40t锅炉脱硝技术方案详解.doc

新疆焦煤集团有限公司3×40t/h燃煤机组烟气脱硝改造工程技术方案江苏佳丽水处理设备有限公司二一六年二月目 录1 概述11.1 项目概况11.2 机组状况11.3 改造工程内容及规模11.4设计依据及原则11.5 设计原则21.6 装置组成21.7 装置的年操作时间、班次和定员31.8 项目依托条件32设计条件及工艺42.1 煤质分析42.2 设计指标52.3 工艺介绍62.4 节能措施62.5 生产过程中的自动控制水平62.6 装置位置及周边情况72.7公用系统73 脱硝工艺93.1 工艺说明93.2 工艺流程说明103.3改造方案143.4 仪表和控制163.5 性能保证及改造目标204 设备224.1 设备设计说明224.2 设备材质选择244.3 采用的标准规范244.4 制造要求255 主要设备表265.1工艺设备265.2热控设备286 投资估算及经济评价296.1总成本估算291 概述1.1 项目概况新疆。1.2 机组状况XX电厂3台40t/h循环流化床锅炉。目前氮氧化物排放严重超标，为确保烟气中NOX的达标排放，决定对3台40t/h锅炉烟气进行脱硝改造，并建设脱硝公用设施。1.3 改造工程内容及规模本装置为热电厂3台锅炉各设一套SNCR+SCR联合脱硝系统。建设规模按110%BMCR工况下的烟气量设计，锅炉设计处理最大烟气量75000Nm3/h（业主确定）。为脱硝装置配套建设还原剂制备系统，最大制备能力按3台锅炉110%BMCR工况考虑。还原剂初步按90%纯度尿素2种方案分别考虑。1.4设计依据及原则1.4.1 设计依据1)热电有限责任公司提供的基础数据；2) 下列环境法规和标准：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火电厂大气污染物排放标准 GB13223-2011火电厂氮氧化物防治技术政策环发201010号2009-2010年全国污染防治工作要点环办函2009247号燃煤烟气脱硝技术装备 GB/T 21509-20083) 相关法规及标准。1.4.2 设计原则1）规模经济合理原则2）技术先进可靠原则3）节省投资原则4）降低成本和减少能耗、物耗原则5）安全、环保原则6）确保装置“安全、稳定、长周期、满负荷、优质”运行原则1.5 设计原则为使本项目实施后安全、经济运行，本设计遵守现行的国家有关脱硝设计规范、规程和标准，国家和地方对环保、消防、劳动安全、职业卫生等有关规定。a) 选用技术先进、工艺成熟、运行可靠的脱硝工艺技术，在达到国家环保要求的前提下，力求做到节省投资、降低能耗。b) 脱硝设备布置充分考虑现场条件，尽量利用原有设施及公用工程条件，减少占地。c) 在充分消化专利商工艺技术的基础上，优化设计方案，以确保工程设计能够实现工艺技术先进、装置配套合理的目标。d) 设备及材料立足国产化，以节省外汇，减少投资。1.6 装置组成序号单元名称项目单位备注113#锅炉SNCR+SCR系统213#锅炉本体改造3还原剂制备系统1.7 装置的年操作时间、班次和定员装置按7000小时设计。操作班次按五班三运转制度设置。由锅炉原有操作人员进行操作、维护及管理，不新增定员。1.8 项目依托条件a) 脱硝还原剂来源保障本项目所用还原剂尿素颗粒由市场上方便购买。b) 充分依托现有的公用工程设施本项目公用工程依托厂内现有设施，脱盐水、蒸汽、采暖热水、消防水等均有富余量，完全可满足本装置的要求。2设计条件及工艺工程名称： 热电有限公司3×40t/h机组燃煤锅炉脱硝项目改造建设地点：新疆工程概况： 锅炉主要参数:项 目单位型号或参数锅炉类 型CFB锅炉型 号3数 量台4最大蒸发量t/h40锅炉出口烟气量m3/h锅炉出口烟气温度烟气中NOx浓度mg/Nm3锅炉出口含尘浓度mg/Nm3年运行时间h>7000锅炉型式：最大连续出力(BMCR)： 40 t/h锅炉运行方式： 机组年运行模式：年平均运行小时数不少于7000小时。