3X220t鍋爐煙氣脫硫脫硝改造技術(shù)設(shè)計方案(新).jsp

...wd......wd......wd...3×220t/h循環(huán)流化床鍋爐煙氣脫硫脫硝系統(tǒng)改造工程技術(shù)方案〔低氮燃燒改造+SNCR+石灰石石膏法升級改造法〕江蘇亁峰順馳電力設(shè)備二0一四年六月目錄第一局部公司介紹4一、企業(yè)簡介4二、企業(yè)資質(zhì)及相關(guān)證件91.1.各項資質(zhì)文件91.2.資信證明22三、企業(yè)相關(guān)業(yè)績一覽表23第二局部技術(shù)文件24一、工程總說明25二、脫硫改造局部292.1主要技術(shù)經(jīng)濟指標292.2亁峰順馳改進型石灰石石膏法煙氣脫硫技術(shù)302.3工藝流程302.4脫硫工藝原理322.5第四代石灰石石膏法脫硫工藝的技術(shù)特點342.6脫硫工程整體設(shè)計改造方案352.7供貨范圍40三、SNCR煙氣脫硝系統(tǒng)總體設(shè)計方案413.1總論413.2設(shè)計條件433.3脫硝裝置性能473.4工藝設(shè)計483.5噴槍流量及布置的設(shè)計503.6脫硝噴槍布置方案583.7脫硝噴槍強度分析623.8推進器方案633.9產(chǎn)品總體構(gòu)造及特性643.10噴射系統(tǒng)耐磨及防堵性說明73四、低NOx燃燒技術(shù)改造774.1低NOx燃燒系統(tǒng)概述774.2百葉窗水平濃淡別離+SOFA燃燒技術(shù)對NOx排放的影響924.3百葉窗水平濃淡別離低NOx技術(shù)+SOFA燃燒技術(shù)對煤粉燃盡和鍋爐效率的影響964.4百葉窗水平濃淡別離低NOx技術(shù)+SOFA燃燒技術(shù)對爐膛結(jié)渣和高溫腐蝕的影響98五、工程實施方案1001工程目標1002工程管理與控制1013土建工程施工1095調(diào)試工程1106工程進度方案111六、保證值114七、運行費用核算114八、我公司技術(shù)人員的服務(wù)范圍及售后1151、我公司服務(wù)范圍1152、我公司的義務(wù)1163、售后局部117第一局部公司介紹一、企業(yè)簡介1、企業(yè)概況江蘇亁峰順馳電力設(shè)備系中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會、省環(huán)保產(chǎn)業(yè)會會員單位，公司始建于1980年，經(jīng)過二十多年的艱辛創(chuàng)業(yè)，公司依靠先進技術(shù)、科學管理，企業(yè)規(guī)模迅速擴大，管理水平不斷提高，是集科研開發(fā)、生產(chǎn)加工、經(jīng)營銷售、技術(shù)服務(wù)和人員培訓(xùn)于一體的大型高新技術(shù)企業(yè)。歷次榮獲省工商局“重合同守信用企業(yè)〞稱號，并于同行業(yè)中率先通過ISO9001：2000質(zhì)量管理體系論認證。是全國環(huán)保行業(yè)百強企業(yè)、省環(huán)保十強企業(yè)。公司占地37500m2，建筑面積12000m2，現(xiàn)有職工568名，工程技術(shù)人員63名，其中高級工程師21人。近幾年來，隨著我國環(huán)保意識的逐漸增強，我公司不僅加大力度提高自身的軟硬件環(huán)境建設(shè)，充分發(fā)揮多年從事除塵、脫硫及脫銷設(shè)備生產(chǎn)經(jīng)營的優(yōu)勢，也更加注重人才的培養(yǎng)和吸納，公司員工知識水平和職業(yè)技能日益提高，涌現(xiàn)出了一批作風硬，技術(shù)精的中青年管理、技術(shù)、營銷骨干。同時公司積極聘請一些國內(nèi)環(huán)保行業(yè)著名專家，加強與全國各大高校、科研院所嚴密深入合作。先后與中國科學院、中國有色研究院、北京鋼鐵設(shè)計研究總院、首鋼設(shè)計院、包鋼設(shè)計總院、北方設(shè)計院、南京科技大學等十多家國家重點科研院所建設(shè)了長期穩(wěn)固的合作伙伴關(guān)系，使公司產(chǎn)品一直處于領(lǐng)先地位，深化成果的轉(zhuǎn)化，為公司進一步開展壯大奠定堅實的根基。公司產(chǎn)品的主要用途是別離工業(yè)廢氣中的細微粉塵，以及煙氣中SO2、NOX、CO2治理，變廢為寶加以回收利用。所生產(chǎn)的除塵系統(tǒng)、脫硫系統(tǒng)、脫硫脫銷一體化系統(tǒng)均質(zhì)量過硬規(guī)格齊全，各項指標均到達或超過國家標準。主要產(chǎn)品有：高壓靜電除塵器、袋式、旋風、濕式和單機除塵器以及骨架、布袋、電磁脈沖閥、控制儀等各種附機附件；采用的脫硫脫銷系統(tǒng)包括了干法脫硫、濕法脫硫等，主要包括：石灰石-石膏法脫硫，氧化鎂脫硫、活性焦/炭脫硫、氨肥法脫硫脫銷一體化以及雙堿法脫硫脫銷一體化。也可根據(jù)用戶的現(xiàn)有實際情況設(shè)計加工不同類型的除塵脫硫系統(tǒng)。本公司產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于火電廠、冶金、礦山、建材、鑄造、化工、煙草、瀝青、水泥、機械、糧食、機械加工、鍋爐等行業(yè)，并且實現(xiàn)了設(shè)計—制造—安裝—調(diào)試—技術(shù)培訓(xùn)的一條龍服務(wù)。江蘇亁峰順馳電力設(shè)備是江蘇環(huán)保行業(yè)的佼佼者。公司從創(chuàng)立至今堅持“科學管理，精細制造，優(yōu)質(zhì)高效，銳意創(chuàng)新〞的管理理念，環(huán)科公司的戰(zhàn)略思想是靠企業(yè)強大的實力為后盾、以先進研發(fā)，科技創(chuàng)新為支撐、以市場需求為導(dǎo)向、客戶滿意為宗旨，以大幅讓利于客戶為市場切入點，以高質(zhì)量產(chǎn)品進入市場，靠不斷提高的產(chǎn)品質(zhì)量、老實的服務(wù)、優(yōu)惠的價格占領(lǐng)市場，最終打造一個“順馳〞品牌。公司生產(chǎn)制造嚴格按照ISO9001質(zhì)量管理體系執(zhí)行，從原材料進廠，生產(chǎn)加工到設(shè)備出廠都建設(shè)完善的質(zhì)量保證體系。產(chǎn)品的安全性、可靠性、一致性得到了權(quán)威機構(gòu)以及客戶的認可?，F(xiàn)在“順馳〞除塵脫硫脫硝設(shè)備已暢銷全國各地，良好的信譽、一流的產(chǎn)品、合理的價格、周到的服務(wù)等形成的整體優(yōu)勢，贏得了穩(wěn)定的客戶群，得到客戶的一致好評。但順馳人滿足于現(xiàn)狀，順馳一定會在廣闊客戶的大力支持下不斷開拓進取，靠嚴格的管理、高效的工作、先進的技術(shù)，節(jié)能降耗提高質(zhì)量，不斷擴大生產(chǎn)能力，提高服務(wù)水平，開創(chuàng)企業(yè)的新局面。良好的公司治理、穩(wěn)定的產(chǎn)品質(zhì)量和高素質(zhì)的員工隊伍造就了蜚聲業(yè)務(wù)的迅速開展。由于業(yè)務(wù)量的擴大，原來的廠房已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)的需要，一個占地200畝的蜚聲工業(yè)園已在2009年落成。設(shè)有現(xiàn)代化的辦公大樓、專家樓、研發(fā)中心、工人活動中心等。其中生產(chǎn)車間引進多條先進的全自動生產(chǎn)線，進一步加強設(shè)計加工制造能力。2、織構(gòu)造董事長董事長總經(jīng)理研發(fā)部副總經(jīng)理副總經(jīng)理副總經(jīng)理財務(wù)總監(jiān)技術(shù)支持部工程工程部采購部市場部商務(wù)部綜合部人事部財務(wù)部目施工組織構(gòu)造框圖公司總經(jīng)理公司總經(jīng)理工程施工經(jīng)理工程設(shè)計質(zhì)量保證工程施工經(jīng)理工程設(shè)計質(zhì)量保證本本工程經(jīng)理部綜合管理綜合管理財務(wù)財務(wù)經(jīng)營核算經(jīng)營核算物資設(shè)備物資設(shè)備預(yù)決算預(yù)決算土建構(gòu)造設(shè)備設(shè)備電控電控工藝工藝安裝土建安裝土建質(zhì)量調(diào)試質(zhì)量調(diào)試安全安全物資物資工程質(zhì)量保證機構(gòu)公司總經(jīng)理公司總經(jīng)理工程總經(jīng)理工程總經(jīng)理主管質(zhì)量的工程副總經(jīng)理主管質(zhì)量的工程副總經(jīng)理質(zhì)量經(jīng)理質(zhì)量經(jīng)理工程經(jīng)理工程經(jīng)理設(shè)計經(jīng)理設(shè)計經(jīng)理施工經(jīng)理施工經(jīng)理安裝經(jīng)理安裝經(jīng)理安全經(jīng)理安全經(jīng)理電氣電氣安裝土建施工土建施工隊吊裝吊裝隊設(shè)備安裝設(shè)備安裝防腐施工防腐施工調(diào)試調(diào)試3、企業(yè)文化公司以“為社會保護環(huán)境，為國家節(jié)約資源，追求卓越品質(zhì)，滿足客戶需求〞為最高目標，通過實施全面的環(huán)保節(jié)能工程服務(wù)，到達社會、客戶與自身的“多贏〞。