阿克苏脱硝工艺部分说明书.doc

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1、YX/AKSC-J徐矿集团新疆阿克苏热电有限公司2200MW机组烟气脱硝及锅炉低氮燃烧器改造工程初步设计文件第2卷工艺部分宇星科技发展（深圳）有限公司2013年01月审 定：审 核:校 核：设 计：YX/AKSC-J-01.01徐矿集团新疆阿克苏热电有限公司2200MW机组烟气脱硝及锅炉低氮燃烧器改造工程初步设计文件第 2 卷工艺部分说明书宇星科技发展（深圳）有限公司2013年01月徐矿集团新疆阿克苏热电有限公司2200MW机组烟气脱硝及锅炉低氮燃烧器改造工程初步设计总目录卷号名 称图号或检索号第1卷总的部分YX/AKSC-Z第2卷工艺部分YX/AKSC-J第3卷电气部分YX/AKSC-D第4

2、卷热控部分YX/AKSC-K第5卷建筑结构部分YX/AKSC-T第6卷暖通部分YX/AKSC-N第7卷给排水和消防部分YX/AKSC-X目 录1 概述11.1 项目概况11.2 设计依据31.3 设计范围31.4 脱硝工艺方案的选择41.5 主要设计原则51.6 平立面布置设计原则51.7 基本设计数据62 脱硝工艺描述112.1 SCR烟气脱硝系统工艺概述112.2 烟气系统122.3 SCR反应器本体132.4 催化剂142.5 氨储存和供应系统142.6 氨/空气混合系统172.7 氨喷射系统172.8 吹灰系统172.9 保温173 SCR系统的运行方式183.1 SCR系统的启动与停

3、运183.2 故障及装置和设备的保护措施194 节约能源及原材料204.1 节约及合理利用能源的措施204.2 节约原材料的措施215 低氮燃烧改造专题说明211 概述1.1 项目概况本工程为徐矿集团新疆阿克苏热电有限公司2200MW机组脱硝技术改造工程提供锅炉低氮燃烧器改造、烟气选择性催化还原（SCR）脱硝装置及还原剂公用系统等。本工程采用锅炉低氮燃烧器改造+选择性催化还原烟气脱硝系统，用液氨制备SCR脱硝还原剂，单锅炉设双SCR反应器，反应器布置在省煤器与空气预热器之间的高含尘区域，在炉后除尘器烟道的上方。不设省煤器调温旁路和脱硝旁路烟道。脱硝系统共用一个氨站。氨站为电厂2台锅炉公用，安装

4、本期2台锅炉制氨所需的设备，同时氨区范围内预留二期2660MW机组氨站的位置。脱硝装置处理100%烟气量，锅炉烟气中NOx含量650mg/Nm3，经低氮燃烧器改造后，SCR入口烟气NOx含量350mg/Nm3，SCR脱硝装置安装两层催化剂情况下，全烟气脱硝效率不小于80%。建设规模：本工程建设2200MW超高压燃煤发电机组配套烟气脱硝（含低氮燃烧器）及现有设施及设备改造。1.1.1 厂址条件徐矿集团新疆阿克苏发电厂厂址位于阿克苏市西部的重化工工业园区，位于工业园武汉路、沈阳路、昆明路、和苏州路之间区域，距阿克苏市中心11千米，地处：东径869.8，北纬414.7。厂址地势平坦开阔，东北高西南低

5、，地面自然坡度约1%，厂址地面高程1115千米。厂址北面为兵团农一师西大桥水电站、西湖水库和农一师电厂，东南2千米为南疆G314国道，三角地火车站位于厂址东南约3千米。南面为开阔平坦的戈壁荒滩，西面为依加塔拉山丘。电厂厂区规划按2200MW+2660MW一次规划、分期建设。电厂一期已建成2200MW超高压燃煤发电机组，同步建成烟气脱硫装置并预留脱硝空间；绝大部分公用设施集中布置，考虑在一期建设时完成。二期预留2660MW等级的扩建场地，不堵死再扩建的可能性。1.1.2 运输电厂的对外交通状况良好，周边现有陆路、铁路交通方便快捷。本工程脱硝用还原剂的运输拟选择公路运输或铁路运输。1）公路本工程厂

6、址依托道路为217国道、314国道、306省道，电厂紧临国道高速出口。2）铁路阿克苏市交通十分便利。南疆铁路由东向西南横穿阿克苏市，厂址所在区域有阿克苏火车站、三角地火车站。电厂铁路专用线由厂区南侧引入进厂，厂内站建成2股道铁路作业线。1.1.3 气象条件以下为阿克苏气象站近30年主要气象参数如下:年平均气温：10.5年极端最高气温：39.6（1997年7月31日和200年7月17日）年极端最低气温：-25.2（1997年1月30日）年平均降水量: 76.9mm最大一日降水量：31.7mm年平均蒸发量：1861.0mm年平均气压： 891.4hpa年平均相对湿度：58%最大冻土厚度：80cm（

