尿素?zé)峤庵瓢毕到y(tǒng)方案

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1、1主要設(shè)計(jì)原則及技術(shù)要求3.1主要設(shè)計(jì)原則1) 脫硝工藝采用 SCR法。2) 本方案脫硝系統(tǒng)運(yùn)行的鍋爐負(fù)荷(MCR)設(shè)計(jì)條件下限為60% (即60100%BMCR。3) 采用尿素SCR工藝的煙氣脫硝技術(shù)，若鍋爐已有低 NOx燃燒技術(shù)(LNB)，煙氣脫硝技術(shù)應(yīng)與之配合使用；4) 吸收劑采用 尿素。使用50%尿素水溶液_( wt%)作為SCR煙氣脫硝系統(tǒng)的還原 劑；按氨流量要求 每臺爐_ 167kg/hr_來設(shè)計(jì)；5) 脫硝反應(yīng)器布置在鍋爐省煤器和空預(yù)器之間。6) 脫硝設(shè)備年利用小時(shí)暫按6000小時(shí)考慮，年運(yùn)行時(shí)間暫按8000小時(shí)考慮。7) 脫硝系統(tǒng)整套裝置的可用率在正式移交后的一年中大于98%8

2、) 裝置服務(wù)壽命為 30年。3.2主要技術(shù)要求1) 本工程采用尿素?zé)峤夥ㄖ苽涿撓踹€原劑，全廠2臺鍋爐共用一個(gè)還原劑儲存與供應(yīng)系統(tǒng)。2) 尿素?zé)峤庵瓢惫に嚭驮O(shè)備具有可靠的質(zhì)量和先進(jìn)的技術(shù)，能夠保證高可用率 和低物耗，完全符合環(huán)境保護(hù)要求，便于運(yùn)行維護(hù)。3) 所有的設(shè)備和材料應(yīng)是新的和優(yōu)質(zhì)的。4) 機(jī)械部件及其組件或局部組件應(yīng)有良好的互換性。5) 確保人員和設(shè)備安全。6) 觀察、監(jiān)視、維護(hù)簡單。7) 運(yùn)行人員數(shù)量少。8) 在設(shè)計(jì)上要留有足夠的通道，包括施工、檢修所需要的吊裝與運(yùn)輸通道及消 防應(yīng)急通道。3.3規(guī)范、規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)參考和規(guī)章要求-中國工作根據(jù)適合中國法規(guī)的設(shè)備GB8978- 1996污水綜

3、合排放標(biāo)準(zhǔn)GB13223- 2003火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)DB11/139-2002北京市鍋爐污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)GBZ2- 2002作業(yè)環(huán)境空氣中有害物職業(yè)接觸標(biāo)準(zhǔn)DL5033- 1996火力發(fā)電廠勞動(dòng)安全和工業(yè)衛(wèi)生設(shè)計(jì)規(guī)程GB50187- 93工業(yè)企業(yè)總平面設(shè)計(jì)規(guī)范DL5028- 93電力工程制圖標(biāo)準(zhǔn)SDGJ3 83電力勘測設(shè)計(jì)制圖統(tǒng)一規(guī)定：綜合部分（試行）DL/T5032 94火力發(fā)電廠總圖運(yùn)輸設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程DL5000- 2000火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程DL/T5121 2000火力發(fā)電廠煙風(fēng)煤粉管道設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程YB9070- 92壓力容器技術(shù)管理規(guī)定GB150 98鋼制壓力容器GB502

4、60- 96電力設(shè)施抗震設(shè)計(jì)規(guī)范DL5022- 93火力發(fā)電廠土建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定GB4272-92設(shè)備及管道保溫技術(shù)通則DL/T630 2001火力發(fā)電廠保溫材料技術(shù)條件DL/T5072 1997火力發(fā)電廠保溫油漆設(shè)計(jì)規(guī)程GB12348- 90工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)GBJ87 85工業(yè)企業(yè)噪聲控制設(shè)計(jì)規(guī)范DL/T5054 96火力發(fā)電廠汽水管道設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定SDGJ6- 90火力發(fā)電廠汽水管道應(yīng)力計(jì)算技術(shù)規(guī)疋GBJ16- 1987 (2002)建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范GB50160- 92 (1999)石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范GB50229- 1996火力發(fā)電廠與變電所設(shè)計(jì)防火規(guī)范GB50116- 98