2.1 煤质分析序号名 称符 号单 位设计煤种1发热量Qnet.arMJ/kg2全水分Mt4固定碳FCd5收到基氢Har6收到基氧Oar7收到基氮Nar8全硫分St,d9灰分Ad10挥发分Vd灰成分分析1二氧化硅SiO22三氧化二铝Al2O33三氧化二铁Fe2O34氧化钙CaO5氧化镁MgO6二氧化钛TiO27三氧化硫S2O38氧化钾K2O9氧化钠Na2O10其他 灰熔融性1变形温度DT2软化温度ST3流动温度FT2.2 设计指标序号参数单位参数指标备注1流量Nm3/h BMCR工况2烟尘浓度mg/Nm33NOxmg/Nm3干基，6%4SO2mg/Nm3湿基5SO3mg/Nm3湿基6O2vol% 干基，6%7CO2vol% 湿基8H2Ovol% 湿基9NH3ppm干基，6%2.3 工艺介绍本项目锅炉采用SNCR+SCR组合脱硝工艺，在锅炉炉膛燃烧区域上部和炉膛出口8001150烟气温度区域，通过布置在炉墙上的喷射系统向烟气中喷射过量的尿素溶液，从而实现SNCR反应，实现第一步脱氮，未反应完全的过量气氨进入混合工艺的第二个反应区SCR反应器，在催化剂作用下，进一步实现脱硝反应。锅炉总脱硝效率80%。烟气中的NOX与NH3在锅炉炉膛及反应器内，生成N2和H2O，不产生二次污染，无副产品。基本化学反应方程式如下：4NO+4NH3+O24N2+6H2O（主要反应）6NO2+8NH37N2+12H2O2NO2+4NH3+O23N2+6H2O在锅炉烟气中由于烟气中含有SOX，为了避免硫酸铵盐的生成，要求的反应温度一般在320400，采用SCR高温高尘布置工艺系统，SCR反应器布置在省煤器下游、空气预热器和除尘装置上游，这一位置烟气温度约为350，是SCR反应的最佳温度区间。采用90%纯度尿素颗粒为还原剂，通过与脱盐水混合后制成氨水。2.4 节能措施a) 优化工艺流程，采用节能新技术。b) 充分利用低温位能量，做到能量综合利用。c) 采用效率高、能力合适的传动设备等。d) 采用优质的绝热材料，降低热能损失。2.5 生产过程中的自动控制水平装置操作以远程自动化监控和操作为主。对于重要监控的工艺参数以及频繁操作的执行器或阀门全部实现远程监控和自动化操作，根据工艺过程安全保护及操作的需要设置报警、联锁保护，锅炉脱硝装置采用DCS控制。2.6 装置位置及周边情况本项目包括SNCR+SCR系统、锅炉本体改造和辅助设施改造共计4个单元。其中尿素溶液制备系统、SCR系统、其他辅助设施在锅炉房区扩建，其余单元都在锅炉房内进行。2.7公用系统2.7.1 水源电厂本工程的供水水源仍利用电厂原有的设施，即生产给水、生活给水、消防给水分别从电厂原有的相应的管道上接至脱硝区域，原有供水设施在压力、流量等方面均能够满足本工程需要，因此，本工程供水水源仍利用原有设施，不再新建。2.7.2 生产给水本工程生产用水包括脱硝稀释水（除盐水）、地面冲洗水等，用水利用原有循环水系统的排水，拟从原有的循环水管道上接引。2.7.3 生活给水系统脱硝区域生活给水系统包括洗眼器洗涤用水以及场地冲洗用水等。室内给水管道均采用304SS管，室外给水地下管道采用给水钢管。2.7.4 消防给水系统本工程在脱硝建筑物内根据消防规范设置氨检漏报警仪，并设置喷淋装置，喷淋装置满足氨区设置要求。室外消防给水管网采用环形给水管网，设置室外消火栓，并对受本工程影响的原有消防水管网进行改造。2.7.5 排水系统1） 生产排水电厂本工程各工艺生产用水，大部分被烟气带走，少量排水由排水管道排入原有的水力除灰系统，不外排。2） 生活污水排水系统各建筑物室内的生活污水，通过管道的收集，排出室外，在室外，卫生间的生活排水经过化粪池处理后，再排入厂区原有的生活污水排水管网。