1、a,1,SNCR設(shè)計(jì)原則及工藝設(shè)計(jì),西安熱工研究院有限公司 Xian Thermal Power Research Institute Co., Ltd. 二0一四年十二月十九日,張 強(qiáng) 博士,研究員,a,2,SNCR設(shè)計(jì)原則及工藝設(shè)計(jì),污染物與污染負(fù)荷 新建鍋爐加裝SNCR脫硝系統(tǒng)的煙氣設(shè)計(jì)參數(shù)宜采用鍋爐最大連續(xù)工況（BMCR）、NOx濃度為設(shè)計(jì)值時(shí)的煙氣參數(shù)；校核值宜采用鍋爐經(jīng)濟(jì)運(yùn)行工況（BECR）煙氣量、NOx濃度為最大值時(shí)的煙氣參數(shù)。 已建鍋爐加裝SNCR脫硝系統(tǒng)時(shí)，其設(shè)計(jì)工況和校核工況宜根據(jù)實(shí)測(cè)煙氣參數(shù)確定，并充分考慮燃料的變化趨勢(shì)。,a,3,SNCR設(shè)計(jì)原則及工藝設(shè)計(jì),總體要求 S

2、NCR工藝適用于脫硝效率要求不高于40%的機(jī)組。 脫硝工程的設(shè)計(jì)應(yīng)由具備相應(yīng)資質(zhì)的單位承擔(dān)。 脫硝工程總體設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列要求： （1）工藝流程合理。 （2）還原劑使用便捷。 （3）方便施工，有利于維護(hù)檢修。 （4）充分利用廠內(nèi)公用設(shè)施。 （5）節(jié)約用地，工程量小，運(yùn)行費(fèi)用低。 應(yīng)安裝煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（CEMS）。,a,4,SNCR設(shè)計(jì)原則及工藝設(shè)計(jì),總平面布置 總平面布置應(yīng)符合安全及環(huán)保等規(guī)定，遵循設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定、管理維修方便、經(jīng)濟(jì)合理、安全衛(wèi)生的原則，并與應(yīng)與電廠總體布置相協(xié)調(diào)。 架空管線、直埋管線與島外溝道相接時(shí)，應(yīng)在設(shè)計(jì)分界線處標(biāo)明位置、標(biāo)高、管徑或溝道斷面尺寸、坡度、坡向管溝名稱、引

3、向何處等。 平臺(tái)扶梯及檢修起吊設(shè)施的布置應(yīng)盡量利用鍋爐已有的設(shè)施。 管道及附件的布置應(yīng)滿足脫硝施工及運(yùn)行維護(hù)的要求，避免與其它設(shè)施發(fā)生碰撞。,a,5,SNCR設(shè)計(jì)原則及工藝設(shè)計(jì),尿素溶解和儲(chǔ)存設(shè)備依據(jù)就近原則布置在鍋爐附近空地上。 尿素溶液稀釋設(shè)備盡可能緊靠鍋爐布置，固定在緊鄰鍋爐的0米標(biāo)高空地上。 計(jì)量分配設(shè)備應(yīng)就近布置在噴射系統(tǒng)附近鍋爐平臺(tái)上。 若采用氨還原劑，氨區(qū)宜布置在地勢(shì)較低的地帶；還原劑區(qū)應(yīng)單獨(dú)設(shè)置圍欄，設(shè)立明顯警示標(biāo)記，并應(yīng)考慮疏散距離。 液氨貯罐區(qū)宜設(shè)環(huán)形消防道路，場(chǎng)地困難時(shí)，可設(shè)盡頭式道路，但應(yīng)設(shè)回轉(zhuǎn)場(chǎng)地。 液氨儲(chǔ)罐應(yīng)設(shè)置防止陽光直射的遮陽棚，遮陽棚的結(jié)構(gòu)應(yīng)避免形成可集聚氣體

