川仪SNCR脱硝技术手册

重庆川仪SNCR脱硝技术手册TOC\o"1-1"\u1. 川仪SNCR脱硝系统概况—垃圾焚烧电厂 12. 川仪技术优势 33. 设计基本条件、依据与原则 64. 工艺方案及设备介绍 85. 健康与安全风险评估 116. 自动化控制及电气系统 127. 技术服务 15川仪SNCR脱硝系统—垃圾焚烧电介绍厂用系统简介生活垃圾焚烧产生的烟气中，含有一定量的NOx，这主要是由于垃圾中的含氮无机物及有机物在焚烧过程中形成的，燃烧空气中的N2对其贡献很少。其中大量的为NO(约占90.45%)，少量为NO2〈约占5-10%〉，其总量称为NOx。为了确保满足烟气排放指标达到并优于欧盟2000的要求，设置选择性无催化还原工艺（SNCR）系统。SNCR系统的化学反应过程是通过在焚烧炉中合适的温度区域喷入还原剂将氮氧化物还原为氮气和水，在高温区域发生还原反应，因此又称之为炉内脱硝。川仪公司的SNCR系统是经实践证明的高效炉内脱硝系统，可有效的减少工厂氮氧化物的排放量。其化学反应过程是通过喷入还原剂将氮氧化物还原为氮气和水，反应过程中不产生任何有害环境的副产物。在最佳的温度条件下与焚烧炉产生的烟气中的氮氧化物反应，生成氮气和水。本工艺方案采用氨水作为还原剂，采用SNCR技术，实现垃圾焚烧发电厂运行中全自动高效炉内脱硝。用此系统，NOx的排放浓度可控制在200mg/Nm3以下。以氨水溶液作为还原剂的总反应式:４ＮＯ＋４ＮＨ３＋０２→４Ｎ２＋６Ｈ２Ｏ运行条件1.2.1气象条件年平均气温极端最高气温极端最低气温历史平均降雨量最大小时降雨量历年平均相对温度最热月平均相对湿度最冷月平均相对湿度年平均风速最大风速历年平均气压1.2.2地质条件地震基本烈度：VI度设计基本地震加速度值：0.05g1.2.3设备工作条件工作地点：主厂区内。1.2.3.1厂用电电压等级AC：\380V\220V，50Hz；1.2.3.2压缩空气供应（1）工艺用压缩空气序号项目参数1压缩空气压力0.5～0.8MPa，2压缩空气内含油量＜0.1mg/m33含尘粒径＜lμm4气体露点温度2℃(0.8MPa压力下)（2）仪表用压缩空气序号项目参数1压缩空气压力0.5～0.8MPa2压缩空气内含油量＜0.0lmg/m33含尘粒径＜0.0lμm4气体露点温度-40℃(0.8MPa压力下)川仪技术优势概述从2006川仪与日本NSS在SNCR高效炉内脱硝领域进行合作，开发并提供成套的全自动高效SNCR系统来降

低NOx的排放，项目业绩多为海外项目。川仪的SNCR系统具有高效、全自动、安全、高操作弹性、高适应性、操作维护便捷、低维护成本等特点。更优化的喷射位置平衡脱硝还原反应的温度和停留时间,同时也考虑了现场的布置,操作和维护。根据现有焚烧炉的温度历史记录和现场温度实地勘测数据或焚烧炉CFD分析结果，同时根据焚烧炉运行时的烟气量，综合对比反应温度和反应停留时间两个参数，最优化选择开孔位置；多点喷枪设置，根据炉膛温度的变化，自动控制喷枪的喷射位置；（SNCR温度窗追逐功能），确保脱硝还原反应始终在合适的温度区域发生，最大化脱硝还原效率；更少的还原剂消耗自动化控制还原剂喷入量，根据烟气实测数据（NOx，NH3逃逸，烟温，烟气量，蒸发量等运行参数），通过程序计算实时确定还原剂的喷射流量；根据客户需求，在不同的燃烧情况下，利用多种喷射模式组合来控制喷射。选择高品质的设备及控制仪表，从而确保SNCR脱硝系统整体运行的可靠性。更大的操作弹性多种模式的脱硝控制选择（经济型、标准型、高效型）特制的进口SNCR专业喷枪能够调节喷射方向和雾化距离多层喷射（包括预留开孔层）以适应复杂及多变的燃烧工况更好的混和及喷射效果压缩空气加压雾化设计采用软水作为载体来延长和扩大喷射范围静态混合器均匀导流CFD模拟（可选），从而优化喷射效果高度模块化、集成化系统系统是由机械、电气、仪表等不同的模块组成。