室内排水管道采用排水UPVC管，室外地下管道管径小于200的管道采用排水UPVC管，大于200的管道采用钢筋混凝土排水管道。原则上脱硝生活污水并入脱硫系统，由脱硫系统统一考虑。3） 雨水排放系统本工程雨水采取有组织的排水方式，雨水由雨水口收集，通过雨水管道有组织地排入全厂雨水下水道中，排水管道采用钢筋混凝土排水管道。2.7.6输配电布置1）尿素溶液制备区MCC配电柜设置就地配电室内。2）由于脱硝系统用电量很小，可就近取自锅炉区域，或引自脱硫变，由脱硫系统统一考虑。3 脱硝工艺3.1 工艺说明3.1.1工艺路线及工艺特点本项目采用SNCR+SCR联合脱硝工艺，不是两种方法的简单组合，是结合了SCR技术高效、SNCR技术投资省的特点发展起来的，该工艺具有2个反应区，将还原剂喷入第一个反应区炉膛，在高温下，还原剂与烟气中NOx，在没有催化剂参与的情况下发生还原反应，实现初级脱氮。然后未反应完全的还原剂进入混合工艺的第二个反应区SCR反应器，在有催化参与的情况下进一步脱硝。在后段SCR反应器中，氮氧化物(NOx)选择性催化还原过程是在催化剂的作用下,通过前段逃逸的NH3把烟气中的NOx转化成空气中天然含有的氮气和水,由于NH3可以“选择性的”和NOx反应而不是被氧气氧化,因此反应被称为具有“选择性”，其主要反应方程式为：4NO + 4NH3 + O2 4N2 + 6H2O (主要反应)6NO2 + 8NH3 7N2 + 12H2O2NO2 + 4NH3 +O2 3N2 + 6H2OSNCR+SCR混合工艺的占地面积和工程量均较小，利用前部SNCR逃逸的氨作为SCR脱硝还原剂，将脱硝效率提高到新的标准水平。本工程联合脱硝工艺采用尿素溶液做为还原剂，与传统的SCR工艺相比，该SNCR+SCR混合法工艺的主要改进在：1）使用溶液而不是气态还原剂，可以更有效地控制还原剂喷射模式和还原剂分布，保证与烟气良好的混合，使还原剂以较低的氨逃逸得到较充分的利用。2）还原剂渗透能力强，液滴尺寸合理，分布均匀。3）喷射系统布置在炉膛上方的适当部位。4）工艺只需要少量的催化剂: 当NOx减排率适中时，锅炉的引风机不需要改造就能适应少量催化剂产生的压降。工艺降低了对催化剂的依赖。小尺寸的催化剂降低了由于硫中毒、颗粒污染、催化剂的磨损、失活和堵塞和其它类型老化而进行催化剂更换的成本。5）以压缩空气作为还原剂喷入的雾化介质。3.2 工艺流程说明3台锅炉设1台公用稀释箱，4台稀释水泵，其中每台锅炉各1台泵，另外1台作为备用泵。来自高流量循环泵的尿素溶液经过流量计和调节阀计取一定量的溶液，与定量的脱盐水经过混合器混合成10%左右，送入分配模块，每台锅炉设4只喷枪。将总的还原剂溶液分成合理量分别供给相应的喷枪，同时通过压缩空气将溶液雾化后送入锅炉内部。SNCR反应后逃逸的气态还原剂混合烟气经过上级省煤器和空气预热器进入SCR反应器。每台炉设1台SCR反应器，将现有省煤器更换为H型省煤器，空气预热器进行防腐改造，节省空间安装反应器。在催化剂的作用下氨与NOx反应生成N2和H2O。N2和H2O随烟气进入下级空气预热器，最终通过烟囱排出。SCR反应器出口设氨逃逸在线监测系统。分配模块设有总阀门控制本喷射层是否投运，喷枪为机械移动结构，喷枪布置在8001150烟温区域。省煤器和空气预热器起到静态混合器的作用，保证了氨与烟气的充分混合。3.2.1 制备系统设尿素溶解罐1个，材质为304SS钢，容积30m3（详细设计根据现场情况调整），满足最少3×40t/h机组100%负荷下48小时脱硝系统用量制备要求。采用立式平底结构，设有人孔、尿素入口、尿素溶液出口、通风孔、排放口、搅拌装置、液位和温度控制系统，配置满足工艺温度要求的加热和自动控制装置及排风系统。搅拌装置采用顶置式，全金属结构，所有接触被搅拌流体的搅拌部件采用不锈钢，机械密封方式密封。 