4、開展戰(zhàn)略致力于產(chǎn)品化、精深化開發(fā)目標，提升技術(shù)競爭力。堅持不懈地在現(xiàn)有產(chǎn)品領(lǐng)域做精，逐步沉淀出有競爭力的拳頭產(chǎn)品；根據(jù)公司實際能力，堅持從做工程到做產(chǎn)品的滾動開展策略，從承接的工程中逐步提煉有市場前景的工程，作為產(chǎn)品精心開發(fā)。提升市場開拓能力，鍛造市場開拓硬功夫。有方案的開拓、培養(yǎng)電力市場以外的市場，提升工程承接和開發(fā)的能力，培養(yǎng)市場核心競爭力，力求開拓新的業(yè)務(wù)領(lǐng)域，開展壯大公司實力。二、企業(yè)資質(zhì)及相關(guān)證件各項資質(zhì)文件資信證明三、企業(yè)相關(guān)業(yè)績一覽表序號業(yè)主建設(shè)規(guī)模工藝工程地點1陽泉煤業(yè)〔集團〕4×330t/hSNCR+SCR山西太原2山東青援食品3×75t/hSNCR山東臨沂3山東昆達生物科技1×20t/h+2×75t/h+2×130t/hSNCR山東臨沂4貴州芭田生態(tài)工程2×75t/hSCR貴州甕安5魯西化工2×480t/hSNCR山東聊城6神華國華電力北京熱電分公司4×440t/hSNCR+SCR北京市7山西京玉發(fā)電責任2×300MWSNCR山西朔州8華能山東萊蕪發(fā)電2×300MWSNCR山東萊蕪9南山鋁業(yè)2×200MWSCR山東日照10石家莊熱電四廠3×75t/h鍋爐脫硫工程石灰石石家莊市11湖南湘維3×90t/h鍋爐脫硫工程石灰石懷化市12河北隆堯縣華瑞熱電3×130t/h鍋爐脫硫工程雙堿邢臺市13四川攀枝花鋼鐵公司360m2燒結(jié)煙氣除塵脫硫石灰石攀枝花14山西天脊煤化工集團公司3×220t/h鍋爐脫硫工程雙堿長治市15河北武安鋼鐵廠180m2燒結(jié)機煙氣脫硫工程石灰石河北武安16河北邢臺晶牛集團430t/h玻璃熔窯煙氣脫硫雙堿邢臺市17河北邯鄲峰峰華瑞熱電150t/h鍋爐煙氣脫硫工程石灰石邯鄲市18河北滄州獻縣垃圾處理廠1×200t/h垃圾燃燒鍋爐煙氣治理工程雙堿河北滄州19河北石家莊西柏坡電廠3×300t/h垃圾燃燒鍋爐煙氣治理工程雙堿西柏坡第二局部技術(shù)文件一、工程總說明1.1、工程背景現(xiàn)有220t/h鍋爐三臺，脫硫除塵系統(tǒng)已經(jīng)投運。煙氣脫硫運行過程中存在脫硫率低下以及運行成本過高等諸多問題。現(xiàn)如今隨著人們對環(huán)境的要求越來越高，以及環(huán)保部門對從鍋爐煙囪排出的廢氣物的排放監(jiān)控越來越嚴格，排放標準也越來越嚴厲。根據(jù)環(huán)保有關(guān)規(guī)定，SO2的排放濃度要低于100mg/m3,粉塵顆粒物排放濃度要低于30mg/m3,氮氧化合物排放濃度要低于100mg/m3,污染物排入大氣必須達標排放。公司領(lǐng)導(dǎo)十分重視環(huán)境保護工作，擬針對現(xiàn)行日益嚴格的環(huán)保要求，對鍋爐尾氣煙氣進展處理改造，做到達標排放。1.2、工程目標本工程的目的就是在上述建設(shè)背景和有關(guān)法規(guī)要求下對該工程原有污染物治理和工藝系統(tǒng)進展改造，在不影響現(xiàn)有鍋爐工況條件下，使該系統(tǒng)能有效減少中各項污染物的排放，保證尾氣達標排放，實現(xiàn)良好的經(jīng)濟效益和環(huán)保效益，并盡可能利用現(xiàn)有設(shè)施資源，把工程改造費用降到最低。1.3、概述本工程針對現(xiàn)有3臺220t/h流化床鍋爐脫硫系統(tǒng)采用亁峰順馳煙氣脫硫技術(shù)進展改造，將原有簡易雙堿法系統(tǒng)改為石灰石石膏法系統(tǒng)，三套煙氣脫硫塔裝置改造、一套新型工藝系統(tǒng)設(shè)備、改造配套電氣儀表系統(tǒng)。鍋爐出口到引風機出口之間工藝系統(tǒng)的所有設(shè)備；詳細分工界限內(nèi)容如下〔暫定，最終以招標文件為準〕：a、220T流化床爐脫硫電氣儀表系統(tǒng)1套。b、制漿系統(tǒng)1套。c、改建水泥脫硫塔3臺。d、、土建改造系統(tǒng)、脫水系統(tǒng)、管道系統(tǒng)3脫硫前煙氣中SO2原始排放濃度：設(shè)計時按工況下最大SO2濃度6043mg/m3考慮，煙氣脫硫后到達如下指標：SO2濃度≤100mg/m3。工程改建后脫硫系統(tǒng)運行時采用石灰石做為脫硫劑。1.3.1、主要特點本除塵脫硫系統(tǒng)主要特點如下：改建后脫硫系統(tǒng)采用3×220t/h流化床鍋爐和配一套脫硫系統(tǒng)脫硫的處理方式。改造后的脫硫系統(tǒng)采用空塔噴淋塔吸收技術(shù)，塔內(nèi)噴淋及布流裝置采用最優(yōu)化設(shè)計，液氣比遠遠低于傳統(tǒng)的石灰石-石膏法煙氣脫硫技術(shù)，液氣比僅為4.85L/Nm3。脫硫系統(tǒng)采用多級液固別離技術(shù)及優(yōu)質(zhì)的壓濾設(shè)備，脫硫副產(chǎn)物硫酸鈣含水量低于10%，為半干態(tài)排放，無漏水及揚塵現(xiàn)象。整套脫硫系統(tǒng)的壓力損失〔壓差〕在1000~1200Pa。脫硫塔直徑9.2m〔與原塔直徑一樣〕。工藝局部改造原有沉淀池和濾清液循環(huán)系統(tǒng)利用，整個脫硫系統(tǒng)無廢水外排。脫硫系統(tǒng)本著節(jié)約用電，降低成本的原那么，不選用耗電高、功率大，效率底的電機、泵。增加石灰石灰倉一套，乳液罐二個，改造原有石灰乳液罐使其增高500mm,兩個乳液罐底部各增加除渣機一套，提高石灰石的可利用率；增加曝氣裝置一套，提高Ca+與Na+置換反響速率，增加循環(huán)水池出渣系統(tǒng)一套，提高沉淀效率。盡可能使脫硫系統(tǒng)對環(huán)境無污染，包括水、空氣、產(chǎn)物外排、噪音等均到達了國家行業(yè)、公司的最高要求。脫硫設(shè)施運行后不影響鍋爐工況。脫硫工藝與設(shè)備技術(shù)先進，運行穩(wěn)定可靠，操作維修簡單易行。1.4、設(shè)計依據(jù)1.4.1表1-1煙氣參數(shù)工程單位數(shù)據(jù)煙氣量〔工況，濕基〕m3/h750000煙氣溫度℃130煙氣壓力Pa-450～-110SO2濃度〔工況，濕基〕mg/Nm36043顆粒物濃度mg/m3501.4.2氣象資料大氣溫度年平均氣溫13.3極端最高氣溫*42.5極端最低氣溫*-19室外計算〔干球〕溫度冬季采暖計算溫度*-7冬季通風計算溫度-23℃冬季空氣調(diào)節(jié)計算溫度-19℃夏季通風計算溫度*32夏季空氣調(diào)節(jié)計算溫度35.3夏季空氣調(diào)節(jié)計算濕球溫度27.6夏季空氣調(diào)節(jié)日平均溫度31最熱月平均溫度*26.9最冷月平均溫度*-29℃相對濕度〔%〕A.最冷月月平均室外計算相對濕度*59%B.最熱月月平均室外計算相對濕度*79%最熱月14小時平均室外計算相對濕度53%3)大氣壓力A.冬季*1020.0hPaB.夏季*998.2hPa4)室外風速A.冬季平均室外風速22.5m/sB.夏季平均室外風速12.4m/sC.最大月份〔四月〕平均室外風速*23.2m/sD.歷年最大風速*29.0m/s5)最多風向及頻率A.年主導(dǎo)風向C〔靜穩(wěn)〕18%S〔南〕14%N〔北〕13%B.冬季風向C〔靜穩(wěn)〕21%N〔南〕14%S〔北〕10%C.夏季風向C〔靜穩(wěn)〕18%S〔南〕14%N〔北〕12%6)最大凍土深度139cm1.4.3標準標準國家現(xiàn)行的各專業(yè)設(shè)計標準和標準；國家及地方相關(guān)法律、法規(guī)。?建設(shè)工程〔工程〕竣工驗收方法?〔國家計委1990〕?建設(shè)工程環(huán)境保護竣工驗收管理方法?〔國家環(huán)境保護局2001〕表1-2設(shè)計所依據(jù)的國家現(xiàn)行的各專業(yè)設(shè)計標準和標準GB9078-1996工業(yè)窯爐大氣污染物排放標準GB16171-1996煉焦爐大氣污染物排放標準GB13223-2003火電廠大氣污染物排放標準GB13271-2001鍋爐大氣污染物排放標準環(huán)發(fā)[2002]26號燃煤二氧化硫排放污染防治技術(shù)政策GB8978-1996污水綜合排放標準GB3097-82海水水質(zhì)標準GB16297-1996大氣污染物綜合排放標準GB18599GB3095環(huán)境空氣質(zhì)量標準DL/T621交流電器裝置的接地DL/T5044火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計標準HJ/T76固定污染源煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測方法GB18599DL/T5196-2004火力發(fā)電廠煙氣脫硫設(shè)計技術(shù)標準1.5、設(shè)計改造原那么亁峰順馳石灰石石膏法脫硫技術(shù)是專門為中大型電力企業(yè)煙氣脫硫工程開發(fā)出的煙氣脫硫技術(shù)，本方案設(shè)計嚴格按照投資省、運行費用低、脫硫效率高〔≥99%〕、占地面積小、副產(chǎn)物為半干態(tài)、無任何污水外排、無二次污染的原那么進展設(shè)計。