目錄

1概述........................................................1

1.1項目背景.................................................1

1.2研究范圍.................................................2

1.3報告編制依據(jù).............................................2

1.4主要編制原則.............................................2

1.5簡要的工作過程...........................................3

2.1廠址條件及自然條件.......................................4

2.2燃料及供水...............................................6

2.3電廠機組狀況.............................................7

2.4廠區(qū)總平面布置........................................11

2.5電廠主要控制方式及控制水平..............................11

2.6除灰渣方式..............................................12

3脫硝工程建設條件............................................13

3.1脫硝還原劑供應..........................................13

3.2脫硝建設場地............................................18

4脫硝工藝方案選擇.............................................19

4.1設計基礎參數(shù)............................................19

4.2幾種脫硝工藝簡介........................................20

4.3脫硝工藝方案選擇........................................23

4.4選擇性催化還原煙氣脫氮法(SCR)......................................................26

5脫硝工程設想................................................30

5.1工藝系統(tǒng)及設備..........................................30

5.2水工與消防..............................................46

5.3電氣系統(tǒng)................................................46

5.4儀表及控制..............................................47

5.5灰輸送系統(tǒng)..............................................49

5.6土建建筑與結(jié)構(gòu)..........................................50

5.7脫硝裝置的總體布置......................................51

5.8主要設備材料清單........................................53

5.9供貨與服務范圍..........................................58

6環(huán)境保護與環(huán)境效益..........................................63

6.1環(huán)境保護標準............................................63

6.2脫硝系統(tǒng)主要排放源及治理措施............................63

6.3脫硝工程的環(huán)境與社會經(jīng)濟效益............................64

7節(jié)約和合理利用能源..........................................66

7.1工藝系統(tǒng)設計中考慮節(jié)能的措施............................66

7.2主輔機設備選擇中考慮節(jié)能的措施..........................66

7.3在材料選擇時考慮節(jié)能的措施..............................66

7.4節(jié)約用水的措施..........................................66

7.5節(jié)約原材料的措施........................................66

8安全與勞動保護..............................................68

8.1安全....................................................68

8.2職業(yè)衛(wèi)生................................................69

9生產(chǎn)管理與人員編制..........................................70

9.1生產(chǎn)管理................................................70

9.2人員編制................................................70

10項目實施及輪廓進度..........................................71

10.1項目實施條件...........................................71

10.2項目實施辦法...........................................72

10.3項目實施過程問題.......................................72

10.4項目實施輪廓進度.......................................72

11投資估算與財務評價..........................................74

11.1投資估算...............................................74

11.2財務評價...................................................76

12主要結(jié)論與建議.............................................80

12.1結(jié)論...................................................80

12.2建議...................................................80

13附件及附圖.................................................80

13.1投資估算附表...........................................81

13.2附圖.......................................................81

1概述

1.1項目背景

沙角C電廠位于廣東省東莞市虎門鎮(zhèn)，為廣東省主力發(fā)電廠之--。

沙角發(fā)電廠C廠總裝機容量為1980MW（3X660MW）,電廠全套發(fā)電設備由國外進I」，

年發(fā)電能力可達130億千瓦時，電廠于1992年正式動工，由GEC-ALSTHOM公司采用交鑰

匙的方式承包興建，1996年6月三臺機組正式移交商業(yè)運行。

沙角C電廠積極履行社會責任，全面推進節(jié)能減排工作，為建設資源節(jié)約型、環(huán)境友

好型社會作出貢獻。2004年建設了工業(yè)廢水“零排放”工程，每年可節(jié)約淡水170萬噸，

減少工業(yè)廢水排放170萬噸。2009年，實施“工業(yè)廢水處理廠中水作為煤場噴淋水源”項

目改造，進一步提高了工業(yè)廢水的利用率。

沙角C電廠采用高效靜電除塵器，除塵效率達99.3%；2006年建設投運了三臺機組煙氣

脫硫工程，脫硫投運率達95%以上，脫硫效率達90%以上，每年可減少二氧化硫排放約4

萬噸，減少煙塵排放約36萬噸，對改善珠三角的大氣環(huán)境質(zhì)量，促進社會可持續(xù)發(fā)展發(fā)揮

了積極的作用。

本次脫硝系統(tǒng)改造項目是擬在電廠3臺機組上進行安裝煙氣脫硝裝置。

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展和環(huán)保法規(guī)的實施和加強，新的火電廠大氣污染物排放標準

更加嚴格。

沙角C電廠處于珠江三角洲地區(qū)，珠江三角洲地區(qū)的污染屬于復合型大氣污染，隨著

煙氣脫硫設備的安裝和運行，二氧化硫的排放量將逐步得到控制，并導致氮氧化物污染問

題凸現(xiàn)出來。近年來我省氮氧化物排放對酸雨形成的貢獻呈上升趨勢，酸雨中硝酸根離子

與硫酸根離子的比值上升趨勢明顯，加強氮氧化物的污染控制已提到了議事日程。國外發(fā)