4、的死角。 在地上、半地下儲(chǔ)氨罐或儲(chǔ)氨罐組，應(yīng)設(shè)置非燃燒、耐腐蝕材料的防火堤。,a,6,SNCR設(shè)計(jì)原則及工藝設(shè)計(jì),工程構(gòu)成 SNCR脫硝工程主要包括：還原劑的儲(chǔ)存與制備、輸送、計(jì)量分配及噴射。 還原劑的儲(chǔ)存與制備包括尿素儲(chǔ)倉(cāng)或液氨（氨水）儲(chǔ)罐，以及尿素溶解、稀釋或液氨蒸發(fā)、氨氣緩沖等設(shè)備。 還原劑的輸送包括蒸汽管道、水管道、還原劑管道及輸送泵等。 還原劑的計(jì)量分配包括還原劑、霧化介質(zhì)和稀釋水的壓力、溫度計(jì)量設(shè)備，以及流量的分配設(shè)備等。 還原劑的噴射包括噴射槍及電動(dòng)推進(jìn)裝置等。,a,7,SNCR設(shè)計(jì)原則及工藝設(shè)計(jì),一般規(guī)定 脫硝率滿足設(shè)計(jì)要求。 SNCR脫硝系統(tǒng)氨逃逸濃度應(yīng)控制在8mg/m3以下

5、。 SNCR脫硝系統(tǒng)對(duì)鍋爐效率的影響應(yīng)小于 0.5%。 SNCR脫硝系統(tǒng)應(yīng)能在鍋爐最低穩(wěn)燃負(fù)荷工況和BMCR工況之間的任何負(fù)荷持續(xù)安全運(yùn)行。 SNCR脫硝系統(tǒng)負(fù)荷響應(yīng)能力應(yīng)滿足鍋爐負(fù)荷變化率要求。 SNCR脫硝系統(tǒng)應(yīng)不對(duì)鍋爐運(yùn)行產(chǎn)生干擾，也不增加煙氣阻力。 還原劑儲(chǔ)存系統(tǒng)可幾臺(tái)機(jī)組共用，其它系統(tǒng)按單元機(jī)組設(shè)計(jì)。 SNCR脫硝系統(tǒng)設(shè)計(jì)和制造應(yīng)符合安全可靠、連續(xù)有效運(yùn)行的要求，服務(wù)年限應(yīng)在30年以上，整個(gè)壽命期內(nèi)系統(tǒng)可用率應(yīng)不小于98%。,a,8,SNCR設(shè)計(jì)原則及工藝設(shè)計(jì),SNCR工藝設(shè)計(jì) 一般規(guī)定 SNCR脫硝工藝中常使用的還原劑有尿素、液氨和氨水。 火電廠SNCR脫硝工藝一般采用尿素為還原劑

6、。 在中小型鍋爐上可采用液氨和氨水為還原劑。 尿素SNCR是在鍋爐爐膛高溫區(qū)域（8501250）噴入尿素溶液。 尿素SNCR脫硝工藝主要由尿素溶液儲(chǔ)存與制備、尿素溶液輸送、尿素溶液計(jì)量分配以及尿素溶液噴射系統(tǒng)組成。,a,9,SNCR設(shè)計(jì)原則及工藝設(shè)計(jì),尿素溶液儲(chǔ)存和制備系統(tǒng) 宜將尿素制備成質(zhì)量濃度為50%的尿素溶液儲(chǔ)存。 尿素溶液的總儲(chǔ)存容量宜按照不小于所對(duì)應(yīng)的SNCR系統(tǒng)在BMCR工況下5d（24h）的總消耗量來設(shè)計(jì)。 尿素溶解設(shè)備宜布置在室內(nèi)，尿素溶液儲(chǔ)存設(shè)備宜布置在室外。設(shè)備間距應(yīng)滿足施工、操作和維護(hù)的要求，結(jié)合電廠所在地域條件考慮尿素溶液管道的保溫。 尿素筒倉(cāng)至少設(shè)置一個(gè)，應(yīng)設(shè)計(jì)成錐形

7、底立式碳鋼罐，并且應(yīng)設(shè)置熱風(fēng)流化裝置和振動(dòng)下料裝置，以防止固體尿素吸潮、架橋及結(jié)塊堵塞。 尿素溶解罐應(yīng)至少設(shè)置一座，材料采用不銹鋼制造。 尿素溶解罐應(yīng)設(shè)有人孔、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。 尿素溶解罐和尿素溶液儲(chǔ)罐之間應(yīng)設(shè)置輸送泵，輸送泵可采用離心泵。,a,10,SNCR設(shè)計(jì)原則及工藝設(shè)計(jì),尿素溶液儲(chǔ)罐應(yīng)設(shè)二座，并設(shè)伴熱裝置。 尿素溶液儲(chǔ)罐可采用FRP或不低于304的不銹鋼制造。 尿素溶液儲(chǔ)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(chǔ)罐外壁應(yīng)設(shè)有梯子、平臺(tái)、欄桿和液面計(jì)支架。 在噴入鍋爐前，尿素溶液應(yīng)與稀釋水

