SNCR脱硝技术方案最终(共106页).doc
《SNCR脱硝技术方案最终(共106页).doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《SNCR脱硝技术方案最终(共106页).doc(108页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、精选优质文档-倾情为你奉上滨州东力热电有限公司2130t/h CFB燃煤锅炉烟气脱硝项目标书方案项目编号:HYHABZ2013-0790招标方:滨州东力热电有限公司投标方:煤炭工业济南设计研究院有限公司2013年08月专心-专注-专业目 录一、技术规范1.1 总则本技术方案适用于滨州东力热电有限公司2130t/h循环流化床锅炉的脱硝装置(SNCR)项目。采用EPC总承包模式,提出了该系统的功能设计、结构、性能、安装和调试等方面的技术要求。脱硝(SNCR)技术要求:(1) 本工程采用选择性非催化还原脱硝(SNCR)工艺。(2) 使用氨水作为脱硝还原剂。(3) 氨水输送和喷射控制系统使用DCS系统
2、单独控制;CEMS污染物在线系统监测通过光纤将接至主控室。(4) 系统脱硝效率达到75%,原烟气氮氧化物折算浓度按照350mg/m3考虑(出口烟气含氧量按10.5%),系统脱硝效率最低保证值按照不小于71.43%进行设计。当原烟气折算浓度小于设计值350mg/m3时,亦应达到上述脱硝效率要求。脱硝工艺公用系统部分:按照两台炉50110% BMCR负荷运行进行设计,一台炉满负荷运行时的最大烟气量按照工况m3/h考虑。(5) NH3逃逸量应控制在8 mg/m3以下。(6) 脱硝装置可用率不小于98%,服务寿命为30年。本技术方案提出的是最低限度的技术要求,并未对一切技术要求做出详细规定,也未充分引
3、述有关标准及规范的条文。投标方保证提供符合本技术方案和相关的国际、国内工业标准的优质产品。1.2 工程概况1.2.1 概述 锅炉为四川锅炉厂生产的循环流化床锅炉CG-130/9.81-MX2,锅炉额定蒸发量为2x130t/h、半露天布置,全钢架结构、平衡通风,采用静电除尘器,炉外石灰石膏脱硫工艺。根据锅炉形式合理选取喷枪布置位置和数量,并考虑水冷壁管子鳍片空间不够时的水冷壁让管设计和施工,做让管改造时,不得影响原水冷壁管的水循环。1.2.2 厂址 位于山东省滨州市滨城区小营镇工业园1.2.3 厂区的岩土工程条件该区域的工程地质条件中等,未受新活动的影响。 根据静力触探曲线资料分析及山地踏勘,拟
4、建线路在垂深15.0米范围内场地岩土可划分成8个工程地质层。1.2.4 地震烈度根据中国地震动参数区划图(GB18306-2001),扩建厂区地震动峰值加速度为0.10g(相应的地震基本烈度为7度)。场地土类型与建筑场地类别厂/场区地震 地震基本烈度为级厂址区建筑场地 建筑场地级别为III类场地1.2.5脱硝系统入口烟气参数表2-2 脱硝系统入口烟气参数序号名 称数 量数 量数 量数 量1燃煤量(t/d)3003503905202负荷(t/h)64-6770-7782-90128-1303烟气产生量(m3/h)100884排烟温度()118-128128-130131-135138-1425平
5、均床温()830846860937表2-3 锅炉BMCR工况SNCR脱硝系统入口烟气中污染物成分(标准状态,湿基,实际含氧量)项目单位数据烟尘浓度(暂定)mg/Nm324.343.3NOx(入口)mg/Nm3180-350NOx(出口)mg/Nm3设计值90(保证值100)-1001.2.6 水源表2-3水质全分析水样名称取样位置水温外观取样时间2010.6.23PH值7.55电导率730.75浊度(FTU)阳离子单位mg/L单位mg/L单位mmol/lK+总溶液固体总硬度162.06Na+悬浮固体酚酞碱度0Mg2+9.53全SiO212.85甲基橙碱度143.13Ca2+49.08COD8.