達國家早已經(jīng)把對NOx的控制放到防治酸雨的首位，紛紛制定嚴格的燃煤電廠NOx排放濃

度標準，我省是一個燃煤大省，隨著電力工業(yè)的持續(xù)發(fā)展，用于發(fā)電的煤量必將逐年增加，

NOx排放量也必將逐年增加，從嚴控制燃煤電廠NOx排放已成為必要。

2008年2月，廣東省環(huán)境保護局轉(zhuǎn)發(fā)省發(fā)展改革委《關(guān)于做好全省火電機組脫硝工程

建設的通知》（粵環(huán)含【2008】166號），通知強調(diào)：“目前已經(jīng)建成投運未安裝脫硝裝置的

省內(nèi)火電機組（不包括計劃關(guān)停的小火電機組）業(yè)主單位應根據(jù)機組運行壽命、場地建設條

件等實際情況，抓緊組織研究脫硝工程建設方案，因地制宜采用合適的脫硝技術(shù)”。

2011年1月13日，廣東省環(huán)保廳《廣東省火電廠降氮脫硝工程實施方案》(粵環(huán)【2011】

3號)文件，進一步明確要求了廣東省火電廠降氮脫硝工程實施方案。

廣東省粵電集團有限公司沙角C電廠在安全生產(chǎn)的同時，充分考慮對社會與公眾的責

任，提出建設綠色環(huán)保電站的目標，公司環(huán)境保護工作的指導思想是：強調(diào)企業(yè)發(fā)展與環(huán)

境的協(xié)調(diào)，在滿足國家環(huán)境保護要求的條件下，結(jié)合公司發(fā)展戰(zhàn)略，積極建設高效環(huán)保型、

節(jié)水型火電機組，努力實現(xiàn)“煙囪不冒煙、廠房不漏汽、廢水不外排、噪聲不擾民、灰渣

再利用”的環(huán)保型電站建設目標。本項目就是在公司環(huán)境保護工作的指導思想下，對3臺機

組實施脫氮，對國內(nèi)火電廠降低氮氧化物排放具有積極的意義。

1.2研究范圍

參照《火力發(fā)電廠可行性研究報告內(nèi)容深度規(guī)定》(DL"5375-2008)的要求，本可行性

研究的范圍主要包括以下內(nèi)容：

脫硝工程的建設條件

煙氣脫硝工藝方案

脫硝工程設想

脫硝還原劑的來源及供應

脫硝工程對環(huán)境的影響

脫硝工程的投資估算及運行成本分析

1.3報告編制依據(jù)

(1)省環(huán)保局《轉(zhuǎn)發(fā)省發(fā)改委〈關(guān)于做好全省火電機組脫硝工程建設的通知〉的通知》

(粵環(huán)函[2008]166號);

(2)省發(fā)改委《關(guān)于做好全省火電機組脫硝工程建設的通知》(粵發(fā)改能[2008]102號);

(3)廣東省環(huán)保廳《廣東省火電廠降氮脫硝工程實施方案》(粵環(huán)【2011】3號)文件。

(4)相關(guān)的參考文件。

1.4主要編制原則

(1)脫硝機組規(guī)模

本工程脫硝機組規(guī)模按3X660MW考慮，安裝3套處理100%煙氣量的脫硝裝置。

(2)煙氣脫硝工藝按選擇性催化還原法(SCR)考慮。

(3)脫硝裝置的設計效率，根據(jù)電廠的實際情況，脫硝系統(tǒng)的設計效率按*0%設計和

90%設計進行比選。

(4)脫硝裝置不設煙氣旁路，為保證建設期間不影響鍋爐機組運行，設臨時旁路。

(5)脫硝還原劑采用外購液氨，尿素作為備選。

(6)盡量避免在脫硝過程中帶來新的環(huán)境污染。

(7)脫硝工程設備采購，按關(guān)鍵設備進U、大部分設備國內(nèi)配套的方式實施。主要設備

將通過招投標擇優(yōu)選用。

(8)脫硝設備年利用小時按6800h考慮。

(9)裝置設計壽命大于25年。

(10)系統(tǒng)可用率N98%。

(11)工程建設模式，暫按業(yè)主單位負責自籌部分資金，政府貼息貸款，對脫硝工程實

現(xiàn)招投標，確定具有成熟經(jīng)驗和實力的國內(nèi)公司承擔工程的基本設計(核心部分設計由國

內(nèi)公司的國外技術(shù)支持方完成)、詳細設計和設備供貨，工程建設(施工、安裝)、調(diào)試、試

運行、消缺等工作由業(yè)主方完成，即按EP+C建設模式考慮。

1.5簡要的工作過程

(1)2010年12月中旬，我院接到沙角C電廠關(guān)于委托開展脫硝工程可行性研究的委托

函。

(2)2011年1月10日，我院各專業(yè)人員對沙角C電廠現(xiàn)場進行了實地考查，并與業(yè)主單

位技術(shù)交流。

(3)2011年2月下旬，我院完成《沙角C電廠脫硝工程可行性研究報告》初稿。

2電廠工程概況

2.1廠址條件及自然條件

2.1.1廠址概況

沙角C電廠位于廣州市東南約99km的珠江口東岸，裝機容量為3X660MW,屬廣東省

東莞市虎門鎮(zhèn)轄區(qū)。廠址北距虎門鎮(zhèn)約9km,距東莞市約24km,東南距深圳市約70km,

廠址南側(cè)瀕臨伶仃洋交椅灣，西南側(cè)珠江口對岸為廣州市南沙經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)，是廣州市

