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　　SCR煙氣脫硝項目技術(shù)方案

　　2016年7月

　　目錄

　　1總則 (1)

　　2工程概況 (1)

　　2.1鍋爐主要參數(shù) (1)

　　2.2脫硝工藝方案 (2)

　　2.3工程范圍 (2)

　　3設(shè)計采用的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范 (2)

　　4煙氣脫硝工藝方案 (3)

　　4.1脫硝工藝的簡介 (3)

　　5 工藝系統(tǒng)說明 (9)

　　5.1氨的儲存系統(tǒng) (10)

　　5.5電氣部分 (16)

　　5.6儀表和控制系統(tǒng) (17)

　　6供貨范圍及清單 (20)

　　6.1供貨范圍（不僅限于此） (20)

　　6.2供貨清單 (20)

　　7施工工期 (22)

　　8質(zhì)量保證及售后服務(wù) (23)

　　9設(shè)計技術(shù)指標(biāo) (24)

　　技術(shù)方案

　　1總則

　　1.1本技術(shù)文件僅適用于煙氣脫硝技改項目，它包括脫硝系統(tǒng)正常運(yùn)行所必需具備的工藝系統(tǒng)、控制系統(tǒng)的設(shè)計、設(shè)備選型、采購、制造、運(yùn)輸、設(shè)備供貨、脫硝系統(tǒng)的安裝施工及全過程的技術(shù)指導(dǎo)、調(diào)試、試運(yùn)行、人員培訓(xùn)和最終的交付投產(chǎn)。土建設(shè)計及施工由招標(biāo)方負(fù)責(zé)，由投標(biāo)方提出土建條件資料。

　　1.2本技術(shù)文件提出的是最低限度的技術(shù)要求，并未對一切技術(shù)細(xì)節(jié)作出規(guī)定，也未充分引述有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范條文，投標(biāo)方保證提供符合國家或國際標(biāo)準(zhǔn)和本技術(shù)規(guī)范書要求的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品及其相應(yīng)的服務(wù)，對國家有關(guān)安全、環(huán)保、勞衛(wèi)、消防等強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)將滿足其要求，同時確保達(dá)到招標(biāo)技術(shù)條件書要求的指標(biāo)值。當(dāng)投標(biāo)方執(zhí)行招標(biāo)技術(shù)條件書所列標(biāo)準(zhǔn)（所列標(biāo)準(zhǔn)如有更新版本，以最新版本為準(zhǔn)）有矛盾時，按較高標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

　　1.3技術(shù)合同談判將以本技術(shù)文件書為藍(lán)本，經(jīng)修改后最終確定的文件將作為技術(shù)協(xié)議書，并與商務(wù)合同文件有相同的法律效力。雙方工作語言為中文，所有的技術(shù)條件書、文件資料均為中文。

　　1.4本技術(shù)文件未盡事宜，雙方協(xié)商解決。

　　2工程概況

　　2.1鍋爐主要參數(shù)

　　鍋爐類型鏈條爐

　　額定蒸發(fā)量35t/h

　　省煤器出口煙氣溫度≥350℃（暫定）

　　煙氣中NOX含量≤600mg/ m3（暫定）

　　煙氣中含水量2%（暫定）

　　空氣中氧含量11%

　　煙氣量105000m3/h

　　備注： NOx計算均已NO2計算

　　2.2脫硝工藝方案

　　鍋爐脫硝裝置分別采用選擇性催化還原法（SCR）工藝做脫硝設(shè)計方案。

　　的含量不大于600mg/m3時，保性能保證要求：當(dāng)裝置進(jìn)口煙氣中NO

　　X

　　證脫硝裝置出口煙氣中NO

　　含量不大于200mg/m3。

　　X

　　2.3工程范圍

　　2.3.1本工程為設(shè)計、供貨、安裝、培訓(xùn)、調(diào)試及交付使用等為一體的總承包項目。招標(biāo)方提供電源、氣源、水源、熱源至脫硝區(qū)域10米范圍內(nèi)。

　　2.3.2投標(biāo)方提供詳細(xì)的供貨清單，但不局限于供貨范圍內(nèi)所列設(shè)備和系統(tǒng)。對于屬于整套設(shè)備運(yùn)行和施工所必需的部件，即使本文條款中未列出或數(shù)量不足，投標(biāo)方仍須在執(zhí)行合同時補(bǔ)足。