7、1996年2月出现过两天）年平均风速：1.5m/s年主导风向：北（N）十分钟平均最大风速：26.0m/s(WNW)年平均雷暴日数：27.5天年平均雾日数：1.0天年平均大风日数：7.3天年最大积雪厚度：20cm(2003年3月5日)海拔高度：1115米1.1.4 工程地质条件1）厂区工程地质工程厂址所在区域在勘探深度35m范围内的岩土地层主要以全新统（Q4a1）及上更新统（Q3pl）冲基层为主，岩性主要为卵石、细砂、粉质粘质和细粉砂，地表被碎石及细砂覆盖，表层厚约0.5m,颗粒粒径由西北向东南逐渐变细，个别勘探点见圆砾、砾砂的夹层及透镜体。土类型为中硬场地土建筑场地类别为II类。2）场地地震效

8、根据中国地震动峰值加速度区划图，厂址所在区域的地震动峰值加速度为0.2，相对的地震基本烈度为VIII度。3）地下水地下水深埋大于20m。场地土对混凝土结构具有弱中等腐蚀性，对钢筋混凝土的钢筋具有弱中等腐蚀性。4）不良地质现象及其防治措施根据本工程新疆阿克苏电厂建设工程地质灾害危险性评估报告，本工程厂区建设场地引发地质灾害可能性小，遭受地质灾害危险性小，适宜工程建设。1.2 设计依据1）徐矿集团新疆阿克苏热电有限公司2200MW机脱硝及锅炉低氮燃烧器改造工程EPC总承包技术协议；2）业主提供的原始资料；3）现行的国家及部颁行业有关规程、规定和规范。4）火力发电厂设计技术规程及各专业有关技术规程规

9、定。1.3 设计范围（1）脱硝装置范围内的全部初步设计。（2）本脱硝工程的设计接口1）烟气烟气入口：省煤器出口。烟气出口：空预器入口。2）管架脱硝范围内的所有管架。3）蒸汽：蒸汽接口位置由业主指定。4）压缩空气：仪用压缩空气管道接口位置由业主指定。5）工业水：氨区工业水接口位置由业主指定。6）消防水：氨区消防水接口位置由业主指定，工作压力0.8MPa。7）生活水和采暖水：氨区生活水和采暖水接口位置由业主指定。8）废水：废水接口位置由业主指定。1.4 脱硝工艺方案的选择目前，在世界上有成熟应用业绩的脱硝方法主要分为两类，分别为燃烧中脱硝和燃烧后脱硝。燃烧中脱硝法主要有空气分级燃烧、燃料分级燃烧、

10、烟气再循环和低NOx燃烧器等，该类方法的主要优点有：投资少，建设周期短等，但其脱硝效率较低，一般在40%以下，另外受工况变化的影响较大。燃烧后脱硝方法一般是指SNCR（选择性非催化还原反应）和SCR（选择性催化还原反应）。SNCR是把含有氨基的还原剂（一般为尿素和氨水），喷入炉膛温度为8501100区域，该还原剂迅速热分解成NH3并与烟气中的NOX反应成N2和H2O。SCR是指在催化剂的作用下，喷入烟气中的氨把烟气中的NOx还原成N2和H2O。主要的化学反应方程式如下： 4NO + 4NH3 +O2 4N2 +6H2O（1） 6NO2 + 8NH3 7N2 + 12H2O（2）烟气中的NOx主

11、要由NO和NO2组成，其中NO约占NOx总量的95，NO2约占NOx总量的5。因此，化学反应方程式（1）被认为是脱硝反应的主要反应方程式，它的反应特性如下： NH3和NO的反应摩尔比为1； 脱硝反应中需要O2参与反应； 典型的反应温度窗口为310420。除了以上提到的化学反应外，脱硝反应中还存在着一些如下的有害反应：1）SO2被氧化成SO3的反应：2SO2 + O2 2SO32）NH3的氧化反应：4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O 4NH3 + 3O2 2N2 + 6H2O因为催化剂中含有选择性成分，因此催化剂对NOx的还原反应具有很高的催化活性。脱硝反应的产物是氮气和水。为了使脱硝反