遠洋航道的出入I」、必經(jīng)之地。

在沙角C電廠的西側(cè)是已經(jīng)建成的沙角B電廠（2X350MW燃煤機組）和沙角A電廠（3

X200MW+2X300MW燃煤機組），至目前為止，該廠址總裝機容量已達3880MW。

2.1.2交通運輸

2.1.2.1水路

電廠面臨珠江口內(nèi)伶仃洋，建港條件良好，C廠岸墻距主航道約1300m左右，建有一座

5萬t級泊位的煤碼頭，運煤船可直接?？恳呀ǔ傻拿捍a頭，電廠由水路至廣州57km,至深

圳82km,出珠江口可直通南海海域。

此外，電廠沿岸還設有點火油碼頭和順岸式安裝設備碼頭（即重件碼頭）各一個，安

裝設備碼頭長100m,前沿水深4m,本工程可利用該碼頭運輸大型設備及土建施工材料、

安裝材料等。

2.1.2.2陸路

電廠至太平鎮(zhèn)建有太沙公路，屬國標三級公路、混凝土路面，路面寬14m,橋面寬14+2

X0.5m,最小曲率半徑15m,最大坡度4.6%,設計荷載為汽-20,掛-100。

太沙公路在虎門鎮(zhèn)附近與廣深高速公路、107國道連接，廣深高速公路、107國道目前

是連接廣州與深圳的主干公路，本工程使用的部分設備及材料也可通過汽車運輸解決。

2.1.3水文氣象

電廠所在地區(qū)屬南亞熱帶季風氣候區(qū)，氣候條件復雜多變，具有氣候溫和，雨量充沛，

陽光充足，受臺風影響大且季節(jié)長，暴雨特多，季風交替，海陸風長年影響等特點。氣象

特征如下：

歷年最高高潮位：2.10m（珠江基面）

歷年最低低潮位：-1.84m（珠江基面）

多年平均高潮位：0.63m（珠江基面）

多年平均低潮位：-0.97m（珠江基面）

多年平均潮差：1.60m（珠江基面）

歷年最大漲潮潮差：2.90m

歷年最大落潮潮差：3.36m

五十年一遇高潮位：2.34m

百年一遇高潮位：2.46m

百年一遇最低潮位：-2.24m

最大年降雨量：2326mm

最小年降雨量：972.20mm

最大日降雨量：443.40mm

最大時降雨量：83.90mm

歷年平均氣壓：10L070kPa

歷年最高氣溫：37.90℃

歷年最低氣溫：05℃

歷年平均氣溫：22.8℃

歷年平均相對濕度：79%

歷年最低相對濕度：50%

全年主導風向為南南東（SSE）,次主導風向為北西（NW）,每年臺風次數(shù)5?7次不等，

其中強臺風占66%,最大風速30m/s。

2.1.4工程地質(zhì)

根據(jù)本工程地質(zhì)勘測報告，場地為濱海回填區(qū)，填土之下為海相松散沉積物、坡、殘

積土。下伏下古生界變質(zhì)巖系。各地層分述如下：

（1）素填土；（2）淤質(zhì)土；（3）細砂；（4）沖積粉質(zhì)粘土；（5）粉土；（6）坡積粉質(zhì)粘土；（7）

殘積粉質(zhì)粘土；（8）強風化石英片麻巖；（9）經(jīng)風化石英巖；（10）中風化石英片麻巖；（11）中

風化石英巖。

2.2燃料及供水

2.2.1煤種及煤質(zhì)

2.2.1煤種及煤質(zhì)

本工程設計煤種為澳大利亞煙煤，校核煤種為神府東勝煤。煤質(zhì)資料如下表2.2-1所示。

表2.2-1煤質(zhì)資料

名稱符號單位設計煤種校核煤種

水份Wy%9.2312.00

灰份N%12.4613.00

揮發(fā)份Vr%25.0627.33

固定碳%53.2547.67

碳份Cy%64.3660.51

氫份Hy%4.153.62

氧份Oy%8.289.94

氮份Ny%0.890.70

煤質(zhì)（應用含硫量Sy%0.630.43

基）低位發(fā)熱量Qdwkcal/kg59805445

kJ/kg2503722797

高位發(fā)熱量Qgwkcal/kg62615715

kJ/kg2621323927

灰變形溫度T112001130

灰軟化溫度t2℃12901160

灰熔化溫度T3℃13101210

可磨度（哈4954

氏）

灰特性分析

符號單位設計煤種校核煤種

Si02%64.0336.71

%

A12O320.5013.99

Fe2O3%5.9711.36

CaO%5.7522.92

Ti02%0.900.00

MgO%0.351.28

S03%1.209.30

Na2O%0.201.23

K2O%0.430.73

-

P2O5%0.67

2.3電廠機組狀況

2.3.1電廠規(guī)模

沙角發(fā)電廠C廠總裝機容量為1980MW（3X660MW）,電廠全套發(fā)電設備由國外進口，

電廠于1992年正式動工，由GEC-ALSTHOM公司采用交鑰匙的方式承包興建，1996年6月

三臺機組正式移交商業(yè)運行。

2.3.2電廠主要設備及參數(shù)