　　2.3.3 投標(biāo)方提供檢修所需的專用工具、隨機(jī)備品備件。

　　3設(shè)計采用的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范

　　3.1脫硝裝置的設(shè)計、制造、安裝、調(diào)試、試驗及檢查、試運(yùn)行、考核、最終交付等符合相關(guān)的中國法律及規(guī)范。對于標(biāo)準(zhǔn)的采用符合下述原則：

　　(1)與安全、環(huán)保、健康、消防等相關(guān)的事項執(zhí)行中國國家及地方有關(guān)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)；

　　(2)設(shè)備和材料執(zhí)行設(shè)備和材料制造商所在國標(biāo)準(zhǔn)；

　　(3)建筑、結(jié)構(gòu)執(zhí)行中國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或中國相應(yīng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

　　3.2脫硝工程設(shè)計、制造、安裝、調(diào)試、試驗及檢查、試運(yùn)行、性能考核、最終交付中采用的所有標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)定如下：

　　GB50054－95 《低壓配電設(shè)計規(guī)范》

　　GB50034－92 《工業(yè)企業(yè)照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》

　　GB13223－2003 《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》

　　GB12348－90 《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)》

　　GB16297－1996 《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》

　　HJ/T75-2001 《火電廠煙氣排放連續(xù)監(jiān)測統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》

　　GB4272-92 《設(shè)備及管道保溫技術(shù)通則》

　　GB50221—95 《鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)》

　　GB50205-2001 《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》

　　GB50212-91 《建筑防腐蝕工程施工及驗收規(guī)范》

　　HGJ229—91 《工業(yè)設(shè)備、管道防腐蝕工程施工及驗收規(guī)范》

　　GB0198—97 《熱工儀表及控制裝置施工及驗收規(guī)范》

　　GB50168—92 《電氣裝置安裝工程電纜線路施工及驗收規(guī)范》

　　GB50169—92 《電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗收規(guī)范》

　　GB50259—96 《電氣裝置安裝工程電氣照明施工及驗收規(guī)范》

　　GB50231-98 《機(jī)械設(shè)備安裝工程施工及驗收通用規(guī)范》

　　GB50235-97 《工業(yè)金屬管道工程施工及驗收規(guī)范》

　　GB50236-1998 《現(xiàn)場設(shè)備工業(yè)管道焊接工程施工及驗收規(guī)范》

　　GB50275-98 《壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)、泵安裝工程施工及驗收規(guī)范》

　　HGJ209—83 《鋼結(jié)構(gòu)、管道涂裝技術(shù)規(guī)程》

　　JGJ8l—91 《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)程》

　　DLGJ158-2001 《火力發(fā)電廠鋼制平臺扶梯設(shè)計技術(shù)規(guī)定》

　　4煙氣脫硝工藝方案

　　4.1 脫硝工藝的簡介

　　有關(guān)NOX的控制方法從燃料的生命周期的三個階段入手，限燃燒前、燃燒中和燃燒后。當(dāng)前，燃燒前脫硝的研究很少，幾乎所有的形容都集中

　　在燃燒中和燃燒后的NOX 的控制。所以在國際上把燃燒中NOX

　　的所有控制措施統(tǒng)稱為一次措施，把燃燒后的NOX控制措施統(tǒng)稱為二次措施，又稱為煙氣脫硝技術(shù)。

　　目前普遍采用的燃燒中NOX 控制技術(shù)即為低NOX燃燒技術(shù)，主要有低NOX燃燒器、空氣分級燃燒和燃料分級燃燒。

　　應(yīng)用在燃煤電站鍋爐上的成熟煙氣脫硝技術(shù)主要有選擇性催化還原技術(shù)（Selective Catalytic Reduction，簡稱SCR）、選擇性非催化還原技術(shù)（Selective Non-Catalytic Reduction，簡稱SNCR）以及SNCR/SCR混合煙氣脫硝技術(shù)。

　　4.2 SCR煙氣脫硝技術(shù)

　　近幾年來選擇性催化還原煙氣脫硝技術(shù)(SCR)發(fā)展較快,在歐洲和日本得到了廣泛的應(yīng)用,目前催化還原煙氣脫硝技術(shù)是應(yīng)用最多的技術(shù)。

　　1）SCR脫硝反應(yīng)

