省煤器空运进出口流程到SCR入口和SCR空运进出口流程到空预器进口段

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国内首台火电机组省煤器分级改造提高SCR入口烟温实践
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中国电力工程顾问集团公司火力发电厂脱硝技术设计导则(送审稿)
G?2008?J05中国电力工程顾问集团公司企业标准Standard of China Power Engineering Consulting Group Corporation Q/DG 2-J01-2006火力发电厂脱硝技术设计导则Design Guide of DeNOx Technology for Thermal Power Plant(送审稿)2 0 0 8 - ××- ×× 发 布2008- ××- ×× 实 施中国电力工程顾问集团公司发 布 目录前 言? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 1 1 范围? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 2 2 规范性引用文件? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 3 3 术语和定义? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 5 4 总则? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 8 5 SCR 系统设计 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 9 6 SNCR 系统及 SNCR/SCR 混和系统设计 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 20 7 还原剂储存及制备系统? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 27 8 自动控制系统? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 56 9 性能考核及验收? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 65 附录 A(规范性附录)导则的用词说明 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 69 附录 B(资料性附录)还原剂的物理及化学参数 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 70 附录 C(资料性附录)催化剂???????????????????? 73 附录 D(规范性附录)计算符号及公式 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 82 ?火力发电厂脱硝技术设计导则?编制说明??????????????? 89- 01 - 前言根据中国电力工程顾问集团公司电顾科技[2006]51 号文关于下达 2006 年度中国电力工程 顾问集团公司新开科技项目计划的通知的安排,华东电力设计院承担了项目编号为 DG2-J01-2006? 脱硝技术设计研究及导则? 的编制工作,西南电力设计院为参加单位。 本导则的编制符合电力企业标准编制规则(DL/T800-2001)的规定。 本导则的附录 A、D 为规范性附录。 本导则的附录 B、C 为资料性附录。 本导则由中国电力工程顾问集团公司提出并归口管理。 本导则主要起草单位:华东电力设计院。 本导则参加起草单位:西南电力设计院。 本导则主要起草人:袁果、马爱萍、叶勇健、蔡冠萍、吴东梅、马杰、张睿、缪震昆、潘 炎根、郑培钢、施建昌、黄平、金强、刘明辉。 本导则由中国电力工程顾问集团华东电力设计院负责解释。-2- 1 范围本导则规定了火力发电厂燃煤、燃气、燃油锅炉的烟气脱硝技术设计应遵循的原则和设计 要求。燃用其它燃料的锅炉烟气脱硝技术设计可参考使用本导则。 本导则适用于容量为 400t/h 及以上新建、扩建和改建的火力发电厂锅炉的烟气脱硝技术设 计。2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本导则的引用而成为本导则的条款。凡是注日期的引用文件,其随后 所有的修改(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准。然而,鼓励根据本导则达成协议的 各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注明日期的引用文件,其最新版本适用于本 导则。 《中华人民共和国环境保护法》 《中华人民共和国大气污染防治法》 《中华人民共和国安全生产法》 《中华人民共和国劳动法》 《中华人民共和国电力法》 《危险化学品安全管理条例》(国务院令第 344 号) 《安全生产许可证条例》(国务院令第 397 号) GB 150-1998 GB 536-1988 GB
GB 10184-88 GB
GB 50057-94 GB
《钢制压力容器》 《液体无水氨》 《尿素》 《设备及管道保温技术通则》 《污水综合排放标准》 《电站锅炉性能试验规程》 《火电厂大气污染物排放标准》 《输送无水氨用橡胶软管和软管组合件规范》 《重大危险源辨识》 《建筑设计防火规范》 《建筑物防雷设计规范》(2000 年版) 《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》 《石油化工企业设计防火规范》(1999 版) -3- GB
GBJ 87-1985 GB/T
GBZ 1-2002 GBZ 2-2002 DL
DL/T 620-1997 DL/T 621-1997 DL/T 960-2005 DL/T
HG 《工业企业总平面设计规范》 《水喷雾灭火系统设计规范》 《火力发电厂和变电站设计防火规范》 《工业企业噪声控制设计规范》 《流体输送用无缝钢管》 《流体输送用不锈钢无缝钢管》 《工业企业设计卫生标准》 《工作场所有害因素职业接触限值》 《火力发电厂设计技术规程》 《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》 《交流电气装置的接地》 《燃煤电厂烟气排放连续监测系统订货技术条件》 《火力发电厂保温油漆设计规程》 《火力发电厂烟风煤粉管道设计技术规程》 《火力发电厂、变电所二次接线设计技术规程》 《火力发电厂厂用电设计技术规定》 《火力发电厂和变电站照明设计技术规定》 《钢制化工容器材料选用规定》 《钢制低温压力容器技术规定》 《压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危害程度分类》HG/T 5 《安全阀的设置和选用》 HG/T 5 《管径选择》 HG/T 5《人身防护应急系统的设置》 JB/T
《钢制焊接常压容器》 《石油化工储运系统罐区设计规范》 《石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》国家质量技术监督局 质技监局锅发[ 号《压力容器安全技术监察规程》 国家安全监管总局第 8 号令《危险化学品建设项目安全许可实施办法》3 术语和定义下列术语和定义适用于本导则。 -4- 3.1 选择性催化还原法 Selective catalytic reduction (SCR) 在有催化剂存在的条件下,将还原剂(氨气)喷入温度为 300℃-420℃的 烟气内,使氮氧化物(NOx)还原成氮气(N2)和水(H2O)的方法。 3.2 选择性非催化还原法 Selective non-catalytic reduction (SNCR) 在没有催化剂存在的条件下,将还原剂(尿素)喷入温度为 850℃-1250 ℃的烟气内,使氮氧化物(NOx)还原成氮气(N2)和水(H2O)的方法。 3.3 SNCR/SCR 混合法 Hybrid SNCR/SCR 这是选择性非催化还原法与选择性催化还原法的组合。先将还原剂(尿 素)喷入温度为 850℃-1250℃的烟气内进行脱硝,再让烟气通过布置在温度 为 300℃-420℃的烟道内的催化剂层进一步脱硝的方法。 3.4 催化剂 Catalyst 本身不参加脱硝反应,却能提高脱硝反应速度的物质。 3.5 还原剂 Reducing agent 本身参加脱硝反应,将氮氧化物(NOx)还原成氮气(N2)和水(H2O)的化学试剂。 3.6 氨逃逸率 Ammonia slip rate 经过脱硝反应后,烟气中残余的未参加反应的微量氨占烟气的体积份额, 以百万分率表示。 3.7 高含尘布置 High dust arrangement scheme SCR 装置布置在锅炉省煤器和空气预热器之间的方式。 3.8 低含尘布置 Low dust arrangement scheme SCR 装置布置在烟气除尘器或脱硫装置之后的方式。 3.9 催化剂初装层数 Catalyst initialize install layer 初始安装的催化剂层数。 3.10 比表面积 Catalyst geometry surface area 单位体积催化剂的几何表面积,以 m2/m3 表示。 -5- 3.11 催化剂模块 Catalyst model 催化剂模块是将催化剂单元组装在一个框架之内,以便装卸及在 SCR 反应 器中的安装。 3.12 催化剂节距 Catalyst pitch 催化剂节距(pitch)是用于蜂窝式和板式催化剂的几何参数。如图所示,节距 p 是催化剂 孔的宽度加上催化剂孔壁壁厚 a。3.13 催化剂失活 Catalyst active lose 即为催化剂失去催化性能。通常分为两类,化学失活和物理失活。化学失活被称为中毒,催 化剂中毒的原因主要是反应物、反应产物或杂质占据了催化剂的活性位而不能进行催化反应;物 理失活是指催化剂的微孔被堵塞,NOx 与催化剂的接触被阻断,不能进行催化反应。 3.14 脱硝效率 Denitration efficiency 脱硝系统未投入时,锅炉出口烟气中 NOX 的浓度与脱硝系统投入时,锅炉出口烟气中 NOX 的浓度之差除以脱硝系统未投入时,锅炉出口烟气中 NOX 的浓度,通常用百分数表示。计算公 式见附录 D(公式 5.1)。 3.15 烟气脱硝 Flue-gas denitration 从锅炉燃烧产生的烟气中连续脱出所含的大部分氮氧化物(NOx) 以达到排放的烟气中NOx含量满足环保排放标准的要求。 