6、04Fe2+活性硅Fe3+溶液固体Ba2+Sr2+Mn2+NH4+0.78AI3+Cu2+0.004 阴离子CI31SO42149.04NO33.0HCO3286.79CO32PO430.241.2.7 水文气象条件气象: 年平均气温 15.5 1.3 设计与运行条件1.3.1 SNCR脱硝工艺描述:我院公司与美国斯普瑞公司合作,独家引进吸收该公司的SNCR烟气脱硝技术及喷雾技术,进行了技术的自主转化。针对国内生中、小型循环流化床锅炉的炉内脱硝技术,进一步完善了工艺系统设计,形成了技术成熟、适应国内需要的SNCR系统,可广泛适用于循环流化床锅炉、焚烧炉、水泥窑等各类系统的烟气脱硝处理。采用美国
7、ANSYS公司的CFD计算流体力学仿真分析软件,目前比较流行的是采用CFD技术,对本脱硝工程SNCR系统的布置进行了数值模拟计算流体力学技术(CFD)进行分析、预测。 由于SNCR反应需要在特定的温度区间和停留时间下进行,所以还原剂喷射位置的确定对SNCR系统十分关键。错误的喷射位置会造成氨逃逸增加,还原剂用量增加和达不到要求的脱硝效率。还原剂喷射位置的确定需要通过流场模拟以确定喷射位置,流场模拟会模拟锅炉温度、气体流动和烟气混合情况,以确定合适的喷射位置。SNCR的效率取决于以下几点:烟气温度,还原剂和烟气混合、反应的停留时间,还原剂的喷射量,还原剂的和烟气的混合效果,未控制时的NOx含量,
8、以及氧气和二氧化碳的含量。设计和运行良好的SNCR系统,在达到一定的脱硝效率同时,不会有过量的未反应的氨气(氨逃逸)或其他的污染物质排放到空气中。 当温度高于适合NOx脱除反应的温度范围,NOx脱除效率也将降低。在曲线的右边,还原剂的氧化反应将增强,其将和还原剂与NOx的反应进行竞争。尽管脱除效率低于最优,但运行的时候一般温度是高于最优温度的,这样能减少副反应的发生。在曲线的左端的温度下,尽管一定的脱硝效率和有较长的停留时间情况下,仍然会有较高氨逃逸的可能性。 NH3作为还原剂时,SNCR的最佳反应温度是950。 SNCR的原理是以氨水、尿素CO(NH2)2等作为还原剂,雾化后注入锅炉。在一定
9、的温度范围内,氨水或尿素等氨基还原剂可以在无催化剂的作用下选择性地把烟气中的NOx 还原为N2 和H2O ,故是一种选择性化学过程。其原理如图所示。2、SNCR技术简介SNCR技术是以PETRO SNCR系统为核心,并在此基础上进行设计转化和国内配套而发展起来的。SNCR系统采用模块化设计,处理工艺由下图所示。 国外已经投入商业运行的比较成熟的烟气脱硝技术, 它建设周期短、投资少、脱硝效率中等, 适合于对中小型电厂锅炉的改造, 以降低其NOx 排放量,在一定温度范围内,在无催化剂的作用下,氨或尿素等氨基还原剂可选择性地把烟气中的NOx还原为N2和H2O,基本上不与烟气中的氧气作用,据此发展了S
10、NCR 法。其主要反应为: 氨(NH3)为还原剂时:4NH36NO5N26H2O尿素为还原剂NO+CO(NH2)2+1/2O22N2+CO2+H2O该反应主要发生在950的温度范围内。当温度超过1100 时,NH3会被氧化成NO,反而造成NOx排放浓度增大。其反应为:4NH35O24NO6H2O而温度低于850 时,反应不完全,氨逃逸率高,造成新的污染。可见温度过高或过低都不利于对污染物排放的控制。由于最佳反应温度范围窄,随负荷变化,最佳温度位置变化,为适应这种变化,必须在炉中安置大量的喷嘴,且随负荷的变化,改变喷入点的位置和数量。此外反应物的驻留时间很短,很难与烟气充分混合,造成脱硝效率低。
11、选择性非催化还原技术就是用NH3、尿素等还原剂喷入炉内与NOX进行选择性反应,不用催化剂,因此必须在高温区加入还原剂,而且还需要一定的停留时间。还原剂喷入炉膛合适的温度区域,该还原剂(尿素)迅速热分解成NH3并与烟气中的NOX进行SNCR反应生成N2,该方法是以炉膛为反应器。不同还原剂有不同的反应温度范围,此温度范围称为温度窗。NH3的反应最佳温度区为8501100。当反应温度过高时,由于氨的分解会使NOx还原率降低,另一方面,反应温度过低时,氨的逃逸增加,也会使NOx还原率降低。NH3是高挥发性和有毒物质,氨的逃逸会造成新的环境污染。引起SNCR系统氨逃逸的原因有两种,一是由于喷入点烟气温度
