SCR烟气脱硝改造工程初步设计说明书工艺部分

SCR烟气脱硝改造工程初步设计说明书3章工艺局部\l“_TOC_250006“3.1概述 1\l“_TOC_250005“3.2总的技术要求 1\l“_TOC_250004“3.3脱硝主要布置原则 53.4脱硝区工艺系统说明 5氨区工艺系统说明 9\l“_TOC_250003“流体模型模拟试验 11\l“_TOC_250002“3.7检修、起吊设施 12\l“_TOC_250001“3.8脱硝管道的防腐、油漆 12\l“_TOC_250000“3.9本期脱硝物料消耗指标〔1炉计算〕 13概述·.1.1工程概述#5、6号炉SCR5、6号机组烟气脱硝改造工程，承受选择性触媒脱硝〔SCR〕工艺、脱硝复原剂承受液氨。在设计条件下，处理100%烟气量、2层催化剂77.5%,100%6000小99机56号330M〕机组分别于2006年9月份和3月份投产，SGT025∕17.7881亚临界压力一次中间再热掌握循环汽包锅炉。承受摇摆式燃烧器，四角布置、切向燃烧，正压直吹式制粉系统，单炉膛、n型露天布置，全钢架悬吊构造、平衡通风，固态排渣。烟气脱SCR300~420°C4505个小时而无永久性损坏。77.5%脱硝效率进展公用区的设计。氨区系统包括：〔1〕液氨卸料系统；〔2〕液水排放系统。.1.2主要设计依据#5、6SCR烟气脱硝改造工程可行性争论技术报告；#5、6SCR烟气脱硝改造工程技术协议；各类评审会议纪要；相关设计标准、设计标准。总的技术要求 1脱硝装置〔包括脱硝区和氨区〕的总体要求脱硝装置全部需要的系统和设备以下总的要求：承受牢靠、成熟、先进的技术，造价经济、合理，便于运行维护；全部的设备和材料是的和完整的；高的可利用率；运行费用最少；观看、监视、维护简洁；运行人员数量最少；确保人员和设备安全；节约能源、水和原材料3. 2.2材料脱硝设备的材料是型的和具有应用业绩的，保证脱硝装置的效率和牢靠性。符合符合GB/T14926-2002304SSo管道介质为蒸汽、水、杂用空气管道等承受符合GB/T3087T999标准的无缝钢管，材质为20#钢。具体的要求如下：〔304SS〕〔304SS〕蒸汽管道及其疏水管道：无缝钢管〔#20钢〕消防水管、喷淋水管和废水：无缝钢管〔#20钢〕杂用空气管道：无缝钢管〔#20钢〕〔304SS〕生活给水管：镀锌钢管1 .2.3噪音脱硝装置环境噪声满足GB12348-9085分贝〔1米处测量〕。3 .2.4脱硝主要设计原则工艺系统设计原则：承受高灰型烟气脱硝〔SCR〕工艺，每台锅炉设2SCRNOx400mg∕Nι∏3〔标准状态，6%含氧量，干基〕100%77.5%脱硝效率进展设计，出口NOx90mg∕Nm不设SCR〔4〕承受蜂窝式催化剂，按“2+1”模式布置，备用层在下。反响器层间高度3.51.3米。承受耙式半伸缩蒸汽吹灰器和声波吹灰器联合吹灰方式。在每个脱硝反响器进、出口安装实时烟气参数监测装置，具有就地和远方监测显示功能。承受液氨制备脱硝复原剂2X300MW《石油库设计防火标准》等相关标准执行。氨区装置依据《石油化工企业防火标准》附录五表5.2类。氨站考虑到夏季的日晒将使氨罐内气氨压力上升，承受了四周放开、轻型屋面的6000小时考虑。(12)99%o(13)30年。