12、应得以进行，需要持续不断的氧气供应，而氧气可以来自电厂的烟气。SCR技术需要的反应温度窗口为320420。在反应温度较高时，催化剂会产生烧结及（或）结晶现象；在反应温度较低时，催化剂的活性会因为硫酸铵在催化剂表面凝结堵塞催化剂的微孔而降低。SCR技术具有脱硝效率高，液氨消耗少、脱硝性能稳定等优点，非常适用于300MW及600MW以上的机组，是目前世界上应用最多的技术之一。因此本项目使用SCR技术。1.5 主要设计原则1）脱硝工艺采用锅炉低氮燃烧器改造+高灰型选择性催化还原烟气脱硝（SCR）工艺，脱硝装置处理100%烟气量，锅炉烟气中NOx含量650mg/Nm3，经低氮燃烧器改造后，SCR入口烟

13、气NOx含量350mg/Nm3，SCR脱硝装置安装两层催化剂情况下，全烟气脱硝效率不小于80%。2）采用蜂窝式催化剂，按“21”模式布置，备用层在最下层。3）脱硝系统不设省煤器调温旁路和脱硝旁路烟道。4）脱硝SCR反应器布置在锅炉省煤器和空预器之间。SCR脱硝反应器布置在锅炉炉后的空预器上方，在空预器支撑钢柱向上延伸出来的钢柱内。原锅炉钢架已预留SCR脱硝系统的荷载。SCR烟道、导流、整流及支撑钢梁等采取防积灰措施，并配置耙式半伸缩蒸汽吹灰器。5）对烟道、氨喷射系统、导流、混合及整流装置等作为一个整体进行优化设计，保证脱硝系统各截面的烟气流场分布均匀性。6）吸收剂为液氨。采用液氨作为脱硝还原剂

14、，一期2台机组共用一个液氨储存、制备与供应系统。本期安装一期2台锅炉所需的制氨设备。氨区范围内预留二期2660MW机组氨站的位置。7）脱硝装置可用率不小于98%。8）装置整体服务寿命为30年。1.6 平立面布置设计原则1.6.1 总平面布置本脱硝工程为改造工程，总平面布置力求项目建设对主厂的机组影响最小。充分利用地形条件，因地制宜，考虑留有施工条件，并满足火力发电厂总图运输设计技术规程（DL/T5032-2007），火力发电厂烟气脱硝设计技术规程（DL/T5196-2006）等规范及劳动安全和工业卫生防范的有关要求，为文明、安全生产和保护环境创造条件。SCR装置建构筑物及设备布置必须满足防火、

15、防爆要求。SCR反应器布置在锅炉省煤器与空预器之间，空预器的上方。SCR区其他设备，如稀释风机、氨/空气混合器、CEMS间等布置在SCR反应器平台上的合适位置。SCR反应器的支撑采用钢结构，通过空预器支撑钢柱向上延伸，形成SCR反应器和入口烟道的支撑钢架。原锅炉钢架已预留SCR脱硝系统的荷载。氨存储区布置在电厂规划的场地上，设置综合管架，用于氨区送往SCR区域气氨管道的支撑。氨储存区布置有液氨储罐、液氨蒸发器、氨气缓冲罐、卸氨压缩机、氨气稀释罐和废水池，并布置有遮阳棚。1.6.2 竖向设计（1）厂内脱硝吸收区部分的竖向布置服从于电厂原竖向布置要求。（2）脱硝区因脱硝装置的施工破除内的道路和硬化

16、地面按原标准恢复，脱硝系统区域内（包括液氨储存区）的室外场地保证硬化（包括道路），保证运输、行走通畅，与建构筑物及区域外厂区道路顺畅连接，并与厂区道路、广场等相协调。1.6.3 管线布置设计范围内的各种管线和沟道，包括架空管线，直埋管线、与脱硝系统外沟道相接时，应在设计分界线处标明位置、标高、管径或沟道断面尺寸、坡度、坡向管沟名称，引向何处等等。有汽车通过的架空管道净空高度为5.5米，室内管道支架梁底部通道处净空高度为2.2米。管线及管沟引出位置和标高须经买方认可或协商确定。1.7 基本设计数据1.7.1煤质本期工程设计煤种为徐矿集团天山公司煤（俄霍布拉克煤矿煤样一），校核煤种为俄霍布拉克煤矿

