的NO进行还原反应，使NO还原成N2,成为NO的还原剂。主要反应式如下：

在氧化性环境中，HCN直接氧化成NO：

HCN+O<-->NCO+HNCO+O<-->NO+CONCO+OH<-->NO+CO+H

在还原性环境中，NCO生成NH：