脫硫劑直接用石灰石粉末,無需對石灰石粉末進一步加工,耗水量少。脫硫塔兼有脫硫、除塵雙效功能，處理后的副產(chǎn)物為半干態(tài)。本設(shè)計方案提供的除塵脫硫系統(tǒng)和有關(guān)設(shè)備及資料和服務(wù)等滿足技術(shù)標準書和有關(guān)工業(yè)標準要求。本設(shè)計方案提供的除塵脫硫系統(tǒng)為亁峰順馳成熟技術(shù)，具有在電廠環(huán)境下運行的條件。本設(shè)計按照成熟、可靠、先進、實用的原那么，每一項技術(shù)和裝備的選用要確保操作穩(wěn)定、可靠、生產(chǎn)低成本的效果。采用先進可靠的工藝技術(shù)，確保鍋爐煙氣脫硫裝置能安全、環(huán)保、節(jié)能穩(wěn)定地連續(xù)生產(chǎn)。工程自動化控制水平遵循成熟、可靠、先進、實用、有利于操作穩(wěn)定和安全生產(chǎn)、性價比高的原那么。1.6、設(shè)計改造內(nèi)容本煙氣脫硫系統(tǒng)改造設(shè)計包括以下內(nèi)容：工藝系統(tǒng)改造包括增加制漿系統(tǒng)〔氫氧化鈣制備系統(tǒng)〕、增加石灰石漿液輸送系統(tǒng)、循環(huán)水池改造、增加曝氣裝置一套、增加除渣系統(tǒng)一套。脫硫塔系統(tǒng)改造包括增設(shè)脫硫液循環(huán)系統(tǒng)、塔前煙氣溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)、增加脫硫劑輸送系統(tǒng)、工藝水沖洗系統(tǒng)、3臺原有脫硫塔的改造加固、電氣系統(tǒng)的變動、以及管道、保溫、防腐等施工、制造、安裝、調(diào)試等內(nèi)容。另外還包括整個處理系統(tǒng)的電氣、PLC控制系統(tǒng)等。二、脫硫改造局部2.1主要技術(shù)經(jīng)濟指標本方案改造3臺220t/h鍋爐煙氣脫硫的煙氣量為750000m3/h。脫除SO2約為19000噸/年。表1.6主要技術(shù)經(jīng)濟指標序號工程單位數(shù)量備注1處理煙氣量m3/h750000m3/h工況2入口SO2濃度mg/Nm360433脫硫效率%≥994脫除SO2量kg/h26395出口SO2濃度mg/Nm3≤1006入口煙氣溫度℃1307出口煙氣溫度℃≤608出口煙塵濃度mg/Nm3≤309系統(tǒng)壓力損失Pa1000～120010鈣硫比(Ca/S)mol/mol≤1.0311電負荷kWh42012工藝水耗t/h2.8313脫硫劑耗量kg/h2.95碳酸鈣160元/噸14年利用小時數(shù)h720015裝置負荷適應(yīng)范圍%30~11016裝置使用壽命年3017裝置可利用率%952.2亁峰順馳改進型石灰石石膏法煙氣脫硫技術(shù)亁峰順馳公司依托于中國科學院，在國內(nèi)外先進的濕法煙氣脫硫技術(shù)的根基上，通過中國科學院有關(guān)專家對濕法煙氣脫硫的研究，自主開發(fā)出亁峰順馳第四代石灰石石膏法脫硫工藝。2.3工藝流程A技術(shù)要求我方根據(jù)本廠方現(xiàn)場情況要求，提供完整的煙氣脫硫裝置工藝系統(tǒng)的基本設(shè)計和詳細設(shè)計，以及規(guī)定范圍的供貨和服務(wù)，并保證脫硫裝置的性能。脫硫裝置滿足如下運行特性：原那么上，脫硫裝置能適應(yīng)鍋爐最低穩(wěn)燃負荷〔燃燒設(shè)計30%〕工況和110%工況之間的任何負荷。脫硫裝置在沒有大量的和非常規(guī)的操作或準備的情況下，能通過冷或熱起動程序投入運行；特別是在鍋爐運行時，脫硫裝置和所有輔助設(shè)備能投入運行而對鍋爐負荷和鍋爐運行方式不能有任何干擾。而且脫硫裝置必須能夠在煙氣污染物濃度為最小值和最大值之間任何點運行，并確保污染物的排放濃度不大于保證值。我方提供脫硫系統(tǒng)停運的溫度，但最低停運溫度不低于130℃。〔2〕整套脫硫系統(tǒng)及其裝置的設(shè)置能夠滿足整個系統(tǒng)在各種工況下自動運行的要求，脫硫裝置及其輔助設(shè)備的啟動、正常運行監(jiān)控和事故處理在脫硫控制室實現(xiàn)完全自動化，而不需要在就地進展與系統(tǒng)運行相關(guān)的操作。如果某臺設(shè)備出現(xiàn)故障(例如水泵等)，備用設(shè)備將自動投入運行，且不會影響裝置的運行。整個系統(tǒng)的控制功能由我方提供的脫硫_PLC實現(xiàn)。〔3〕在裝置停運期間，各個需要沖洗和排水的設(shè)備和系統(tǒng)(如：石灰和石膏漿液系統(tǒng)的泵、管道、箱罐等)必須在不需要過多的或非常規(guī)的準備和操作的情況下就能實現(xiàn)沖洗和排水。在短期停運或事故中斷期間，主要設(shè)備和系統(tǒng)的排水和沖洗能通過脫硫_PLC的遠方操作實現(xiàn)，包括石灰石漿液或石膏漿液管道和其他所有與石灰石或石膏漿液接觸的設(shè)備?！?〕對于容易損耗、磨損或出現(xiàn)故障并因此影響裝置運行性能的所有設(shè)備〔例如吸收塔噴嘴、泵等〕，即使設(shè)有備用件，也設(shè)計成易于更換、檢修和維護。〔5〕自動運行方式需要的或布置在運行人員在平臺走道上時手不能及之處的全部閥門和擋板等配置氣動/電動執(zhí)行器?！?〕煙道和箱罐等設(shè)備配備足夠數(shù)量的人孔門，所有的人孔門使用鉸接方式，且能容易開/關(guān)。所有的人孔門附近設(shè)有維護平臺?！?〕所有設(shè)備和管道，包括煙道、膨脹節(jié)等在設(shè)計時必須考慮設(shè)備和管道發(fā)生故障時能承受最大的溫度熱應(yīng)力和機械應(yīng)力?！?〕所有設(shè)備和管道，包括煙道的設(shè)計考慮最差運行條件〔壓力、溫度、流量、污染物含量〕及事故情況下的安全裕量?！?〕所有設(shè)備與管道等的布置考慮系統(tǒng)功能的實現(xiàn)和運行工作的方便?！?0〕所有設(shè)備和電動機的冷卻方式盡可能不采用水冷卻。B改造后的脫硫工藝系統(tǒng)設(shè)計原那么脫硫工藝系統(tǒng)主要由石灰漿液制備系統(tǒng)、煙氣系統(tǒng)、SO2吸收系統(tǒng)石膏脫水系統(tǒng)、工業(yè)水系統(tǒng)、雜用和儀用壓縮空氣系統(tǒng)〔氣源由業(yè)主提供〕等組成。工藝系統(tǒng)圖參見附圖。工藝系統(tǒng)設(shè)計原那么包括：〔1〕脫硫工藝采用濕式石灰—石膏法?！?〕脫硫裝置采用改造原有系統(tǒng)一爐一塔的形式，確能保證煙氣二氧化硫按國家規(guī)定的標準排放。每套脫硫裝置的煙氣處理能力為鍋爐110%工況時的煙氣量。脫硫效率按不小于95%設(shè)計。〔3〕脫硫系統(tǒng)設(shè)置100%煙氣旁路，以保證脫硫裝置在任何情況下不影響鍋爐的安全運行?！?〕吸收劑制漿方式采用廠外來石灰?！?〕脫硫副產(chǎn)品—石膏脫水后含濕量<20%，為綜合利用提供條件?！?〕脫硫系統(tǒng)排放的煙氣不對煙囪造成腐蝕、積水等不利影響?！?〕脫硫設(shè)備年利用小時按7200小時考慮?！?〕脫硫裝置可用率不小于95%?！?〕脫硫裝置服務(wù)壽命為30年。4.3脫硫除塵裝置布置原那么4.3.1總平面布置根據(jù)工廠總平面布置的規(guī)劃，脫硫區(qū)整體布局緊湊、合理，系統(tǒng)順暢，節(jié)省占地，節(jié)省投資。漿液循環(huán)泵、石膏漿泵緊湊布置在吸收塔周圍。吸收塔的氧化風機集中布置。4.3.2管線布置工廠內(nèi)各種管線和溝道，包括架空管線，直埋管線、與脫硫區(qū)外溝道相接時，在設(shè)計分界限處標明位置、標高、管徑或溝道斷面尺寸、坡度、坡向管溝名稱，引向何處等等。有汽車通過的架空管道凈空高度為5.5米，室內(nèi)管道支架梁底部通道處凈空高度為2.2米。2.4脫硫工藝原理除塵原理煙氣中大局部粉塵經(jīng)除塵器脫除。剩余粉塵在吸收塔中脫除。含塵煙氣通過進口煙道進入吸收塔，煙氣被水均勻的噴入，由于煙氣高速運動，因此噴入的水被其溶化成細小的水霧，濕潤了煙氣中的灰塵。在這個過程煙氣中的灰塵被濕潤，使它的重量加大而有利于被離心別離，在高速呈絮流狀態(tài)中，由于水滴與塵粒差異較大，它們的速度差也較大。這樣，灰塵與水滴就發(fā)生了碰撞凝聚，尤其是粒徑細小的灰塵料可以被水霧水溶，這樣含塵氣體被水濕潤，塵粒隨水流到吸收塔底部，從溢水孔排走，在吸收塔底部有清理孔便于進展清理。