2.3.2.1鍋爐

鍋爐為引進美國CE公司的亞臨界壓力中間再熱強制循環(huán)汽包爐CC+RR-70。

鍋爐本體采用一次中間再熱，過熱蒸汽采用一級噴水減溫調(diào)溫，采用燃燒器擺角及一

級噴水減溫調(diào)節(jié)再熱汽溫。四角偏置同心圓燃燒方式，平衡通風，最低穩(wěn)燃負荷為

30%BMCRo

鍋爐主要參數(shù)如卜一:

設計煤（國產(chǎn)煤）校核煤（進口煤）

單

項目BMCRTMCRECR50%MCRBMCRTMCRECR50%MCR

位

汽包壓力MPa19.519.419.2710.6519.519.419.2710.65

主蒸汽流量t/h2100.12038.91969.71050.02100.12038.91969.71050.0

主蒸汽壓力MPa18.218.1618.1010.518.218.1618.1010.5

主蒸汽溫度℃540540540540540540540540

主蒸汽壓力損失MPa1.311.241.170.941.311.241.170.94

再熱蒸汽流量t/h1836.71788.41733.4955.11836.71788.41733.4955.1

再熱器進口壓力MPa4.364.254.122.204.364.254.122.20

再熱器進口溫度℃332.6330.9328.2334332.6330.9328.2334

再熱蒸汽壓力損

MPa0.200.200.190.110.200.200.190.11

失

再熱器出口壓力MPa4.164.053.932.934.164.053.932.93

再熱器出口溫度℃542.7542.7542.7542.7542.7542.7542.7542.7

給水溫度℃275273.2271234275273.2271234

省煤器壓力損失MPa0.400.390.380.260.400.390.380.26

省煤器出口水溫"C325324323288325324323288

爐膛出口1.201.201.201.201.201.201.201.20

過?？諝庀禂?shù)

鍋爐效率（高位熱

%87.7887.8287.9788.8587.9888.0188.0088.95

值）

燃料消耗量（高位

t/h262255248142238232226130

熱值）

環(huán)境溫度℃2222222222222222

空預器進口風溫℃25.325.325.331.425.225.225.230.2

空預器出口二次

℃319317308268316314312267

風溫

空預器出口一次

℃309307298264308307305264

風溫

空預器進口風壓，

Pa2.852.732.651.522.792.672.581.52

二次風

空預器進口煙溫℃357355351290352350347287

空預器出口煙溫

℃132131127112133132131113

（未修正）

空預器出口煙溫

℃126126122106127126125107

（己修正）

爐膛至省煤器出

kPa1.171.111.080.331.101.050.980.31

口煙氣阻力

省煤器出口到空

預器出口煙氣阻kPa1.371.191.170.421.321.161.100.42

力

2.3.2.2空氣預熱器

本工程配備ABB公司設計制造的回轉(zhuǎn)空氣預熱器?？疹A器的相關(guān)參數(shù)如下:

序號項目單位技術(shù)規(guī)范

1型號31-1/2-VI(T)80

2數(shù)量ZA2

2主傳動（電動）r/min1

轉(zhuǎn)子速度

輔傳動（氣動）r/min1/15

3傳熱元件

熱段（高度/）mm914

中間熱段（高度）mm813

冷段（高度）mm305

備用層（高度）mm305

1設計漏風率<8%

2.3.2.3中速磨煤機

原磨煤機采用的是ABB-CE磨煤機制造廠的碗式磨煤機（HP983）,設計煤種煤粉細

度R90=18.4%,其相關(guān)參數(shù)如下：

額定出力65.455t/h

設計煤種出力53.084t/h

校核煤種出力47.677t/h

數(shù)量6臺

額定一次風量98.182t/h

電動機電源3kV/3ph/50Hz

電動機功率448kW

轉(zhuǎn)速975r/min

2.3.2A一次風機

原一次風機采用美國NOVENCO風機制造廠生產(chǎn)的雙級動葉可調(diào)軸流風機，相關(guān)參

數(shù)如下：

型號AST-1928/1250型

型式雙級動葉可調(diào)軸流風機

數(shù)量2臺

TB工況流量243720m3/h

風壓7.5-9.5kPa

電動機電壓等級10kV

電動機功率1679kW

轉(zhuǎn)速1490r/min

2.3.2.5送風機

原送風機采用美國NOVENCO風機制造廠生產(chǎn)的動葉可調(diào)軸流式風機，相關(guān)參數(shù)如

下：

型號ASN-2800/1400N型

型式單級動葉可調(diào)軸流式

數(shù)量2臺

流量806400m3/h

風壓<3.0kPa

電動機電壓等級10kV

電機額定功率1679kW

轉(zhuǎn)速992r/min

2.3.2.6引風機

原引風機采用美國NOVENCO風機制造廠生產(chǎn)的離心式風機，相關(guān)參數(shù)如下:

型號CSDC-3550/2248型

型式雙速雙吸離心風機

數(shù)量2臺

流量1937088/1717503m3/h

風壓進口：-5.254/-4.076kPa

出口：0.6474/0.5129kPa

電動機電壓等級10kV

低速電機額定功率2313kW

高速電機額定功率3357kW

轉(zhuǎn)速740/590r/min

2.3.2.7靜電除塵器

除塵器為ABBENVIRONMENTSYSTEMS/FLAKT公司產(chǎn)品，四室四電場，主要參

數(shù)如下：

數(shù)量1臺

型號3P2CH2C35D4F/15.75x49.215x59.058

滿負荷煙溫128℃

除塵效率299.3%

集塵總面積151200m2

2.3.2.8脫硫增壓風機

原脫硫增壓風機采用DenmarkHOWDEN風機制造廠生產(chǎn)的動葉可調(diào)軸流式風機,

相關(guān)參數(shù)如下：

型號VariaxANN-5150/2500B型

型式動葉可調(diào)軸流式風機

數(shù)量1臺

BMCR工況流量3490560m3/h

BMCR工況全壓升2900Pa

TB工況流量3933720m3/h

TB工況全壓升3900Pa

電動機電壓等級WkV

電機額定功率4800Kw（#K3爐）、5500Kw（#2爐）

轉(zhuǎn)速596r/min

2.4廠區(qū)總平面布置

沙角C電廠現(xiàn)已經(jīng)建設了3臺660MW機組。主廠房區(qū)布置在廠區(qū)中心地段，固定端朝

東，擴建端朝西，由東向西依次為電廠1#一3#機組，鍋爐朝南，面向伶仃洋，電廠向北

出線。在主廠區(qū)的東側(cè)和西側(cè)均有電廠的附屬設施，東南是煤場和碼頭。

2.5電廠主要控制方式及控制水平

2.5.1廠級自動化系統(tǒng)

沙角C電廠設置有廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)，系統(tǒng)設有與各單元機組的分散控制系統(tǒng)(DCS)、

各輔助系統(tǒng)控制系統(tǒng)及電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)(NCS)的網(wǎng)絡通訊接口，收集和處理工藝系統(tǒng)生產(chǎn)過

程數(shù)據(jù)，為廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)提供所需的全廠生產(chǎn)過程信息。從而實現(xiàn)全廠生產(chǎn)過程的統(tǒng)

一管理，優(yōu)化管理，提高全廠安全、經(jīng)濟運行的水平。

2.5.2機組熱工自動化水平

沙角C電廠#1?#3機組在同一集控室機、爐、電集中控制。與機組運行密切相關(guān)的各

輔助系統(tǒng)(空壓機、廠用電公用部分)接至公用DCS系統(tǒng)，實現(xiàn)在集控室集中監(jiān)控。

單元機組以分散控制系統(tǒng)(DCS)作為機組監(jiān)視和控制的核心，由分散控制系統(tǒng)(DCS)

實現(xiàn)機組的數(shù)據(jù)采集(DAS)、模擬量控制(MCS)、順序控制(SCS)、鍋爐爐膛安全監(jiān)控

(FSSS)、發(fā)電機一變壓器組保護及廠用電系統(tǒng)等功能，并配汽機電液控制系統(tǒng)(DEH)、汽

機緊急跳閘系統(tǒng)(ETS)、汽機監(jiān)視儀表系統(tǒng)(TS1)、鍋爐吹灰控制、自動電壓調(diào)節(jié)裝置(AVR)

和自動準同期裝置(ASS)等自動化設備，對鍋爐、汽機、發(fā)電機一變壓器組保護及廠用電

系統(tǒng)等進行控制與監(jiān)視。

機組運行人員在單元控制室內(nèi)以LCD操作員站為主，對機組進行運行管理。

2.5.3輔助車間熱工自動化控制

沙角C電廠各輔助車間為獨立的控制系統(tǒng)，設有除鹽補充水控制室、循環(huán)水控制室、

燃料控制室、燃油控制室等，采用可編程控制器(PLC)與就地上位機工業(yè)控制機(PC)構(gòu)成

的計算機控制系統(tǒng)，就地設置控制室及巡檢、調(diào)試維護站等。電廠的各輔助車間與公用DCS

系統(tǒng)連接，系統(tǒng)運行信息實現(xiàn)在集控室集中監(jiān)視。

2.6除灰渣方式

沙角C電廠原除灰系統(tǒng)采用正壓氣力輸送系統(tǒng)，將省煤器及除塵器排灰經(jīng)氣力輸送管

道輸送到灰?guī)臁?/p>

根據(jù)資料，除灰系統(tǒng)設計出力為73.27t/h,現(xiàn)在設計輸送灰量約60t/h?70t/h,除灰系統(tǒng)