2.5脱硝区工艺局部主要设计范围主要包括：氨/空气混合系统系统图SCR反响器、喷氨系统图反响器测点系统图反响器吹扫蒸汽和疏水系统图反响器声波吹灰器系统图反响器测点布置系统图液氨贮存及氨气蒸发系统图3.2.6主要标准和标准工艺设计主要标准和标准如下：《火电厂大气污染物排放标准》GB13223-2003《大气污染物综合排放标准》GB16297-1996《环境空气质量标准》GB3095-1996《火力发电厂与变电所设计防火标准》GB50229-96《火力发电厂劳动安全和工业卫生设计规程》DL5053-1996《火力发电厂设计技术规程》DL5000-2000《火力发电厂初步设计文件内容深度规定》DLGJ9-92《火力发电厂烟风煤粉管道设计技术规程》DL/T5121-2000《火力发电厂汽水管道设计技术规程》DL/T5054-1996《火力发电厂汽水管道零件及部件典型设计手册》GD87-110I《污水综合排放标准》GB8978-1996《工厂企业厂界噪声标准》GB12348《恶臭污染物排放标准》GB14554-03《建筑设计防火标准》GBJ16-87〔2001版〕《工业设备、管道防腐蚀工程施工及验收标准》HGJ229-91《工业设备及管道绝热工程设计标准》GB50264-97《火力发电厂保温油漆设计规程》DL/T5072-1997《爆炸和火灾危急环境电力装置设计标准》GB50058-92《建筑设计防火标准》GBJ16-87,2001年版《石油化工企业设计防火标准》GB50160-92,1999年版《石油化工储运系统罐区设计标准》SH3007-1999《化工装置设备布置设计规定》HG20546-92《工业金属管道设计标准》GB50316-2000《化工装置管道布置设计规定》HG/T20549-1998《化工装置管道机械设计规定》HG/T20645-1998《化工装置管道材料设计规定》HG20646-1999《钢制压力容器》GB150-1998《钢制卧式容器》JB/T4731-2005《压力容器安全技术监察规程》1998版《钢制常压容器》JB/T4735T997《钢制化工容器设计根底规定》HG20580-98《钢制化工容器材料选用规定》HG20581-98《钢制化工容器强度计算规定》HG20582-98《钢制化工容器构造设计规定》HG20583-98《钢制化工容器制造技术要求》HG20584-983脱硝主要布置原则3.1脱硝烟道及SCR反响器布置原则SCR反响器承受双反响器无旁路布置形式，SCR反响器布置在省煤器和空气预热器之间。催化剂最低持续运行温度为305℃,305C不喷氨。依据业主议本工程不设省煤器旁路烟道。3.2氨区设备布置原则1.5米〔与液化烧卧罐布置要求一样〕，液氨储罐距防3.01罐容积。7.510米。6O∏Λ装置的火灾危急类别属乙类。1279m2,3.3管线布置原则的要求，规划布局应整齐有序。有汽车通过的架空管道净空高度不小于5.5米，室内管道支2.2米。于有关标准和工程设计的规定。载。有害的管道振动的影响。力。全部蒸汽管道、氨气管道以及冷凝水管道，均按相关标准进展保温处理。3.4脱硝区工艺系统说明3.4.1烟道50%BMCR证满足锅炉各种负荷工况烟气量的要求，烟道设计温度按420°C设计。烟道设计荷载包括：烟道本体自重、烟道部件自重、风荷载、地震荷载、积灰荷载、内衬和保温荷载等。烟道壁厚按6mm设计，烟道内烟气流速掌握在15m∕以下。脱硝烟道入口底部设置灰斗，反响器出口不设置灰斗，并适当设置人孔门和清灰孔，依据烟气流淌模型争论结果要求，在外削角急转弯头和变截面收缩急转弯头处合理设置导流板。为了使与烟道连接的设备的受力在允许范围内，需特别考虑烟道系统的热膨胀，热膨胀通过非金属膨胀节进展补偿。烟道在适当位置配有足够数量测试孔以及操作平台。3.4.2SCR反响器脱硝系统按单SCR反响器形式设计，SCR反响器尺寸为985Onlm(L)X8200mm(W)×18300mm(H),SCR反响器尺寸按锅炉IOO%BMCR工况下烟气量的要求设计，以保证脱硝系统满足锅炉各种负荷工况烟气量的要求，设计温度按420C考虑。