凈化后的氣體，通過除霧器除水后排放。脫硫原理1吸收原理吸收液通過噴嘴霧化噴入吸收塔，分散成細小的液滴并覆蓋吸收塔的整個斷面。這些液滴與塔內(nèi)煙氣逆流接觸，發(fā)生傳質(zhì)與吸收反響，煙氣中的SO2、SO3被吸收。SO2吸收產(chǎn)物的氧化和中和反響在吸收塔底部的氧化區(qū)完成并最終形成石膏。為了維持吸收液恒定的pH值并減少石灰耗量，石灰漿液被連續(xù)參加吸收塔，同時吸收塔內(nèi)的吸收劑漿液被攪拌機、氧化空氣和吸收塔循環(huán)泵不停地攪動，以加快石灰在漿液中的均布和溶解。2化學過程〔1〕吸收反響煙氣與噴嘴噴出的循環(huán)漿液在吸收塔內(nèi)有效接觸,循環(huán)漿液吸收大局部SO2，反響如下：SO2＋H2O→H2SO3〔溶解〕H2SO3?H＋＋HSO3－〔電離〕吸收反響的機理：吸收反響是傳質(zhì)和吸收的的過程，水吸收SO2屬于中等溶解度的氣體組份的吸收，根據(jù)雙膜理論，傳質(zhì)速率受氣相傳質(zhì)阻力和液相傳質(zhì)阻力的控制，吸收速率＝吸收推動力/吸收系數(shù)〔傳質(zhì)阻力為吸收系數(shù)的倒數(shù)〕〔2〕中和反響吸收劑漿液被引入吸收塔內(nèi)中和氫離子，使吸收液保持一定的pH值。中和后的漿液在吸收塔內(nèi)再循環(huán)。中和反響如下：Ca2＋＋CO32－＋2H＋＋SO42－＋H2O→CaSO4·2H2O＋CO2↑2H＋＋CO32－→H2O＋CO2↑中和反響的機理：中和反響伴隨著石灰的溶解和中和反響及結(jié)晶，由于石灰較為難溶，因此本環(huán)節(jié)的關(guān)鍵是，如何增加石灰的溶解度，反響生成的石膏如何盡快結(jié)晶，以降低石膏過飽和度。中和反響本身并不困難?！?〕氧化反響一局部HSO3－在吸收塔噴淋區(qū)被煙氣中的氧所氧化，其它的HSO3－在反響池中被氧化空氣完全氧化，反響如下：HSO3－＋1/2O2→HSO4－HSO4－?H＋＋SO42－氧化反響的機理：氧化反響的機理基本同吸收反響，不同的是氧化反響是液相連續(xù)，氣相離散。水吸收O2屬于難溶解度的氣體組份的吸收，根據(jù)雙膜理論，傳質(zhì)速率受液膜傳質(zhì)阻力的控制。〔4〕結(jié)晶過程CaSO3+1/2H2O→CaSO3·1/2H2OCaSO4+2H2O→CaSO4·2H2OCaSO3的結(jié)晶可以理解為一個中間過程,CaSO3·1/2H2O結(jié)晶體經(jīng)氧化后最終生成石膏結(jié)晶體。脫硝原理煙氣進入吸收塔，與噴淋而下的堿液接觸時，氮氧化物會與堿液反響，從而到達脫除少局部氮氧化物的效果。為了進一步增大設(shè)備的脫硝效率，在設(shè)備上設(shè)有噴嘴，向下噴淋堿液，與殘留氮氧化物反響、凈化，凈化后的煙氣上升至除水折流板，脫水后經(jīng)引風機進入煙囪排入大氣。二噁英脫除原理因二噁英在低溫(200℃以下)下是以固態(tài)的形式吸附在粉塵外表,因而噴水降溫即能大大減少煙氣中的二噁英。本工程采用濕法工藝,在脫硫反響器內(nèi),通過噴淋,在較短的時間內(nèi)使煙氣溫度80℃左右,利用低溫進展高效脫除二口惡英。此外除塵器能夠同時去除吸附在粉塵上的局部二噁英。2.5第四代石灰石石膏法脫硫工藝的技術(shù)特點采用第四代石灰-石膏濕法脫硫主要有以下優(yōu)點：〔1〕脫硫效率高。石灰—石膏濕法脫硫工藝脫硫率高達99%以上，脫硫后的煙氣不但二氧化硫濃度很低，而且煙氣含塵量也大大減少。

〔2〕技術(shù)成熟，運行可靠性好。國外石灰一石膏濕法脫硫裝置投運率一般可達98%以上，由于其開展歷史長，技術(shù)成熟，運行經(jīng)歷多，因此不會因脫硫設(shè)備而影響設(shè)備的正常運行。特別是新建脫硫工程采用濕法脫硫工藝，使用壽命長，可取得良好的投資效益?！?〕吸收劑資源豐富，價格廉價。作為石灰一石膏濕法脫硫工藝吸收劑的石灰石，在我國分布很廣，資源豐富，許多地區(qū)石灰石品位也很好，碳酸鈣含量在90%以上，優(yōu)者可達95%以上，制得石灰價格也低廉。運行費用低?！?〕脫硫副產(chǎn)物便于綜合利用。石灰一石膏濕法脫硫工藝的脫硫副產(chǎn)物為脫硫石膏。在日本、德國脫硫石膏年產(chǎn)量分別為250萬噸和350萬噸左右，基本上都能綜合利用，主要用途是用于生產(chǎn)建材產(chǎn)品和水泥緩凝劑。脫硫副產(chǎn)物綜合利用，不僅可以增加廠效益、降低運行費用，而且可以減少脫硫副產(chǎn)物處置費用，延長灰場使用年限。〔5〕技術(shù)進步快。近年來國外對石灰一石膏濕法工藝進展了深入的研究與不斷的改進，如吸收裝置由原來的冷卻、吸收、氧化多塔合為一塔，塔內(nèi)流速大幅度提高，噴嘴性能進一步改善等。通過技術(shù)進步和創(chuàng)新，可望使該工藝占地面積較大等問題逐步得到妥善解決。2.6脫硫工程整體設(shè)計改造方案乙方根據(jù)廠方原有系統(tǒng)和現(xiàn)有實際情況要求，將原有石灰石石膏法脫硫系統(tǒng)，補充改造成為完整的石灰石石膏法煙氣脫硫裝置工藝系統(tǒng)并保證脫硫裝置的性能。改造后的脫硫系統(tǒng)與鍋爐運行匹配，脫硫裝置保證能快速啟停，且在鍋爐負荷波動時有良好的適應(yīng)特性。乙方保證脫硫裝置和所有相關(guān)的輔助設(shè)備的負荷適應(yīng)范圍和響應(yīng)速度與現(xiàn)有鍋爐相一致，即負荷變化范圍為70%BECR～150%BMCR時，響應(yīng)速度大于5%/min。改造后的裝置滿足如下運行特性：全套煙氣脫硫裝置包括輔助設(shè)施適應(yīng)鍋爐在最小和最大負荷范圍〔70%BECR～150%BMCR〕的任何負荷點運行。裝置在沒有大量的和非常規(guī)的操作或準備的情況下，能通過冷或熱起動程序投入運行；特別是在鍋爐運行時，裝置和所有輔助設(shè)備能投入運行而對鍋爐負荷和鍋爐運行方式不會有任何干擾。而且裝置能夠在煙氣污染物濃度為最小值和最大值之間任何點運行，并確保裝置的排放指標不超出保證值。裝置故障及退出運行不會影響發(fā)電機組的正常運行，整個系統(tǒng)的控制功能由乙方提供的FGD-PLC實現(xiàn)。FGD裝置及其輔助設(shè)備的運行和監(jiān)控在FGD控制室實現(xiàn)完全自動化。如果某臺設(shè)備出現(xiàn)故障〔例如水泵等〕，備用設(shè)備應(yīng)自動投入運行，且不會影響裝置的運行。因此對整個裝置的運行是很重要和必需的設(shè)備，乙方應(yīng)提供備用設(shè)備。在裝置停運期間，各個需要沖洗和排水的設(shè)備和系統(tǒng)〔如石灰和脫硫液系統(tǒng)的泵、管道、箱罐等〕無需做過多的或非常規(guī)的準備和操作即可實現(xiàn)沖洗和排水。在短期停運或事故中斷期間，主要設(shè)備和系統(tǒng)的排水和沖洗均能通過中心控制室的遠方操作實現(xiàn)，包括石灰脫硫液或脫硫渣管道和其他所有與石灰或脫硫渣接觸的設(shè)備。對于容易損耗、磨損或出現(xiàn)故障并因此影響裝置運行性能的設(shè)備〔例如吸收塔噴嘴、泵等〕，設(shè)有備用件，同時亦設(shè)計成易于更換、檢修和維護。乙方對自動運行方式需要的全部閥門配置氣動執(zhí)行器。煙道和箱罐等設(shè)備配備足夠數(shù)量的人孔門，且容易開/關(guān)。所有的人孔門附近均設(shè)有維護平臺。所有設(shè)備和管道，包括煙道、膨脹節(jié)等在設(shè)計的時候應(yīng)考慮設(shè)備和管道發(fā)生故障時能承受最大的溫度熱應(yīng)力和機械應(yīng)力。所有設(shè)備和管道，包括煙道的設(shè)計應(yīng)考慮最差運行條件〔壓力、溫度、流量、污染物含量〕及事故情況下的安全裕量。乙方在設(shè)計中所選用的材料保證適應(yīng)實際運行條件，包括考慮適當?shù)母g余量，特別是使用兩種不同鋼材連接時采取適當?shù)拇胧Ｒ曳皆诓贾盟性O(shè)備與管道的時候應(yīng)充分考慮系統(tǒng)功能的實現(xiàn)和運行工作的方便。2.6.1FGD改造后的FGD工藝系統(tǒng)主要由脫硫劑制備系統(tǒng)、煙氣系統(tǒng)、SO2吸收系統(tǒng)、脫硫液循環(huán)系統(tǒng)、脫硫渣脫水系統(tǒng)等組成。工藝系統(tǒng)改造設(shè)計原那么包括：新脫硫工藝采用FGD石灰石石膏法煙氣脫硫工藝，乙方保證煙氣脫硫工藝是成熟和先進的。本脫硫裝置規(guī)模為一爐1塔。3臺脫硫設(shè)備公用1整套脫硫工藝裝置。處理3臺220t/hBMCR工況下100%的煙氣量〔單臺：750000m3/h〕，其中瞬時能滿足BMCR工況下150%的煙氣量。吸收塔脫硫率按≥99%設(shè)計。脫硫系統(tǒng)自成體系，脫硫系統(tǒng)設(shè)置100%煙氣旁路，脫硫裝置在任何情況下均不會影響發(fā)電機組的安全運行。