设尿素溶液储罐1个，材质为304SS钢，容积42m3，满足最少3×40t/h机组100%负荷下72小时脱硝系统用量要求。采用立式平底结构，罐体需进行保温。设有人孔（人孔位置方便人员进入清理）、尿素溶液入口、尿素溶液出口、通风孔、排放口、液位和温度控制系统，配置满足工艺温度要求的加热和自动控制装置及排风系统。 尿素溶解罐和尿素溶液储罐之间设尿素溶液输送泵。尿素溶液输送泵为不锈钢本体，碳化硅机械密封的离心泵，设置2台（1运1备），并列布置。 设提升机及粉料计量输送机一套，用于尿素溶解罐上料之用。 设废水泵1台。3.2.2 流量、压力控制和供应系统 设1套公用的流量、压力控制和供应系统，包含尿素溶液给料泵、过滤器、可调节的背压控制阀及用于远程监测和控制循环系统压力、温度仪表等设备。 尿素溶液给料泵采用丹麦格兰富立式多级耐腐蚀离心泵，不锈钢本体，碳化硅机械密封。2台给料泵， 1运1备，并列布置。3.2.3 计量和分配系统 在总计量系统的基础上每台炉设置1套尿素溶液计量分配装置，用于控制每台尿素溶液喷射器喷入热解炉的流量及雾化和冷却空气的压力和流量。每台炉再根据分层设单层分配装置，确保计量分配装置能精确地计量和独立控制输送的尿素溶液流量，并随着NOx浓度、锅炉负荷等变化做出响应。经高流量循环泵送至炉前脱硝系统，回流溶液经过背压阀组后自动返回储罐。背压阀组的作用是保证系统的循环管道保持恒定的压力。3.2.4 SNCR系统50%尿素溶液被稀释至10%，通过计量分配装置精确分配到每个喷枪，然后经过喷枪喷入炉膛，实现脱硝反应。1)还原剂喷嘴布置在锅炉温度8501100区域内，10%尿素溶液在通过喷嘴喷出时被充分雾化后以一定的角度喷入炉膛内。通过一套完整的溶液喷射系统，保证尿素溶液和烟气混合均匀，喷射系统设置流量调节阀，能根据烟气不同的工况进行调节。喷射系统具有良好的热膨胀性、抗热变形性和抗振性。2)分配系统到各个喷射器的尿素溶液管道上设置自动调节阀，在脱硝系统调试时调整单个喷射器的流量。分配系统的管道和阀门均采用不锈钢材质。分配系统的尿素溶液管道应设置水冲洗接口和相应的管道。喷射系统的设计保证在所有负荷下所有尿素溶液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。3)喷射系统设置吹扫装置以防止烟气中的灰尘堵塞喷射器。4)雾化采用压缩空气，在压缩空气管路上应设置调节阀来控制雾化压力。5)喷嘴的材料选用耐高温、耐腐蚀、耐磨损的不锈钢310s。6)乙方优化喷射器的数量及设置位置。喷入炉膛的尿素溶液不与锅炉受热面管壁直接接触，以免影响受热面的换热效率和使用寿命。7)除喷射器外，喷射系统的设备就近布置在锅炉平台上，以螺栓的形式固定。3.2.5 SCR系统 反应系统由脱硝反应器、吹灰装置及控制系统等子系统组成。 脱硝反应器包含反应器本体及支撑、催化剂层的支撑（包括预留层）及密封装置、反应器流场优化装置、整流装置、配套的法兰、催化剂吊装和处理所需的装置等配套设备。反应器： 1）反应器为垂直布置（烟气竖直向下流动）。 2）反应器设计承压能力大于±6500Pa，瞬时不变形承载能力不低于±9800Pa。 3）反应器壳体材质：砌砖+外护钢板结构，材料Q235等级，壁板厚度不小于6mm，耐温350。 4）反应器采取保温，使经过反应器的烟气温度变化小于5。3.2.6 催化剂1）化学组成：以TiO2为载体，以V2O5或V2O5 -WO3、 V2O5 -MoO3 为活性成分。2）结构形式：采用蜂窝式催化剂，催化剂按1层设置，满足不低于70%的设计脱硝效率。3）催化剂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，催化剂飞灰浓度按36000mg/Nm3设计。 