3.16 烟气氮氧化物(NOx)Flue-gas nitrogen oxides 锅炉燃烧过程中生成的各类氮氧化物(NOx)的总称,主要包括一氧化氮(NO)和二氧化 氮(NO2)等。 3.17 NOx排放浓度(mg/Nm ) NOx emission concentration -63 每标立方米烟气中所携带的NOx的毫克含量。 3.18 喷氨格栅 Ammonia injection grid (AIG) 是在 SCR 反应器进口烟道中设置的均匀混合装置,该装置布置有多个 喷嘴以保证喷出的氨气与烟气充分有效的混合。 3.19 SO2 向 SO3 的转换率 Conversion rate of SO2 to SO3锅炉燃烧过程中产生了 SO2 和 SO3,在一定条件下烟气中的部分 SO2 转 化成 SO3 的比例。 3.20 反应器空塔设计流速 SCR reactor section design velocity 反应器中未安装催化剂时的烟气流速,通常指反应器入口截面的烟气 流速。4 总则4.1 脱硝技术设计是火力发电工程项目设计内容之一。凡是火力发电工程项目设计应执行的法律、法规、规程及导则,本导则亦应执行。 4.2 本导则规定了选择性催化还原法(SCR)脱硝工艺、选择性非催化还原法(SNCR)脱硝工艺和SNCR/SCR 混合脱硝工艺技术设计应遵循的原则和方法。 4.3 脱硝系统的设计应能适应锅炉最大连续运行工况范围内的任何负荷变化。还原剂的喷入量应与烟气中的 NOx 浓度、烟气温度和机组负荷相匹配。 4.4 4.5 对于脱硝效率要求 80%及以上的机组,应采用 SCR 脱硝工艺; 对于机组容量为 600MW 等级及以下的机组,若要求脱硝效率不大于 40%,宜采用 SNCR脱硝工艺。 4.6 对于脱硝效率要求在 60%~80%范围内的机组,视还原剂的运输、储存、制备、初投资及运 行费用并考虑短期内脱硝效率是否要求提高的因素,综合比较后确定采用 SCR 脱硝工艺或 SNCR/SCR 混合脱硝工艺。 4.7 对于脱硝效率要求在 40%~60%范围内的机组,宜采用 SNCR/SCR 混合脱硝工艺,SCR 装置 宜布置在烟道内,不单独设置构架,但应考虑荷重增加的影响。 4.8 还原剂可采用液氨或尿素。还原剂的选用应根据厂址周围的环境、脱硝工艺、脱硝系统的投资、系统的年运行费用及药品来源的安全性及可靠性因素,经技术经济综合比较及安全评价 -7- 后确定。 4.9 对于 SCR 烟气脱硝工艺,若电厂地处城镇边缘,而液氨产地距电厂较近,在能保证药品安全、可靠供应的情况下,宜选择液氨作为还原剂;若电厂位于人口密度高的中心城市、港口、 河流位置,宜选择尿素作为还原剂。 4.10 对于 SNCR 烟气脱硝工艺,宜选择尿素作为还原剂。若电厂已有液氨或可利用管道输送液氨的情况下,可选择液氨作为还原剂。 4.11 脱硝工艺采用液氨作为还原剂时, 液氨储存区应设置消防喷淋水系统; 采用尿素作为还原剂时,尿素储存和氨制备系统的消防设计按 GB50229。锅炉房脱硝系统的设备和管道的消防设 计按 GB50229。 5 SCR 系统设计 5.1 系统设计 5.1.1 设计范围及内容 SCR 的烟气反应系统,设计分界从省煤器灰斗出口至空预器入口挡板前。 5.1.2 系统功能描述 SCR 脱硝工艺是使用氨气(NH3)作为还原剂,将体积浓度为 5%的氨气通过氨注入装置(AIG) 喷入温度为 300℃-420℃的烟气中,在催化剂作用下,氨气(NH3)将烟气中的 NO 和 NO2 还原成无 公害的氮气(N2)和水(H2O),其化学反应式如下: 4 NO + 4 NH3 + O2 → 4 N2 + 6 H2O 2 NO2 + 4 NH3 + O2 → 3 N2 + 6 H2O 上述脱硝反应是在反应器内进行的,反应器内装有催化剂层,还原剂氨气(NH3)可以通 过液氨、氨水及尿素制得。反应器布置在省煤器和空气预热器之间。 5.1.3 主要性能指标 5.1.3.1 SCR 烟气脱硝系统主要性能指标如下: ――脱硝效率; ――NH3 的逃逸率; ――SO2 向 SO3 的转换率; ――脱硝系统的阻力; -8- ――催化剂寿命。 5.1.3.2 催化剂的主要性能参数应当满足下列要求: ――NH3 的逃逸率应不高于 3ppmv; ――燃煤含硫量小于 2.5%时,SO2 向 SO3 的转换率应不高于 1%; ――燃煤含硫量大于等于 2.5%时,SO2 向 SO3 的转换率应不高于 0.75%。 5.1.3.3 催化剂的机械寿命应不小于 10 年。 5.1.3.4 催化剂化学寿命按照下列要求确定: ――催化剂化学寿命的确定宜征求 SCR 承包厂商或催化剂厂商的意见; ――对于燃煤机组,一般可以达到 1 小时; ――对于燃油和燃气电厂,催化剂运行寿命更长,超过 32000 小时。 5.1.4 设计原则 5.1.4.1 用制设计。 5.1.4.2 度。 5.1.4.3 液氨属易燃、易爆危险品,其建设实施应遵循《危险化学品建设项目安全许可实施 催化剂是专利产品,本导则对催化剂的设计选型仅设计到催化剂选型条件书的深 SCR 的烟气反应系统应按单元制设计,还原剂(氨、尿素)储存和制备系统宜按公办法》,其设计施工必须由有资质的单位承担。 5.1.4.4 SCR 烟气脱硝系统的设计煤种应当与锅炉设计煤种相同,对于改造项目应与锅炉燃用概率较高的煤种作为脱硝系统的设计煤种。 燃用锅炉校核煤种时, SCR 烟气脱硝系统能长期稳 定连续运行,且必须满足排放要求。 5.1.4.5 SCR 烟气脱硝系统,在布置情况允许,烟气条件能够满足系统要求的情况下,应采用高含尘布置方案,否则可以采用低含尘布置方案。 5.1.4.6 SCR 烟气脱硝系统的设计应能适应烟温 300℃~420℃(通常对应锅炉 40%-100%BMCR工况)之间的任何负荷,当烟气温度低于最低喷氨温度时,喷氨系统能够自动解除运行;并能 适应机组的负荷变化和机组启停次数的要求。SCR 催化剂应当能承受运行温度 420℃(烟煤) /450℃(无烟煤、贫煤、高硫煤、高水分褐煤),每次不大于 5 小时,1 年不超过 3 次的考验, 而不产生任何损坏。 -9- 5.1.4.7 5.1.4.8SCR 脱硝装置必须能在烟气粉尘和 NOX 排放浓度为最小值和最大值之间任何点运行。 对于新建机组,脱硝反应器和烟道的支撑结构应当同时兼顾附近布置的其他设备、管道系统,支撑结构宜统一计算,统一设计。 5.1.4.9 脱硝装置在闭合状态,不允许烟气泄露到大气中。5.1.5 设计输入数据 SCR 工艺招标时,需要向卖方提供原始数据,供卖方对催化剂选型设计。具体如下: ――烟气中 NOx 含量 (mg/Nm3) ――烟气体积流量 ――烟气温度范围 (Nm3/h) (℃); (标准状态,干态,6%含氧量); (标准状态,干态,6%含氧量); (标准状态,湿态/干态);――烟气含尘量 (mg/Nm3) ――煤种的工业分析,元素分析; ――灰份分析; ――飞灰粒径分布; ――烟气组份分析: O2 含量 (%) CO2 含量 (%) N2 含量 (%) H2O 含量 (%) SO2 含量 (mg/Nm3) SO3 含量 (mg/Nm3) HCl 含量(mg/Nm3) HF 含量 (mg/Nm3) CO 含量 (mg/Nm3) 硅(Si)含量 (mg/Nm3)(标准状态,干态); (标准状态,干态); (标准状态,干态); (标准状态); (标准状态,干态,6%含氧量); (标准状态,干态,6%含氧量); (标准状态,干态,6%含氧量); (标准状态,干态,6%含氧量); (标准状态,干态,6%含氧量); (标准状态,干态,6%含氧量); (标准状态,干态,6%含氧量); (标准状态,干态,6%含氧量); (标准状态,干态,6%含氧量); (标准状态,干态,6%含氧量); (标准状态,干态,6%含氧量); (标准状态,干态,6%含氧量); - 10 -硒(Se)含量 (mg/Nm3) 砷(As)含量 (mg/Nm3) 汞(Hg)含量 (mg/Nm3) 铅(Pb)含量 (mg/Nm3) 磷(P)含量 (mg/Nm3)有机烷烃(CH)含量 (mg/Nm3) 多氯代二苯并呋喃(PCDF)含量(mg/Nm3) (标准状态,干态,6%含氧量); 脱硝效率(%); 氨逃逸率(ppmV)。 其中,烟气参数及组分由锅炉厂提供。 5.1.6 系统方案设计 5.1.6.1 SCR 装置不宜装设省煤器旁路系统。只有当烟气温度过低仍然需要维持 SCR 运行时,为 实现 SCR 装置正常运行的烟气条件,系统可以装设省煤器烟气侧旁路系统,也可以装设省煤器 给水侧旁路来提高 SCR 运行温度,但因涉及到锅炉性能,具体设置位置需锅炉供货单位确认。 5.1.6.2 SCR 装置不宜装设 100%烟气旁路系统。 5.1.6.3 合理设计系统,选择合理结构的催化剂,以避免等离子点火带来的碳的沉积以及相关事故的发生。机组启动运行时应严格按照脱硝公司运行手册进行操作,控制合适的启动速度。 SCR 装置一般不设 SCR 启动烟气旁路系统,如果机组年冷态启动次数超过 10 次,SCR 装置可装 设 30%-50%容量启动烟气旁路系统,以保护催化剂。 5.1.6.4 初装时催化剂层数应当留有 1-2 层备用层,基本安装层数跟煤质条件、脱硝效率等因素有关,应当由承包厂商和催化剂厂家协商确定。 5.1.6.5 的寿命。 5.1.6.6 5.1.6.7 5.1.6.8 5.1.6.9 催化剂各层模块应规格统一、具有互换性。 每层催化剂应设计有至少 1 套可拆卸的催化剂测试部件。 催化剂模块应采用钢结构框架,并便于运输、安装、起吊。 每层催化剂均应设置吹灰器,备用层催化剂的吹灰器可暂时不安装。根据煤质条件 催化剂模块必须设计有效防止烟气短路的密封系统,密封装置的寿命不低于催化剂及运行维护等方面确定采用蒸汽吹灰系统或者声波吹灰系统。 5.1.6.10 还原剂采用液氨系统时,应当装设氨气稀释系统。喷入反应器内氨气混合气浓度不得大于 5%(体积比),氨气与空气混合浓度报警值为 7%,氨气与空气混合浓度高于 12%时切断 氨气供给系统。 5.1.6.11 每台锅炉需配置稀释风机,稀释风机可以采用 3×50%或 2×100%方案。稀释风机采用离心式风机。稀释风机风量一般不需要调节,风量裕量为 10%,压头裕量为 20%。 5.1.6.12 由于波纹板式催化剂重量较轻,只有蜂窝式或板式的 40%~50%,燃煤机组 SCR 烟 - 11 - 气脱硝系统反应器结构设计时,应充分考虑不同的催化剂型式的重量对 SCR 钢结构影响,不宜 按照波纹板式催化剂来进行钢结构设计,以方便今后对催化剂型式的更换。 5.1.6.13 SCR 反应器的设计应满足多厂家催化剂的互换能力和裕量。 5.1.7 系统设计应注意的问题 5.1.7.1 SCR 系统设计应注意的问题 5.1.7.1.1 合理的催化剂选型是影响脱硝性能的最重要因素。 