12、低影响了氨与NOx的反应;另一种可能是喷入的还原剂过量或还原剂分布不均匀。还原剂喷入系统必须能将还原剂喷入到炉内最有效的部位,因为NOx在炉膛内的分布经常变化,如果喷入控制点太少或喷到炉内某个断面上的氨分布不均匀,则会出现分布较高的氨逃逸量。在较大的燃煤锅炉中,还原剂的均匀分布则更困难,因为较长的喷入距离需要覆盖相当大的炉内截面。为保证脱硝反应能充分地进行,以最少的喷入NH3量达到最好的还原效果,必须设法使喷入的NH3与烟气良好地混合。若喷入的NH3不充分反应,则逃逸的NH3不仅会使烟气中的飞灰容易沉积在锅炉尾部的受热面上,而且烟气中NH3遇到S03会产生(NH4)2S04易造成空气预热器堵塞
13、,并有腐蚀的危险。SNCR系统烟气脱硝过程由下面四个基本过程完成:接收和储存还原剂;还原剂的计量输出、与水混合稀释;在锅炉合适位置注入稀释后的还原剂;还原剂与烟气混合进行脱硝反应。1.3.2 燃料本期工程采用的煤质资料如下表:(按实际煤种作为设计煤种)表2-4设计和校核煤种的煤质及灰成分分析表热值(kal/kg)固定碳(%)灰分(%)挥发分(%)硫分(%)低位热值(kj/kg)4800-520042-4726-2919-251.6-220072-21744 CarHarOarNarSarAarWar备注53.41%2.64%5.19%5.77%2%25.18%5.8% 1.3.3 气/汽源、水
14、源参数进入可供脱硝装置气/汽源、水源的参数厂用气排汽含尘粒度 0.1 um,压力露点-40压力Mpa0.4-0.6仪用气排汽含尘粒度 0.1 um,压力露点-40压力Mpa0.4-0.6辅助蒸汽温度200-250压力Mpa0.58-0.85工业水压力Mpa0.2-0.3 氨水稀释水要求质量:总硬度 150 ppm;钙硬度 100 ppm;“M” 碱度 100 ppm;铁 0.5 ppm ;导电镀 250 mmhos;没有明显的混浊和悬浮固态物。当电厂工业水质能满足以上条件时可代替除盐水。1.3.4 电厂控制系统发电锅炉采用炉、机、电集中控制方式。控制系统采用分散控制系统(DCS),其功能包括数
15、据采集系统(DAS)、模拟量控制系统(MCS)、锅炉炉膛安全监控系统(FSSS)、机炉辅机及发电机-变压器组的顺序控制系统(SCS)。两台锅炉合设一个集中控制室,集中控制室与电子设备室集中布置。两台锅炉的分散控制系统之间设置一公用网络,分别与两台锅炉的DCS通过网桥开关联接。1.3.5 电厂供电现状电动机电源电压:低压 380 V1.3.6 还原剂本脱硝工程采用氨水作为还原剂,采用浓度为20%的氨水水溶液。氨水溶液储存量不小于2台锅炉BMCR工况下57天的用量,满足招标方的要求。1.4 技术要求1.4.1 本项目范围 锅炉脱硝装置改造项目的设计、设备供货、安装、系统调试和试运行、考核验收、培训
16、等。1.4.2 脱硝装置的总体要求1.4.2.1 脱硝系统和设备至少满足以下总的要求: SNCR脱硝不增加烟气阻力; 脱硝装置设计在两台锅炉负荷50%-110%BMCR负荷范围内有效地运行; 采用SNCR烟气脱硝技术, 采用20%氨水溶液(wt%)作为SNCR烟气脱硝系统的还原剂;设计系统脱硝效率达到71.43%,原烟气氮氧化物折算浓度按照350mg/m3考虑(出口烟气含氧量按10.5%),系统脱硝效率最低保证值按照不小于71.43%进行设计。当原烟气折算浓度小于设计值350mg/m3时,亦应达到上述脱硝效率要求。 脱硝装置的服务寿命为30年。脱硝装置中其他所有设备,在正常检修维护时都能保证3
17、0年的使用寿命; 脱硝装置在运行工况下,氨的逃逸率小于8 mg/m3; 氨水储存系统按2台锅炉公用设计,其它系统按单元锅炉设计; 烟气脱硝工程内电气负荷均为低压负荷情况,系统内只设低压配电装置; 控制系统:烟气脱硝工程氨水计量分配的控制系统与炉区的控制系统采用新增的DCS控制系统,该系统可以独立运行,并通过光纤通讯,在主控室设置操作员站,实现现场操作及锅炉控制室内DCS监视和操作。控制对象包括:脱硝还原剂浓度控制系统、喷枪混合控制系统、温度监测系统等。,使脱硝控制系统可在无需现场就地人员配合的条件下,在锅炉控制室内完成对脱硝系统脱硝剂的输送、计量、水泵、喷枪系统等启停控制,运行参数的监视、记录