4）催化剂能承受运行温度420（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）催化剂的化学使用寿命24000h；机械使用寿命10年；能够有效防止微量元素可能引起的催化剂中毒。3.3改造方案3.3.1 SNCR改造在锅炉炉膛燃烧区域上部和炉膛出口8001150烟气温度内的2个区域布置还原剂喷枪，每层的位置以锅炉实际情况确定，保温外预留1700mm作为喷枪可拔插长度空间，构成SNCR反应区域。根据锅炉负荷的不同阶段，通过控制分离器入口区域的喷枪数量来达到最佳的脱硝效率及氨逃逸率，喷枪流量根据锅炉负荷通过每个区域的分配模块自动调整。喷枪不运行时需用压缩空气冷却，以保护喷枪不会被高温损坏。3.3.2 SCR改造在锅炉尾部烟道内布置SCR反应器，在上级省煤器和上级空气预热器之间腾出3600mm的空间，布置SCR反应器。反应器中的催化剂为高效不易堵塞的板式催化剂，布置1层，催化剂高度1250mm，催化剂装填体积约为16m3。为防止出现催化剂堵灰锅炉均设声波吹灰器。由于SCR系统不单独设置氨喷射格栅，采用SNCR反应中喷入的过量氨气作为SCR反应的还原剂。考虑到烟气流场的不均匀性，在SCR装置的上游，根据流场模拟数据增设导流板促进气氨和烟气混合，需设蒸汽吹灰器以备在烟气流场不能满足技术要求时使用。每台锅炉各设1层蒸汽吹灰器、1层声波吹灰器，吹灰器布置在催化剂上方600800mm处。SCR+SNCR区域喷入还原剂影响锅炉效率约下降0. 3%，综合影响锅炉效率下降约0.5%，为了保证经济运行，通过提高省煤器、空气预热器换热面积，提高换热效率。总体保证锅炉脱硝改造后实际效率不低于脱硝改造前。3.3.3 锅炉本体改造锅炉本体改造具体内容如下：1）省煤器本次改造为了保证SCR反应器的安装空间和脱硝窗口温度，需根据实际情况对原省煤器进行改造。 2）SCR区域高温空气预热器整体下移，使空气预热器上管板至高温省煤器下集箱中心线距离3.5m左右。SCR区域护板与包墙下集箱之间采用非金属膨胀节连接。3）空气预热器锅炉投运SCR后，烟气中的SO3与SCR逃逸的NH3会生成硫酸氢氨，硫酸氢氨在220以下呈液态，黏性和腐蚀性很强，低温空气预热器容易堵塞影响传热及增大流通阻力。 4）风道因高温段空气预热器安装高度下移，热风出口整体下移，需新设计连接风道接至原热风道。5）护板新增SCR烟道护板与尾部包墙连接的膨胀节。省煤器护板更换。更换空气预热器区域金属膨胀节。6）蒸汽吹灰器上级省煤器上方约700mm处安装蒸汽吹灰器，每台锅炉安装4只，下级省煤器上方约700mm处安装蒸汽吹灰器，锅炉分别安装4只。7）省煤器集箱更换锅炉低温省煤器进、出口集箱、固定及连接管。8）锅炉尾部钢构架的核算、加固锅炉的尾部高温空气预热器下移，增设新的高温空预器支撑梁，增设脱硝反应器梁，下级空预器高度增加支撑梁下移和加固，相应的尾部柱和梁的加固。9）增设和修改锅炉尾部平台楼梯 锅炉尾部的省煤器和空预器的布置发生变化，检修平台、楼梯的高度改变，平台楼梯需要移位和增补。10）炉墙锅炉尾部省煤器的炉墙和外护板需要拆除及增补。11）给水管道由于锅炉下级省煤器入口集箱标高和位置的改变，需对给水管道进行改造。3.3.4 溶液制备系统还原剂制备系统为脱硝配套系统，按锅炉全部投运的容量考虑，系统主要包括尿素溶解罐1台、尿素溶液罐1台、高流量循环泵2台。由于溶液的腐蚀性，所有储罐和高流量循环泵全部采用不锈钢材料。3.4 仪表和控制NOx和O2含量，流量，压力、温度等值通过就地的测量仪表转换为4-20mA的信号送入DCS系统中，在这里模拟信号为构成限值报警和模拟逻辑控制以及闭环控制所用。限值报警编组单元被连接到开环控制系统。闭环控制系统被连接到开环控制系统里面去，这样在某种程度上功能组能直接单独响应闭环控制系统巡检，因而用活了这些巡检。1）开环控制系统：SNCR+SCR设备的开环控制系统进一步分成手动控制系统、功能组控制系统和全自动控制系统。