脫硫系統(tǒng)不設(shè)置獨立的脫硫增壓風機，如果原風機還有8000Pa的風壓余量〔含布袋除塵器系統(tǒng)〕，那么對原引風機不做新動，在脫硫系統(tǒng)正常運行或事故狀態(tài)時均不會影響發(fā)電系統(tǒng)本身的運行。脫硫裝置在盡量少新動或折遷地面管道和地下設(shè)施的前提下，因地制宜，合理布局，盡可能減少改建脫硫裝置的占地面積。公共設(shè)施包括：脫硫劑制備系統(tǒng)、脫硫液循環(huán)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、渣處理系統(tǒng)。脫硫劑采用外購石灰粉。為了最大限度的減少工藝水的消耗量，乙方在設(shè)計中充分考慮了工藝水的循環(huán)利用。真空皮帶過濾機的濾液和沖洗水聚集至沉淀池再利用，使工藝水的補給量最小。脫硫設(shè)備按發(fā)電機組實際年平均運行時間7200小時考慮。改造后的FGD系統(tǒng)的可用率≥95%。FGD裝置設(shè)計壽命不小于30年。2.6.21)煙氣流程鍋爐煙氣從布袋除塵器出來后，通過新造后的二氧化硫吸收系統(tǒng)進入引風機，到煙囪排出。在脫硫系統(tǒng)中，煙氣先經(jīng)過入口處急冷噴淋的降溫，然后進入吸收塔，在塔內(nèi)完成脫硫洗滌，干凈煙氣由塔內(nèi)除霧器除霧脫水，最后由引風機出來的熱空氣混合提高排煙溫度后通過煙囪排空。由于采用布袋除塵器后的煙氣脫硫，所以對現(xiàn)有布袋除塵器的運行狀態(tài)不會產(chǎn)生任何影響。不會新變布袋除塵器干灰的質(zhì)量，不會對布袋除塵器產(chǎn)生任何腐蝕。脫硫液流程脫硫液〔鈉鹽〕在吸收塔內(nèi)與二氧化硫充分接觸、反響后，由在塔底流入循環(huán)再生池；經(jīng)過反響池，與石灰脫硫液進展再生反響。反響后進入沉淀池，清液返回脫硫液緩沖池，在緩沖池中補充一定量的鈉堿液，然后用回流泵泵送至吸收塔的一級一級噴淋從而與煙氣接觸；使脫硫液形成循環(huán)。脫硫副產(chǎn)物后處理流程脫硫液在反響池再生后，鈣離子得到再生，二氧化硫以半水亞硫酸鈣的形式在沉淀池內(nèi)沉淀下來，上清液回流到脫硫液流程中循環(huán)使用。脫硫渣經(jīng)過脫水機進一步脫水，皮帶上的物料層厚度為一定值以確保脫水性能，過濾層通過脫硫渣沖洗水及下面的真空來沖洗和脫水，使最后產(chǎn)物的含固率到達75%。2.6.3技術(shù)要求3臺220t/h鍋爐用1套公共系統(tǒng),能瞬時滿足1.15倍鍋爐氣量共用1套工藝系統(tǒng)的特殊情況。脫硫清液通過循環(huán)泵從緩沖池送至塔內(nèi)噴嘴，噴霧液滴與煙氣接觸發(fā)生化學反響吸收煙氣中的SO2，脫硫液再生泵將脫硫液從吸收塔送到脫硫液循環(huán)系統(tǒng)。脫硫后的煙氣夾帶的液滴在吸收塔出口的除霧器中收集，使凈煙氣的液滴含量不超過保證值85mg/m3。吸收塔和整個脫硫液循環(huán)系統(tǒng)進展了優(yōu)化設(shè)計，保證脫硫效率及其他各項技術(shù)指標到達合同要求。SO2吸收系統(tǒng)包括吸收塔、吸收塔循環(huán)泵、脫硫液再生泵、除霧器、沖洗、事故噴淋等幾個局部，還包括輔助的放空、排空設(shè)施。所有設(shè)備的噪音符合生產(chǎn)環(huán)境的要求。2.6.4吸收塔2.6.4.1設(shè)計建造3套石灰石石膏法濕式脫硫吸收塔，采用四層噴淋、三層除霧的形式。包括噴嘴及所有內(nèi)部構(gòu)件、除霧器、塔體防腐涂料及外緊固件等。塔內(nèi)防腐及外部鋼構(gòu)造〔如平臺扶梯等〕的施工也在原除塵器上完成。新造后使得吸收塔內(nèi)所有部件能承受最高入口煙氣溫度的沖擊，高溫煙氣不會對任何系統(tǒng)和設(shè)備造成損害。新造后的吸收塔底面設(shè)計能保證完全排空脫硫液，吸收塔內(nèi)配有足夠的噴咀。塔的整體設(shè)計應(yīng)方便塔內(nèi)部件的檢修和維護，吸收塔內(nèi)部的導(dǎo)流板、噴淋系統(tǒng)和支撐等盡可能不堆積污物和結(jié)垢，并且設(shè)有通道以便于清潔。吸收塔煙道入口段能防止煙氣、液體倒流和固體物堆積。2.6.改建吸收塔3座，詳細規(guī)格見下表。為確保塔體滲漏、耐磨的需要，塔體采用了一種特殊涂料。吸收塔外形尺寸及設(shè)計參數(shù)工程220t/h燃煤鍋爐吸收塔內(nèi)徑與原塔尺寸一樣塔體高度與原塔尺寸一樣塔內(nèi)液氣比＜4.5L/Nm3全塔壓降＜1200Pa吸收塔脫硫效率≥99%吸收塔內(nèi)噴淋層4層除霧器層3層在吸收塔進口處設(shè)置急冷段，急冷段設(shè)置霧化噴嘴，利用噴淋裝置進展急冷降溫和預(yù)脫硫除塵除酸作用，噴嘴采用特殊霧化噴嘴。在吸收塔中部裝有三層旋流霧化噴頭，吸收液由噴頭內(nèi)噴出，并霧化成微滴，與由下而上逆流而來的煙氣進展充分的氣液接觸。保證吸收塔脫硫率到達95%以上。吸收塔文丘里棒的獨特構(gòu)造，具有液氣接觸面積大、液滴的一次霧化及吸收的特點，使得整個系統(tǒng)的吸收效率大大增加。2.螺旋噴嘴是眾多噴嘴中最具特色的一種。液體通過與連續(xù)變小的螺旋線體相切和碰撞后，變成小液滴噴出，并且噴嘴腔體內(nèi)從進口至出口的暢通的通道設(shè)計最大程度的減少了阻塞現(xiàn)象的發(fā)生。螺旋噴嘴的主要使用特點如下：1〕、使用效率高。在4公斤使用壓力下，單個噴嘴的流量可以到達2.5噸/小時。2〕、霧化效果好。3〕、防堵塞。4〕、噴霧速度高。5〕、物理尺寸小，構(gòu)造緊湊。在噴淋段上部，安裝塔內(nèi)件清洗裝置和組合除霧裝置等，塔內(nèi)設(shè)有溫度監(jiān)控儀，塔體壓降監(jiān)測儀，塔體上設(shè)有檢修人孔，操作平臺等附屬設(shè)施。2.6.4吸收塔內(nèi)設(shè)有塔內(nèi)噴淋系統(tǒng)。吸收塔內(nèi)部噴淋系統(tǒng)由分配管網(wǎng)和噴嘴組成。改造后的噴淋系統(tǒng)的設(shè)計能夠合理分布要求的噴淋量，使煙氣流向均勻，并確保石灰脫硫液與煙氣充分接觸和反響。噴淋層上安裝120°實心錐型螺旋噴嘴，噴嘴采用低壓噴嘴，采用螺紋與管道連接。脫硫液噴淋分配管采用FRP。所有噴嘴能防止快速磨損、結(jié)垢和堵塞，噴嘴材料采用碳化硅或相當?shù)牟牧现谱鳌娮炫c管道的設(shè)計特別考慮到便于檢修，沖洗和更換。2.6.4除霧器安裝在吸收塔上部，用以別離凈煙氣夾帶的霧滴。除霧器的設(shè)計保證具有較高的可利用性和良好的去除液滴效果。除霧器系統(tǒng)的設(shè)計特別注意到FGD裝置入口的飛灰濃度的影響。該系統(tǒng)還包括去除除霧器沉積物的沖洗和排水系統(tǒng)，運行時根據(jù)給定或可變化的程序，既可進展自動沖洗，也可進展人工沖洗。乙方根據(jù)以往工程經(jīng)歷在吸收塔除霧器上部增加設(shè)置一層沖洗噴嘴，該層噴嘴可以提供在異常情況或檢修時對除霧器進展人工沖洗，以確保除霧器的高可靠性。除霧器沖洗系統(tǒng)能夠?qū)ΤF器進展全面沖洗，不存在任何未沖洗到的外表。沖洗水的壓力通過FGD-PLC進展監(jiān)視和控制，沖洗水母管的布置能使每個噴嘴基本運行在平均水壓。除霧器沖洗用水為FGD工藝水，由單獨設(shè)置的除霧器沖洗水泵提供。2.6.4.6吸收塔脫硫液循環(huán)泵〔增加吸收塔循環(huán)泵滿足如下特殊要求：吸收塔循環(huán)泵將緩沖池內(nèi)的吸收劑脫硫液循環(huán)送至噴嘴，循環(huán)泵按照單元制設(shè)置。循環(huán)泵為離心泵，葉輪為鋼制外襯橡膠。循環(huán)泵配有油位指示器、機械密封、聯(lián)軸器罩設(shè)備。循環(huán)泵設(shè)計便于拆換和維修。增加循環(huán)水泵3臺〔循環(huán)水量為380m3/h，揚程58米〕，增加了液氣比，增大了噴咀的壓力，提高了覆蓋面積，從而提高脫硫效率，確保脫硫效率可達95%以上。2.6.5脫硫液循環(huán)系統(tǒng)本工程中三脫硫塔共用一套脫硫液循環(huán)系統(tǒng)。將原有脫硫液循環(huán)系統(tǒng)改建為：反響池、沉淀池、脫硫液緩沖池、再生泵、回流泵、緩沖泵、鈉堿加藥泵、石灰漿液泵及管道、閥門和流量計等。整個脫硫液循環(huán)系統(tǒng)充分利用水池的位差，利用水力學原理，使系統(tǒng)的能耗最省。系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動設(shè)備為循環(huán)泵，其他皆為靜設(shè)備，所以系統(tǒng)的維護相當簡單。脫硫液循環(huán)系統(tǒng)漿液管道能防止磨損和腐蝕，防止?jié){液沉淀的形成。漿液管道流速為1~4m/s。漿液管配備自動沖洗和排水系統(tǒng)。在裝置關(guān)閉和停運期間，對漿液管道系統(tǒng)的各個設(shè)施進展排放和沖洗。甚至在短期停運時，也進展必要的排放和沖洗，且由FGD控制室遠方控制完成。輸送漿液管道的布置盡可能短，盡量減少彎頭數(shù)量，以防止?jié){液在管道中沉淀。