5.1.7.1.2 控制合适的烟气温度。 催化剂一般适用温度为 300℃-420℃。 对于排烟温度较高的机 组,如燃烧贫煤的锅炉和燃气轮机,催化剂中需添加耐高温成分以增加热力稳定性。 5.1.7.1.3 设计上应充分考虑飞灰磨损、腐蚀。 5.1.7.1.4 为了达到合适的布置方式,设计合适的反应器形状,应进行烟气流态模型测试。 5.1.7.1.5 为了防止飞灰堵塞,脱硝装置入口应设置灰斗。 5.1.7.1.6 催化剂活性降低到不能满足脱硝性能要求时,需添加备用层或对催化剂进行更换。 5.1.7.1.7 失活的催化剂可以通过再生方式回用,如确定不采用再生的方法回用的失活催化剂, 应在当地环保局指导下对其进行废弃处理,如可将催化剂压碎后填埋。板式催化剂内含不锈钢 基材,可送至金属冶炼厂回用。 5.1.7.2 对锅炉性能的影响 SCR 高含尘脱硝工艺, 如不加装省煤器旁路, 对锅炉的燃烧基本无影响; 如加装省煤器旁路, 需对锅炉尾部包覆开孔,对锅炉烟温、烟量都提出新的要求,对锅炉性能、热平衡有一定影响。 5.1.7.3 对锅炉钢结构的影响 装设 SCR 装置的新建锅炉,支撑 SCR 装置的钢架通常是与锅炉钢架为同一联合体系,以利 于钢架的稳定并可以节约钢材。因此,锅炉钢架的最后一排柱通常要设在 SCR 装置外侧。 5.1.7.4 对空预器设计及其性能影响 装设 SCR 设备的空预器在防止堵塞和冷端清洗方面需作特殊设计。主要包括: (1)换热元件采用高吹灰通透性的波形,保证吹灰和清洗效果,增加 15%的换热面积。 (2)合并传统的冷段和中温段。 (3)冷端层采用搪瓷表面传热元件。 - 12 - (4)空预器吹灰器用双介质吹灰器。 (5)空预器转子等结构需作一些局部修改。 5.1.7.5 对引风机的影响 引风机应考虑加装 SCR 系统阻力增加的影响。对于动、静叶可调轴流风机,分别按照装设 SCR 前后两种工况确定两组风机叶片和转速,风机的外形尺寸可不变。 5.1.7.6 对除尘器的影响 电气除尘器设计应考虑由于装设 SCR 脱硝装置引风机风压的提高的影响,设备采购时应按 照装设 SCR 脱硝装置时的各种工况条件签订合同。 5.2 设备配置与选择 5.2.1 1 台锅炉宜设 2 台反应器,特殊情况下可以设 1 台反应器。当 2 台反应器分别与空预器连 接时,宜在空预器入口的烟道上设置平衡管,以平衡 2 台空预器入口的烟气流量。当双出口锅 炉选用 1 台反应器时,必须注意两侧通道内烟气温度偏差,必要时应当装设温度混合装置。 5.2.2 SCR 催化剂应当能承受运行温度 420℃(烟煤)/450℃(无烟煤、贫煤、高硫煤、高水分褐煤)(此温度选取应结合省煤器出口烟温并考虑省煤器积灰、温度偏差等因素),每次不 大于 5 小时,1 年不超过 3 次的考验,而不产生任何损坏。 5.2.3 SCR 工艺的催化剂的可以按照下列要求进行选择: 催化剂形式的选择: ――蜂窝状催化剂; ――板式催化剂; ――波纹板式催化剂。 主要选型依据为烟气含尘量、灰尘的特性以及脱硝效率。波纹板式催化剂的适用含尘量不 宜过高(通常要求含尘浓度&20g/Nm3)。 波纹板式催化剂比表面积介于蜂窝式及板式之间,耐磨损性能相对较差,对烟气流动性很 敏感,其活性物质比蜂窝式少近 70%,其模块结构与板式接近。市场占有率很低(不超过 5%), 多用于燃气机组。 蜂窝式催化剂的比表面积较大,同等条件下所需的体积比板式催化剂小,两种不同形式催 化剂的比表面积对比见表 5.2.3。 - 13 - 表 5.2.3 产品形式 板式 蜂窝式 5.2.4板式、蜂窝式催化剂比表面积对比 孔径 mm 5.5-7.0 6.9 比表面积(m2/m3) 307-353 539 所需的相对体积 100% 56%-65%对于燃油、燃天然气及燃气轮机机组,由于板式结构所需催化剂容积为蜂窝式的 2~3倍,应优先采用蜂窝式结构。 5.2.5 催化剂节距的选择应当根据不同催化剂生产厂家的经验进行选择,一般含尘量越高,催化剂选用节距越大。 5.2.6 对于燃油、 燃天然气锅炉及燃气轮机机组, 由于所产生的烟气中几乎没有灰尘和 SO2 (对低硫油),催化剂孔径、节距选择比燃煤机组更小。由于燃气轮机排气温度较高,催化剂中需 添加耐高温成分以增加热力稳定性。 5.2.7 1 台反应器宜配置 1 套氨气稀释系统,纯氨加入量宜根据每台反应器的出入口参数进行独立控制。 5.2.8 稀释风机必须设有备用,对于每台锅炉,稀释风机可以采用 3×50%配置方案(双反应器方案),或者 2×100%方案考虑(单反应器方案)。稀释风机可采用离心式风机,稀释风机风量 不需要调节,风量裕量为 10%,压头裕量为 20%; 5.2.9 氨气空气稀释混合器一般不设备用。5.2.10 每层催化剂应设置吹灰器,备用层暂不装设。 5.2.11 根据飞灰的具体条件和工艺要求及布置情况,在系统的适当位置设置灰斗,灰斗的容 量应不小于 8 小时的储灰量。灰斗的有效容量系数为 0.8。 灰斗的除灰效率 1%~2%(对于烟 气中的含灰量小于 20 g/Nm3 的宜取下限,对于烟气中的含灰量大于 20 g/Nm3 的宜取上限)。SCR 进口烟道的设置应结合省煤器灰斗的设置和布置条件确定。 5.3 布置与安装设计 5.3.1 SCR 反应器的布置与安装设计 5.3.1.1 SCR 反应器布置在空预器上方(空预器拉出布置方案)或布置在除尘器进口烟道支架上方布置方案(空预器未拉出方案)。 5.3.1.1.1 当采用空预器拉出布置方案, 反应器支撑结构与锅炉钢架应统筹设计, 桩基和基础设 - 14 - 计时考虑其载荷。在空预器构架设计时,应考虑 SCR 反应器和烟道荷载及布置要求,及联络平 台扶梯的延伸条件,SCR 反应器直接布置在空气预热器上方。 5.3.1.1.2 对于空预器未拉出或拉出一部分的锅炉, 反应器布置在空气预热器后侧除尘器进口烟 道支架上方。具体设计时反应器支撑结构与锅炉钢架统筹考虑,基础和下部支撑结构一次建成, 构架的桩和基础应考虑 SCR 装置荷载,锅炉钢架设计应预留进出烟道的布置空间,及联络平台 扶梯的延伸条件。 5.3.1.2 反应器应当设计成烟气竖直向下流动, 反应器入口必须设气流均布装置, 对于反应器内 部易于磨损的部位应设计必要的防磨措施。 5.3.1.3 反应器内部各类加强板、支架应当设计成不易积灰的型式,同时必须考虑热膨胀的补 偿措施。 5.3.1.4 反应器应当设置足够大小和数量的人孔门。 5.3.1.5 反应器设计需要考虑内部催化剂维修及更换所必须的起吊装置和平台。 5.3.1.6 SCR 反应器的设计压力和瞬时不变形承载压力取值与炉膛设计参数相同。 5.3.1.7 SCR 反应器内的空塔设计流速一般在 4m/s-6m/s 之间。 5.3.1.8 通过反应器的结构合理设计,催化剂入口烟气条件必须满足催化剂厂家技术要求,如果催化剂厂家未提供详细要求,可以采用下列要求: ――入口烟气流速偏差 ――入口烟气流向 ――入口烟气温度偏差 &±15%(均方根偏差率); &±10°; &±10℃;――NH3/NOx 摩尔比绝对偏差 &5%。 为保证上述技术要求,应当进行 SCR 装置(从省煤器出口至空预器入口烟气系统,包括还原 剂喷射装置)计算流体动力学(CFD)数值分析计算以及流场物理模型实验。 5.3.1.9 由于散热和漏风造成的 SCR 脱硝装置整体温度降不得大于 3℃。 5.3.1.10 催化剂模块应采用钢结构框架,并方便运输、安装、起吊。 5.3.2 SCR 反应器布置与土建结构设计5.3.2.1 火力发电厂脱硝工程土建结构设计除应符合本导则的规定外,还应符合现行国家规范 及行业标准的要求。 - 15 - 5.3.2.2 当反应器布置在空气预热器上方时,反应器支架及平台应与锅炉钢架统筹设计。当反 应器布置在烟道支架上方时,反应器支架及平台与烟道支架合并设计。 5.3.2.3 屋面、楼(地)面在生产使用、检修、施工及安装时,由设备、管道、材料堆放、运 输工具等重物引起的荷载,以及所有设备、管道支架作用于土建结构上的荷载,均应由工艺专 业提供。当工艺专业未提供楼梯及平台的活荷载时,可按 2.0kN/O采用,其荷载组合值系数取 0.7、频遇值系数取 0.7、准永久值系数取 0.6。 5.3.2.4 作用在结构上的设备荷载和管道荷载(包括设备和管道的自重,设备、管道及容器中 的填充物重),按活荷载考虑。其荷载组合值、频遇值和准永久值系数均取 1.0。其荷载分项系 数取 1.3。 5.3.2.5 当反应器与烟道支架布置相结合时,构筑物抗震设防类别按丙类考虑,地震作用和抗 震措施均应符合本地区抗震设防烈度的要求。当反应器与锅炉钢架统筹设计时,抗震设防类别、 地震作用和抗震措施与锅炉钢架相同。 5.3.2.6 计算地震作用时,构筑物的重力荷载代表值应取恒载标准值和各可变荷载组合值之和,一般设备(如管道、设备支架等)可变荷载组合值系数取 1.0。 5.3.3 烟道和灰斗的布置与安装设计 5.3.3.1 按照《火力发电厂烟风煤粉管道设计技术规程》(DL/T)相关章节执行。 5.3.3.2 SCR 烟道的设计压力和瞬时不变形承载压力取值与炉膛设计参数相同。 5.3.3.3 烟道应根据可能发生的最差运行条件进行设计。 5.3.3.4 烟道设计应能够承受如下负荷:烟道自重、风荷载、地震荷载、灰尘积累、内衬和保 温的重量等。 5.3.3.5 烟道系统设计时应根据烟气流动模型研究结果,在外削角急转弯头和变截面收缩急转 弯头处和其它烟气流场不均匀处,设置导流板或整流板,保证氨气与烟气混合均匀。 5.3.3.6 烟道壁厚不小于 6mm。 5.3.3.7 烟道内烟气流速不宜超过 15m/s。 5.3.3.8 在 SCR 进出口烟道的适当位置配有足够数量测试孔以及操作平台。 5.3.3.9 在烟道适当位置配置足够数量和大小的人孔门和清灰孔。 5.3.3.10 SCR 进出口烟道与锅炉烟道连接处应设置膨胀节, 补偿器可以采用不锈钢材料金属补 - 16 - 偿器,或自带保温织物补偿器。 5.3.3.11 烟道及反应器壳外部应设加固肋及保温保护层。 5.3.3.12 反应器入口部位宜装设气体均布装置。 5.3.4 氨气喷射系统的布置与安装设计 5.3.4.1 氨喷射格栅(AIG)的布置应与烟气流动方向相垂直,由烟道中按水平和垂直划分的多个区域构成。 5.3.4.2 氨喷射格栅(AIG)的设计要考虑烟道的几何结构并与催化剂层之间留有足够的混合距离。为了保证氨气与烟气混合均匀,必要时可在 AIG 后增设静态混合器。 5.3.4.3 氨气混合喷射系统的设计应当根据各家公司的技术特点进行选择,主要原则如下: ――催化剂入口氨气/烟气混合不均匀性&5%; ――检修维护方便。 5.3.4.4 喷射系统应考虑防腐、防堵和耐磨,具有良好的热膨胀性、抗热变形性和抗振性。 