　　目前世界上流行的SCR工藝主要分為氨法SCR和尿素法SCR兩種。此

　　兩種法都是利用氨對NO

　　X 的還原功能，在催化劑的作用下將NO

　　X

　　(主要是NO)

　　還原為對大氣沒有多少影響的N

　　2和水。還原劑為NH

　　3

　　，其不同點則是在尿

　　素法SCR中，先利用一種設(shè)備將尿素轉(zhuǎn)化為氨之后輸送至SCR觸媒反應(yīng)器，它轉(zhuǎn)換的方法為將尿素注入一分解室中，此分解室提供尿素分解所需之混合時間，駐留時間及溫度，由此室分解出來之氨基產(chǎn)物即成為SCR的還原劑通過觸媒實施化學(xué)反應(yīng)后生成氨及水。尿素分解室中分解成氨的方法有熱解法和水解法，主要化學(xué)反應(yīng)方程式為：

　　NH

　　2CONH

　　2

　　+H

　　2

　　O→2NH

　　3

　　+CO

　　2

　　在整個工藝的設(shè)計中，通常是先使氨蒸發(fā)，然后和稀釋空氣或煙氣混合，最后通過分配格柵噴入SCR反應(yīng)器上游的煙氣中。典型的SCR反應(yīng)原理示意圖如下：

　　

　　在SCR反應(yīng)器內(nèi)，NO通過以下反應(yīng)被還原：

　　4NO+4NH3+O2→3N2+6H2O

　　6NO+4NH3→5N2+6H2O

　　當(dāng)煙氣中有氧氣時，反應(yīng)第一式優(yōu)先進(jìn)行，因此，氨消耗量與NO還原量有一對一的關(guān)系。

　　在鍋爐的煙氣中，NO

　　2一般約占總的NO

　　X

　　濃度的5%，NO

　　2

　　參與的反應(yīng)如

　　下：

　　2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O

　　6NO2+8NH3→7N2+12H2O

　　上面兩個反應(yīng)表明還原NO 2比還原NO 需要更多的氨。

　　在絕大多數(shù)鍋爐煙氣中，NO 2僅占NO X 總量的一小部分，因此NO 2的影響并不顯著。

　　SCR 系統(tǒng)NO X 脫除效率通常很高，噴入到煙氣中的氨幾乎完全和NO X 反應(yīng)。有一小部分氨不反應(yīng)而是作為氨逃逸離開了反應(yīng)器。一般來說，對于新的催化劑，氨逃逸量很低。但是，隨著催化劑失活或者表面被飛灰覆蓋或堵塞，氨逃逸量就會增加，為了維持需要的NO X 脫除率，就必須增加反應(yīng)器中NH 3/NO X 摩爾比。當(dāng)不能保證預(yù)先設(shè)定的脫硝效率和（或）氨逃逸量的性能標(biāo)準(zhǔn)時，就必須在反應(yīng)器內(nèi)添加或更換新的催化劑以恢復(fù)催化劑的活性和反應(yīng)器性能。從新催化劑開始使用到被更換這段時間稱為催化劑壽命。

　　2）SCR 系統(tǒng)組成及反應(yīng)器布置

　　在選擇催化還原工藝中，NO x 與NH 3在催化劑的作用下產(chǎn)生還原。催化劑安放在一個固定的反應(yīng)器內(nèi)，煙氣穿過反應(yīng)器平行流經(jīng)催化劑表面。催化劑單元通常垂直布置，煙氣自上向下流動。如下圖所示：

　　

　　SCR系統(tǒng)一般由氨的儲存系統(tǒng)、氨與空氣混合系統(tǒng)、氨氣噴入系統(tǒng)、反應(yīng)器系統(tǒng)、省煤器旁路、SCR旁路、檢測控制系統(tǒng)等組成。下圖為典型SCR煙氣脫硝工藝系統(tǒng)基本流程簡圖：

　　