為了強化反響的強度，在反響池內(nèi)設(shè)有機械攪拌器。2.6.6脫硫渣綜合處理與利用本工程產(chǎn)生的脫硫產(chǎn)物，有暢通的送出設(shè)計。沉淀池底的濃漿用脫硫渣泵送至灰渣處理系統(tǒng)〔板框壓濾機處理〕。2.7供貨范圍供貨內(nèi)容至少包括但不限于如下所述〔見附件〕。三、SNCR煙氣脫硝系統(tǒng)總體設(shè)計方案3.1總論3.1.1前言為便于3×50MW機組工程煙氣脫硝裝置的安裝、調(diào)試與運行維護等工作，確保脫硝裝置的性能到達合同技術(shù)標準和設(shè)計文件的要求，特編制本工程煙氣脫硝裝置設(shè)計說明書。本工程煙氣脫硝裝置的設(shè)計、設(shè)備供貨、調(diào)試及驗收督導(dǎo)由江蘇亁峰順馳電力設(shè)備負責。江蘇亁峰順馳電力設(shè)備保證提供全新的并有成功業(yè)績和高效可靠的燃煤電廠煙氣脫硝產(chǎn)品，同時滿足我國有關(guān)安全、環(huán)保等法規(guī)、標準的要求。本工程煙氣脫硝裝置配蒸發(fā)量為220t/h的高溫高壓機組燃煤鍋爐，脫硝裝置采用非選擇性催化復(fù)原〔SelectiveNon-CatalyticReduction，簡稱：SNCR〕法全煙氣脫硝；脫硝裝置反響器布置于鍋爐內(nèi)部。脫硝裝置采用氨作為復(fù)原劑，其制備和供應(yīng)采用液氨供應(yīng)系統(tǒng)。在現(xiàn)階段設(shè)計煤種及校核煤種、鍋爐最大工況(BMCR)、處理100%煙氣量條件下脫硝效率不小于80%實施，脫硝裝置構(gòu)造及相關(guān)系統(tǒng)按脫硝效率不小于85%規(guī)劃設(shè)計，在80%和85%脫硝效率兩種工況下均進展低氮燃燒系統(tǒng)改造。機組工程煙氣脫硝裝置設(shè)計的基本信息，脫硝裝置的安裝、調(diào)試與運行維護管理需按照本工程的相關(guān)設(shè)計圖紙、各設(shè)備運行維護操作手冊及其它相關(guān)要求執(zhí)行，未盡事宜尚需遵照國家和電力行業(yè)相關(guān)標準、標準和規(guī)程的要求執(zhí)行。3.1.3標準標準設(shè)計符合相關(guān)的中國法律及標準、以及最新版的ISO和IEC標準。與安全、環(huán)保、安康、消防等相關(guān)的事項嚴格執(zhí)行中國國家及地方有關(guān)法規(guī)、標準。設(shè)計符合德國魯奇能源環(huán)保脫硝技術(shù)標準要求和DBC企業(yè)標準。3.1.4設(shè)計供貨范圍與分工設(shè)計與供貨范圍亁峰順馳負責脫硝系統(tǒng)的全部基本設(shè)計和局部詳細設(shè)計，消防、暖通的詳細設(shè)計不在我公司范圍內(nèi)，由我公司提出要求，業(yè)主方自理。采用我公司與西安航天動力研究所自主研發(fā)的具有國際領(lǐng)先水平的SNCR噴射技術(shù)，該技術(shù)通過先進的數(shù)值計算分析與實驗室試驗相結(jié)合。對循環(huán)流化床鍋爐進展全數(shù)值模擬，得到不同運行工況條件下的NOx濃度，速度場及溫度場的分布規(guī)律。利用現(xiàn)有的試驗系統(tǒng)，將對噴射系統(tǒng)的霧化特性進展全方位的分析，合理選取最優(yōu)性能的噴射系統(tǒng)，可在較低的氨氮比條件下實現(xiàn)較高的脫硝效率，在保證氨逃逸的根基上系統(tǒng)脫硝效率可達80%，降低了SNCR系統(tǒng)運行過程中的噴氨量。利用自主開發(fā)的循環(huán)流化床鍋爐熱過程數(shù)值分析軟件、分析鍋爐內(nèi)及旋風別離器內(nèi)速度場的分布規(guī)律，得到適合于不同工況條件下的SNCR噴射溫度窗口區(qū)域，速度場分布規(guī)律，設(shè)計噴槍的布置位置；根據(jù)數(shù)值分析計算出的NOx分布規(guī)律，結(jié)合實際現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)，布置SNCR噴槍數(shù)量。本改造工程設(shè)計氨水為復(fù)原劑的SNCR系統(tǒng)。從液氨儲罐來的液氨被送入稀氨器配制成5%-20%濃度左右的稀氨水，然后被氨水輸送泵送入氨水儲罐中，使用時，氨水供應(yīng)泵將氨水儲罐中的氨水加壓后通過墻式噴射器與長槍噴射器將其噴入到爐膛中，經(jīng)爐膛中爐膛高溫煙氣作用，分解出氨氣，參與NOx的復(fù)原反響。循環(huán)泵模塊由兩個泵并聯(lián)組成，兩個泵可供應(yīng)循環(huán)流化床鍋爐滿負荷所需的氨水供應(yīng)量，兩臺循環(huán)泵互為備用。泵入口通過吸入管線和氨水罐連接，出口通過三通連接通往爐內(nèi)的氨水水供應(yīng)管線和回流管線。回流管和吸入管在泵和儲罐之間建設(shè)一個回路，氨水水注射管線在三通下游設(shè)置一個氣動開關(guān)球閥控制氨水向爐內(nèi)的供應(yīng)和切斷。運行時，氨水泵為定負荷運行，通過設(shè)定氨水回流的量來確定噴氨量。稀釋水加壓泵及其控制系統(tǒng)所含設(shè)備與氨水一樣。整個氨水供應(yīng)系統(tǒng)運行時，壓力的平衡點在總管的三通處，回流管流量變化通過回流管線上的調(diào)壓閥調(diào)節(jié)。SNCR系統(tǒng)設(shè)有一個流量計量模塊，包括一個布置在開關(guān)閥和流量調(diào)節(jié)閥之間的流量計構(gòu)成。計量模塊管線上設(shè)置現(xiàn)場壓力表和壓力開關(guān)，壓力開關(guān)的壓力信號送往DCS系統(tǒng)，作為氨水量的反響信號。裝設(shè)在爐內(nèi)出口的NOx測量信號送到DCS系統(tǒng)，經(jīng)過特定算法，通過DCS向調(diào)節(jié)閥發(fā)送指令信號。氨水水在計量管線后有一個氨水流量分配模塊，在氨水流量分配模塊中，每支噴槍前都設(shè)置了差壓流量計，用于監(jiān)視每支噴槍的了氨水流量。通過差壓流量計后的閥門開度調(diào)節(jié)，而實現(xiàn)每支噴槍之間流量的均勻分配。噴槍在爐外設(shè)置兩路接口，一路為氨水，一路接霧化空氣。霧化空氣在噴槍前的壓力通過空氣總管的調(diào)壓閥實現(xiàn)，槍前壓力為4~6Bar，以滿足最正確的霧化效果。系統(tǒng)中氨管線以及閥門全部采用耐腐蝕的304SS不銹鋼材質(zhì)。氨水儲罐為不銹鋼，保證對氨水的耐腐蝕性要求。噴射器是噴霧系統(tǒng)的核心也是整個SNCR〔噴氨〕系統(tǒng)的關(guān)鍵部件。噴射器在旋風別離器入口的兩側(cè)壁上各布置2根噴槍,以保證整入口霧場的均勻分布。整個噴霧系統(tǒng)都有自反響和自動調(diào)節(jié)功能，通過在線監(jiān)測出口〔或煙囪出口〕NOx排放值，利用反響系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)和控制氨水噴射量，在保證脫硝效率前提下減少系統(tǒng)運行成本。噴射器能適應(yīng)不同的稀氨水的流量，在流量變化幅度較大時也能保持優(yōu)良的霧化效果。噴槍自帶氣動推進器，在緊急情況下可以自動退出爐內(nèi)，確保噴槍的安全性，提高系統(tǒng)整體可靠性和使用壽命。為配合完成煙氣脫硝裝置技術(shù)工作，以下設(shè)計工作由其他有關(guān)單位完成：脫硝裝置氨供應(yīng)系統(tǒng)，脫硝工程中SNCR裝置本體支撐鋼架根基，脫硝氨站區(qū)域設(shè)備根基、建〔構(gòu)〕筑物詳細設(shè)計〔施工圖設(shè)計〕,脫硝工程中供水、供電、供氣〔汽〕等至各設(shè)計分界。3.2設(shè)計條件3.2.1主廠房設(shè)備布置本期裝設(shè)50MW燃煤汽輪發(fā)電機組，鍋爐為高溫高壓循環(huán)流化床爐，單爐膛、一次再熱、平衡通風、露天布置、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊構(gòu)造Π型鍋爐。本工程發(fā)電機組同步建設(shè)鍋爐煙氣脫硝裝置，位于鍋爐尾部，呈露天布置，由江蘇亁峰順馳電力設(shè)備設(shè)計和成套供貨。