5、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范DL/T5041 95火力發(fā)電廠廠內(nèi)通信設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定GBJ42- 81工業(yè)企業(yè)通訊技術(shù)規(guī)疋NDGJ16- 89火力發(fā)電廠熱工自動(dòng)化設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定DL/T657 98火力發(fā)電廠模擬量控制系統(tǒng)在線驗(yàn)收測試規(guī)程DL/T658 98火力發(fā)電廠順序控制系統(tǒng)在線驗(yàn)收測試規(guī)程DL/T659 98火力發(fā)電廠分散控制系統(tǒng)在線驗(yàn)收測試規(guī)程N(yùn)DGJ92- 89火力發(fā)電廠熱工自動(dòng)化內(nèi)容深度規(guī)定DL/T5175 2003火力發(fā)電廠熱工控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定DL/T5182 2004火力發(fā)電廠熱工自動(dòng)化就地設(shè)備安裝、管路及電纜設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定第9頁GA/T75 94安全防范工程程序與要求GB14285-

6、93繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程GB50062 92電力裝置的繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)規(guī)范DL/T 5153 2002火力發(fā)電廠廠用電設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定DLGJ56- 95火力發(fā)電廠和變電所照明設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定GB9089.4 92戶外嚴(yán)酷條件下電氣裝置裝置要求GB7450- 87電子設(shè)備雷擊保護(hù)導(dǎo)則GB50057- 94建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范GB12158- 90防止靜電事故通用導(dǎo)則GB50052- 95供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50054- 95低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范GB50055- 93通用用電設(shè)備配電設(shè)計(jì)規(guī)范GB50056- 93電熱設(shè)備電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范GB50058- 92爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范

7、DL/T620 1997交流電氣裝置的過電壓保護(hù)和絕緣配合GB50217- 94電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范DLGJ154- 2000電纜防火措施設(shè)計(jì)和施工驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)GB12666.5-90耐火試驗(yàn)（耐高溫電纜）DL/T621 97交流電氣裝置的接地CECS31 91鋼制電纜橋架工程設(shè)計(jì)規(guī)范DLGJ158- 2001火力發(fā)電廠鋼制平臺扶梯設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定GB50017- 2003鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GBJ135- 90高聳結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50003- 2001砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50040- 96動(dòng)力機(jī)器基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)氾JGJ107 96鋼筋機(jī)械連接通用技術(shù)規(guī)程GB/T11263 1998熱軋H型鋼和部分T型鋼YB3

8、301- 92焊接H型鋼YB4001- 91壓焊鋼格柵板NDGJ5- 88火力發(fā)電廠水工設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定GBJ14- 87 1997 版室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范GBJ13- 86 1997 版室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范GBJ69- 84給水排水工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范DLGJ24- 91火力發(fā)電廠生活、消防給水和排水設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定2工藝系統(tǒng)說明脫硝用還原劑主要有液氨、氨水和尿素。由于液氨是危化品，隨著國家對安全的日益重 視，逐漸出臺一系列相關(guān)的限制措施，使得電廠用液氨時(shí)在審批、工期、占地等諸多方面受 到越來越多的制約，氨水也因?yàn)槠溥\(yùn)行成本居高而受到應(yīng)用的局限。作為無危險(xiǎn)的制氨原 料，尿素（Urea）具有與液氨相同的脫硝性能，

9、是綠色肥料，完全沒有危險(xiǎn)和法規(guī)限 制，可以方便的被運(yùn)輸、儲存和使用。4.1熱解工藝系統(tǒng)流程尿素?zé)峤夤に嚴(yán)媚蛩厝芤簾峤夤に嚍?SCR系統(tǒng)提供反應(yīng)劑，該工藝可用于控制燃煤電 廠鍋爐、垃圾焚燒鍋爐、熔爐、焚燒爐或者加熱器所產(chǎn)生的NOx的排放以滿足排放要求。尿素?zé)峤夤に噷⒛蛩胤纸鉃榘辈⑼ㄟ^ SCR系統(tǒng)中氨噴射格柵提供脫硝系統(tǒng)所需的還原劑。4.2熱解系統(tǒng)從鍋爐空預(yù)器處引出約 1%總風(fēng)量的一次或二次空氣 （約300C），通過一個(gè)高溫風(fēng)機(jī)（如 需）輸送，再利用電加熱器將空氣溫度再次提升并達(dá)到進(jìn)入熱解室的溫度（約350650C）。隨后將尿素溶液噴入在溫度窗內(nèi)具有適當(dāng)停留時(shí)間的熱解室，以確保尿素溶液完全轉(zhuǎn)化為