17、煤样二；结合新疆当地煤质普遍特点分析，本工程煤质为高挥发份、常灰份、常水份的烟煤，具有易燃尽、易着火、高结渣性等特性。1.7.1 燃煤成分与特性表名称符号单位设计煤质校核煤质1收到基碳份Car%64.4658.8收到基氢份Har%4.373.76收到基氧份Oar%7.948.23收到基氮份Nar%0.880.82收到基硫份St,ar%0.620.55干燥无灰基挥发份Vdaf%41.5842.76收到基灰份Aar%13.6318.74收到基水份Mar%8.19.1空气干燥基水份Mad%3.293.10收到基低位发热量Qnet,arMJ/kg24.9622.51可磨性系数HGI4862冲刷磨损指数

18、Ke2.22.8灰变形温度DT12001230灰软化温度ST12301250灰流动温度FT12501270二氧化硅SiO2%51.0754.08三氧化二铝Al2O3%17.9119.06三氧化二铁Fe2O3%8.438.65氧化钙CaO%12.065.24氧化镁MgO%2.142.41氧化钠Na2O%1.962.29氧化钾K2O%2.404.98二氧化钛TiO2%1.311.02三氧化硫SO3%2.041.67二氧化锰MnO2%0.0870.015其它%根据上述煤质资料，本工程耗煤量如下：项目单位单台炉两台炉单台炉 日耗量单台炉 年耗量耗煤量设计煤种t/h80.19160.381603.8校核

19、煤种t/h88.91177.821778.2备注：日利用按20小时计，年利用按5500小时计。1.7.2 点火油及助燃油特性油种0号轻柴油恩氏粘度（20时）1.21.67 0E运动粘度（20时）3.08.0 厘沱灰份0.025 %水份无痕迹硫份0.2 %机械杂质无10%挥发物残碳0.4%凝固点不高于 0闭口闪点不低于 55低位发热值41.03141.870 MJ/kg1.7.3 脱硝系统入口烟气参数省煤器出口烟气成分（过量空气系数为 1.22 ）项目单位BMCR（设计煤种）BMCR（校核煤种）湿基干基湿基干基CO2Vol%13.91915.17714.09815.377SO2Vol%0.050

20、0.0550.0490.054N2Vol%74.19280.89573.99180.705O2Vol%3.5533.8733.5433.864H2OVol%8.28608.3190锅炉BMCR工况下的省煤器出口烟气量和温度项 目单位设计煤种校核煤种湿基干基湿基干基烟气量Nm3/s189.44173.74189.21173.47烟气温度374.7371.5注：烟气量以现场性能试验中数据进行修正。锅炉BMCR工况脱硝系统入口烟气中污染物成分（干基，6%O2）：项目单位设计煤种校核煤种备注烟尘浓度g/Nm32525NOxmg/Nm3650/350650/350锅炉烟气中NOx含量650mg/Nm3，

21、经低氮燃烧器改造后，SCR入口烟气NOx含量350mg/Nm3。HClmg/Nm3HFmg/Nm3SO2mg/Nm314351413SO3mg/Nm33224021.7.4 液氨脱硝系统用的反剂为纯氨，其品质符合国家标准GB536-88液体无水氨技术指标的要求，如下表：指标名称单位合格品备 注氨含量%99.5残留物含量%0.5重量法水分%油含量mg/kg重量法红外光谱法铁含量mg/kg密度kg/L0.6825时沸点标准大气压1.7.5 水、电、汽、气条件厂区内部已有可用的水、电、汽、气等耗品，脱硝系统所需的水、电、汽、气等耗品由主厂提供，接口位置由业主指定。1.7.6 脱硝系统设计性能参数以下

22、所有污染物浓度均为标准状态，6含氧量，干基状态下的数值：1.7.6.1 脱硝效率：1）设计基准：a) 锅炉50%BMCR-100%BMCR负荷；b) 锅炉烟气中NOx含量不高于650mg/Nm3；c) 脱硝系统入口烟气含尘量不大于25g/Nm3； d) 氨氮摩尔比不超过0.82时。2）脱硝效率在设计基准条件下，脱硝效率、氨的逃逸率、SO2/SO3转化率应同时达到。a) 锅炉烟气中NOx含量不高于650mg/Nm3，经低氮燃烧改造后，烟气中NOx含量不高于350mg/Nm3，低氮燃烧系统NOx脱除率不低于46.1%。b) 在催化剂化学寿命范围内，附加层催化剂不投运的情况下，经低氮燃烧改造后烟气中

23、NOx浓度不高于350mg/Nm3，SCR脱硝装置NOx脱除率不小于80%；NOx排放浓度不高于70mg/Nm3。c) SCR脱硝装置出口的氨逃逸率不大于3 ppm。d) SO2/SO3转化率小于1%。1.7.6.2压力损失从脱硝系统入口到出口之间（以卖方供货范围为界）的系统压力损失不大于800Pa（设计煤种，100%BMCR工况，不考虑附加催化剂层投运后增加的阻力）。从脱硝系统入口到出口之间（以卖方供货范围为界）的系统压力损失不大于1000Pa（设计煤种，100%BMCR工况，并考虑附加催化剂层投运后增加的阻力）。在化学寿命期内，对于SCR反应器内的每一层催化剂，压力损失保证增幅不超过20%