18、、打印及事故处理。1.4.2.2 工程主要组成部分满足如下要求:1.4.2.2.1 还原剂喷射系统1) 还原剂喷射系统的设计能适应锅炉50110BMCR之间的任何负荷持续安全运行,并能适应锅炉的负荷变化和锅炉启停次数的要求。2) SNCR脱硝装置能够在NOx排放浓度为最小值和最大值之间任何点运行。3) 喷射系统尽量考虑利用现有锅炉平台进行安装和维修。4) 喷枪有足够的冷却保护措施以使其能承受反应温度窗口的温度,而不产生任何损坏。5)采用固定喷嘴,压缩空气雾化的双流体喷枪,在锅炉每个旋风分离器入口布置二套喷枪,在水平烟道上布置二套喷枪,剩余二套布置在水平烟道的下部锅炉本体上;每台锅炉共布置8套喷
19、枪。喷枪设置外套管,除旋风分离器位置的4支喷枪外其他的均通入锅炉鼓风机冷空气冷却保护。6)在线配制稀释好的氨水溶液将送到各层喷射层,各喷射层设有总阀门控制本喷射层是否投运,投运的喷射层采用固定喷枪方式。短喷枪喷射所需的雾化介质采用压缩空气。炉前压缩空气总管上设有流量压力测量,分几路通到各喷射层,每个喷射层的雾化压缩空气总管设有压力调节、压力测量、流量测量控制阀门,再通往各个喷射器。氨水溶液由旋风分离器进口水平烟道处的分配箱向各支管喷射点均匀分配后喷射进入旋风分离器入口位置。氮氧化物与还原剂在氨水汽化后发生气相反应。少量气态氨排入大气。本工程每台锅炉配制八支喷枪,喷枪布置在燃烧室出口与分离器入口
20、之间的烟道截面处,用于分配稀释后的还原剂,孔径尺寸根据实际选择喷枪尺寸确定。进行详细施工设计时,通过数学模型计算(CFD)了解炉膛NOx浓度分布、炉膛温度分布、炉膛气流分布以及烟气组分分布情况。温度、混合效果、停留时间是循环流化床锅炉SNCR系统取得上面的关键因素的保证,取决于喷氨点位置的选取。所确定的喷射点应该温度合适,混合充分,并且有足够的停留时间。分离器是循环流化床锅炉最合适的反映剂喷射区域,高脱硝效率的关键所在。因本项目锅炉设计采用的是非紧凑型旋风分离器,故选择旋风分离器入口作为喷射点,此处的烟气对喷入的氨有引射作用,烟气速度和氨喷雾速度夹角为锐角,有利于氨水雾和烟气的混合。而且入口处
21、的喷雾需要的穿透距离短,氨水喷雾可以比较容易地充满垂直于烟气速度方向的横截面内,从而保证混合均匀。再者,入口处烟气到中心管出口有较远的行程,氨获得较长的停留时间,有利于还原反应的进行。有以下情况时,SNCR系统必须全部停止:1, 锅炉MFT动作2, 锅炉没有烟气量3, 脱硝DCS控制系统故障4, 氨水在线浓度计故障5, CEMS污染物在线监测系统故障1.4.2.2.3 计量分配系统1) 每台锅炉配置计量与分配系统。2) 计量分配系统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。不影响锅炉其他部位检修工作。3) 计量分配系统设置空气过滤器,以防设备堵塞。4)计量混合系统主要包括:每种
22、输入介质的开关阀;每种输入介质的过滤器;单向阀;还原剂控制阀;压缩空气压力调节阀;还原剂流量计;混合液用压力变送器;压缩空气用压力表;还原剂用就地手动控制阀、压力表、流量计。1.4.2.2.4 氨水溶液储存和制备系统1) 氨水溶液储存系统的总储存容量按照不小于两台锅炉SNCR装置BMCR工况下57天的总消耗量来设计,区域布置考虑二台锅炉的所需,预留场地,本期建设的溶液制备与储存系统与将来扩建的设施考虑无互为备用。还原剂氨水由槽罐车运输到厂区,通过卸料泵站向储存罐内注液。储存罐及泵站模块可安装于混凝土围堰内。为避免罐内过压或真空,罐顶部安装安全阀及呼吸阀。运行期间,罐压通过压力变送器可实现就地及
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- SNCR 技术 方案 最终 106
限制150内