反响器内的催化剂支撑钢梁设置为三层，支撑梁为左右走向，两端支撑连接到反响器侧墙垂直向的主支撑梁上。构造荷载的设计满足蜂窝催化剂荷载的要求。反响器应设置足够大小和数量的人孔门，人孔门尺寸为600mm×800mmo反响器入口设导流板、整流装置，支撑及附件等材质为Q345钢。在反响器侧墙设半伸缩耙式蒸汽吹灰器和声波吹灰器联合吹灰，本期不设置备用层催化剂吹灰器。在每个反响器进口设置一套N0/02烟气取样分析系统；出口设置一套N0/02烟气取样分析系统，同时设置一套NH3逃逸分析系统。在每层催化剂上方，设置可远传的烟气温度和压力监测装置〔备用层预留接口〕。反响器的喷氨格栅前、反响器入口、各层催化剂出口、反响器出口等位置设置的烟1.5米，边角侧0.5米。3.4.3催化剂催化剂承受蜂窝式催化剂。2+12层，预留I层。催化剂设计充分考虑锅炉飞灰的特性合理选择孔径大小并设计有防堵灰措施，确保催化剂不堵灰。催化剂量充分考虑燃料飞灰中高CaO满足性能保证中关于脱硝效率和氨的逃逸率等的要求，并考虑预留一层加装催化剂的空间。催化剂承受模块化设计，削减更换催化剂的时间。420℃的状况下长期运行，同时催化剂应能承受运行温450C5小时的考验，而不产生任何损坏。催化剂承受模块化、标准化设计。催化剂各层模块一般应规格统一、具有互换性以削减更换催化剂的时间。催化剂设计考虑燃料中含有的可能导致催化剂中毒的成份。在到达所要求的脱硝效率2400010年。77.5%3ppm以内，S02氧化生成SOs的转化率掌握在K以内。对蜂窝式催化剂，迎风面承受硬化技术，放置耐磨措施。3.4.4氨稀释系统喷射系统设置流量调整门，能依据烟气不同的工况进展调整。喷射系统具有良好的热膨胀性、抗热变形性和和抗振性，同时氨喷射点设置了操作平台。5/系统。/释空气的混合。10%,20%。稀释风机和氨/空气混合系统布置在SCR反响器本体氨注入口四周。稀释风机配备风压连锁和电机跳闸连锁。为保证氨不外泄，稀释风机出口阀设故障连锁关闭，并发出故障信号。风机噪声满足技术标准要求，在恰当位置设消音器。稀释风机及电机考虑防雨措施。3.4.5氨喷射与混合系统依据SCR反响器进、出口NOx O2浓度、烟气温度及烟气流量等计算氨的注入量，通过喷氨流量阀调整，并通过相应计算实时监测氨浓度。此外，还需依据反响器出口NOx浓度作为反响参数，对喷氨量进展调整，实现喷氨量闭环掌握。快速降负荷时应避开过量喷氨。承受先进的AIGNoXNL的最正确湍流混合。氨喷射与混合系统承受CFD入口烟道、导流叶片、喷氨格栅、静态混合器和整流装置等进展优化设计，在消退局部大量积灰的同时，使烟气系统阻力最小，喷氨格栅所在截面的烟气速度分布最大相对偏差小于土15%。氨喷射器与氨/供给手动流量调整阀。喷氨装置具备横向和纵向的分区调整功能，为每一个区域的支管设手动调整阀。3.4.6吹灰系统本工程承受半伸缩耙式蒸汽吹灰和声波联合吹灰方式，每一层催化剂都设置蒸汽吹灰+声波吹灰〔含初装及预留层，共三层〕，单个反响器每一层催化剂蒸汽33台，以确保声波吹灰器在正常灰分煤质下催化剂上无严峻积灰，严峻积灰时使用蒸汽吹灰器能确保催化剂上无积灰。吹灰系统纳入炉侧吹灰掌握系统掌握。1依据本工程灰的特性，承受声波吹灰器和半伸缩耙式蒸汽吹灰系统。蒸汽吹灰器汽源取自现有锅炉吹灰蒸汽母管，必要时设减压站和实现蒸汽低温闭锁功t∕h,〔每层一台运行时〕，允许两个反响器同时吹扫。每个吹灰流程时间15243次。耗量：3吨/天/个。O.38N∏?/1次〔IOs〕,每小时耗气量133.2Nm“稳3.Om=1020秒，下一层开头发声，依次进展，循环反复。压缩空气温度 常温压缩空气压力工作压力

供气压力

20.6MPa0.5~0.6MPa声波吹灰器压缩空气耗量每台声波吹灰器用压缩空气