在交货前，FAT出厂测试，确保系统的可靠性。现场安装和调试都非常容易。更便捷的操作系统全自动控制，一键操作来执行整个系统友好的操作界面制定DCS/PLC通讯和控制设置，从而满足不同用户的不同需求。更强的工况适应性非常小的喷枪直径使得能在水冷壁的鳍板上开孔，从而不干扰压力管道模块化设计可以适应不同的工厂,对工厂设备布局没有任何的影响。更安全的系统对系统进行严格的风险可行性分析，以降低安全风险高规格组件选择以确保系统的可靠性警报和联锁以确保系统的安全运行现场设备图片还原剂储罐区域（包括还原剂储罐、安全喷淋、还原剂泵加注模块以及泵输送模块）一般来说上述设备考虑室外通风处布置厂内模块（包括混合分配模块/控制模块/软水泵输送模块）一般来说，混合分配模块和控制模块布置在靠近喷枪布置的平台附近，软水泵输送模块根据现场水源情况布置情况，布置在化水车间，也可放置在现场除盐水输送母管附件。控制模块也可根据客户要求和中央控制系统控制柜一起集中放置。设计基本条件、依据与原则川仪SNCR系统设计基本输入条件主要工艺与生产参数单位1．燃烧设备名称（类型）垃圾焚烧炉2．设计垃圾处理量t/d3．焚烧炉烟气体积流量Nm3/h5．焚烧炉内脱硝反应温度℃850-10006.反应温度内的烟气停留时间sec≧17．焚烧炉内烟气压力Pa未知8．烟气含氧量（O2）Vol-%8-12%预估9．焚烧炉内NOx原始浓度mg/Nm3200~25011%氧量，干基10．炉内脱硝后预计NOx排放量Nm3/h100~13011%氧量，干基11.炉内脱硝后尾部烟气含氨量（逃逸）mg/Nm3≤10川仪SNCR系统设计依据川仪SNCR系统的设计方案满足、符合或高于中华人民共和国相关的安全、环保、电气、土建、设备及工艺等技术要求。包括但不限于以下国家或行业标注：国际电工委员会IEC国际标准化组织ISO中华人民共和国国家标准GB电力部标准SD机械部标准JB冶金部标准YB石油部标准SB《中华人民共和国固体废物污染环境防冶法》《中华人民共和国职业病防冶法》GB50017-2003钢结构设计规范GB50205-2001钢结构工程施工质量验收规范SH3022-1999石油化工企业设备与管道涂料防腐设计与施工规范GB50221-95钢结构工程质量检验评定标准GB50093-2002《自动化仪表工程施工及验收规范》《中华人民共和国消防法》《中华人民共和国节约能源法》GB50049-1994《小型火力发电厂设计规范》CJJ90-2009《生活垃圾焚烧处理工程技术规范》GB18485-2001《生活垃圾焚烧污染控制标准》GB14554-1993《恶臭污染物排放标准》GBZ1-2002《工业企业设计卫生标准》GBJ87-1985《工业噪声控制设计标准》《机械安全可接触表面温度确定热表面温度限值的工学数据》（GB／T18153—2000）《电业安全工作规程》此外，川仪保证除喷枪喷头外无其它易损件，其SNCR系统的主要设备及部件的使用寿命均不少于25年，。工艺方案及设备介绍川仪SNCR垃圾焚烧炉标准PID图（还原剂-氨水）基本工艺描述氨水溶液由外运的卡车送达厂内后，经还原剂加注模块卸入还原剂存储罐，（溶液制备泵模块）送入储存罐中，随后通过还原剂泵输送模块将其从罐内输送至调节分配模块并和软水泵输送模块泵送过来的软水进行均匀混合，根据焚烧炉的燃烧情况以及烟气中实时测量出的NOx含量，经流量调节控制后输送至炉膛上分多层布置的喷枪处，经压缩空气雾化后喷入炉膛内合适的反应空间，达到还原烟气中NOx的效果，整个过程全部由自动化控制系统控制完成。