10、 SCR還原劑。最后將含有 SCR還原劑氨（NH3）的氣流導(dǎo)入AIG。整個(gè)過程需要監(jiān)測壓力、流量 及溫度以滿足AIG/SCR的設(shè)計(jì)要求，保證尿素?zé)峤庀到y(tǒng)的正常運(yùn)行。尿素?zé)峤夤に嚨闹饕磻?yīng)如下：CO（NH）2 NH + HNCO尿素 t 氨+異氰酸HNCO + H2O t NH + CO 2異氰酸+水t氨+二氧化碳尿素在溫度高時(shí)不穩(wěn)定，會(huì)分解成NH （氨）和HNCO（異氰酸），HNCC再與水反應(yīng)生成NH和CO。該過程產(chǎn)生的反應(yīng)劑NH通過AIG注射在鍋爐煙氣中，與煙氣中的氮氧化物NOx反應(yīng)，生成對環(huán)境無害的 2（氮?dú)猓┖虷0（水）。主要反應(yīng)描述如下：4NO + 4NH 3 + O 2 t 4N2

11、+ 6H 2ONO + NO2 + 2NH 3 t 2N2 + 3H 2O （主要反應(yīng)）氮氧化物 +氨+ 氧T氮+ 水4NO + 4HNCO + O 2 t 4N 2 + 4CO 2 + 2H 2O （可能反應(yīng)）氮氧化物 +異氰酸+氧t 氮+二氧化碳 +水熱解系統(tǒng)包括尿素制備系統(tǒng)、尿素溶液儲罐、輸送裝置、計(jì)量分配裝置、背壓控制閥、熱解室、高溫風(fēng)機(jī)、電加熱器及控制裝置等。尿素顆粒由斗提輸送到溶解罐里，用去離子水將干尿素溶解成約50%質(zhì)量濃度的尿素溶液，通過尿素溶液給料泵輸送到尿素溶液儲罐；尿素溶液經(jīng)由輸送裝置、計(jì)量分 配裝置進(jìn)入熱解室內(nèi)，與經(jīng)由高溫風(fēng)機(jī)（如需）、電加熱器輸送過來的高溫空氣混合熱解

12、，生成 NH、HzO和CQ,分解產(chǎn)物與稀釋空氣混合均勻并噴入脫硝系統(tǒng)。熱解系統(tǒng)采用約 50%的尿素溶液作為還原反應(yīng)劑。50%的尿素溶液將保存在不銹鋼或玻璃鋼（FRP）儲存罐中，容量約為5天（或電廠要求天數(shù)）的尿素用量（當(dāng)環(huán)境溫度過低時(shí)，罐體需要加熱和保溫）。帶泵的循環(huán)裝置將反應(yīng)劑提供給每個(gè)單元的計(jì)量裝置， 計(jì)量后的反應(yīng)劑被輸送至一系列經(jīng)過專門設(shè)計(jì)并安裝在熱解室入口處的噴嘴。計(jì)量裝 置可根據(jù)系統(tǒng)的需要自動(dòng)控制噴入熱解室的尿素量。系統(tǒng)還包括備用的高溫風(fēng)機(jī)及擋 板以保證進(jìn)入 AIG的氨的流量和壓力。4.3系統(tǒng)主要設(shè)備尿素?zé)峤庵瓢毕到y(tǒng)主要包括高流量循環(huán)裝置、背壓控制閥、尿素儲倉、給料機(jī)、尿素溶 解罐、

13、尿素溶液給料泵、尿素溶液儲罐、計(jì)量和分配裝置（MDM）絕熱分解室（DC）、稀釋風(fēng)電加熱系統(tǒng)（EH）及控制系統(tǒng)等。整套系統(tǒng)考慮夏天防曬，冬天防凍措施。尿素儲存于儲間，由斗提輸送到溶解罐里，用除鹽水將固體尿素溶解成50%質(zhì)量濃度的尿素溶液，通過尿素溶液給料泵輸送到尿素溶液儲罐；尿素溶液經(jīng)由供液泵、計(jì)量與分配裝置、霧化噴嘴等進(jìn)入絕熱分解室，稀釋空氣經(jīng)加熱 后也進(jìn)入分解室。霧化后的尿素液滴在絕熱分解室內(nèi)分解，生成的分解產(chǎn)物為NH、H2Q和CQ,分解產(chǎn)物經(jīng)由氨噴射系統(tǒng)進(jìn)入脫硝煙道。（1）尿素儲間設(shè)置1只尿素料斗，尿素筒倉為碳鋼制造。尿素卸車應(yīng)考慮三種卸車方法。 袋裝尿素人工卸車、 散裝顆粒尿素利用卡車壓