3.2.2環(huán)境條件多年平均大氣壓力 1008.1hPa多年平均大氣溫度 16.9多年平均相對濕度 81%多年最熱月平均氣溫 28.9多年最冷月平均氣溫 4.6歷年極端最高氣溫 39.0歷年極端最低氣溫 -12.0多年平均降水量 1400.6最大一日降水量(24h) 143.9多年最大積雪深度 0.27最大凍土深度 0.05m最冷季主導(dǎo)風向 NNW風最熱季主導(dǎo)風向 NW風3.2.3煤質(zhì)、灰份和點火油資料煤質(zhì)分析資料表2-1煤質(zhì)分析項目符號單位設(shè)計煤種校核煤種元素分析收到基碳Car%60.0955.4收到基氫Har%2.941.89收到基氧Oar%3.592.53收到基氮Nar%1.340.95收到基全硫St,ar%2.632.88收到基鉛Pbμg/g7收到基鎳Niμg/g10收到基鋅Znμg/g3收到基鉻Crμg/g16收到基砷Asμg/g6收到基氯CL%0.0100.3355收到基氟F%0.00540.2558工業(yè)分析收到基灰份Aar%23.6329.75收到基水份Mt%7.788.6空氣枯燥基水份Mad%1.371.65枯燥無灰基固定碳Cdaf%枯燥無灰基揮發(fā)份Vdaf%15.0011.0可磨系數(shù)HGI—6161KVT1—沖刷磨損指數(shù)Ke—1.182.0綜合著火指數(shù)*反響指數(shù)Rw/ri—灰熔點變形溫度DT℃1470＞1500軟化溫度ST℃＞1500＞1500熔化溫度FT℃＞1500＞1500三氧化二鋁Al2O3%33.7535.41三氧化二鐵Fe2O3%2.744.64氧化鈣CaO%4.016.10氧化鎂MgO%0.911.96氧化鉀K2O%0.591.12氧化鈉Na2O%0.380.44三氧化硫SO3%3.913.05二氧化錳MnO2%五氧化二磷P2O5%0.16五氧化二釩V2O5μg/g281五氧化二砷As2O3μg/g<1二氧化鈦TiO2%1.030.21灰比電阻20℃R20Ω·cm12.5℃R80Ω·cm6.0×10108.65×1010100℃R100Ω·cm5.70×10118.69×1011120℃R120Ω·cm8.2×10115.6×1011150℃R150Ω·cm3.05×10117.65×1011180℃R180Ω·cm1.60×10117.11×1011燃油本期鍋爐點火及助燃油為0號輕柴油，油質(zhì)的特性數(shù)據(jù)見下表2—2。表2-2油質(zhì)的特性數(shù)據(jù)表項目單位平均粘度°E1.2～1.67含硫量S%0.23機械雜質(zhì)無低位發(fā)熱量kJ/kg41031～41870水份痕跡閉口閃點℃≥65凝固點℃0比重Kg/m0.8173.2.4脫硝系統(tǒng)入口參數(shù)項目單位數(shù)據(jù)設(shè)計煤種校核煤種煙塵濃度g/Nm325.9636.81NOX(以NO2計)mg/Nm3400400Cl(HCl)mg/Nm3F(HF)mg/Nm33.2.5純氨資料脫硝系統(tǒng)用的反響劑為純氨，其品質(zhì)符合國家標準GB536—88?液體無水氨?技術(shù)指標的要求，如下表：表2-5液氨品質(zhì)參數(shù)指標名稱單位合格品備注氨含量%99.0殘留物含量%0.4重量法水分%—油含量Mg/kg—重量法紅外光譜法鐵含量Mg/kg—密度kg/L25℃沸點℃標準大氣壓3.3脫硝裝置性能NOX脫除率、氨的逃逸率、SO2/SO3轉(zhuǎn)化率在設(shè)計煤條件下，對NOX脫除率、氨的逃逸率、SO2/SO3轉(zhuǎn)化率同時進展考核：脫硝裝置在性能考核試驗時的NOX脫除率不小于80％，脫硝裝置出口NOX含量不大于100(氨的逃逸率不大于5ppm，SO2/SO3轉(zhuǎn)化率小于0.9%。〔含氧量6％〕1)鍋爐45%BMCR—100%BMCR負荷。2)煙氣中NOX含量：400mg/Nm3，〔干基，含氧量6％〕。3)脫硝系統(tǒng)入口煙氣含塵量不大于24.05g/Nm脫硝裝置可用率在質(zhì)保期內(nèi)，脫硝整套裝置的可用率在最終驗收前不低于98%，在燃用校核煤種時，保證脫硝裝置安全運行。系統(tǒng)連續(xù)運行溫度在滿足NOX脫除率、氨的逃逸率及SO2/SO3轉(zhuǎn)化率的性能保證條件下，保證SNCR系統(tǒng)具有正常運行能力。最低連續(xù)運行煙溫850℃。最高連續(xù)運行煙溫1150℃。氨耗量在100%BMCR至45%BMCR負荷，且原煙氣中NOX含量為400mg/Nm3時〔干基，含氧量6％〕，保證系統(tǒng)氨耗量。BMCR工況，80%脫硝效率條件下，三臺機組最大氨耗量不超過573kg/h。此消耗值為性能考核期間48小時的平均值。其它消耗保證在100％BMCR工況，含塵量24.05g/Nm31)吹堵的單位時間內(nèi)的蒸汽耗量1.5t/h。2)每次吹掃期間的蒸汽耗用總量4.2t。3.4工藝設(shè)計系統(tǒng)模塊功能描述本SNCR脫硝工藝系統(tǒng)由以下幾個模塊組成：〔1〕氨水制備及儲存模塊該脫硝裝置經(jīng)過液氨稀釋后的氨水作為復(fù)原劑，氨水從氨水槽車經(jīng)氨水卸載泵送至氨水儲存罐，然后經(jīng)循環(huán)系統(tǒng)送至鍋爐區(qū)域的計量模塊。(2)氨水溶液卸載、存儲和循環(huán)設(shè)備氨水溶解制備系統(tǒng)主要設(shè)備有氨水卸載泵，即時及累計計量裝置等組成。氨水溶液循環(huán)系統(tǒng)主要設(shè)備包括兩臺多級離心泵〔一運一備〕，過濾器、用于遠程控制和監(jiān)測循環(huán)系統(tǒng)的壓力、溫度、流量以及濃度的儀表等。另外還設(shè)有一套背壓控制閥，背壓控制回路用于調(diào)節(jié)供料泵為計量裝置供應(yīng)尿素所需的穩(wěn)定流量和壓力。循環(huán)管路系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置保溫，減少溫降。當氨水循環(huán)泵停頓運行后，要求對整個管路系統(tǒng)進展沖洗。同時，氨水儲罐預(yù)留有氨水溶液接口。在儲罐上方安裝氨氣在線檢測及報警裝置，并可將檢測報警信號傳輸至DCS。當檢測到的氨氣濃度超過設(shè)定值時，將自動開啟罐區(qū)噴淋系統(tǒng)，降低儲罐溫度并可吸收空氣中的氨氣?！?〕氨水計量分配模塊噴射區(qū)計量模塊式一級模塊，用于準確計量和獨立控制到循環(huán)流化床鍋爐每個噴射區(qū)的反響劑濃度。該模塊采用獨立的化學劑流量控制，通過區(qū)域壓力控制閥與就地PLC控制器的結(jié)合，為復(fù)雜的應(yīng)用情況提供所需的高水平的控制。該模塊連接燃燒控制系統(tǒng)、NOx和氧監(jiān)視器的控制信號，自動調(diào)節(jié)反響劑流量，對NOx水平、鍋爐負荷、燃料或燃燒方式的變化做出響應(yīng)，翻開或關(guān)閉噴射區(qū)或控制其質(zhì)量流量。每一個區(qū)子模塊可相互獨立地運行和控制，該特性允許隔離每個子模塊進展維修且不會嚴重影響工藝性能或總體的NOx復(fù)原效果。噴射區(qū)計量模塊是一級模塊，根據(jù)鍋爐負荷、燃料、燃燒方式、NOx水平、脫硝效率的參數(shù)的變化，自動調(diào)節(jié)每個噴射區(qū)的復(fù)原劑流量?！?〕氨水噴射模塊每一個噴射組件都具有適宜的尺寸和特性，保證到達必須的NOx減排所需的流量和壓力。設(shè)計能適應(yīng)循環(huán)流化床鍋爐不同工況的連續(xù)安全運行。噴射器是噴霧系統(tǒng)的核心也是整個SNCR〔噴氨〕系統(tǒng)的關(guān)鍵部件。本工程鍋爐的旋風筒共布置了2-4支氨水噴射器(看完鍋爐圖紙計算核實后確定)，旋風筒側(cè)壁對稱布置。整個噴霧系統(tǒng)都有自反響和自動調(diào)節(jié)功能，通過在線監(jiān)測煙囪出口NOx排放值，利用反響系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)和控制氨水噴射量，在保證脫硝效率前提下減少系統(tǒng)運行成本。噴射器能適應(yīng)不同的稀氨水的流量，在流量變化幅度較大時也能保持優(yōu)良的霧化效果，同時防止過量噴氨造成的二次污染。噴槍自帶電動推進器，在緊急情況下可以自動退出爐內(nèi)，確保噴槍的安全性，提高系統(tǒng)整體可靠性和使用壽命?！?〕霧化空氣供應(yīng)及計量分配模塊本裝置的霧化空氣由廠用壓縮空氣供應(yīng)，可滿足噴槍入口空氣壓力0.3~0.7MPa的要求，廠用壓縮空氣先進入空氣緩沖罐再通過空氣計量分配模塊進入噴槍，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠運行。壓縮空氣總管上的在線流量計對來自廠用氣的氣體進展流量和壓力的測量，將流量信號傳至DCS，實現(xiàn)對霧化空氣總流量的實時監(jiān)控?？偣芤约案鱾€支路上的壓力表可以監(jiān)測空氣管路是否暢通，確保霧化空氣進入噴槍?！?〕控制模塊本脫硝工程采用DCS控制系統(tǒng)，根據(jù)對爐內(nèi)內(nèi)煙氣負荷及排放煙氣中NOx、氨氣的在線監(jiān)測情況，自動控制調(diào)節(jié)噴射的氨水流量以及壓縮空氣量，使脫硝系統(tǒng)能夠根據(jù)負荷變化自動調(diào)節(jié)工藝參數(shù)，以實現(xiàn)脫硝系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，并保證脫硝效率。整個脫硝系統(tǒng)采用DCS控制系統(tǒng)，并通過操作員在控制室內(nèi)可對脫硝系統(tǒng)設(shè)備進展控制和監(jiān)測，通過系統(tǒng)配置的各項分析和測量儀表。