5.3.4.5 氨气稀释混合器不设备用,其后宜设扰流板(静态预混合器)以保证氨气空气混合均 匀。 5.3.4.6 氨气喷射混合系统也可采用涡流混合器,其扰流板的数量、安装角度及位置应通过实 物模型试验确定。涡流混合器与催化剂之间留有足够的混合距离。 5.3.5 电气设备与安装设计5.3.5.1 脱硝装置厂用电电压等级、 厂用电系统中性点接地方式应与发电厂厂用电设计原则相一 致。 5.3.5.2 布置在锅炉区域的脱硝负荷的供电方式: 当该区域内的脱硝装置的配电系统和设备由分 包商成套时,可按单元制从主厂房锅炉厂用段提供总电源的配电方式;反之可采用将锅炉区域 的脱硝负荷按单元制直接从主厂房锅炉厂用段引接的配电方式。 5.3.5.3 布置在厂区的脱硝装置的配电方式:当脱硝装置负荷的配电系统和设备由分包商成套时,采用就近的厂区动力中心(PC)提供总电源的配电方式;反之可在就地设置电动机控制中心 (MCC),负责向该区域脱硝装置的负荷供电,MCC 电源由就近的 PC 引接。 5.3.5.4 脱硝装置的保安负荷应直接从主厂房保安段或脱硫保安段引接。 5.3.5.5 脱硝电气系统控制水平应与工艺系统控制水平协调一致,宜纳入工艺控制系统控制。 5.3.5.6 除满足上述要求外,其余均应符合 DL/T 5136、DL/T 5153 和 GB 50058 中的有关规定。 - 17 - 5.3.5.7脱硝装置应考虑必要的防雷、 接地及照明系统的设计。 布置在锅炉区域脱硝装置的防雷、接地和照明系统的设计,宜由锅炉区域的防雷、接地和照明设计统筹考虑。布置在厂区的脱硝 装置的防雷、接地和照明系统的设计应符合 GB 50057、DL/T 620、DL/T 621 和 DL/T 5390 中的 有关规定。 5.4 运行及控制说明 参见第 8 章节 5.5 设计计算 5.5.1 氨气消耗量的计算 见附录 D(公式 4) 5.5.2 氨和 NOX 摩尔比的计算 见附录 D(公式 5)6 SNCR 系统及 SNCR/SCR 混和系统设计6.1 6.1.1 系统设计 设计范围及内容6.1.1.1 选择性非催化还原脱硝(SNCR)工艺的设计范围包括: ――还原剂计量系统; ――还原剂分配系统; ――还原剂喷射系统。 6.1.1.2 SNCR/SCR 混合脱硝工艺的设计范围包括: ――还原剂计量系统; ――还原剂分配系统; ――还原剂喷射系统; ――SCR 反应器及其进出口烟道系统; ――催化剂; ――催化剂起吊系统。 6.1.2 系统功能描述6.1.2.1 选择性非催化还原脱硝(SNCR)技术一般采用尿素作为还原剂, 也可用液氨作为还原剂, 喷入炉膛内与氮氧化物(NOx)进行选择性反应,不用催化剂。利用锅炉炉膛为反应器,在其高温 区域(850℃~1250℃)喷入还原剂,还原剂与烟气中的 NOx 进行反应生成对环境无害的水和氮气。 - 18 - 当采用尿素作为还原剂时,主要化学反应为: 1 2NO+CO(NH2)2+ O2→2N2+CO2+2H2O 2 6.1.2.2 选择性非催化还原脱硝(SNCR)技术适用于燃煤锅炉、循环流化床锅炉、燃油锅炉和燃气锅炉。 6.1.2.3 SNCR/SCR 混合工艺的脱硝也是在烟气中加入还原剂, 在一定温度下, 还原剂与烟气中 的氮氧化物(NOx)反应,生成氮气和水。SNCR/SCR 混合工艺具有 2 个反应区。首先通过布置在 锅炉炉墙壁面上的尿素(或氨气)喷射系统, 将还原剂喷入第一个反应区―炉膛内, 在炉膛高温区, 还原剂与烟气中的 NOx 发生选择还原反应,实现初步脱硝。剩余的还原剂进入第二个反应区 ―SCR 反应器进一步脱硝。通过两个反应区最终实现对 NOX 的排放控制。 6.1.2.4 SNCR 工艺和 SNCR/SCR 混合工艺的还原剂计量系统用于准确计量和独立控制还原剂 浓度,并根据烟气中 NOx 的浓度、锅炉负荷、燃料量的变化自动调节锅炉各个注入区域还原剂 的流量,也可调节单个枪式喷射器的还原剂流量。 6.1.2.5 SNCR 工艺和 SNCR/SCR 混合工艺的还原剂分配系统用于分配 1 台锅炉注入区域中各 个墙式喷射器的流量。1 台锅炉可包括若干个还原剂分配系统。 6.1.2.6 SNCR 工艺的还原剂喷射系统用于将还原剂经雾化后以一定的角度、 速度和液滴粒径喷 入炉膛,参与脱硝化学反应。为了提高脱硝效率,SNCR/SCR 混合工艺也可增加设置还原剂喷 射器,将还原剂喷入省煤器区域,还原剂在烟道内形成氨气,与烟气中的 NOx 在催化剂中进行 脱硝反应。 6.1.2.7 SNCR/SCR 混合工艺的催化剂、催化剂起吊系统与 SCR 工艺相同。 6.1.3 主要性能指标6.1.3.1 SNCR 脱硝工艺的主要性能指标有: ――脱硝效率 (%); ――氨逃逸率 (ppm); ――标称的化学摩尔比 (NSR); ――SNCR 脱硝系统对锅炉效率的影响。 6.1.3.2 SNCR/SCR 混合工艺的主要性能指标除了 6.1.3.1 条规定之外,还包括 SCR 工艺的主要 性能指标: ――SCR 反应器的温降 (℃); ――SCR 反应器及进出口烟道的阻力; ――SO2/SO3 的转换率 (%)。 6.1.3.3 SNCR 脱硝工艺的脱硝效率一般不高于 40%,SNCR/SCR 混合工艺的脱硝效率一般为 - 19 - 40%~60%。SNCR 脱硝工艺的效率与以下因素有关: ――还原反应温度; ――还原剂与烟气的混合程度; ――还原剂在反应温度区内的停留时间; ――反应前 NOx 的浓度; ――标称的化学摩尔比(NSR); ――氨逃逸率。 SNCR/SCR 混合工艺的脱硝效率除与上述因素相关外,还与催化剂的总表面积有关。6.1.3.4 随着脱硝效率的增加, 氨的逃逸率也升高。 烟气中的氨与 SO3 反应后生成硫酸铵和硫酸 氢铵会沾污下游的空气预热器受热面,因此应限制氨的逃逸率。表 6.1.3.4 给出对于燃煤中不同 的含硫量的最大氨逃逸率推荐值。 表 6.1.3.4 燃煤含硫量 % ≤1 1~ 2.5 ≥2.5 对于燃煤中不同含硫量的最大氨逃逸率推荐值 SNCR 工艺的最大氨逃逸率 ppm ≤15 ≤10 ≤5 SNCR/SCR 混合工艺的最大氨逃逸率 ppm ≤5 ≤5 ≤36.1.3.5 标称的化学摩尔比(NSR)直接影响 SNCR 工艺的脱硝效率。 表 6.1.3.5 给出 SNCR 工艺的 脱硝效率与 NSR 的关系。 表 6.1.3.5 脱硝效率 24% 35% 38% 40% SNCR 工艺的脱硝效率与 NSR 的关系 标称的化学摩尔比 0.8 1.25 1.5 2.06.1.4设计原则6.1.4.1 SNCR 系统应满足锅炉最低稳燃负荷工况和 BMCR 之间任何负荷下的安全连续运行, 并能适应机组负荷变化和机组启停次数的要求。 - 20 - 6.1.4.2 SNCR 工艺喷入炉膛的还原剂应在最佳烟气温度区间内与烟气中的 NOx 反应,并通过 喷枪的布置获得最佳的烟气-还原剂混合程度以达到最高的脱硝效率。如采用液氨作为还原剂, 最佳反应温度是 870℃~1100℃。如采用尿素作为还原剂,最佳反应温度是 900℃~1150℃。 6.1.4.3 应在锅炉炉膛内选择若干区域作为还原剂的喷射区。 在锅炉不同负荷下, 选择烟气温度 处在最佳反应区间的喷射区喷射还原剂。喷射区域的位置和喷枪的设置应通过对炉膛内温度场、 烟气流场、还原剂喷射流场、化学反应过程精确的模拟结果而定。这项工作应选择专业公司进 行,本导则不做具体要求。 6.1.4.4 SNCR 脱硝工艺和 SNCR/SCR 混合脱硝工艺的还原剂可采用尿素或液氨。液氨喷入炉 膛后会迅速气化。尿素是以液滴的形式喷入炉膛,尿素液滴渗入烟气中的距离比氨气远得多。 对于较大尺寸的炉膛,尿素与烟气的混合优于液氨。 6.1.4.5 还原剂在锅炉炉膛内的停留时间宜大于 0.5 秒。应根据不同的锅炉炉内状况对喷嘴的几 何特征、喷射的角度和速度、喷射液滴直径进行优化,通过改变还原剂扩散路径,达到最佳停 留时间的目的。这项工作应选择专业公司进行,本导则不做具体要求。 6.1.5 设计输入数据6.1.5.1 SNCR 工艺和 SNCR/SCR 混合脱硝工艺的烟气脱硝装置的设计工况应采用燃用设计煤种 的烟气条件,校核工况采用燃用校核煤种的烟气条件。已建电厂加装脱硝装置除了计算上述烟 气条件外,还应根据电厂实际燃煤情况和实测烟气参数确定烟气脱硝装置的设计工况和校核工 况。脱硝系统设计时需要确定如下技术参数和条件。 6.1.5.2 烟气参数(标准状态、干态、6%含氧量): ――烟气中 NOx 浓度 (mg/Nm3); ――CO 浓度 (mg/Nm3); ――SO2 浓度 (mg/Nm3); ――烟气体积流量 (Nm3/h); ――烟气温度范围 (℃); ――烟气含尘量 (mg/Nm3)。 6.1.5.3 锅炉本体资料: ――锅炉本体布置图; ――锅炉吹灰器布置图; ――炉膛热量输入及其变化情况; ――锅炉负荷变化范围; ――锅炉各负荷下炉内各断面烟气温度; - 21 - ――可允许的用于还原剂喷射空间。 6.1.5.4 煤质资料: ――工业分析; ――元素分析; ――灰份分析; ――微量元素分析; ――飞灰粒径分布。 6.1.5.5 脱硝效率、脱硝系统未投入运行时锅炉 NOx 排放浓度、脱硝后 NOx 浓度。 6.1.5.6 最大的氨逃逸率。 6.1.6 系统方案设计6.1.6.1 还原剂计量系统 (1) 当采用尿素作为还原剂时,每台锅炉应设置 1 个还原剂计量系统。 (2) 尿素溶液母管上的支管和每台锅炉的稀释水压力控制出口的稀释水管道分别与还原剂计量系统连接,通过还原剂计量系统混合后配置成浓度为 10%的尿素溶液。 (3) 流量。 (4) 还原剂计量系统通过尿素侧和稀释水侧的流量控制阀和到每个子系统的流量控制阀、 还原剂计量系统可包括若干分计量系统,用于独立控制锅炉各注入区域的尿素溶液的压力调节阀自动调节进入每个锅炉注入区域和每个枪式喷射器的尿素溶液浓度和流量,以响应 烟气中 NOx 的浓度、锅炉负荷、燃料量的变化。1 个子系统控制 1 个注入区域的流量,或每个 枪式喷射器的流量。1 个注入区域一般由 7 个或 4 个墙式喷射器组成。 (5) 还原剂计量系统的管道和阀门应采用不锈钢。 (6) 还原剂计量系统的尿素溶液管道应设置水冲洗接口和管道。 6.1.6.2 还原剂分配系统 (1) 还原剂分配系统到各个墙式喷射器的尿素溶液管道上应设置手动调节阀,在脱硝系统调试时调整各个喷射器的尿素溶液流量。 (2) 还原剂分配系统的管道和阀门应采用不锈钢。 (3) 还原剂分配系统的尿素溶液管道应设置水冲洗接口和管道。 (4) 每台锅炉宜配置 1 套还原剂计量分配系统。 6.1.6.3 还原剂喷射系统 (1) 还原剂喷射系统的设计应能适应锅炉在最低稳燃负荷工况和 BMCR 之间的任何负荷下 的安全连续运行,并能适应机组负荷变化和机组启停次数的要求。 - 22 - (2) 喷射器。 (3)喷射器用于扩散和混合还原剂。可采用墙式喷射器、单喷嘴枪式喷射器和多喷嘴枪式多喷嘴墙式喷射器应有足够的闭式冷却水使其能承受反应温度窗口的温度,而不产生任何损坏。多喷嘴喷射器应有伸缩机构,当喷射器不使用、冷却水流量不足、冷却水温度高或 雾化空气流量不足时,可自动将其从锅炉抽出以保护喷射器不受损坏。 (4) 墙式喷射器、单喷嘴枪式喷射器可采用雾化介质(如压缩空气)来冷却。 (5) 空气。 (6) 应向每个喷射器提供厂用压缩空气或蒸汽,雾化喷射器的尿素液滴,进口的压缩空气 喷射系统应设置吹扫空气以防止烟气中的灰尘堵塞喷射器,吹扫空气可采用厂用压缩或蒸汽管道上应设置调节阀用来控制雾化介质的压力。 6.1.6.4 SNCR/SCR 混合工艺催化剂用量比较少,一般情况下,布置 1~2 层催化剂即可满足工 艺要求。 6.1.6.5 SNCR/SCR 混合工艺不设喷氨格栅(AIG)及其控制系统。 6.1.6.6 SNCR/SCR 混合工艺对催化剂、反应器、进出口烟道和催化剂起吊设施的要求与 SCR 工艺相同。 6.2 6.2.1 设备配置与选择 墙式喷射器是由炉墙往炉膛内喷射。单喷嘴枪式喷射器和多喷嘴枪式喷射器是伸入炉膛喷射,喷射器的伸入炉膛长度依据锅炉宽度有所不同。喷射区域、喷射器的种类、数量和位置, 是取决于锅炉负荷和运行的温度、烟气流场分布、锅炉结构和脱硝的要求。 6.2.2 喷射器由于处于高温和高烟尘的环境中,易因磨损和腐蚀导致损坏。因此,喷射器应选用耐磨、耐腐蚀的材料制造,通常应使用不锈钢材料。 6.2.3 喷射器的设计参数应依据计算机模拟计算结果结合锅炉结构而决定的。通常每台锅炉有1~5 个墙式喷射区域,2~4 个伸入炉膛的单喷嘴或多喷嘴喷射区域。应严禁喷入炉膛的还原剂 与换热管壁直接接触,影响换热管的换热效率和使用寿命。 6.2.4 喷射器开孔位置应根据锅炉的情况确定,并且应与锅炉厂家确认,尽量避免对水冷壁管有影响及与炉内部件碰撞。对于新建机组应在锅炉设计时预留开孔位置。 6.3 6.3.1 6.3.2 定。 6.3.3 除喷射器外,还原剂喷射系统的设备应就近布置在锅炉平台上,以焊接或螺栓的形式固 - 23 布置与安装设计 还原剂计量系统的设备应布置在靠近锅炉房的区域或锅炉钢架内。 还原剂分配系统的设备应就近布置在喷射系统附近锅炉平台上,以焊接或螺栓的形式固 定。 6.3.4 应根据炉膛温度场和流场模拟的结果在锅炉的多个适当位置布置不同的喷射器,通常可布置在锅炉折焰角、过热器和再热器区域。枪式喷射器的布置应在其伸出位置处保留足够的维 修空间。 6.3.5 6.3.6 对于 SNCR/SCR 混合工艺,为提高脱硝效率可在省煤器区域设置还原剂喷射器。 SNCR/SCR 混合工艺的催化剂用量较少,在空间以及脱硝要求许可的情况下,应尽可能利用原有的锅炉尾部烟道,通过对其改造作为 SCR 反应器。如锅炉尾部烟道空间不足可采用与 SCR 工艺相同的布置方式。 6.3.7 电气设备与安装设计 见 5.3.5 6.4 设计计算 6.4.1 实际干烟气中 NOX 的浓度计算 见附录 D(公式 1) 6.4.2 修正到标准状态下含氧量为 6%时的干烟气中 NOX 的浓度计算 见附录 D(公式 2) 6.4.3 SNCR 工艺尿素消耗量计算 见附录 D(公式 7) 6.4.4 SNCR/SCR 混合工艺尿素消耗量计算 见附录 D(公式 8) 7 还原剂储存及制备系统 7.1 还原剂的选择 7.1.1 7.1.2 脱硝反应均需还原剂作反应物。 SCR 脱硝反应所用的还原剂为氨气, 可以通过液氨、 氨水或尿素 3 种化学原料之一获取。还原剂原料的选用应根据厂址周围环境的要求、药品来源的可靠性及运输及贮存的安全性、还 原剂制备系统的投资及年运行费用等因素,经技术经济综合比较后确定。 (1) 对于新建电厂,若厂址地处城市边缘,周围人口密度较低,且液氨产地距厂址较近,当液氨贮存场地满足国家相关的安全标准、规范要求,并取得危险化学品管理许可,在确保药 品可靠供应的情况下,则可优先选择液氨作为还原剂。 - 24 - (2)若厂址地处人口密度较高的地区,当安全评价不允许使用液氨,或当地液氨供应困难,或液氨的安全运输难以保证时,则可采用尿素;对于老电厂的改扩建,若液氨贮存场地难以 满足国家相关的安全标准、规范要求,建议选用尿素作制氨的原料。 (3) 氨水虽然为液体,不需压力容器储存,较无水液氨相对安全。但由于国内氨水采购浓度仅为 25%,而脱硝系统氨的用量大,导致运输成本及加热汽化能耗大,运行不经济。所以, 氨水制氨用作 SCR 烟气脱硝系统国内尚不多见,本导则不推荐,也不作详述。 7.1.3 SNCR 脱硝反应既可用尿素也可用氨作为还原剂。 由于氨需用高能格栅喷射系统, 投资较高,所以,SNCR 脱硝反应宜首选 10%的尿素溶液作为还原剂。 7.2 SCR 的液氨卸料、储存及氨气制备系统 7.2.1 系统设计7.2.1.1 设计范围及内容 本系统作为 SCR 脱硝系统的辅助系统,其设计范围的分界从液氨卸料压缩机进口起到氨气 空气混合器的氨气进口止。 7.2.1.2 系统功能 本系统主要为运输到厂址的液氨槽车提供液氨的卸料、 储存及氨气制备, 以满足 SCR 脱硝系 统对还原剂的需求。 7.2.1.3 设计原则 (1) 由于液氨属易燃、易爆危险品,液氨的卸料、储存和制备系统及其设备布置应严格执行国家 相关的法律、法规和规定,符合现行的国家和行业标准。 (2) 液氨的卸料、 储存及氨气制备系统应按多台机组共用的母管制系统设计。 液氨储运采用槽车 运入、加压常温储存、气氨采用管道输送的方式。 (3) 在满足防毒、防火、防爆等安全要求,确保设备间有足够的安全间距前提下,合理布置,节 约用地。 (4) 液氨的卸料、储存和氨气制备系统的设计宜由具有石化医药行业工程设计资质的单位承担, 本导则仅达到技术规范书的深度。 7.2.1.4 劳动安全与职业卫生 (1) 根据 GB
的规定,氨属“乙”类火灾危险性的化学药品,故液氨应贮存于阴凉、 干燥、通风良好的区域内,远离火种、热源,防止阳光直射。 (2) 液氨卸料、储存、氨气制备及供应系统应保持其严密性,防止因氨气泄漏而与空气混合发生 - 25 - 爆炸。 (3) 系统的液氨卸料压缩机、液氨储罐、液氨蒸发器、氨气缓冲罐及氨气输送管道等都应备有氮 气吹扫系统。 在液氨卸料之前, 应通过氮气吹扫管线对以上设备分别进行严格的系统严密性 检查和氮气吹扫,防止氨气泄漏或与系统中残留的空气混合造成危险。 (4) 液氨储罐区应设置带警告标识的实体围墙, 防止无关人员进入。 区内应设置氨气泄漏检测器、 喷淋冷却水系统、火灾报警信号、工作人员用的安全淋浴器(包括洗眼器)及逃生风向标。 (5) 鉴于液氨的易爆及有毒特性, 液氨应由具备相关部门核发的运输危险货物资质企业的液氨槽 车输送。 (6) 根据《危险化学品安全管理条例》的要求,危险化学品的使用单位应事先提出申请,提交相 关文件, 取得市级人民政府的批准。 申请人凭批准书向工商行政管理部门办理登记注册手续。 (7) 使用化学危险物品的企事业单位应向所在地的环境保护行政主管部门申报将使用的化学危 险物品的名称、用量、用途、应急措施及相关资料。 7.2.1.5 设计输入数据 系统设计的主要输入数据为: (1) 各台锅炉 BMCR 工况下纯液氨的耗量(kg/h)、机组台数等资料; (2) 外购的还原剂纯度; (3) 根据厂址条件确定的储存液氨的最低、最高设计温度及设计压力。 7.2.1.6 系统方案设计 液氨由专用槽车运送至液氨储存区,卸氨压缩机将槽车内的液氨压至液氨储存罐储存。液 氨储存罐内的液氨则利用罐内自身的压力或需要时由液氨输送泵送入液氨蒸发器,通过外部热 源使液氨转化为气态氨,经氨气缓冲罐稳定至一定的压力后,经管道送至氨气空气混合器,与 稀释风机来的空气混合后配制成体积浓度为 5%的氨气供脱硝反应用。系统工艺流程简单表示如 下: 槽车来液氨 ? 液氨卸料 ? 液氨储存 ? 氨气制备 ? 氨气空气混合器 稀释风机 液氨的品质应至少符合国家标准 GB 536-1988 中合格品的技术指标要求, 见附录 B 的表 B.1。 7.2.1.7 系统设计应注意的问题 系统设计应重点考虑液氨的特性。液氨是可压缩成液体的有毒气体,除了其本身的毒性, 对人体易造成直接健康危害外,它的危险性主要是在一定压力下为无色液体,具有高压、易燃、 - 26 - 易爆的特性。 (1) 外购的液氨属于低压液化气体,气液共存状态下有气氨和液氨,液氨随空间、压力、温度的 变化可转变为气氨。 在不同的温度下, 氨对应的饱和压力相差很大。 液氨受热膨胀速率很大, 罐体若在超装或满载液氨的状态下极易引起超压爆炸, 故系统设计应考虑防止阳光直射。 氨 在不同温度下的饱和蒸气压参见附录 B 的表 B.2。 (2) 氨和空气混合物达到爆炸极限浓度 16%~25%(最易引燃浓度为 17%)遇明火会燃烧和爆炸, 如有油类或其它可燃性物质存在,则危险性更高。所以,系统设计应注意严密性,防止氨气 外泄。 (3) 在干燥的氨气中,可以使用奥氏体不锈钢、铁硅合金、铜和锌合金、镁合金、镍、梦乃尔、 耐蚀镍基合金、银和银合金、钽;当氨混有少量水分(≤0.2%)或湿气(使用温度≥-5℃) 时,则不管气态或液态都对铜、银、锡、锌及其合金发生激烈作用,所以在潮湿的氨气中不 能使用铜和铜锌合金、镍、蒙乃尔、银和银合金,但是钢和铁合金(碳钢)可以用来储存氨。 (4) 液氨会侵蚀某些塑料制品、橡胶和涂层,所以氨系统应注意材料的选用。 1) 避免使用橡胶和塑料,如:氨基甲酸酯树脂、氯磺化聚乙烯合成橡胶、氟橡胶、硅树 脂、丁苯橡胶; 2) 可以使用聚四氟乙烯、聚三氟氯化乙烯聚合体、聚乙烯、天然橡胶、丁氰橡胶、氯丁 橡胶、海帕伦、丁基橡胶、硅橡胶和氧化橡胶。 7.2.2 设备配置与选择7.2.2.1 液氨卸料设备 (1) 脱硝用液氨耗量大,一般由专用液氨槽车通过铁路或公路运输到电厂。若氨源就近,也可通 过管道输送。 (2) 卸液氨时,为了避免与空气混合而发生爆炸,不可采用空气加压,应设专用的柱塞式或往复 式卸氨压缩机。 (3) 卸氨压缩机宜设 2 台,其中 1 台备用。 (4) 卸氨压缩机的扬程选择应综合考虑卸氨环境温度下储存罐内液氨的饱和蒸汽压以及气侧及 液侧氨管道阻力等,扬程一般不高于 2.0 MPa。 (5) 卸氨压缩机的输送流量主要根据槽车允许的卸氨时间确定,一般卸氨时间约按 1~1.5 小时 设计,卸氨压缩机的单台出力一般在 40 m3/h~60 m3/h。 (6) 卸氨压缩机可设带有四通阀门的氨气回收管路, 以充分回收液氨运输槽车中的残余氨。 当液 氨槽车中的压力为环境温度下液氨饱和压力的 25%时,应停运压缩机。 - 27 - (7) 与槽车相接的液相卸料管及气相回气管均应设氮气吹扫进气管及接氨气排放总管的排气管。 每台卸氨压缩机的出口管道上应设超压保护的安全阀。 (8) 卸氨压缩机应配防爆等级为 dIIAT1 的电动机。 7.2.2.2 液氨储存设备(1) 液氨储存罐的容量应以锅炉 BMCR 工况下锅炉制造厂商保证的 NOx 排放浓度以及脱硝装置的 设计脱硝效率条件下的液氨日消耗量的储存天数计。 表 7.2.2.2 表示了不同的液氨储存方式 所推荐的储存天数。 表 7.2.2.2 储存方式 管道输送 公路运输 铁路输送 不同的液氨储存方式所推荐的储存天数 储存天数 3~5 5~7 5~10若液氨产地距厂址较近,能保证液氨的正常供应,宜按储存天数的下限值选取。 (2) 液氨属乙类可燃气体,其常温压力储存设备的几何容积应是固定的,宜选用卧式储存罐,数 量不应少于 2 台,单罐储存容积宜小于 120m3。 (3) 液氨储罐应按第三类压力容器设计。 储罐的设计压力及设计温度应根据厂址所在地区的环境 及储罐的布置等相关条件确定, 设计压力应以可能达到的最高工作温度下的饱和蒸汽压为依 据。对于无保冷设施的液氨储罐,依据国家质量技术监督局、质技监局锅发[ 号第 34 条表 3-1 规定,设计压力应为 50℃饱和蒸汽压力,对于液氨即为 2.16MPa。液氨在不同 温度下的饱和密度见附录 B 的表 B.3。 (4) 液氨储存罐材料的选用应依据设计压力和最低可能出现的工作温度(即最低设计温度),满 足 GB 150-1998、HG