主要设备概述表序号名称规格材质制造商备注1喷枪双流体特殊Everloy同等进口2离心泵立式多级304格兰富或同等3离心泵自吸式聚丙烯台湾塑宝同等4液位计压力式304川仪同等5流量计电磁316L德国科隆6流量计超声波304川仪同等7调节阀微流量316L川仪同等8压力变送器气体/液体304川仪同等9流量开关浮子式304川仪同等10开关阀气动304川仪同等11洗眼喷淋器304川仪外购12自控系统S7-300西门子13电气系统施耐德同等14氨浓度测量仪分析仪表304川仪外购15静态混合器机械式304川仪同等16安全阀压力式304川仪同等17呼吸阀机械式304川仪同等…..进口专业脱硝喷枪双流体喷枪主要配有:喷枪本体（含耐高温、耐腐蚀、耐磨喷头）;喷枪专用不锈钢连接软管;配套阀门、过滤器、调压器、快接等支撑套管典型SNCR喷枪结构图典型SNCR喷枪气水比曲线图。健康与安全风险评估还原剂储存罐存在的健康安全风险：A．储存罐在注入还原剂或输出还原剂时罐顶有泄压装置。B．巡检维修人员在罐顶作业时容易高空坠落，且从地面至罐顶操作不易。C．操作人员维修维护时进行罐内清洗不易。解决方案：a.罐顶采用呼吸阀，确保泄压装置一备一用并且无逃逸现象。b.罐体表面安装牢固可靠的盘梯，在罐顶设置操作平台并且安装护栏。c.罐顶设有人井口，罐内设有笼式爬梯并且设置安全警示牌要求操作人员带安全带入内防止跌落。维护维修时存在的健康安全风险：A．在系统停机维护时管道内残留的还原剂会使操作人员呼吸不适。B．管道拆卸时会有还原剂泻出，污染地面。解决方案：a.系统有管道清洗功能，在停机维护前可通过操作系统界面进行管道清洗（清洗水循环到储存罐中），除去残余还原剂。b.所有功能模块均由集水槽托盘并有放空口可将废液收集到指定地点。系统运行时存在的健康安全风险：A．系统运行时有多台电机及控制系统受电工作，有误触电可能。B．储存罐与控制系统存在雷击风险。解决方案：a.在强电区域安置明显安全标记，划定安全区域与专业操作人员工作区域。b.罐体与大地做可靠接地，控制系统采用防雷保护开关。自动化控制及电气系统川仪SNCR控制系统简介川仪SNCR系统采用整厂PLC控制，并汇入DCS进行监控。为了保证60%的脱硝率，所有机械设备顺应自动化控制指令，提供全自动监控服务。当出现意外时，系统将报警并停机所有SNCR系统的监控信号均可以在整厂DCS中显示。系统控制方式和自动化水平主要的控制方式有：系统采用独特的多级喷射控制模式，以适应垃圾焚烧厂工况变化及客户的具体要求；系统根据垃圾热值及温度工况变化的情况，自动控制喷枪在合适的温度点进行喷入，全自动的跟踪最佳SNCR反应温度窗；根据NOx和氨逃逸的设定值全自动的调节喷量，来满足脱硝和节能要求；川仪的全自动高效脱硝系统，自动化程度高，在投入正常运行后，全程根据焚烧炉工况的变化，自动调节，除了氨水溶液的加注以外，无须专人操作！其主要包括下述设备:S7-300（西门子）系列产品;HMI触摸屏;电气元件（施耐德/ABB）;柜内其他附件;川仪SNCR系统的控制模块安装有智能HMI，PLC（SiemensS7-300），可采用PROFIBUS分布式I/O，总线通信。控制模块全自动控制、管理、协调和监控所有工艺功能。与总厂DCS通信，接受来自总厂的信号，精确计算注入量，定点给出还原剂量，与操作界面通信。操作界面采用工业触摸屏。所有指令通过操作终端发出。使用工艺流程图形式便于操作员理解和操作。该流程图便于操作者的使用，因为指令经常是通过按动按钮发出。操作终端显示的必要的运行数据传送到总厂DCS系统中，便于监测。可以选择就地、远程模式。在远程模式下，操作指令可以通过DCS发出。控制盘也选择安装有工艺信息。正常运行模式是全自动的，这意味着SNCR系统不需要人工控制。