系統(tǒng)可實現(xiàn)遠程自動以及就地手動控制，泵可實現(xiàn)就地啟動、停頓、緊急停頓操作。3.5噴槍流量及布置的設(shè)計3.復(fù)原劑消耗量計算V0=100000Nm3/h，NOX含量XNOX=250mg/Nm3@6%O2左右。設(shè)計采用SNCR技術(shù)進展煙氣脫硝，脫硝率η＝60%，脫硝劑采用氨水，設(shè)計基準態(tài)下氨的逃逸率γ=7.6mg/Nm3。采用氨水復(fù)原煙氣中NOx，主要發(fā)生的反響方程式如下：4NO+4NH3→4N2+6H2O〔1〕2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O〔2〕由于鍋爐煙氣中NO約占NOx總量的95%，N2O含量很小，計算中忽略不計。標準狀態(tài)下含氧量為6%時的干煙氣中NOx的濃度計算C6%O2=CNOx*(21?6)/(21?CO2)式中：C6%O2為煙氣中NOx濃度，mg/Nm3；CNOx為煙氣中NOx濃度，mg/Nm3(標準狀態(tài)，實際含氧量下的干煙氣)；CO2為實際干煙氣中氧氣的體積分率，％；21為空氣中氧氣的體積分率，％；CNO=CNOx/2.05*0.95*1.3CNO2=CNOx*0.05式中：CNOx、CNO、CNO2為煙氣中NOx、NO、NO2濃度，mg/Nm3(標準狀態(tài)，實際含氧量下的干煙氣)；0.95、0.05－NO、NO2在爐膛出口煙氣中占NOx的體積比例；1.34－NO的體積分率(ppm)轉(zhuǎn)化為質(zhì)量濃度(mg/Nm3)的系數(shù)，即NO的分子量30除以氣體摩爾體積22.4；2.05—NO2的體積分率(ppm)轉(zhuǎn)化為質(zhì)量濃度(mg/Nm3)的系數(shù)，即NO2的分子量46除以氣體摩爾體積22.4；氨消耗量計算Wa(VqCNO17/(3010)VqCNO2172/(46106))m式中：Wa為純氨的小時耗量，kg/h；Vq為反響器進口的煙氣流量，Nm3/h(標準狀態(tài)，實際含氧量下的干煙氣)；CNO、CNO2－反響器進口煙氣中NO、NO2濃度，mg/Nm3(標準狀態(tài)，實際含氧量下的干煙氣)；m為氨和SCR進口NOx摩爾比(說明：本文認為m值的物理意義不是氨和SCR進口NOx的摩爾比，而是“考慮實際脫硝效率及氨逃逸后的氨消耗量與100%脫硝效率時理論氨消耗量的比值〞)；17，30，46－NH3，NO，NO2的分子量；考慮實際脫硝效率及氨逃逸后的氨消耗量與100%脫硝效率時理論氨消耗量的比值的計算：mNOX/100/22.4/(CNO/30CNO22/46)式中：ηNOx為脫硝效率，％；γa為氨的逃逸率，ppm(標準狀態(tài)，實際含氧量下的干煙氣)由反響方程式以上反響式可知氨氮比為1，實際上為了提高脫硝效率，通常選用較大的氨氮比。根據(jù)華理設(shè)計院的噴射裝置特點，噴射裝置的氨氮比為1.86,實際那么參與NOx反響的NH3的質(zhì)量流量為〔單臺鍋爐〕：MNH3(MNO*60%+2MNO2*60%)*17*10?3*1.2=12.7kg/h考慮到旋風別離器內(nèi)霧場的均勻性及墻式噴射器的物化質(zhì)量、穿透深度，選用5%的氨水，那么氨水的用量為〔單臺鍋爐〕：M5%=12.7/0.05=254kg/h那么2臺鍋爐氨水總的用量為：M5%t=508kg/h考慮到旋風別離器內(nèi)霧場的均勻性，在旋風筒進口兩側(cè)壁各布置2個墻式噴射器，單臺旋風別離器共布置4個墻式噴射器。初步設(shè)計噴射器的氣液比為5%,那么噴射的霧化空氣質(zhì)量為〔單臺鍋爐〕：M空氣=0.05×508=25.4kg/h3.5.3脫硝噴槍設(shè)計針對循環(huán)流化床鍋爐旋風別離器內(nèi)顆粒濃度高、流場分布不均勻的特點，設(shè)計出耐腐蝕沖刷的高性能噴射器；為了提高噴霧場在煙氣通道中的覆蓋范圍并增強混合程度，噴槍噴嘴設(shè)計成內(nèi)混式的霧化構(gòu)造，利用空氣和氨水的摻混、建壓來提高噴射速度，在提高霧化效果的同時，擴大噴霧場空間分布范圍。在內(nèi)混式噴嘴中，氣、液射流經(jīng)過強烈的動量和能量交換后形成均勻的泡狀兩相流，氣泡在噴嘴混合室出口處受到限制而擠壓、變形并破裂，對附近的液體進一步形成撕裂、破碎，此外，氣泡在離開噴口后的二次破碎也能有效提高霧化效果，兩相流在離開噴口后最終形成滿足霧化要求的噴霧場。3.5.3.1噴槍設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)噴槍的三個關(guān)鍵技術(shù)點：〔1〕噴嘴的高效霧化特性。〔2〕噴槍的高穿透性及高覆蓋性?！?〕噴槍的長時間運行可靠性。通過前期方案論證，突破上述關(guān)鍵技術(shù)的技術(shù)路線包括：〔1〕在成熟產(chǎn)品的根基上，結(jié)合液流霧化模擬實驗，優(yōu)化改進噴嘴構(gòu)造，合理設(shè)計氣液比，保證噴嘴霧化的液滴直徑分布和射流速度滿足高效脫硝要求；〔2〕通過合理設(shè)計噴霧場構(gòu)造，保證出口動量分布，提高噴槍在煙氣中的穿透能力；結(jié)合工程經(jīng)歷和動力學等模擬，設(shè)計優(yōu)化的噴槍布置構(gòu)造和方式，提高噴霧場的覆蓋范圍，增強與煙氣的混合?！?〕通過雙重防護構(gòu)造來提高噴槍的耐溫性及耐磨性：槍體本身的熱防構(gòu)造，外表噴霧高溫耐磨涂層；碳化硅套管的耐磨防護，噴槍與碳化硅套管間的冷卻吹風，從而保證設(shè)備的長時間運行的可靠性。3.5.3.2脫硝噴嘴構(gòu)造方案(1)霧化原理脫硝噴槍主要依靠脫硝噴嘴來完成霧化及分布，為了提高噴槍在煙氣通道中的霧化特性，脫硝噴嘴設(shè)計成120°扇形或空心錐的內(nèi)混式霧化構(gòu)造，采用空氣輔助霧化的方式提高霧化質(zhì)量，滿足適宜的粒徑空間分布，并到達適宜的穿透深度。內(nèi)混式噴嘴在混合室內(nèi)建壓，氣液混合物在噴嘴出口處受到整流槽限制而擠壓變形，最終被整流成扇形或空心錐噴霧形狀，噴嘴的整流槽還設(shè)有的導(dǎo)流角，一方面有利于氣液混合物的進一步膨脹擴張，另一方面可以限定噴霧的霧化角?！部招腻F〕〔扇形〕脫硝噴槍的噴霧場結(jié)(2)液流霧化實驗根據(jù)技術(shù)要求，選型并加工了噴嘴的模擬試驗件，其中噴嘴及噴頭各設(shè)計多種構(gòu)造，通過液流霧化實驗，準確確定噴嘴的流量系數(shù)和霧化特性，對最終產(chǎn)品噴嘴的優(yōu)化改進提供數(shù)據(jù)支撐。試驗噴嘴及工裝〔空心錐噴霧場〕(扇形噴霧場〕脫硝噴槍的不同噴霧場構(gòu)造的霧化試驗(3)構(gòu)造方案通過模擬實驗數(shù)據(jù)分析，優(yōu)化和改進了脫硝噴嘴，噴嘴的穿透深度和出口速度均能夠滿足技術(shù)要求。為了防止經(jīng)常性拆卸導(dǎo)致螺紋咬死，噴嘴材質(zhì)選用與噴射器不同的材質(zhì)。脫硝噴嘴三維效果及實物3.5.3.3脫硝噴槍構(gòu)造方案槍體構(gòu)造采用套筒型設(shè)計，不同介質(zhì)從尾部的接口處連接，構(gòu)造設(shè)計時考慮與推進裝置的構(gòu)造配合，噴射器各個管道的材料均選用316L合金鋼，外壁進展超音速電弧噴涂耐磨合金，提高噴射器的耐磨性。槍體采用尿素水溶液走內(nèi)側(cè)、壓縮空氣走外側(cè)的方法進展熱防護，同時在噴槍外側(cè)加裝碳化硅套管，碳化硅套管與噴槍之間流動冷卻空氣，總體提高設(shè)備的熱防護和耐磨性。脫硝噴槍構(gòu)造示意圖3.5.3.4傳熱分析脫硝噴槍處于煤粉與空氣燃燒后的煙氣燃燒爐膛中，煙氣溫度Tg800~9500C，煙氣流速約為ug15ms〔按最嚴格工況計算〕，煙氣壓力約為pg1atm。燃燒爐內(nèi)煙氣中的二氧化碳的體積占20%，水蒸氣體積占6%；噴射器材料為316L不銹鋼，噴射器采用水冷。燒槍承受的熱流有燃氣的輻射熱流qr、對流熱流qcv。噴槍傳熱環(huán)境燃氣輻射熱流qr計算qr依據(jù)CO2占20%，H2O占6%，燃燒室直徑d14m，燃燒室壓力為pg1atm，燃氣溫度為Tg800~9500C，計算得到：qr15458~18623W/m2燃氣對流換熱系數(shù)計算當將燃氣與噴射器看作自然對流時評估其可能性：因為Gr51011，所以煙氣與噴射器之間的換熱方式為非層流換熱，強迫對流換熱，換熱系數(shù)的計算準那么關(guān)系選取燃氣繞流圓柱體的實驗關(guān)聯(lián)式。在分析時為了安全起見，將換熱系數(shù)放大，以提供足夠的冷卻水來冷卻噴射器。冷卻風的換熱系數(shù)計算冷卻風在環(huán)形通道內(nèi)流動，冷卻風的流速取為ul10~15ms，冷卻水的流通面積為Al：熱平衡計算依據(jù)分析模型，對其列寫熱平衡方程，通過聯(lián)立方程組〔1〕和〔2〕得到噴槍冷卻構(gòu)造的熱環(huán)境參數(shù)。噴槍計算結(jié)果對噴槍進展傳熱分析后，得到的熱流及溫度變化曲線見以以下列圖。噴槍熱流沿軸向