目前運行正常。省煤器輸送單元因灰量較少，每2小時輸送1次。

3脫硝工程建設條件

3.1脫硝還原劑供應

3.1.1脫硝還原劑用量

煙氣中主要通過以下還原反應來去除其中的NOx：

4NO+4NH3+O2—4N2+6H2O

6NO2+8NH3—7N2+12H2O

在以上反應中，都需要NH3作為還原劑來還原煙氣中的氮氧化合物。N%即為脫硝還

原劑。一般來說，脫硝劑目前主要有三種來源：液氨，氨水和尿素。

針對本工程而言，三種脫硝還原劑的耗量分別如下表3.1-1：

表3.1-1脫硝還原劑消耗量

液氨氨水尿素

脫硝效率

(99.6%)(Wt25%)(N：Wt46.1%)

1X660MW機組

消耗量(kg/h)3041216537

80%

儲存量(t)46.8187.382.7

消耗量(kg/h)3411364601.8

90%

儲存量(kg)52.5210.192.7

注：脫硝還原劑的計算基于以下前提：

(1)入DNOx濃度為450mg/Nm3(干態(tài)，6%02)

(2)N%泄漏率為3Ppm

(3)儲存容量按7d,每天22h考慮

3.1.2液氨法制氨

3.1.2.1工藝流程

液氨法制氨工藝簡單，脫硝系統(tǒng)所需的氣氨由液氨蒸發(fā)槽制得。液氨蒸發(fā)槽為螺旋管

式，管內(nèi)為液氨管外為溫水浴。以蒸氣通過管道加熱溫水，或者直接用電將水加熱，再以

溫水將液氨汽化，蒸氣流量根據(jù)蒸發(fā)槽本身水浴溫度控制調(diào)節(jié)。生成氨氣被稀釋風機的空

氣稀釋成氨氣體積含量為5%的混合氣體后送入煙氣系統(tǒng)。

液氨法工藝流程圖如圖3.1-1所示：

TMiH(WQOTT肛

圖3.1-1液氨法制氨工藝流程圖

3.1.2.2工藝系統(tǒng)組成

液氨儲存、制備、供應系統(tǒng)包括液氨卸料壓縮機、儲氨罐、液氨蒸發(fā)槽、氨氣緩沖槽、

稀釋風機、混合器、氨氣稀釋槽、廢水泵、廢水池等。此套系統(tǒng)提供氨氣供脫硝反應使用。

液氨的供應由液氨槽車運送，利用液氨卸料壓縮機將液氨由槽車輸入儲氨罐內(nèi)，儲槽中的

液氨輸送到液氨蒸發(fā)槽內(nèi)蒸發(fā)為氨氣，經(jīng)氨氣緩沖槽來控制一定的壓力及其流量，然后與

稀釋空氣在混合器中混合均勻，再送達脫硝系統(tǒng)。氨氣系統(tǒng)緊急排放的氨氣則排入氨氣稀

釋槽中，經(jīng)水的吸收排入廢水池，再經(jīng)由廢水泵送至廢水處理廠處理。

3.1.2.3方案技術(shù)特點

液氨法制氨方案技術(shù)特點如下：

(1)此方案技術(shù)成熟，運行業(yè)績最多。目前廣東省內(nèi)實施脫硝的新、擴建工程都是采

用液氨法制氨方案；

(2)系統(tǒng)初投資少，運行費用低；

(3)此方案是采用液氨做還原劑，根據(jù)我國《危險化學物品名表》(GB12268-90)和建

大危險源辨識》(GB18218-2009)的有關(guān)規(guī)定，液氨、氨水構(gòu)成危險貨物，液氨在生產(chǎn)、儲

存場所超過10t時構(gòu)成重大危險源。因此，在液氨儲存和制備系統(tǒng)設計、建造和運行等方

面必須要遵循各種安全規(guī)范要求。此外，采用液氨法工藝還需通過嚴格的安全評價審批手

續(xù)。

(4)方案占地大約lOOOn?(未考慮安全間距)。

3.1.3尿素法制氨方案(備選)

尿素制氨工藝有水解法和熱解法兩種。采用水解工藝方法在市場上的趨勢是所占份額

越來越少，因此目前熱解工藝發(fā)展迅速。在中國，華能北京熱電廠4臺機組和石景山京能

熱電廠4X200MW機組脫硝系統(tǒng)，還有華能玉環(huán)電廠4X1000MW機組、香港青山電廠等還

原劑制備均采用尿素熱解工藝。

3.1.3.1尿素水解

尿素水解制氨工藝原料為干態(tài)顆粒尿素，使用高溫高壓蒸汽對尿素溶液進行水解，水

解終產(chǎn)物為氣氨、二氧化碳和水蒸氣的混合物，減壓稀釋后進入SCR噴氨格柵系統(tǒng)。

(1)工藝原理

(NH2)2CO+H2O+Heat-2NH3+CO2.