2）手动控制系统：手动控制系统是指操作者能够在控制室里人工调整每一个遥控成套设备，以及可遥控开启阀门。在这种模式下，运行人员直接操作，使系统的自动化程度达到最低，也就是所谓的开路控制。3）单元控制：在单元控制级别，所有的连锁和保护都投入。这种情况下人身和设备的安全得到了有效保护。4）功能子组控制系统：在自动分组控制系统里，从属于一个工艺系统的设备编组和驱动单元，被集中到一起形成一个功能组。这些功能组能够按程序一步一步地单独启动，或者自动关闭。在这种控制级别上，所有的功能组和工艺线路的连锁变得有效。当发生失效的情况时，功能测试可以在单元控制驱动之内完成。总的来说，功能组由功能组头和能够程控启动和停机的控制程序组成。连锁、保护和断路器被连接到功能组头上，与单元控制级别的方式相同。每个启动和停止步骤由多个独立的步骤组成，具有如下的特性：对于每个步骤，只有一个命令被执行，并返回完成信号作为后续程序的开始。另外，等待的时间和监测所需的时间能够整和到程序中。程序根据“与（AND）”的标志发出下一步需要执行的命令，反之根据“或（OR）”的标志跳过某个程序步骤。5）自动操作：自动操作系统与功能组具有相同的自控级别。这种系统用于那种只有很少量控制任务的地方，例如根据单独的限值控制阀门的开启和关闭。对于这种自动操作系统，像在单元控制块和功能组描述的一样，单独的控制命令、连锁、保护和断路器也被联结在一起。6）全自动系统：装置的全自动操作是基于SCR的控制或者正确的程序。所有的功能组和自动操作系统之间的交互作用决定了这个控制系统。控制系统和连锁以及断路器必须进入电厂的总控制计划。保护：根据保护设备首先应保障人身安全的目的，部分设备应该能超越I&C系统，通过开关设备直接单独关闭。7）信号：从自动化系统里得到的信号被分为三中级别：来自单元控制级别的信号。来自功能组或者自动操作级别的单独的信号。来自SNCR+SCR使用的仪表和控制程序的信号。对于与以上所提到的不同的，来自于所使用的仪表的信号，被送到工艺系统。对于每个有效的来自于I&C系统的报警信号，会发出一个预报警。为了限制信息流量，信号被化分成：操作失败报警指示能源耗尽为了保证设备的正确操作，根据信号产生的报警何以在工艺仪表的显示屏和控制系统显示，或者被取消。烟气脱硝系统相关的设备和控制装置的控制和监视功能与电厂范围DCS系统结合成一个整体。这种结合包括电厂DCS系统中的燃烧管理系统(BMS)。SNCR+SCR配有自己独立的DCS子系统，包括所有远程工艺控制单元(PCUs)、冗余处理器、I/O、模块终端柜和信号编集柜，以控制和监视SCR设备。系统由中央控制中的HMI(集线器管理接口)站进行控制。还原剂供应系统用于产生和供应SNCR+SCR催化剂需要的氨气，以降低NOx从锅炉的排放。此设备直接由DCS控制。每一SNCR+SCR具有单独的氨流量控制应用仪表，具备低压自动启动切换功能。吹灰器被用于从每个SCR反应器中的催化剂的表面清除堆积的微粒，采用DCS控制。它包括循环使用所有SCR吹灰器的自动程序，定时启动的自动程序，对每一单个吹灰器的操作员启动手动启/停功能，催化剂层或SCR程序及其它需要的控制功能。仪用空气系统用于供应SNCR+SCR及其辅助设备需要的所有仪表空气，仪用压缩空气气源由业主提供。通过DCS进行压缩机的启/停控制和状态显示。分布式控制系统(DCS) 用于提供SNCR+SCR附加工程的所有控制、监视、报警功能。设备和控制装置通过DCS控制。详细信息如操作控制台的数量或要求、DPU和I/O终端柜的位置、与电厂DCS网络的联结，等等在详细设计中确定。PLC控制器用于开关设备。DCS能完全控制这些系统并与之相联结。DCS系统可以与锅炉DCS系统合并，使用同一套DCS系统进行控制，也可以根据业主要求设单独的脱硝DCS系统。