的相关要求。当储罐最低设计温度大于 -20℃时,罐体宜选用 16MnR,具体要求参见 HG ;当储罐最低设计温度等于或小 于-20℃时,罐体宜选用 16MnDR,具体要求参见按 HG 。 (5) 液氨储存罐的设计装量系数应根据 《压力容器安全技术监察规程》 的要求执行, 一般取 0.9。 (6) 液氨储存罐附件的设置要求可参照 SH
执行。液氨储存罐应设有人孔、进出料管、 气体放空管、气相平衡管、排污管、安全释放阀。 (7) 储罐本体外接管道均应设双阀, 当其中 1 个为自动阀时, 紧接设备本体的阀门应为手动隔离 阀;储罐本体底部通向其他设备的管道上,无论靠近其他设备处有无阀门,都应设置串联的 - 28 - 两个阀门,其中 1 个应紧贴储罐管口;排污阀也应是双阀。 (8) 储存罐的进料管,应从罐体下部接入,若必须从上部接入,应延伸至距罐底 200mm 处。 (9) 氨储存罐之间宜设气相平衡管,平衡管直径不宜大于储存罐气体放空管直径,亦不宜小于 40mm。 (10) (11) 安全阀应设置在罐体的气体放空接合管上,并应高于罐顶。 液氨储罐进液管可设流量计,用于控制液氨的输送流量。液氨储存罐应设有超流阀、逆止阀、紧急关断阀作为储存罐液氨泄漏保护用。 (12) 液氨储罐应设置高低液位报警系统,在高高液位自动联锁切断进料阀,并设有储罐超温报警和超压自动启动喷淋冷却水系统。 超温报警值和超压报警值应根据储存罐本体的设计压 力来定。 7.2.2.3 氨气制备设备(1) 氨气制备设备包括液氨蒸发器及氨气缓冲罐。其材质宜选用 S30408 不锈钢。 (2) 液氨蒸发器宜按照全厂机组 BMCR 工况下的全容量设计,并至少留有 5%的设计裕量,并设 1 台备用。 (3) 在大多数环境条件下,液氨可利用储罐中的压力自流至蒸发系统。但是,当液氨储存罐的环 境温度低于-20℃时,液氨蒸发器入口需设液氨输送泵,液氨输送泵可采用离心泵,液氨输 送泵扬程宜按总阻力(包括静压差)的 120%考虑。 (4) 液氨蒸发器的热源可为热水、 蒸汽和电能等多种。 应根据液氨贮存系统相对主厂房的距离及 脱硝系统年运行时间, 经技术经济比较后确定选用何种热源。 对于需要连续运行的烟气脱硝 系统,若蒸汽源距离液氨蒸发器不远,则应首选蒸汽作热源;对于启停频繁的燃气轮机,则 宜以电能作热源。 (5) 从安全性考虑,液氨的蒸发一般宜采用间接加热,间接加热应采用水浴管式加热器,中间加 热载体宜设循环泵。 (6) 当采用蒸汽作热源时,中间加热载体宜为水;若采用电加热时,中间加热载体宜为乙二醇。 液氨的蒸发量受蒸发器的中间加热载体温度的控制,中间加热载体温度一般控制在 40℃。 (7) 当采用直接加热液氨时,蒸发器氨气侧应设安全阀,以防止设备压力异常过高。 (8) 缓冲罐出口的氨气压力控制阀将送至氨气空气混合器的氨气压力控制在一定范围, 当缓冲罐 氨气压力过高时,应切断液氨蒸发器进料阀。进料自动阀应设手动检修旁路。蒸发器出口氨 气管道上还应装温度检测器,当温度低于 10℃时,关闭蒸发器液氨进料阀,使缓冲罐的氨 气维持适当温度及压力。 (9) 蒸汽自动进汽阀受蒸发器出口氨气管道的压力控制, 自动进汽阀应设手动检修旁路, 蒸汽进 - 29 - 汽管应设安全阀。 (10) 蒸发器与氨气缓冲罐的连接宜为单元制串联,缓冲罐的容量应满足蒸发器额定出力的3~5 分钟的停留时间。 (11) 氨气缓冲罐出口的氨气通过压力控制阀调整压力后送至锅炉侧的脱硝系统的氨气空气混合器, 该压力控制值应根据氨气管道输送的距离及后续系统的背压经计算后确定, 一般在 0.18MPa~0.2MPa。 7.2.2.4 氨气稀释罐 (1) 氨气稀释罐为一定容积的水槽,用于吸收各设备及管道启动吹扫时各氨气排放点排出的氨 气。 (2) 液氨卸完后,软管内剩余的液氨应排入氨气稀释罐。氨气稀释罐还吸收卸氨压缩机、液氨储 存罐及氨气缓冲罐等设备安全阀起跳后的排放氨气。 液氨系统各排放处所排出的氨气由管线 汇集后从稀释罐底部进入, 通过分散管将氨气分散送入稀释罐中, 利用水来吸收排入罐内的 氨气。 (3) 氨气稀释罐的处理量宜按 1 台液氨蒸发器的最大蒸发量下 3 小时的泄漏量来设计。 根据常压、 不同温度下氨在水中的溶解度(见附录 B 的表 B.4),氨气稀释罐中废水的氨浓度一般控制 在 19%以下。当氨气稀释罐内的氨水达到一定浓度后,重力排入地下废水池。 (4) 液氨储存区一般设置 1 台氨气稀释罐,碳钢制作。 (5) 稀释罐水源来自工业水系统。 7.2.2.5 废水池及废水输送泵 (1) 废水池用于收集氨气稀释罐排出的含氨废水、卸液氨区的地面冲洗水(含雨水)和安全淋浴 器的排水,然后用泵送至电厂工业废水处理系统。 (2) 废水池容量按氨气稀释罐体积的 1.5 倍设计,数量可按 1 个设置。 (3) 废水池的废水输送泵宜按 2 台配置,正常情况下,1 台运行。 (4) 废水池宜采用地下布置,设在储罐区防火堤外。 7.2.2.6 氨气泄漏检测器及喷淋冷却水系统 (1) 液氨储存区域应装设氨气泄漏检测器,以检测氨气的泄漏,并可显示大气中氨的浓度。一旦 发生泄漏,测得大气中氨浓度超限时,即向机组控制室发出报警信号,并启动水喷雾消防系 统吸收氨气。 (2) 氨气泄漏检测器的设置及安装要求可参照 SH 。氨气泄漏检测器的布置位置应充 分考虑风向、覆盖区域等因素。 - 30 - (3) 氨气泄漏检测器的测定范围及报警限值的设置应满足 GBZ 2-2002 的相关要求: 1) 工作场所空气中氨的时间加权平均容许浓度 20mg/m3; 2) 短时间(15 分钟)接触容许浓度 30mg/m3; 3) 氨气泄漏检测器的检测范围应包括上述限值,报警值一般可设于加权平均容许浓度 值。 (4) 液氨贮罐区应设置喷淋冷却水系统,具体要求见 7.2.3.3 7.2.2.7 安全淋浴器及洗眼器 (1) 氨储罐区域内应设安全淋浴器及洗眼器, 安全淋浴器及洗眼器设置数量根据贮氨区域面积及 其服务范围确定,1 座安全淋浴器及洗眼器其服务范围为半径 15m。 (2) 安全淋浴器及洗眼器设置的具体要求可参见 HG/T 5。 7.2.2.8 逃生风向标 逃生风向标应安装在氨区最高处,并应方便观察。 7.2.2.9 防火堤内排水 (1) 液氨储罐区防火堤内积水经由散水坡度排入堤内集水坑内, 并通过设置 1 台专用排水泵送至 工业废水处理车间。 (2) 泵的出力应满足排放事故时水喷雾消防系统所产生的全部水量。 (3) 排水泵应布置在防火堤外。 7.2.3 设备布置与安装设计7.2.3.1 总平面布置 电厂脱硝液氨储存及氨气制备装置或设施区的总平面布置应满足全厂总体规划的要求。根 据 GB
中火灾危险性分类规定,GB
可燃气体的火灾危险性分类规定,氨 属乙类可燃气体。 7.2.3.1.1 一般规划原则 (1) 液氨储存及氨气制备区的布置应充分考虑对厂外邻近村庄城镇或居住区、 公共建筑物、 交通 线、 临近江河湖泊的安全影响。 根据电厂及其相邻的厂外其它厂矿企业或设施的特点和火灾 危险性, 结合地形、 风向等条件, 在符合城镇规划, 满足环境保护和防火安全要求的前提下, 合理确定液氨储存及氨气制备区在电厂中的位置,并使之符合电厂总体规划的要求。 (2) 液氨储存及氨气制备区宜位于邻近村镇或居住区、公共建筑物全年最小频率风向的上风侧。 (3) 液氨储存及氨气制备区邻近江河湖泊布置时,应采取防止泄漏的氨水液体流入水域的措施。 - 31 - (4) 区域排洪沟不宜通过液氨储存及氨气制备区。 (5) 架空电力线路,严禁穿越液氨储存及氨气制备区。 (6) 与邻近村庄城镇或居住区、公共建筑物,相邻厂矿企业或设施,江河湖泊岸边,交通线的安 全间距,不应小于表 7.2.3.1.1 的规定。 表 7.2.3.1.1 液氨储罐区与周边居住区、公共建筑物、交通线、江河等的安全间距 (m) 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 注: 1)本表指标为强制性指标。 2) 括号内指防火间距起止点。 3) 当相邻设施为港区陆域、重要物品仓库和堆场、军事设施、机场等,对电厂液氨储 存及氨气制备区的安全距离有特殊要求时,应按有关规定执行。 7.2.3.1.2 总平面布置原则 (1) 液氨储存及氨气制备区应根据其生产流程和各组成部分的特点和火灾危险性, 结合地形、 风 向等条件,首先按功能进行分区,使储罐区与装卸区、辅助生产区分开布置。 (2) 液氨储存及氨气制备区应尽量布置在厂区全年最小频率风向的上风侧,并应设置在厂区边 缘,远离生产行政管理和生活服务设施人流出入口,相对独立的安全地带。 (3) 液氨储存及氨气制备区应布置在人员集中场所及明火或散发火花地点的全年最小频率风向 的上风侧;在山区或丘陵地区,应避免布置在窝风地带。 - 32 名 村镇或居住区、公共建筑物 工矿企业(围墙) 变配电站(围墙) 国家铁路线(中心线) 厂外工矿企业铁路线(中心线) 国家或工业区铁路编组站(铁路中心线或建筑物) 厂外公路(路边) 国家一、二级架空通信线路(中心线) 架空电力线路和不属于国家一、二级的架空通信线路 (中心线) 通航江河岸边 称 离液氨储罐区距离 100 50 50 45 35 45 20 40 1.5 倍杆(塔)高 25 (4) 当厂区采用阶梯式布置时, 液氨储存及氨气制备区中的储罐区与装卸区应尽量布置在较低的 阶梯上, 阶梯间应有防止泄漏的可燃液体漫流的措施。 在采取加强防火堤或另外增设其它可 靠的防护措施后,也可布置在较高的阶梯上。 (5) 大型液氨储罐与人员集中场所边缘的距离不宜小于 50m;小型液氨储罐与人员集中场所边缘 的距离不宜小于 25m。 (6) 液氨储存及氨气制备区不宜布置在冷却塔的上风侧,因空气中的氨在冷却塔中与水接触后, 即被吸收,导致水质变异。 (7) 液氨储存及氨气制备区附近的建筑物的出入口设置宜背向储罐区。 (8) 液氨储存及氨气制备区不宜紧靠排洪沟布置。 (9) 液氨储存及氨气制备区应选择在通风良好的场地单独布置,四周应设非燃烧材料的实体围 墙,实体围墙高度按厂区内、外划分,分别为 2.2m 和 2.5m 高。 (10)发电厂内各建、构筑物与液氨储罐的防火间距,不应小于表 7.2.3.1.2 的规定。 表 7.2.3.1.2 发电厂内各建、构筑物与液氨储罐的防火间距 液氨储罐的总容积 V(m3) (m)液氨储存及氨气制备区安全距离 V<1000 厂内建筑物、构筑物 屋外配电装置 自然通风冷却塔 机力通风冷却塔 露天卸煤装置或储煤场 明火或散发火花的地点 贮氢罐 厂区围墙 点火油罐 (TV 为罐区 总容量 m3) 丙、丁、戊类 建筑耐火等级 1000&TV≤5000 一、二级 三级 30 15 20 - 33 30 20 25 30~35 注 7) 20~25 注 7) 25~30 注 7) TV≤ 倍冷却塔 进风口高度 30 20 25 30 10 25 35 2 倍冷却塔 进风口高度 30 25 30 30 10 25 40 2 倍冷却塔 进风口高度 30 25~30 注 7) 40 30~35 注 7) 10 25 1000≤V<≤V<10000 行政生活服 务建筑 厂内道路一、二级 三级 主要 次要30 15 10 2530 15 10 2530~40 注 7) 15 10 25厂内铁路 注: 1)本表指标为强制性指标。2) 液氨储罐的总容积按储罐实际几何容积(m3)和设计储存压力(绝对压力,105Pa)的乘 积计算,绝对压力按 22 取。 3) 表内防火间距只适用于电厂液氨储存及氨气制备区(含储罐、压缩机等工艺装置、 装卸区)与厂区其它建(构)筑物、储罐、堆场之间,电厂液氨储存及氨气制备区内平 面布置防火间距不按此表执行。 4) 罐组与电厂内其他各设施及建、构筑物的防火间距,以相邻最近的最大单罐容积确 定。 5) 液氨储存及氨气制备区与其它建(构)筑物、储罐、堆场之间的防火间距无论有无围 墙,均以相邻最近的设备或建(构)筑物作为起止点。防火起止点的规定如下: 设备或建(构)筑物――最外侧的设备外缘或建筑物、构筑物的最外轴线;铁路――中 心线;道路――路边;储罐或罐组――罐外壁;架空通信、电力线――线路中心线 6) 表中未注明的企业建筑物、构筑物与库内建筑物、构筑物的安全距离,应按《建筑 设计防火规范》GB 规定的防火距离执行。 7) 当液氨储罐的总容积小于 6000 m3 时,取小值;大于等于 6000 m3,小于 10000 m3 时取大值。 7.2.3.1.3 道路布置原则 (1) 液氨储存及氨气制备区应设环形消防车道; 当受地形条件限制时, 也可设有回车场的尽头式 消防车道。消防道路的路面宽度不应小于 6m,路面内缘转弯半径不宜小于 12m,路面上净空 高度不应低于 5m,在局部的困难地段不应低于 4.5m。道路宜采用双车道;若为单车道应满 足错车要求,若采用公路型单车道,路基宽度应不小于 6m;若采用城市型单车道,应设错 车道或改变路缘石铺设方式满足错车要求。 (2) 经常运输液氨及氨溶液的道路,其最大纵坡不得大于 6%。氨罐区的汽车运输装卸停车位路 段纵坡应为平坡。氨罐贮存区地坪宜低于周围道路标高。 - 34 - (3) 液氨储存及氨气制备区与消防车道的距离,应符合下列规定: 任何储罐的中心至不同方向的两条消防车道的距离,均不应大于 120m;当仅一侧有消防车 道时,车道至任何储罐的中心,不应大于 80m。 (4) 在液氨储存及氨气制备区的铁路装卸区, 应设与铁路股道平行的消防车道, 并符合下列规定: 若一侧设消防车道,车道至最远的铁路股道的距离,不应大于 80m;若两侧设消防车道,车 道之间的距离,不应大于 200m,超过 200m 时,其间还应增设消防车道。 (5) 当道路路面高出附近地面 2.5m 以上,且在距道路边缘 15m 范围内,有液氨储罐及管道时, 应在该段道路的边缘设护墩、矮墙等防护设施。 7.2.3.1.4 管线综合布置原则(1) 电厂厂区沿地面或低支架敷设的管道,不应环绕液氨储存及氨气制备区四周布置。 (2) 管道及其桁架跨越厂内铁路(从轨顶算起)的净空高度不应小于 6.0m,跨越电气化铁路不 应小于 6.55m;跨越厂内道路的净空高度不应小于 5m,在局部的困难地段不应低于 4.5m。 (3) 氨管应架空或沿地敷设,必须采用管沟敷设时,应采取防止气液在管沟内积聚的措施,横穿 铁路或道路时, 应敷设在管涵或套管内。 氨管不应和电力电缆、 热力管道敷设在同一管沟内。 (4) 氨管与电厂厂区其它工艺和公用工程管道共架多层敷设时, 宜将热力管道布置在上层, 氨管 道布置在下层;热力管道必须布置在下层时,可布置在外侧。氨管与电力电缆、氢管、油管 等共架敷设时, 应分开布置在管架的两侧或不同标高层中, 之间宜用其它公用工程管道隔开。 (5) 氨管与氧气管道共架敷设时,氧气管道应布置在一侧,其间宜用公用工程管道隔开,或保持 不小于 250mm 的净距。 (6) 氨管不得穿越或跨越与其无关的建(构)筑物、 生产工艺装置或设施; 凡与液氨储存及氨气制 备区无关的管道均不得穿越液氨储存及氨气制备区。 (7) 含氨废水管道,不应沿道路敷设在路面或路肩上下。 (8) 液氨储罐的罐组之间的管道布置,不应妨碍消防车的通行。 7.2.3.1.5 绿化布置原则液氨储存及氨气制备区围墙外 15m 范围内不应绿化。该范围外的附近区域不应种植含油脂 较多的树木及绿蓠或茂密的灌木丛;宜选择含水份较多的树种和种植生长高度不超过 15cm、含 水分多的四季常青的草皮进行绿化,并宜在适当地点栽植向日葵等敏感性植物。 7.2.3.1.6 区内布置原则 - 35 - (1) 液氨储存及氨气制备区内控制室等应布置在液氨储罐的一侧,并位于爆炸危险区范围以外, 且宜位于液氨储罐全年最小频率风向的下风侧。 (2) 液氨储存及氨气制备区内应在较为显眼的最高处安装逃生风向标。 (3) 为保证火灾危险情况下生产运行人员的安全疏散, 应在液氨储存及氨气制备区设置两个及以 上安全出口与厂区其他道路相接。 (4) 地上布置的液氨储罐或罐组之间的防火间距应符合下列规定: ――液氨储罐四周宜设置 0.5m~0.6m 的防火堤,堤内有效容积应满足 1 个最大储罐容积的 60%; ――储罐的基础、防火堤、隔堤均应采用非燃烧材料; ――液氨储罐之间的防火间距不应小于相邻较大罐直径,且不宜小于 1.5m; ――两排卧罐的间距,不应小于 3m; ――相邻罐组储罐间的距离,不应小于 16m; ――防火堤内侧基脚线至卧式储罐的水平距离不应小于 3.0m, 堤内应采用现浇混凝土地面, 并宜坡向四周。 (5) 区内氨压缩机应布置在防火堤外,其与防火堤外侧基脚线的距离不应小于 5.0m。 (6) 区内按液氨储罐区、压缩机等工艺装置(设备)区、装卸区、控制室等辅助建筑区进行分区 布置,其设备、建筑物平面布置的防火间距,除本导则另有规定外,不应小于表 7.2.3.1.6 的规定。 表 7.2.3.1.6 项目 液氨储存及氨气制备区内设备、建筑物平面布置的防火间距 储罐区 压 缩 机 等 工 艺 装卸区 装置(设备)区 储罐区 压缩机等工艺装置(设备)区 装卸区 控制室等辅助建筑区 注: 1)本表指标为强制性指标。 2) 液氨储罐的总容积按储罐实际几何容积(m3)和设计储存压力(绝对压力,105Pa)的乘积 计算,绝对压力按 22 取。 - 36 ― 7.5 注 3) 9 9 ― 1.5 9 ― 9 ― (m)控制室等辅助 建筑区 3) 液氨储罐的总容积小于 200 m3 时,其防火间距不按本表执行,应按现行《石油化工企 业设计防火规范》GB 50160 的有关规定执行。 4)表内防火间距只适用于液氨储罐总容积不大于 1000 m3 时的电厂液氨储存及氨气制备区 内的平面布置,当大于 1000 m3 且小于 5000 m3 时,其防火间距应不小于 15 m,当大于 5000 m3 时,其防火间距应按现行《石油化工企业设计防火规范》GB 50160 的有关规定执行。 7.2.3.2 设备布置与安装设计的具体要求 7.2.3.2.1 设备布置与安装设计 (1) 液氨储存罐不宜露天布置,宜布置在敞开式带顶棚的建筑物中,以防止阳光直射。 (2) 氨储存区应有防火防爆措施,配备相应品种和数量的消防器材。 (3) 液氨储存罐应设置检修平台, 储存罐的附件布置应在平台附近。 平台应设置不少于两个方向 通往地面的梯子。 (4) 卸氨压缩机可敞开或半敞开式布置,压缩机的上方不得布置与氨相关的设备。 (5) 区域内设有氨气泄漏检测器、报警装置、喷淋冷却水系统、安全淋浴器和洗眼器、安全信号 指示器、逃生风向标等。 7.2.3.2.2 管道布置与安装设计 (1) 为了防止微量氨的泄漏,整个系统设备、管道、阀门等部件的设计除考虑必要的维修外,应 尽可能减少管道的接口。 (2) 管道的布置和支承设计应消除由于冲击、压力脉动、机器共振、风荷载等引起管道振动的影 响;并能承受由于流体的减压或排放时所产生的反作用力。 (3) 管道布置应满足便于生产操作、安装及维修的要求,规划布局应整齐有序。管道宜采取地上 布置,室内管道支架梁底部通道处净空高度应不小于 2.2m。 (4) 区内液氨管道不应靠近蒸汽等热管道布置, 也不应布置在热管道的正上方; 采用管墩敷设时, 墩顶高出设计地面不宜小于 300mm。防火堤和隔堤不宜作为管道的支撑点。管道穿越防火堤 和隔堤处应设钢制套管, 套管长度大于防火堤和隔堤的厚度, 套管两端应做防渗漏的密封处 理。低温管道不应采用焊接支吊架。 (5) 管径的选择应满足 HG/T 5 中对各类介质的流速要求,防止液氨在输送过程中流 速过快,而引起输送管道的静电积累。液氨及氨气管道的设计流速见附录 B 的表 B.5。 (6) 氨气输送管道应根据厂址的环境及管道的布置条件确定是否考虑保温措施, 以防止氨气液化 及管道外表面结露。当厂址极端最冷温度低于-20℃时,应考虑氨气管道的保温。 (7) 氨输送管道应设置接地系统,以防静电。 7.2.3.2.3 阀门的设置 - 37 - (1) 氨储存及制备系统应根据介质的特性选用合适的氨专用阀门。 (2) 氨储罐所有接口管道应设置不少于 2 个串联阀门(其中 1 个应为紧贴储罐的手动隔离阀), 管道上所用阀门只能用氨截止阀,不得采用闸阀; (3) 每个设备应设安全阀,安全阀选用氨专用的微启式弹簧安全阀,具体的设计、安装及使用的 技术要求如下: ― 液氨储罐安全阀的选用应按 HG/T 5 执行,安全阀设置位置,应便于检 查和维修; ― 安全阀应垂直安装,并应装设在压力容器液面以上气相空间部分,或装设在与压力 容器气相空间相连的管道上; ― 压力容器与安全阀之间的连接管之截面积不得小于安全阀的进口截面积,其接管应 尽量短而直;若压力容器 1 个连接口上装设 2 个或 2 个以上的安全阀时,则该连接 口入口的面积,应至少等于这些安全阀的进口截面积总和。 ― 为便于安全阀的清洗与更换,安全阀入口处应装设截止阀,该阀必须保持全开并加 铅封(作 “C.S.O”标识),未经批准不得关闭,截止阀阀杆应水平安装,口径同 安全阀的入口直径,并应铅封,压力容器正常运行期间该截止阀必须保证全开(加 铅封或锁定),截止阀的结构和通径应不妨碍安全阀的安全泄放。安全阀设有旁通 阀时,旁通阀的管径不宜小于安全阀的入口直径,并应铅封。 ― 安全阀的动作压力不得大于罐体的设计压力。 7.2.3.2.4 材料要求 (1) 液氨储存、供应系统相关设备、管道、阀门、法兰、仪表、泵等选择时,应满足抗腐蚀要求。 所有接触液氨、氨气的材质应全部采用金属材质,但不可采用铜质材料。 (2) 卸液氨用的软管应遵守 GB 。 (3) 液氨、氨气、压缩氮气、蒸汽、喷淋冷却水、吹扫等管道材质均可为#20 钢,应满足 GB/T