24、。1.7.6.3氨耗量在BMCR负荷时，且SCR入口原烟气中NOx含量为350 mg/Nm3时，卖方保证两台炉脱硝系统氨耗量不高于 282 kg/h。（注：液氨耗量计算中原烟气NOx的成分定义为NO占95，NO2占5。）1.7.6.4其它消耗卖方保证在BMCR工况，含尘量25g/Nm3时，以下消耗品的值，此消耗值为性能考核期间48小时的平均值。a) 液氨蒸发用蒸汽 0.2t/hb) 催化剂吹扫用蒸汽 吹扫的单位时间内的蒸汽耗量 9.5t/h每次吹扫期间的蒸汽耗用总量 1.5 t每天的吹扫频率 3次 c) 电耗：2台锅炉脱硝系统（包括氨区）的总电耗不大于50 kW；d) 仪用气耗（两台炉，平均值

25、）：2Nm3/min，0.65MPa；2 脱硝工艺描述2.1 SCR烟气脱硝系统工艺概述本工程为徐矿集团新疆阿克苏热电有限公司2200MW机脱硝技术改造工程提供低氮燃烧改造+烟气选择性催化还原（SCR）脱硝装置及还原剂公用系统等。本工程采用低氮燃烧+选择性催化还原（SCR）烟气脱硝系统，SCR脱硝系统用液氨制备脱硝还原剂，单锅炉设双SCR反应器，反应器布置在省煤器与空气预热器之间的高含尘区域，在空预器的上方。不设省煤器调温旁路和脱硝旁路烟道。SCR脱硝系统共用一个氨站。氨站为电厂一期2台锅炉公用，本期安装一期2台锅炉制氨所需的设备，氨区范围内预留二期氨站的布置位置。脱硝装置处理100%烟气量，

26、安装两层催化剂情况下，全烟气脱硝效率不小于80%。2.1.1 SCR系统的物流流向在SCR反应装置所组成的系统中主要包括烟气流、氨流、氮气流、蒸汽流及水流等主要物料流，其中主要物流流向如下：（1）原烟气来自锅炉省煤器的未脱硝烟气SCR反应器入口喷氨格栅导流板整流装置催化剂（2）净烟气催化剂层SCR反应器出口空气预热器入口（3）氨液氨罐车液氨储罐液氨蒸发器氨气缓冲罐氨/空气混合器喷氨格栅SCR反应器氨气排放分别由液氨储罐、液氨蒸发器、氨气缓冲罐至氨气稀释罐。（4）氮气对于氮气系统：由氮气瓶分别到液氨储罐、液氨蒸发器、氨气缓冲罐、氨气稀释罐、氨/空气混合器。（5）废水卸氨区氨气稀释罐废水池2.1.

27、2 工艺系统组成根据技术部分的要求和本工程的特点，确定SCR装置的工艺系统组成主要包括： 烟气系统； SCR反应器本体； 氨储存供应系统； 氨喷射系统； 吹灰系统；具体流程见工艺流程图。2.2 烟气系统烟气系统是指从锅炉省煤器出口至SCR反应器本体入口、SCR反应器本体出口至低温空预器入口之间的连接烟道，并包含的导流板、烟道支吊架、人孔门、膨胀节等所有部件。烟气自锅炉省煤器出口引出，进入SCR烟气脱硝装置，在SCR烟气脱硝装置烟道中布置有导流板等气流均布装置使烟气与NH3充分混合。然后烟气进入SCR反应器，在温度300400催化剂催化作用下，NH3与烟气中的NOx进行脱硝反应，产物是N2和H2

28、O，同时烟气温度基本不变。脱硝后的干净烟气排出SCR烟气脱硝装置，进入空预器，回到锅炉尾部烟道。烟道根据可能发生的最差运行条件进行设计。烟道设计保证能够承受如下负荷：烟道自重、风荷载、地震荷载、灰尘积累、内衬和保温的重量等。烟道最小壁厚至少6mm，烟道内烟气流速不超过15m/s（接口除外）。催化剂区域内流速不超过6m/s。所有烟道在适当位置配有足够数量和大小的人孔门和清灰孔，以便于烟道（包括膨胀节和挡板门）的维修和检查以及清除积灰。另外，人孔门与烟道壁分开保温，以便于开启。在外削角急转弯头和变截面收缩急转弯头处等，以及根据提供的其他烟气流动模型研究结果要求的地方，设置导流板。为了使与烟道连接的