3.5 性能保证及改造目标3.5.1 性能保证 本项目采用SNCR+SCR脱硝技术后可达到如下指标：1、总脱硝效率（催化剂寿命内） 80%在锅炉装置的60100%锅炉负荷工况范围内，脱硝装置反应器出口锅炉NOx浓度不高于100mg/Nm3（6%含氧量，干基状态），脱硝装置可用率不低于98%。2、NH3逃逸率 在尾气符合设计工况的条件下，脱硝装置的氨逃逸率不大于5ppm（6%含氧量，干基状态）。3、SO2/SO3转化率 1%4、SCR的系统阻力 400 Pa3.5.2 改造目标经脱硝改造后锅炉NOx排放浓度100mg/Nm3。满足国家环保部发布的火电厂大气污染物排放标准（GB13223-2011）要求，使氮氧化物达标排放。4 设备4.1 设备设计说明本装置主要设备为SNCR喷枪、SCR反应器、蒸汽吹灰器、声波吹灰器、溶液制备器。1）SNCR喷枪喷氨系统是SNCR+SCR联合脱硝工艺的关键，还原剂与烟气的混合均匀程度直接决定了氮氧化物的去除效率。喷枪包括气动伸缩机构、电磁阀、反馈开关及喷嘴等。喷枪喷雾角度从10150°不等。喷枪长度、伸入炉内的喷射点深度也有所不同，可通过CFD流场模拟分析结合现场测量情况达到较高的脱硝效率。雾场喷射距离从1200mm4500mm，能够实现溶液瞬间雾化并完成还原反应。单只喷枪喷射量在18350L/h之间任意选择。由于喷枪的工作温度比较高（烟气温度8001150），而且烟气流速也快，烟气中夹带大量的粉尘，对于喷枪的磨损非常厉害，因此喷枪的枪杆和喷嘴采用耐高温合金钢，在高温环境下保持高强度和抗腐蚀性。为避免喷枪长期在8001150的高温环境下运行，设计独特的降温保护功能，将喷嘴组件内嵌于喷枪本体的吹扫空气管内，利用压缩空气降温。只有少量的空气雾化喷嘴才适合用在SNCR脱硝中，高效喷嘴能够稳定地控制喷雾颗粒的大小，且喷雾覆盖均匀。目的是使喷雾颗粒的Dmax尽量的最小化，在D32100微米时，达到一个良好的雾化效果。喷嘴结构必须有多级雾化工艺，才能产生细小的喷雾颗粒，实现预期的雾化效果。空气雾化喷嘴具有三级雾化工艺，压缩空气使用量少，也是SNCR脱硝优先选用的主要原因。与只有单级雾化工艺的喷嘴相比，三级喷嘴产生的D32喷雾颗粒小了34%，空气使用量少了20%。每套喷枪设有一套伸缩机构，在脱硝系统停止运行时，可以自动的将喷枪从炉膛退出，保证了喷枪的使用寿命。2）SCR反应器SCR反应器由6mm钢板构成，装填蜂窝式催化剂，截面呈矩形。锅炉SCR反应器尺寸为6000mm×5000mm×3600mm（L×W×H），设计1层催化剂结构，催化剂由H型钢构架支撑。反应器操作温度320400，操作压力微负压，与烟道接触壁板材质为Q345，H型钢材料为Q345，其它部分的材料为Q235B。反应器是标准的板箱式结构，辅以各种加强筋和支撑构件，外设有加强型外壳并支撑在钢结构上。另外催化剂模块中间、模块与墙壁之间装设的密封系统可保证烟气流经催化剂床层，避免烟气短路。门孔、起重设备用于装卸或拆卸反应器内各层的催化剂箱，人孔用于定期检查、维护保养。3）蒸汽吹灰器蒸汽吹灰器选用耙式，利用一定压力和一定温度的蒸汽从吹灰器喷口高速喷出，直接对积灰受热面吹扫，以达到清除积灰的目的。每台锅炉SCR反应器设置2套蒸汽吹灰器，布置于反应器短边侧。每台蒸吹灰器汽从吹灰器入口阀门至炉内耙管，包括阀门、阀门启闭机构、内管、吹灰枪、喷嘴等。吹灰介质为1.0MPa蒸汽，吹灰时间为每24小时吹5分钟，锅炉蒸汽吹灰器蒸汽消耗量为80kg/min，每台锅炉上、下级省煤器上部还分别安装4台蒸汽吹灰器，4）声波吹灰器声波吹灰器利用声波在烟道内传播，牵动烟气中的灰粒同步振动，在声波振动及疲劳反复累计作用下，使微小的灰粒难以靠近积灰面，也使沉积在受热面上的灰尘破坏剥离，从而达到清灰的目的。每台锅炉SCR反应器设置2套声波吹灰器，布置于反应器长边侧。每台锅炉的声波吹灰器配套1台1m3空气缓冲罐，设计压力为1.0MPa。