尿素水溶液與水在加熱條件下進行分解反應，生成氣態(tài)的氨、二氧化碳和水蒸汽的混

合物，與空氣稀釋混合后作為煙氣脫硝系統(tǒng)的還原劑使用。

(2)工藝流程

首先將顆粒尿素送入尿素溶解槽，用水解器出來的液體進行溶解，不足時用除鹽水補

充，配制成一定濃度的尿素水溶液(40%wt),然后用泵送入尿素水解器，尿素水解器采用

2.5MPa(A)的蒸汽進行直接加熱，尿素在水解器內(nèi)水解為氨和二氧化碳。水解器出口含氨

氣體送脫硝系統(tǒng)使用，水解器出來的液體返回尿素溶解槽作溶解液使用。

3.1.3.2尿素熱解

(1)工藝原理

尿素熱解反應方程式如下：

300~650℃

CO(NH2)2------->NH3+HNCO

300~650℃

HNCO+H2O------->NH3+CO2

該工藝將首先將尿素溶于水制成水溶液，然后進入熱解室分解為氨(NH。并通過SCR

系統(tǒng)中氨氣噴射格柵(AIG)提供脫硝系統(tǒng)所需的還原劑(NH3)。

(2)工藝流程

尿素顆粒與去離子水配制成指定濃度(40?60%)溶液后輸送至尿素溶液儲罐儲存，配

制好的尿素溶液通過高流量循環(huán)模塊(HFD)輸送到計量分配模塊(MDM),該計量模塊能根

據(jù)系統(tǒng)氨需量自動控制尿素溶液進入流量，并利用壓縮空氣將尿素溶液霧化并通過噴頭噴

入熱解室(DC)內(nèi)，與經(jīng)由稀釋風機、換熱器和電加熱器輸送過來的高溫空氣混合熱解，生

成NH3、七0和CO2,分解產(chǎn)物與稀釋空氣混合均勻并噴入脫硝系統(tǒng)。尿素熱解工藝流程

如圖3.1-2所示,

3.1.3.3兩種尿素法制氨方案比較

尿素法該制氨工藝的主要優(yōu)點是安全、可靠，避免了SCR系統(tǒng)直接使用液氨或氨水帶

來的運輸、儲存和運行中所面臨的相關(guān)人身安全和環(huán)境污染問題；但方案初投資較大，運

行費用較高。

熱解法雖然需消耗少量的熱煙氣，但對鍋爐熱效率影響較小，系統(tǒng)簡單，調(diào)節(jié)能力強,

氨逃逸控制好，易于操作；水解法系統(tǒng)復雜，負荷變化時易生成高分子固態(tài)物，氨腐蝕容

器管線材質(zhì)不安全，調(diào)節(jié)性能差，電耗相對較大。

3.1.4三種脫硝還原劑的選擇與比較

脫硝劑的成本中，運輸成本占到了很大一部分。氨水中有效的部分只有1/4,其余都

是水，帶來了額外的運輸和儲存成本。所以僅就消耗的費用而言，氨水是不經(jīng)濟的。但是

液氨運輸和儲存具有一定的危險性。采用液氨和氨水作為脫硝劑，其系統(tǒng)基本一致，氨水

的儲罐容量要大于液氨儲罐容量（取決于氨水濃度，一般為25%,v/v）。

相對來說，尿素是三種催化劑中單價最貴的一種。尿素的售價要高于氨水與液氨，而

且尿素需要進行復雜的反應才能生成N%,系統(tǒng)較使用氨水或液氨要復雜得多。只有當電

廠附近沒有氨水或者液氨供應商、使用槽車運輸氨水因運輸成本增加導致其價格與尿素相

當時，才會考慮使用尿素?；蛘呤钱?shù)氐姆顦O為嚴格，使用槽車運輸液氨或者氨水不允

許的時候，才會使用尿素。三種脫硝還原劑的比較列于表3.1-4。

表3.1-4各種還原劑的比較

項目液氨氨水尿素

還原劑費用便宜(100%)貴(約150%)最貴（約180%）

運輸費用便宜貴便宜

安全性要求很高，有法律規(guī)定要求高無特殊要求

常規(guī)大氣壓干態(tài)（加熱

儲存條件高壓常規(guī)大氣壓

干燥空氣）

儲存方式液態(tài)（箱罐）液態(tài)（箱罐）微粒狀（料倉）

小

初投資費用便宜貝貴（熱解爐制備）

貴，需要高熱量蒸發(fā)/貴，需要高熱量熱解尿

運行費用便宜，需要熱量蒸發(fā)液氨

蒸儲水和氨素和蒸發(fā)氨

從上分析可以看出，液氨同其他兩種還原劑相比系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟上具有較大的優(yōu)勢，