29、设备的受力在允许范围内，充分考虑了烟道系统的热膨胀，热膨胀通过非金属膨胀节进行补偿。烟道在适当位置配有足够数量测试孔。2.3 SCR反应器本体SCR反应器本体是SCR烟气脱硝技术中最关键的系统，指未经脱硝的烟气与NH3混合后通过安装催化剂的区域产生反应的区间。SCR反应器本体是指未经脱硝的烟气与NH3混合后通过安装催化剂的区域产生反应的区间。SCR反应器本体内装有蜂窝式催化剂，当混合好的烟气与氨进入反应器本体后在催化剂的催化作用下烟气中的NOx与氨进行氧化还原反应，生成N2和水，达到脱硝的目的。SCR反应器本体包括：配套的法兰；反应器流场优化装置；整流装置；催化剂层的支撑（包括预留层）；催化剂

30、层的密封装置；催化剂吊装和处理所需的装置；在线分析监测系统等。每台炉配置两台宽6.2m，长9.8m，高13.4m的SCR反应器，SCR反应器本体包括：配套的法兰；反应器流场优化装置；整流装置；催化剂层的支撑（包括预留层）；催化剂层的密封装置；催化剂吊装和处理所需的装置；在线分析监测系统等。催化剂层设置为三层，按“21”模式、初装两层催化剂进行供货和安装，第三层为预留层。每个催化剂层布置2台蒸汽吹灰器。脱硝反应器采用高灰型布置工艺，每台锅炉设两台反应器，反应器内的烟气竖直向下流动。反应器内部各类横向的加强板、支架、密封、钢架等设计成不易积灰的型式，同时考虑热膨胀的补偿措施。催化剂支撑钢梁在钢梁侧

31、面设置催化剂安装液压小车的运行轨道。反应器设置足够大小和数量的人孔门，人孔门尺寸为800mm650mm。催化剂安装门设置在反应器侧面。催化剂起吊位置布置在锅炉钢架的两侧。反应器入口设气流均布装置，保证反应器入口流场均匀性指标达到保证值。入口及出口段设导流板，SCR反应器与进、出口烟道范围内的导流板、整流装置、静态混合器、支撑及附件等材质为Q345B，并对内部易磨损的部位采取耐磨合金钢防护板。SCR反应器能承受运行温度420（每次不小于5小时，一年不超过三次）的考验，而不产生任何损坏。SCR的设计压力及瞬时不变形承载能力与锅炉有关数据相同，即SCR的设计压力为5800Pa， 瞬时不变形承载能力不

32、低于8700Pa。2.4 催化剂根据燃用设计煤种，催化剂设置为三层，两用一备。根据工况条件、催化剂的活性、用量进行SCR反应器内催化剂的设计，使其在任何工况条件下将氨的逃逸率控制在3L/L以内，SO2氧化生成SO3的转化率控制在1.0%以内。烟气中的飞灰浓度非常高，达到25g/Nm3，催化剂要求具有很好的抗堵塞能力和抗磨损能力。催化剂的型式采用蜂窝式，选择合理的节距，确保催化剂不堵灰。催化剂模块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的寿命。催化剂采用模块化设计，各层模块规格统一、具有互换性，并以减少更换催化剂的时间。催化剂设计考虑燃料中含有的任何微量元素可能导致的催化剂中毒

33、。在加装新的催化剂之前，催化剂体积满足性能保证中关于脱硝效率和氨的逃逸率等的要求。同时，全面考虑预留加装催化剂的空间。催化剂保证能满足烟气温度不高于420的情况下长期运行，同时催化剂能承受运行温度420不少于5小时的考验，而不产生任何损坏。2.5 氨储存和供应系统2.5.1 系统概述SCR脱硝装置公用部分为还原剂储存与卸载系统。还原剂来源为纯度是99.5%的液氨。液氨储存、制备、供应系统包括液氨储罐、卸氨压缩机、液氨蒸发器、氨气缓冲罐、氨/空气混合器、稀释风机等。此套系统提供氨气供脱硝反应使用。液氨的供应由液氨罐车运送，利用卸氨压缩机将液氨由罐车输入液氨储罐内，利用液氨供应泵输送液氨到液氨蒸发