也可以在手动模式下运行，这意味着操作人员可从操作终端(HMI)上人工控制所有的系统设备，并手动设置工艺参数或直接手动控制调节设备的输出。川仪SNCR电气系统规范川仪SNCR脱硝系统所有用电设备、配套的配电控制设备，及在事故情况下可能带电的物体均须开孔接地，接地电阻须小于4欧姆；电气控制柜防护等级不低于IP54，裸露在外面的电气元件防护等级不低于IP55；屏（箱）柜本身可靠接地，且具有抗电磁干扰的屏蔽功能和抗振性。电柜柜体厚度不小于2毫米，柜内的电气元器件（如断路器、交流接触器、热继电器等），选用施耐德、ABB等国际知名品牌产品。屏（箱）柜间的联络电缆采用阻燃电缆。电动机采用直接起动，对于大容量重要电动机当起动困难时，将采用降压启动，其中不需变速运行的电动机选用软起动控制，需变速运行的电动机由变频器控制，并利用自带的变频器起动，同时提供符合或高于中国或欧洲标准的变频调速器的消谐装置，确保不对计算机通讯或其他电子设备产生干扰。电动机一般采用远方/就地两种操作模式。远方自动控制采用集控操作，在HMI人机操作界面上统一操作。就地手动操作系统采用在电动机旁设就地操作按钮盒，就地控制电机的启停。电动机的远方/就地转换开关及起/停按钮、信号灯设于电动机附近。电气设备的颜色标识电气设备外壳的颜色可由客户指定或确认。开关柜、控制屏、盒上的指示灯、按钮一般采用如下颜色标识：a、指示灯断路器合红色断路器分 绿色阀门位于打开位置 红色阀门位于关闭位置 绿色电动机运行 红色电动机停运 绿色报警、跳闸及故障信号黄色、红色；采用不同的颜色区分跳闸信号和报警信号。b、按钮断路器跳闸绿色断路器合闸 红色所有其他按钮 黑色，并带有相关铭牌文字。当按钮的ON/OFF状态的位置不易明确区分时，通过“ON”/“OFF”或“O”/“I”标记或用以上所述的色彩标识加以注明。集中控制的重要电动机设就地事故按钮。事故按钮应带护盖，以防止误碰按钮造成电动机误跳。低压动力电缆采用阻燃型交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套铜芯电力电缆（ZC-YJV或YJV22型），绝缘水平为0.6/1kV。高温场所敷设的电缆选用耐高温型。一般信号的控制电缆采用阻燃型聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套屏蔽控制电缆(ZC-KVVP型)，绝缘水平为450/750V。高温场所敷设的电缆选用耐高温型。接入控制模块及DCS系统的信号回路控制电缆的屏蔽选择，符合下列规定：开关量信号，拟选用总屏蔽；高电平模拟信号，拟选用对绞线芯总屏蔽，必要时也可选用对绞线芯分屏蔽。低电平模拟信号，拟选用对绞线芯分屏蔽，必要时也可选用对绞线芯分屏蔽复合总屏蔽。模拟信号回路控制电缆屏蔽层，不构成两点或多点接地，而是集中一点接地。电缆较多的路径采用电缆桥架敷设，较少的路径可采用穿保护管敷设。用于敷设电力电缆的桥架选用梯级式，用于敷设控制电缆的桥架选用槽式，有防腐要求的场所应有相应的防腐措施。保护管一般采用热镀锌焊接钢管。各台电动机的设计和构造与它所驱动设备的运行和维修条件要求一致；电动机基本技术要求符合但不限于现行有效版的《旋转电机基本技术要求》标准；当频率为额定时,所配电动机保证当电源电压在10%范围内变化时，输出功率仍能维持额定值；电动机的额定功率达到电动机所驱动设备长期、连续、稳定、安全运行所需的能力，其值至少大于最大的制动功率的1.15倍；电动机能在80%～100%的额定电压下带正常负荷直接启动，并满足设备在各种工况下的启动要求，电动机各部分的温升不超过允许值；在设计环境温度下，电动机均能承受所有热应力和机械应力，并当端电压保持在额定值的100%时，电动机能达到额定的运转性能；系统设备所配电动机应均为全封