目前國內(nèi)對液氨的運輸沒有特殊限制性的條件，且初次投資尿素法比液氨法需增加約3500

萬元人民幣，所以選擇液氨作為本工程的脫硝還原劑。

3.1.5脫硝劑液氨的供應

液氨作為一種重要的化工原料和化肥，生產(chǎn)廠家繁多，可供選擇的供貨商很多。但是

由于近幾年國有企業(yè)改制，一些大中型化肥廠重組轉(zhuǎn)行。比如原廣東地區(qū)最大的氮肥廠廣

氮集團已經(jīng)破產(chǎn)清盤，設備也已經(jīng)全部拍賣，這也為液氨供應帶來了一定困難。根據(jù)對廣

東地區(qū)液氨生產(chǎn)廠家的調(diào)查收資，在三水市有廣東省三水市三水氮肥廠；在江門地區(qū)有江

門化肥總廠可以提供液氨，該廠年生產(chǎn)能力在24-3.6xl（）4t,配有10t和18t的運輸槽車；在

廣州有番禺番氮化工有限公司也可以提供液氨，年生產(chǎn)能力3x10k本工程SCR系統(tǒng)需要

3x304kg/h液氨作為脫硝劑（脫硝效率80%時），則每天需要20.lt液氨；液氨生產(chǎn)廠家均可

以提供槽車運輸至電廠，以18t槽車計，即每天約需1槽車的運輸量。

廣州市番禺番氮化工有限公司位于廣州市番禺區(qū)新造鎮(zhèn)北郊，珠江主航道瀝水道東

岸，與廣州市黃埔區(qū)長州島隔江相望。番氮化工有限公司距華南快速干線、迎賓路等連接

珠三角地區(qū)的高速公路僅10km,陸運交通極為便利。江門化肥總廠地處江門市，周邊有

廣佛和佛開等高速路經(jīng)過，交通也十分方便。

因此，本工程脫硝還原劑液氨的供應在目前是有保障的。當液氨的供應緊張時，可考

慮從鄰?。ㄈ绺＝ㄊ∮休^多的生產(chǎn)液氨的企業(yè)）采購。

3.2脫硝建設場地

整個SCR系統(tǒng)分為兩大部分，即SCR反應器和液氨儲存供應系統(tǒng)設備。

SCR反應器布置在鍋爐省煤器與空預器之間。

整個SCR反應器和連接煙道平面占地約21.4x32=684.8m2,因此可利用爐后與除塵器之

間的框架作為SCR裝置布置場地。每臺機組SCR反應器部分包括兩個反應器、連接煙道及

工藝管系，為了布置SCR裝置，需要將框架作出修改。N-P跨，跨度為13000mm,設21.00m

框架層，做為煙道布置支撐層和輸灰設備層；設30.775m層，作SCR反應器支撐層。

對電廠原豎向、道路不進行改動。另新增加氨區(qū)布置在電廠煤場的南側(cè)，靠近脫硫碼

頭位置，該場地標高在4.6m-5.4m之間，現(xiàn)狀為綠化用地。具體布置見F01371E37K-Z-01

圖。

4脫硝工藝方案選擇

4.1設計基礎參數(shù)

4.1.1煤種及煤質(zhì)

設計和校核煤種的煤質(zhì)及灰成分分析見第2章表2.2-1。

4.1.2主要設備及參數(shù)

脫硝機組的主要設備及參數(shù)見第2章232節(jié)。

4.1.3煙氣脫硝裝置入口煙氣參數(shù)

煙氣參數(shù)見表4.1-1。

表4.1-1煙氣脫硝裝置入口煙氣參數(shù)(鍋爐B-MCR工況，標態(tài)、干基、6%含氧量)

項目單位設計煤種校核煤種

1X660MW

煙氣容積流量Nm3/h2156221-

煙氣含塵量g/Nm314.3316.20

煙氣溫度℃352352

NOx（以N02計）mg/Nm3450450

4.2幾種脫硝工藝簡介

4.2.1氮氧化物(NOx)形成原因

(1)空氣中的氧(。2)和氮(刈)在燃料燃燒時所形成的高溫環(huán)境下生成的NO和NO2其總

反應式為：

---->2N0N0+1/202^---->NC)2

(2)燃料中的氮化合物在燃燒過程中氧化反應而生成的NOx

在燃料進入爐膛被加熱后，燃料中的氮有機化合物首先被熱分解成氟(HCN)、氨和CN

等中間產(chǎn)物，它們隨揮發(fā)份一起從燃料中析出，它們被稱為揮發(fā)份N。揮發(fā)份N析出后仍

殘留在燃料中的氮化合物，被稱為焦炭N。隨著爐膛溫度的升高及煤粉細度的減小(煤粉變

細)，揮發(fā)份N的比例增大，焦炭N的比例減小。揮發(fā)份N中的主要氮化合物是HCN和NH3,

它們遇到氧后，HCN首先氧化成NCO,NCO在氧化性環(huán)境中會進一步氧化成NO,如在還

原性環(huán)境中，NCO則會生成NH,NH在氧化性環(huán)境中進一步氧化成NO,同時又能與生成

的NO進行還原反應，使NO還原成N2,成為NO的還原劑。主要反應式如下：

在氧化性環(huán)境中，HCN直接氧化成NO：

HCN+O<-->NCO+HNCO+O<-->NO+CONCO+OH<-->NO+CO+H

在還原性環(huán)境中，NCO生成NH：