34、器内蒸发为氨气，经氨气缓冲罐来控制一定的压力及其流量，然后与稀释空气在氨/空气混合器中混合均匀，最后经喷氨格栅喷入烟道在反应器内进行脱硝反应。氨气系统紧急排放的氨气则排入氨气稀释罐中，经水的吸收后排入废水池，再经由废水泵送至废水处理厂处理。氨的供应量能满足锅炉不同负荷的要求，并且系统调节准确、灵活、可靠。液氨储罐和氨站的设计及提供的设备保证满足国家及地方对此类危险品罐区的有关规定。液氨具有一定的腐蚀性，在材料、设备存在一定的应力情况下，可能造成应力腐蚀开裂；液氨储罐除按一般压力容器规范和标准设计制造外，材料选用Q345R。液氨储罐与其他设备、氨区与外部厂房设备之间的安全防火防爆距离符合国家相关

35、规定，如建筑设计防火规范（GB50016-2006）、石油化工企业设计规范（GB50160）等。在适当位置设置室外防火栓，设有防雷、防静电接地装置。氨存储、供应系统相关管道、阀门、法兰、仪表、泵等设备选择时，满足抗腐蚀要求，采用防爆、防腐型户外电气装置。氨罐区域、蒸发器及其他容易发生氨液泄漏的位置装有氨气泄漏检测报警系统及喷淋装置；系统的液氨储罐、液氨蒸发器、氨气缓冲罐及氨输送管道等都备有氮气吹扫系统，防止泄漏氨气和空气混合发生爆炸。氨存储和供应系统配有良好的控制系统。2.5.2 主要设备（1）卸氨压缩机卸氨压缩机。设计2台。在选择压缩机型号、参数时，考虑储氨罐内液氨的饱和蒸汽压，液氨卸车流量

36、，液氨管道阻力及卸氨时气候温度等因素。（2）储氨罐液氨储罐的总容量设计能满足一期2220MW机组BMCR工况、在设计条件下连续运行7天（每天运行不低于24小时）的消耗量，设置2只液氨储罐，每个容积为50m3。储罐还装有温度计、压力表、液位计、安全阀、高液位报警仪和相应的变送器将信号送到脱硝控制系统，当储罐内温度或压力高时报警。储罐有防太阳辐射措施，四周安装有工业水喷淋管线及喷嘴，当储罐罐体温度过高时自动淋水装置启动，对罐体自动喷淋减温；当有微量氨气泄露时也可启动自动淋水装置，对氨气进行吸收，控制氨气污染。液氨罐区设围堤，围堤的高度和有效容量满足相关设计规范要求。液氨储罐的外壁与围堤内堤脚线之间

37、的距离不小于3 m。液氨储罐为全焊接并且采用Q345R制造而成。设计温度为60，设计压力为2.2MPa。（3）液氨蒸发器设2套液氨蒸发器，采用蒸汽加热，每套出力按2台锅炉在BMCR工况下105%容量设计。单台蒸发器出力不小于210kg/h。液氨蒸发采用蒸汽盘管方式中间换热热媒，液氨在媒介中的盘管内蒸发。蒸发器上装有压力控制阀将氨气压力控制在一定范围，当出口压力达到过高时，则切断液氨进料。在氨气出口管线上装有温度检测器，当温度过低时切断液氨，使氨气至缓冲罐维持适当温度及压力。蒸发器前设液氨流量调节阀，保证气氨缓冲罐压力在运行过程中恒定。液氨蒸发槽壳体采用碳钢材质，加热盘管的材质使用防腐304L钢

38、。（3）氨气缓冲罐设1台。从蒸发器蒸发的氨气流进入氨气缓冲罐，通过调压阀减压成一定压力，再通过氨气输送管线送到锅炉侧的脱硝系统。液氨缓冲罐满足为SCR系统供应稳定压力的氨气，避免受蒸发器操工作不稳定所影响。缓冲罐设置有安全阀保护设备。缓冲罐的材质使用Q345R钢。（4）氨气稀释罐氨气稀释罐为一定容积水罐，水罐的液位由满溢流管线维持，稀释罐设计连结由罐顶淋水。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入稀释罐水中，利用大量水来吸收安全阀排放的氨气。水箱通风管的设计确保达到使通风管出口氨的浓度最小，设计的最大浓度为3ppm，以避免氨气味的发散。（5）氨气泄漏检测

39、器液氨储存及供应系统周边设有氨气检测器，以检测氨气的泄漏，并显示大气中氨的浓度。当检测器测得大气中氨浓度过高时，在机组控制室会发出警报，操作人员采取必要的措施，以防止氨气泄漏的异常情况发生。电厂液氨储存及供应系统设在炉后，采取措施与周围系统作适当隔离。（6）排放系统在氨制备区设有排放系统，使液氨储存和供应系统的氨排放管路为一个封闭系统，将经由氨气稀释槽吸收成氨废水后排放至废水池，再经由废水泵送到废水处理站。（7）氮气吹扫系统液氨储存及供应系统保持系统的严密性防止氨气的泄漏和氨气与空气的混合造成爆炸是最关键的安全问题。基于此方面的考虑，在本系统的卸氨压缩机、液氨储罐、液氨蒸发器、氨气缓冲罐等都备

