尿素?zé)峤庵瓢毕到y(tǒng)方案

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)備年利用小時暫按6000小時考慮，年運(yùn)行時間暫按 8000小時考慮。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GB89781996污水綜合排

3、放標(biāo)準(zhǔn)GB132232003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)GBZ22002作業(yè)環(huán)境空氣中有害物職業(yè)接觸標(biāo)準(zhǔn)DL50331996火力發(fā)電廠勞動安全和工業(yè)衛(wèi)生設(shè)計(jì)規(guī)程GB5018793工業(yè)企業(yè)總平面設(shè)計(jì)規(guī)范DL502893電力工程制圖標(biāo)準(zhǔn)SDGJ3483電力勘測設(shè)計(jì)制圖統(tǒng)一規(guī)定：綜合部分（試行）DL/T503294火力發(fā)電廠總圖運(yùn)輸設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程DL50002000火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程DL/T51212000火力發(fā)電廠煙風(fēng)煤粉管道設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程YB907092壓力容器技術(shù)管理規(guī)定GBl5098鋼制壓力容器GB5026096電力設(shè)施抗震設(shè)計(jì)規(guī)范DL502

4、293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/T6302001火力發(fā)電廠保溫材料技術(shù)條件DL/T50721997火力發(fā)電廠保溫油漆設(shè)計(jì)規(guī)程GB1234890工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)GBJ8785工業(yè)企業(yè)噪聲控制設(shè)計(jì)規(guī)范DL/T505496火力發(fā)電廠汽水管道設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定SDGJ690火力發(fā)電廠汽水管道應(yīng)力計(jì)算技術(shù)規(guī)定GBJ161987（2002）建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范GB5016092（1999）石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范GB502291996火力發(fā)電廠與變電所設(shè)計(jì)防火規(guī)范GB5011698火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范DL/T504195火力發(fā)電廠廠內(nèi)通信設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定GBJ4

5、281工業(yè)企業(yè)通訊技術(shù)規(guī)定NDGJ1689火力發(fā)電廠熱工自動化設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定DL/T65798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/T65898火力發(fā)電廠順序控制系統(tǒng)在線驗(yàn)收測試規(guī)程DL/T65998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)DGJ9289火力發(fā)電廠熱工自動化內(nèi)容深度規(guī)定DL/T51752003火力發(fā)電廠熱工控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定DL/T51822004火力發(fā)電廠熱工自動化就地設(shè)備安裝、管路及電纜設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定GA/T7594安全防范工程程序與要求GB1428593繼電保護(hù)和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程GB5006292電力裝置的繼電保護(hù)和自動裝置設(shè)計(jì)規(guī)范DL/T 51532002火力

6、發(fā)電廠廠用電設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定DLGJ5695火力發(fā)電廠和變電所照明設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定GB9089.492戶外嚴(yán)酷條件下電氣裝置裝置要求GB745087電子設(shè)備雷擊保護(hù)導(dǎo)則GB5005794建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范GB1215890防止靜電事故通用導(dǎo)則GB5005295供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范GB5005495低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范GB5005593通用用電設(shè)備配電設(shè)計(jì)規(guī)范GB5005693電熱設(shè)備電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范GB5005892爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范DL/T6201997交流電氣裝置的過電壓保護(hù)和絕緣配合GB5021794電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范DLGJ1542000電纜防火措施設(shè)計(jì)和施工驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)GB12666

7、.5-90耐火試驗(yàn)（ 耐高溫電纜 ）DL/T62197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DLGJ1582001火力發(fā)電廠鋼制平臺扶梯設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定GB500172003鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GBJ13590高聳結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB500032001砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB5004096動力機(jī)器基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范JGJ10796鋼筋機(jī)械連接通用技術(shù)規(guī)程GB/T112631998熱軋H型鋼和部分T型鋼YB330192焊接H型鋼YB400191壓焊鋼格柵板NDGJ588火力發(fā)電廠水工設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定GBJ1487 1997版室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范GBJ1386 1997版室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范GBJ6984給水排

8、水工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范DLGJ2491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?；?，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。作為無危險的制氨原料，尿素(Urea)具有與液氨相同的脫硝性能，是綠色肥料，完全沒有危險和法規(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镾CR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

9、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300)，通過一個高溫風(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350650）。隨后將尿素溶液噴入在溫度窗內(nèi)具有適當(dāng)停留時間的熱解室，以確保尿素溶液完全轉(zhuǎn)化為SCR還原劑。最后將含有SCR還原劑氨(NH3)的氣流導(dǎo)入AIG。整個過程需要監(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(NH2)2NH3 + HNCO 尿素 氨 + 異

10、氰酸HNCO + H2ONH3 + CO2異氰酸 + 水 氨 + 二氧化碳尿素在溫度高時不穩(wěn)定，會分解成NH3（氨）和 HNCO（異氰酸），HNCO再與水反應(yīng)生成NH3 和CO2。該過程產(chǎn)生的反應(yīng)劑NH3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N2(氮?dú)?和H20(水)。主要反應(yīng)描述如下：4NO + 4NH3 + O24N2 + 6H2O NO + NO2 + 2NH32N2 + 3H2O (主要反應(yīng))氮氧化物 + 氨 + 氧 氮 + 水4NO + 4HNCO + O2 4N2 + 4CO2 + 2H2O (可能反應(yīng))氮氧化物 + 異氰酸 + 氧 氮 + 二氧

11、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，生成NH3、H2O和CO2，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，罐體需要加

12、熱和保溫）。帶泵的循環(huán)裝置將反應(yīng)劑提供給每個單元的計(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、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

13、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NH3、H2O和CO2，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縮機(jī)自動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，蒸汽加熱系統(tǒng)啟動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)

14、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

15、為1小時內(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%尿素溶液）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

16、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量并獨(dú)立控制輸送到每個噴射器的尿素溶液。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噴射器的尿素和霧化空氣的噴射速率。(8)

17、 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。(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300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。電加熱器建議垂直高位置布置，縮短其出口和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)表工藝設(shè)計(jì)參數(shù)表 1125MW (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O2量,干態(tài)Nm3/hNOx入口濃度(干基，6%含O2量), mg/Nm3NOx出口濃度(干基，6%含O2量), mg/Nm3NOx脫除率, %NH3 逃逸, ppm氨流