要求。 7.2.3.3 工业用水和消防用水设备安装设计 液氨储罐区应设置室外消火栓灭火系统,室外消火栓应布置在防护堤外,消火栓的间距应 根据保护范围计算确定,消火栓间距不宜超过 60m,数量不少于 2 只,布置在储罐区的两侧,每 只室外消火栓应有 2 个 DN65 内扣式接口。室外消防水量应符合 GB
的规定。 (1) 室外消火栓处应配置消防水带箱, 箱内配 2 支直流/喷雾两用水枪和 2 条 DN65 长度 25m 水带, 如厂区室外消火栓能满足储罐区室外消防用水要求, 可计入储罐区的室外消火栓, 仅增加消 防水带箱。 - 38 - (2) 液氨储存罐应设置喷淋冷却水系统和水喷雾消防系统, 喷淋冷却水系统和水喷雾消防系统可 分别设置,也可合并采用水喷雾系统。 (3) 喷淋冷却水系统水源可采用电厂的工业水, 当夏季液氨储存罐内温度升高超过限值时, 由罐 内温度检测系统联锁控制进水电动阀, 自动开启喷淋冷却水降温系统冷却液氨储存罐, 将罐 内压力控制在安全范围内。喷淋冷却水强度不小于 5L/min.m2。 (4) 当氨气泄漏检测器监测到氨区大气中氨含量高、 有氨气泄漏时可启动水喷雾消防系统, 吸收 外泄的氨气。 (5) 水喷雾消防水源采用电厂的消防水。水喷雾消防系统的喷雾强度着火罐不小于 9L/min.m2, 距着火罐 1.5 倍着火罐直径范围内的邻近罐喷雾强度不小于 4.5L/min.m2。 (6) 液氨蒸发区设备及管道上也应设水喷雾消防系统,喷雾强度不小于 9L/min.m2。 (7) 水喷雾消防系统设计应符合 GB 。 (8) 液氨储罐区的安全淋浴器及洗眼器水源采用电厂生活水。 7.2.3.4 安全防护设备安装设计 (1) 液氨储罐区的设计应考虑设防火堤、遮阳棚、冷却喷淋等相关安全措施,并设置氨气泄漏检 测器、喷淋冷却水装置、氮气吹扫装置、安全淋浴器和洗眼器以及逃生风向标等安全防护设 备。 (2) 系统的液氨卸料压缩机、液氨储存罐、液氨蒸发器、氨气缓冲罐及氨输送管道等都应备有氮 气吹扫系统,在初次启动及检修后启动前,应对以上设备、管道分别进行系统吹扫、置换, 以防止氨气泄漏或与系统中残留的空气混合造成危险。 在每次液氨卸料之前, 应用氮气吹扫 卸氨管线,确保管线中无残留空气。 (3) 卸氨压缩机应设置超负荷自动报警及停机系统,液氨储存罐液位应实施集中监控和自动报 警。 (4) 选择的机泵、阀门及管件应密封性能良好,确保其工作的可靠性。 (5) 设备应配置所需的维护及检修平台、梯子及护栏。 (6) 液氨储存区域应设重大危险源警示标志及液氨危险特性牌作标识。 (7) 工作人员在液氨装卸场所应使用不发火花的工具。 7.2.3.5 电气设备与安装设计 (1) 配电系统见 5.3.5.1、5.3.5.3 和 5.3.5.4。 (2) 控制水平见 5.3.5.5。 (3) 在液氨卸料、储存及氨气制备区域的电气设备应按照不同的防爆等级分区和种类进 - 39 - 行选择,并应考虑周围环境对电气设备的防腐等其它要求。 (4) 除满足上述要求外,其余均应符合 DL/T 5136、DL/T 5153 和 GB 50058 中的有关规 定。 (5) 液氨储存区应考虑必要的防雷、 接地及照明系统的设计。 防雷应用独立避雷针保护, 并应采取防止雷电感应的措施。接地应考虑所选取的接地材质的防腐措施。其余均应符合 GB 50057、DL/T 620、DL/T 621、DL/T 5390 和 GB 50058 中的有关规定。 7.2.3.6 布置与安装应注意的问题 (1) 液氨属易燃、 易爆危险品, 液氨储存区应根据相关标准及规范与主厂房保持一定的安全距离。 (2) 在液氨卸料、储存、氨气制备区域应设计环行消防通道,液氨储存区域的道路应与厂区原有 道路相连接。 (3) 应保持液氨卸料、 储存及氨气制备及供应系统的严密性, 防止因氨气泄漏而与空气混合发生 爆炸。 (4) 贮氨区域应防止静电、 人为火源或其它事故火源可能引起的爆炸燃烧事故; 防止液氨在输送 过程中流速过快,而引起输送管道的静电积累;系统内设备、管线及管线法兰间金属应良好 接地,防止产生静电。 (5) 氨系统的设备、阀门及管线均应选择适合储存和输送物料的材质,不得采用任何铜材。 7.2.4 运行及控制说明(1) 对于设有氨气回收回路的系统,当槽车中的液氨为整槽车容积的 0.5%时,旋转四通阀,同 时关闭槽车液侧出口阀、储罐气侧氨出口阀,打开氨气回收回路的阀门。液氨槽车中的液氨 经减压后自然蒸发, 通过卸氨压缩机压缩后送入液氨储存罐的底部, 在液氨储存罐中凝结为 液氨。当液氨槽车中的压力为环境温度下液氨饱和压力的 25%时,停运卸氨压缩机。 (2) 液氨储存罐的实际装料温度与可能出现的最高工作温度两者相差较大时, 应确保在最高工作 温度下,容器内仍有 10%的气相空间,以保证储罐的安全运行。 (3) 液氨储存罐应设置高低液位报警系统, 当高高液位时自动联锁切断进料阀, 并设有储罐超温 报警和超压自动启动喷淋水冷却系统。 (4) 缓冲罐出口的氨气压力控制阀将氨气压力控制在一定范围, 当缓冲罐氨气压力过高时, 应切 断液氨蒸发器进料阀。蒸发器出口氨气管道上还应装温度检测器,当温度低于 10℃时,关 闭蒸发器液氨进料阀,使氨气至缓冲罐维持适当温度及压力。 7.2.5 液氨卸料、储存及氨气制备系统设计计算 - 40 - 7.2.5.1 BMCR 工况液氨储罐的总储存量计算 见附录 D(公式 9) 7.2.5.2 液氨储罐总水容积计算 见附录 D(公式 10) 7.3 SCR 的尿素溶液制备、贮存及氨气制备系统 7.3.1 系统设计7.3.1.1 设计范围 尿素储存及氨气制备系统,设计分界从尿素卸料起到氨气空气混合器的氨气进口止。 7.3.1.2 系统功能 本系统主要为运输到厂址的尿素槽车提供尿素的卸料、储存及氨气制备设施,以满足 SCR 脱硝系统对还原剂的要求。 7.3.1.3 设计原则 尿素的卸料、 储存系统应按多台机组共用的母管制系统设计, 尿素计量及分解制氨系统则按 单元机组配置。 7.3.1.4 劳动安全与职业卫生 与无水氨及氨水相比,尿素是无毒、无害的化学品,是农业上常用的肥料,无爆炸可能性, 完全没有危险性,尿素在运输、储存和处理中不需要特殊的安全防护措施。 在尿素溶液制备车间应配备良好的机械通风设施,以确保良好的室内空气质量。 7.3.1.5 设计输入数据 见 7.2.1.5 的(1)?(2) 7.3.1.6 系统方案设计 尿素制氨有热解法和水解法两种工艺。 7.3.1.6.1 热解法工艺 热解法是在高温下的热力分解反应。自动给料机将储存在尿素储仓内的干尿素转入溶解箱, 在溶解箱中将尿素配制成 50%~70%重量百分比浓度的尿素溶液,并将其输送到尿素溶液储存罐。 尿素溶液储存罐中的尿素溶液经过高流量和循环装置 (简称 HFD) 输送到尿素溶液计量和分配装 - 41 - 置,该装置可对由其他设备提供的还原剂需求、NOx 浓度、锅炉负荷等信号做出响应,自动地调 整还原剂流量以及喷射区域的开启和关闭。尿素溶液经过计量和分配装置后由雾化喷射器喷入 绝热分解室。在分解室内,利用从锅炉来的一次热风并辅以电加热或者燃用柴油(或天然气), 或直接抽取高温热烟气作为热源,在 315℃~540℃温度下,完全分解雾化的尿素液滴,分解产 物氨与稀释空气混合均匀后,供给 SCR 反应器。系统工艺流程如下: 尿素槽车 ? 尿素储仓(干尿素) ? 自动给料机 ? 尿素溶解箱 ? 尿素溶液输送泵 ?尿素溶液储存罐 ? 解室 ?高流量和循环装置(HFD) ?计量和分配装置 ?雾化喷射器 ? 绝热分喷氨格栅(AIG) 稀释风机热解法的化学反应式为: CO(NH2)2 → NH3 + HNCO HNCO + H2O → NH3 + CO2 尿素 → 氨 + 异氰酸异氰酸 + 水 → 氨 + 二氧化碳通过尿素制氨工艺替代液氨贮存及制备工艺,可使 SCR 达到同等的脱硝性能。热解法之后 的氨的喷射可采用与使用液氨同样的喷氨格栅(AIG)。 7.3.1.6.2 水解法工艺 固体尿素一般储存在钢制储仓内,通过变频电机驱动的卸料螺旋输送机送往溶解箱,实现 给料的计量。固体尿素在溶解箱内先配制成~50%重量百分比浓度的尿素溶液后,储存于尿素溶 液储存罐,经计量泵送往水解反应器,由辅助蒸汽系统来的蒸汽对尿素溶液进行预热,水解用 的蒸汽经设在水解反应器底部的喷嘴直接喷射到尿素溶液中,使之达到 130℃~180℃的反应温 度,水解反应器的压力由蒸汽压力维持。系统工艺流程如下: 尿素槽车 ? 尿素储仓(干尿素) ? 水解反应器 ? 自动给料机 ? 尿素溶解箱 ? 尿素溶液输送泵 ?储存罐 ? 计量泵 ?氨气 ?氨气空气混合器 ?SCR 反应器稀释风机
尿素水解法的化学反应式为: CO(NH2)2 + H2O → NH2COONH4 NH2COONH4 → 2NH3 + CO2 尿素 + 水 → 氨基甲酸铵 氨基甲酸铵 → 氨 + 二氧化碳由于尿素水解系统为专利产品,部分系统和设备需要进口,因此,初投资较大。 - 42 - 热解法和水解法两种不同的制氨工艺的固体尿素装卸、储存及溶解工艺基本相似。 尿素的品质应至少符合国家标准 GB
工业用合格品的技术指标要求,见附录 B 的 表 B.6。 7.3.1.7 系统设计应注意的问题 (1) 外购干尿素易吸湿潮解,不易干储存,尿素宜配制成溶液进行湿法贮存。 (2) 配置尿素溶液的水应尽可能使用低硬度的水源, 当溶解水的硬度较高时, 需添加化学阻垢剂 对配制尿素溶液的工业水进行

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