40、有氮气吹扫管线。在液氨卸料之前通过氮气吹扫管线对以上设备分别要进行严格的系统严密性检查和氮气吹扫，防止氨气泄漏和系统中残余的空气混合造成危险。2.6 氨/空气混合系统本项目以脱硝反应器所需最大供氨量和氨体积比例小于5%为基准，设计稀释风及氨/空气混合系统。本工程设稀释风机，每台炉设3台稀释风机，两运一备，。本工程每台炉稀释风用量1750m3/h，压力为30005000Pa。氨/空气混合器采用文丘里型，碳钢制作。根据SCR反应器进、出口NO、O2浓度、烟气温度及烟气流量等计算氨的注入量，通过喷氨流量阀调节，并通过相应计算实时监测混合器内的氨浓度。2.7 氨喷射系统氨喷射系统主要指喷氨格栅，喷氨格

41、栅中母管的数量，布置的位置均先采用流体力学计算软件模拟，以达到最佳的氨/NOx混合比。每台脱硝反应器提供一套完整的氨喷射与混合系统，以确保氨喷入烟道后与烟气充分混合，获得良好的NH3/NO分布均匀性。2.8 吹灰系统本工程烟气飞灰含量为25mg/Nm3，属于高灰工况，因而，针对本工程采取蒸汽吹灰系统系统。每层催化剂布置2台蒸汽吹灰器，使用介质为过热蒸汽，蒸汽接引自电厂辅助蒸汽管道。2.9 保温需要设计保温的区域的标准为：（1）外表面高于50需要减少散热损失的。（2）要求防冻、防结露、防冷凝设备管道。（3）工艺生产中不需保温，但外表面温度超过60，需要防烫伤的区域。脱硝系统需要保温的有：烟道、反

42、应器等部位以及蒸汽管路等，保温材料采用硅酸铝纤维毡，外保护板采用压型板。为保证仪用压缩空气管道不结冰结露堵塞，从SCR区至氨区的仪用压缩空气管道需要全程保温+伴热。3 SCR系统的运行方式3.1 SCR系统的启动与停运3.1.1 启动步骤在下表中找到本脱硝工程的可预见的数据，锅炉关闭（催化剂低于150C时冷启动）。需要对以下几个温度点进行测量： SCR进出口温度请注意SCR出口温度在进行催化剂温度测量时使用。冷启动程序1锅炉启动2当SCR反应器出口烟气温度达到140C以上时 3开启稀释空气风机，十秒钟后，打开风机输出端的烟气挡板门4如果SCR入口烟温和催化剂温度达到310C，打开氨气入口阀门，

43、逐渐开启氨控制阀门注入氨气。3.1.2 关机步骤和锅炉保护请在下表中查到脱硝机组的关机步骤。通常停机程序1用蒸汽吹灰器、声波吹灰器清扫催化剂2在锅炉停机前十分钟启动SCR停机程序4关闭蒸发器上的氨溶液进料阀5氮气吹扫管线6关闭氨喷射隔栅的氨气进料阀7SCR反应器在无氨气存在的条件下运行十分钟，在氨气管线内喷氮气吹扫管线9稀释空气风机停机10关闭稀释空气风机挡板门12锅炉停运3.1.3 其他信息可允许的最大温度梯度为5C/分（冷端）和12C/分（热端）。3.2 故障及装置和设备的保护措施在SCR装置自动控制时，所有的设备都设有本身故障保护，并设有设备之间的联锁保护。以下列出SCR装置一般常见报警信号及保护措施。报警信号清单报警标志 液氨储罐高液位报警目的防止液氨溢出无动作后果氨罐满溢，由于在此情况下无动作可能造成危险后果，联锁关闭压缩机电动机，开关阀跳闸切断液氨供给。动作类型停止罐车注氨操作员应采取措施停止压缩机和罐车注氨，检查液位显示操作员不应采取措施无报警标志 液氨储罐压力过高报警目的液氨储罐压力过高 无动作后果如压力达到安全阀设定压力值，气态氨将释放到稀释槽动作类型停止罐车注氨操作员应采取措施停止罐车注氨操作员不应采取措施无报警标志 液氨流压力过高 报警目的液氨压力过高