吹灰介质为压缩空气，吹灰时间为每10分钟吹10秒。每台锅炉声波吹灰器空气消耗量为0.076m3/s。 5）尿素溶解罐尿素溶解罐处理规模为13t/h，溶液浓度为10%，操作压力为0.3MPa，操作温度为60。4.2 设备材质选择本装置介质主要有烟气、尿素溶液、脱盐水、压缩空气、蒸汽、循环水和柴油等，根据物料特性和设备操作及设计参数，与尿素溶液、脱盐水接触的设备选用304材料。与炉膛接触的设备选用耐高温合金钢，其余设备采用Q235B。4.3 采用的标准规范固定式压力容器安全技术监察规程 TSG R0004-2009压力容器 GB150.1GB150.4-2011承压设备无损检测 JB/T4730.1-6-2005承压设备焊接工艺评定 NB/T47014NB/T47016-2011压力容器焊接规程 NB/T47015-2011承压设备产品焊接试件的力学性能检验 NB/T47016-2011钢制化工容器设计基础规定 HG/T20580-2011钢制化工容器材料选用规定 HG/T20581-2011钢制化工容器强度计算规定 HG/T20582-2011钢制化工容器结构设计规定 HG/T20583-2011钢制化工容器制造技术规定 HG/T20584-2011承压设备用焊接材料订货技术条件 NB/T47018.147018.7-2011现场设备、工业管道焊接工程施工规范GB50236-2011承压设备用碳素钢和合金钢锻件 NB/T4700847010-2010石油裂化用无缝钢管 GB9948-2006输送流体用无缝钢管 GB/T8163-2008钢制管法兰、垫片、紧固件 HG/T2059220635-2009钢制对焊无缝管件 GB/T12459-2005容器支座 JB/T4712.14712.4-2007压力容器波形膨胀节 GB16749-1997压力容器封头 GB/T25198-2010补强圈钢制压力容器用封头 JB/T4736-2002压力容器法兰分类与技术条件 NB/T47020-2012化工设备吊耳及工程技术要求 HG/T21574-2008钢制人孔和手孔 HG/T2151421535-2005压力容器的设计、制造和检验应符合锅炉压力容器制造监督管理办法、锅炉压力容器制造许可条件、锅炉压力容器制造许可程序。4.4 制造要求本装置中国内供货设备的制造、检验及验收主要遵循国家质量监督检验检疫总局颁发的固定式压力容器安全技术监察规程（TSG R0004-2009）和相关国家标准和部颁标准进行。压力容器制造厂必须持有国家颁发的相应的压力容器制造许可证。5 主要设备表5.1工艺设备序号名 称规格型号材料单位数量属性供应商备 注一存储系统1电动葫芦提升能力3t/h 提升高度5.5m套12地牛推车Q=1t/h套13计量称精度1%套1二制备系统1尿素溶解罐15m3，2×3m304SS台1蒸汽加热3台炉共用2提升机Q-150台13搅拌器5.5kw304SS台14尿素溶液泵6m3/h H=0.25MPa N=5.5KW304SS台2南方泵业、上海连城、格兰富3台炉共用5尿素储罐容积42m3，3.8×4.2m304SS台1蒸汽加热二尿素溶液输送系统（3台炉共用一套）1多级离心泵立式多级离心，流量：4m3/h，扬程：130m 5.5kW304台2南方泵业、上海连城、格兰富高流量循环系统三稀释计量系统1稀释水箱容积：3m3304个32稀释水供应泵流量10m3/h, 扬程：130m 1.5kW304台4南方泵业、上海连城、格兰富稀释计量系统四氨喷射系统1喷枪含连接管、调压控制阀、冷却管套316L不锈钢与耐高温镍合金组合材质套12专有设备3台炉五SCR吹灰系统1蒸汽吹灰器套32声波吹灰器套3六SCR系统催化剂吊装装置1手动葫芦起吊重量：2.5t；提升高度：7m台6七SCR反应器1SCR反应器Q235B套3专有设备 5.2热控设备序号名