14、縮機(jī)自動(dòng) 卸車和尿素溶液利用罐車自帶壓縮機(jī)卸車。（2）尿素溶解罐設(shè)置一只尿素溶解罐， 體積為全廠1224小時(shí)儲量。在溶解罐中，用除鹽水或冷凝水制 成50%的尿素溶液。當(dāng)尿素溶液溫度過低時(shí)，蒸汽加熱系統(tǒng)啟動(dòng)使溶液的溫度保持在合理的 溫度，防止特定濃度下的尿素結(jié)晶。溶解罐除設(shè)有水流量和溫度控制系統(tǒng)外，還采用輸送泵系統(tǒng)將化學(xué)劑從儲罐底部向側(cè)部進(jìn)行循環(huán)，使化學(xué)劑更好的混合。溶解罐由304不銹鋼制造，內(nèi)襯防腐材料，罐體保溫。容器為中凹底部、圓錐型底的立 式304SS容器，容器用支腳支撐。罐體內(nèi)配置全套的人孔、尿素或尿素溶液入口、尿素溶液 出口、通風(fēng)孔、攪拌器口、液位表、溫度表口和排放口等。尿素溶解設(shè)備宜

15、布置在室內(nèi)。(3) 尿素溶液給料泵尿素溶液泵為不銹鋼本體碳化硅機(jī)械密封的離心泵，兩臺泵一運(yùn)一備，并列布置。此外，溶液泵還利用溶解罐所配置的循環(huán)管道將尿素溶液進(jìn)行循環(huán)，以獲得更好混合。(4) 尿素溶液儲罐尿素溶液經(jīng)由兩臺尿素溶液給料泵進(jìn)入尿素溶液儲罐，每臺泵的容量為1小時(shí)內(nèi)可將溶解罐內(nèi)的溶液完全輸送到尿素溶液儲罐。設(shè)置兩只尿素溶液儲罐，容積滿足35天的系統(tǒng)用量(50%素溶液)要求。儲罐由玻 璃鋼(FRP)制造(也可采用304型不銹鋼)，并內(nèi)涂乙烯樹脂涂層。儲罐為立式平底結(jié)構(gòu)，裝 有液面、溫度顯示儀，裝有人孔、梯子及通風(fēng)孔等。尿素溶液儲罐的開口應(yīng)有人孔、尿素溶液進(jìn)出口、通風(fēng)孔、液位表、溫度表口和排

16、放口。尿素溶液儲罐應(yīng)設(shè)有梯子、平臺、欄桿和液面計(jì)支架。尿素溶液儲存設(shè)備可布置在室外。設(shè)備間距應(yīng)滿足施工、操作和維護(hù)的要求，各設(shè)備間的連接管道應(yīng)保溫。(5) 高流量循環(huán)裝置(HFD)尿素溶液供料系統(tǒng)由一套高流量和循環(huán)裝置組成，該裝置為兩臺機(jī)組供應(yīng)尿素溶液，布置在尿素溶液儲罐附近。每套流量傳輸裝置包括2臺全流量的多級 SS離心泵，一用一備，內(nèi)嵌過濾器、用于遠(yuǎn)程控制和監(jiān)測循環(huán)系統(tǒng)的壓力、溫度、流量等儀表。(6) 背壓控制閥(PCV)背壓控制回路用于調(diào)節(jié)供料泵為計(jì)量裝置供應(yīng)尿素所需的穩(wěn)定流量和壓力，背壓控制閥設(shè)置一套。(7) 計(jì)量分配裝置(MDM)每臺熱解室配備一套計(jì)量分配裝置。計(jì)量分配裝置能夠精確測

17、量并獨(dú)立控制輸送到每個(gè) 噴射器的尿素溶液。計(jì)量分配裝置布置在熱解室附近，計(jì)量裝置用于控制通向分配裝置的尿素流量的供給。該裝置將響應(yīng)電廠 DCS提供的反應(yīng)劑需求信號。分配模塊通過獨(dú)立化學(xué)劑流 量控制和區(qū)域壓力控制閥門來控制通往多個(gè)噴射器的尿素和霧化空氣的噴射速率。(8) 絕熱分解室(DC)尿素溶液采用絕熱分解室分解，相關(guān)設(shè)備包括：絕熱分解室、尿素噴射器等。絕熱分解 室布置在SCR附近。經(jīng)過計(jì)量和分配裝置的尿素溶液由噴射器噴入絕熱分解室，絕熱分解室設(shè)置1臺。經(jīng)過加熱器的高溫?zé)犸L(fēng)作為分解室的熱源，室內(nèi)溫度控制在350650 C。(9) 稀釋風(fēng)電加熱系統(tǒng)(EH)為了節(jié)約能源，降低系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用，熱解系