　　4.3 SNCR煙氣脫硝技術(shù)

　　選擇性催化還原脫除NO

　　的運(yùn)行成本主要受催化劑壽命的影響，一種

　　X

　　不需要催化劑的選擇性還原過程或許更加誘人，這就是選擇性非催化還原

　　技術(shù)。該技術(shù)是用NH

　　3、尿素等還原劑噴入爐內(nèi)與NO

　　X

　　進(jìn)行選擇性反應(yīng)，不

　　用催化劑，因此必須在高溫區(qū)加入還原劑。還原劑噴入爐膛溫度為850～1

　　100℃的區(qū)域，該還原劑（尿素）迅速熱分解成NH

　　3并與煙氣中的NO

　　X

　　進(jìn)行S

　　NCR反應(yīng)生成N

　　2

　　，該方法是以爐膛為反應(yīng)器。

　　研究發(fā)現(xiàn)，在爐膛850～1100℃這一狹窄的溫度范圍內(nèi)、在無催化劑

　　作用下，NH

　　3或尿素等氨基還原劑可選擇性地還原煙氣中的NO

　　X

　　，基本上不

　　與煙氣中的O

　　2作用，據(jù)此發(fā)展了SNCR法。在850～1100℃范圍內(nèi)，NH

　　3

　　或

　　尿素還原NO

　　X

　　的主要反應(yīng)為：

　　NH

　　3

　　為還原劑

　　4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O

　　尿素為還原劑

　　NO+CO(NH2)2 +1/2O2→2N2+CO2+H2O

　　當(dāng)溫度高于1100℃時, NH

　　3

　　則會被氧化為

　　4NH3+5O2→4NO+6H2O

　　不同還原劑有不同的反應(yīng)溫度范圍，此溫度范圍稱為溫度窗。NH

　　3

　　的反應(yīng)最佳溫度區(qū)為 850～110O℃。當(dāng)反應(yīng)溫度過高時，由于氨的分解會使

　　NO

　　x 還原率降低，另一方面，反應(yīng)溫度過低時，氨的逃逸增加，也會使NO

　　x

　　還原率降低。NH

　　3

　　是高揮發(fā)性和有毒物質(zhì)，氨的逃逸會造成新的環(huán)境污染。

　　引起SNCR系統(tǒng)氨逃逸的原因有兩種，一是由于噴入點煙氣溫度低影響

　　了氨與NO

　　x

　　的反應(yīng)；另一種可能是噴入的還原劑過量或還原劑分布不均勻。

　　還原劑噴入系統(tǒng)必須能將還原劑噴入到爐內(nèi)最有效的部位，因為NO x 在爐膛內(nèi)的分布經(jīng)常變化，如果噴入控制點太少或噴到爐內(nèi)某個斷面上的氨分布不均勻，則會出現(xiàn)分布較高的氨逃逸量。在較大的燃煤鍋爐中，還原劑的均勻分布則更困難，因為較長的噴入距離需要覆蓋相當(dāng)大的爐內(nèi)截面。為保證脫硝反應(yīng)能充分地進(jìn)行，以最少的噴入NH 3量達(dá)到最好的還原效果，必須設(shè)法使噴入的NH 3與煙氣良好地混合。若噴入的NH 3不充分反應(yīng)，則逃逸的NH 3不僅會使煙氣中的飛灰容易沉積在鍋爐尾部的受熱面上，而且煙氣中NH 3遇到S03會產(chǎn)生(NH 4)2S04易造成空氣預(yù)熱器堵塞，并有腐蝕的危險。

　　SNCR 煙氣脫硝技術(shù)的脫硝效率一般為30%-40%，受鍋爐結(jié)構(gòu)尺寸影響很大，多用作低NO X 燃燒技術(shù)的補(bǔ)充處理手段。采用SNCR 技術(shù)，目前的趨勢是用尿素代替氨作為還原劑，值得注意的是，近年的研究表明，用尿素作為還原劑時，NO X 會轉(zhuǎn)化為N 2O ，N 2O 會破壞大氣平流層中的臭氧，除此之外，N 2O 還被認(rèn)為會產(chǎn)生溫室效應(yīng)，因此產(chǎn)生N 2O 問題己引起人們的重視。

　　綜上所述，SCR 脫硝工藝技術(shù)先進(jìn)，工藝成熟，經(jīng)濟(jì)合理，工業(yè)業(yè)績居多，脫硝效率高，擬選用目前效率最高的SCR 技術(shù)。

　　5 工藝系統(tǒng)說明

　　SCR 脫硝系統(tǒng)由三個子系統(tǒng)所組成，SCR 反應(yīng)器及附屬系統(tǒng)、氨儲存處理系統(tǒng)和氨注入系統(tǒng)。