1.71NmVmin〔平均值〕1.14 2.28Nm7min〔连续喷吹〕0.38Nι∏31次〔IOS〕〔瞬时值，最大〕天的吹扫频率〔每个喇叭〕〔〕3.5氨区工艺系统说明3.5.1氨区设计规模及组成2X300MW100%BMCR工况液氨耗量规划设计，液氨储存能力按2X60M设计。本期氨站由汽车装卸区〔包括氨压缩机〕120r∏3365kg∕h∕台。3.5.2生产方法及工艺流程入至液氨储罐内贮存。液氨储罐设置了液位凹凸位报警系统，在高高位自动联锁切断进料阀，并设有储罐超温报警和超压自动喷淋降温降压系统。液氨利用液氨储罐与液氨蒸发器之间的压差将液氨从储罐输入蒸发器内经同时进入氨蒸发器的过热蒸汽将液氨蒸发为气氨，出蒸发器气氨经缓冲罐稳定其压力后经管道送至稀释系统稀释，最终送入脱硝系统。2个、液氨蒸发器设置2个，缓冲罐设置1热盘管中的液氨的加热方式。液氨储罐及液氨蒸发系统紧急排放的气氨通过管道排入氨气稀释罐中，经水的吸取成氨水后排入废水池，再经由废水泵送至化水车间处理。吹扫、置换，在液氨槽车卸车前，应对卸氨管道进展吹扫。3.5.3装置危急性物料主要物性氨属可燃、易爆、有毒物质，其主要性质见下表:分子式：NH3分子量：17.04CAS编号：7664-41-7熔点〔C〕：-77.7沸点(℃)：-33.4蒸气压：882kPa(20℃)自燃点〔℃〕：655.11

气氨相对密度〔空气=1〕：0.59液氨相对密度(ZK=D:0.7067(25C)爆炸极限：15.7~27.4%1%水溶液PH值:1L7火灾危急类别：乙类30mg∕m3毒物危害程度分级：IV3.5.4主要设备简介液氨储罐储罐的总容量设计应能满足#5、6ECR工况、在设计条件下连续运行7天的消耗量〔SCR400mg∕Nm3,90mg∕Nm3设计〕，2只液每只液60n?。1.0液氨蒸发器2化介质，通过自动调整装置保持肯定的温度和流量，对液氨进展蒸发汽化为氨气。液氨通O.2~0.3MPao两台液氨蒸发器，一运一备，每台按两台机组ECR工况下120%容量设计，单台蒸发器的蒸发出力约365kgh缓冲罐SCR0.2MPa°切断液氨进料。在氨气出口管线上应装有温度测量装置，当温度过低时切断液氨，使氨气至缓冲槽维持适当温度及压力。蒸发器应装有安全阀，防止设备压力特别过高。液氨蒸发器上游设气动截止阀和流量调整阀，在正常运行过程中，保证氨气缓冲罐内的压力恒定。氨区蒸汽疏水考虑回收利用。流体模型模拟试验CFD数值模拟和物理模型试验对设计进展校核，根据模拟结果进一步优化完善。6.1流体模拟试验目的导流板的压损削减位置，优化烟气流速、温度和催化剂前的成分分布。模拟内容包括：计算机流体模拟试验(CFD).静态混合器和氨喷射格栅的具体设计争论、氨气和热空气混合器物理模型试验包括飞灰测试，以确定系统中飞灰沉积区域，并对系统进展优化设计，消退飞灰沉积。6.2流体模拟试验优化目标6.2.1压损优化目标100%BMCR工况，设计温度时，从脱硝系统入口到出口之间的系统压力损失不大IOQOPa(此压损考虑附加催化剂层投运后增加的阻力)。6.2.2氨喷射格栅前的优化要求NH3/NO分布最大相对偏差＜±5%烟气速度分布最大相对偏差＜±10%烟气温度分布最大确定偏差＜±1O°C烟气垂直入射角偏差＜±10。检修、起吊设施催化剂安装起吊方式为：催化剂起吊电动葫芦设置在SCR47米以上，可将催化剂从零米提升到SCR至每层催化剂指定位置，最终用液压小推车运送到最终地点。脱硝管道的防腐、油漆8.1管道的防腐管道材料全部承受金属材料，管道介质为液氨、气氨、仪用空气管道和氮气管道的采用符合符合GB/T14926-2002304SSo管道介质为GB/T3087T99920#以上