18、統(tǒng)將直接采用鍋爐的一次風(fēng)/二次風(fēng)作為尿素?zé)峤夥磻?yīng)的稀釋風(fēng)來源。由于稀釋空氣量僅為一次風(fēng)/二次風(fēng)量的1%左右，對鍋爐影響微乎其微。鍋爐的一 /二次風(fēng)溫度一般為 300C左右，可大幅度減少熱解系統(tǒng)的能耗。鍋爐的一次風(fēng)/二次風(fēng)由高溫風(fēng)機(jī)加壓送至電加熱器進(jìn)行溫度提升，達(dá)到熱解室的設(shè)計(jì)溫度，并由加熱器控制裝置維持適當(dāng)?shù)哪蛩胤纸夥磻?yīng)溫度。 口和DC入口之間的距離。5主要設(shè)計(jì)參數(shù)5.1工藝設(shè)計(jì)參數(shù)表電加熱器建議垂直高位置布置，縮短其出工藝設(shè)計(jì)參數(shù)表一1 125MW （單套熱解系統(tǒng)參數(shù)）機(jī)組類型燃煤鍋爐，100%MCR系統(tǒng)數(shù)量1套熱解室系統(tǒng)用于 1臺鍋爐煙氣流量，（SCR入口煙氣）在運(yùn) 含02量干 態(tài) Nm3

19、/hNOx入口濃度（干基，6%含02量）,mg/NmI I3NOx出口濃度（干基，6%含02量）,mg/NmNOx脫除率，%NH 3 逃逸，ppm氨流量*, kg/hr （由客戶提供）167電加熱器功率，kW627SCR還原劑（干尿素量）,kg/hr303SCR還原劑（50%尿素溶液）,kg/hr606通過熱解室的空氣流量*, Nm 3/hr4784熱解室出口總流量，Nm3/hr5465空氣中氨所占份額（vol %） 5%熱解室出口溫度不應(yīng)高于400C。在AIG前管線必須保溫在 300C以上。設(shè)計(jì)采用電廠鍋爐一次風(fēng)（300 C,10kPa,暫定）作為熱解室的稀釋空氣，所用的一 次風(fēng)須是無硫、低

20、塵 （200mg/Nm3）的。5.2電負(fù)荷清單序 號用電設(shè)備名稱臺數(shù)單臺 （kW電壓(VAC)合計(jì)（kW）備注1溶解罐攪拌電機(jī)2r循環(huán)輸送泵一用一備:3斗提4控制系統(tǒng)5地坑泵Pump6高流量循環(huán)裝置（HFD）243804變頻調(diào)速7p MDM十量分配裝置1322038電加熱器16273806273號機(jī)組序 號用電設(shè)備名稱臺數(shù)單臺 （kW電壓（VAC合計(jì)（kW備注合計(jì)6345.3控制系統(tǒng)I/O表型式AI(420mAAO(420mARTD(Pt1OO)TCDIDO小計(jì)還原劑公用區(qū)174473611593號鍋脫硝SCR區(qū)23964528111合計(jì)3811.被控對象的I/O （輸入/輸出）設(shè)置要求分類閥門類型I/O描述備注A電動(dòng)閥2DO/2DI打開DO關(guān)閉DO全開DI全關(guān)DIIB調(diào)節(jié)型電動(dòng)閥1AI/1AO閥位反 饋AI控制信號AOC電動(dòng)機(jī)2DO/3DI啟動(dòng)DO停止DO運(yùn)行DI電氣故障DI遠(yuǎn)方/就地DID電動(dòng)機(jī)2DO/4DI/1AI啟動(dòng)DO停止DO運(yùn)行DI電流AI電氣故 障DI遠(yuǎn)方/就地DI電機(jī)功率4OKWEF注：各種控制閥和電動(dòng)機(jī)的聯(lián)鎖開、聯(lián)鎖關(guān)、閉鎖開和閉鎖關(guān)功能均由PLC的軟件實(shí)現(xiàn)。