8、混合稀釋，稀釋后的質(zhì)量濃度不得大于10%。 稀釋混合器宜采用靜態(tài)混合器。 稀釋用水的來源宜為除鹽水。 每臺(tái)鍋爐宜配置一套稀釋系統(tǒng)。 尿素溶液稀釋系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置過濾器。 每臺(tái)鍋爐應(yīng)設(shè)計(jì)兩臺(tái)稀釋水泵，一臺(tái)運(yùn)行，一臺(tái)備用。流量設(shè)計(jì)裕量應(yīng)不小于10%，壓頭設(shè)計(jì)余量應(yīng)不小于20%。,a,11,SNCR設(shè)計(jì)原則及工藝設(shè)計(jì),尿素溶液輸送系統(tǒng) 多臺(tái)鍋爐可共用一套尿素溶液輸送系統(tǒng)。 尿素溶液輸送泵宜采用多級(jí)離心泵。 每套輸送系統(tǒng)應(yīng)設(shè)計(jì)兩臺(tái)輸送泵，一臺(tái)運(yùn)行，一臺(tái)備用。 輸送系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置加熱器。加熱器的功率應(yīng)能滿足補(bǔ)償尿素溶液輸送途中熱量損失的需要。 尿素溶液輸送系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置過濾器。,a,12,SNCR設(shè)計(jì)原則及工藝設(shè)計(jì),

9、尿素溶液計(jì)量分配系統(tǒng) 每臺(tái)鍋爐宜配置一套計(jì)量分配系統(tǒng)。 計(jì)量分配系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置空氣過濾器。,a,13,SNCR設(shè)計(jì)原則及工藝設(shè)計(jì),尿素溶液噴射系統(tǒng) 噴射系統(tǒng)應(yīng)盡量考慮利用現(xiàn)有鍋爐平臺(tái)進(jìn)行安裝和維修。 多噴嘴噴射器應(yīng)有足夠的冷卻保護(hù)措施以使其能承受反應(yīng)溫度窗口區(qū)域的最高溫度。 多噴嘴噴射器應(yīng)有伸縮機(jī)構(gòu)，當(dāng)噴射器不使用、冷卻水流量不足、冷卻水溫度高或霧化空氣流量不足時(shí)，可自動(dòng)將其從鍋爐中抽出以保護(hù)噴射器不受損壞。 每臺(tái)鍋爐應(yīng)設(shè)置一套爐膛溫度監(jiān)測(cè)儀。 宜結(jié)合常用煤種及運(yùn)行工況進(jìn)行SNCR計(jì)算流體力學(xué)和化學(xué)動(dòng)力學(xué)模型試驗(yàn)，以確定最優(yōu)溫度區(qū)域和最佳還原劑噴射模式。,a,14,SNCR設(shè)計(jì)原則及工藝設(shè)計(jì),二次

10、污染控制措施 脫硝系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中應(yīng)考慮二次污染的控制措施，廢氣、廢水、噪聲及其它污染物的防治與排放，應(yīng)執(zhí)行國(guó)家及地方現(xiàn)行環(huán)境保護(hù)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定。 脫硝系統(tǒng)應(yīng)采取控制氨氣泄漏的措施。 脫硝系統(tǒng)采用SNCR工藝時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制SNCR產(chǎn)生的氨逃逸，對(duì)SNCR和SCR脫硝工藝的聯(lián)合工藝脫硝裝置，應(yīng)采取控制氨逃逸和SO2/SO3轉(zhuǎn)化率的措施。 脫硝系統(tǒng)應(yīng)采取有效的隔聲、消聲、綠化等降低噪聲的措施。在距離脫硝裝置1m處的噪音不大于85dB(A)。,a,15,主要設(shè)備和材料 尿素SNCR工藝的主要設(shè)備有：尿素溶解罐、尿素溶液循環(huán)泵、尿素溶液儲(chǔ)罐、供料泵、稀釋水泵、背壓控制閥、計(jì)量分配裝置、尿素溶液噴射

11、器等。 通用材料應(yīng)在燃煤鍋爐常用的材料中選取。 對(duì)于接觸腐蝕性介質(zhì)的部位，應(yīng)擇優(yōu)選取耐腐蝕金屬或非金屬材料。 金屬材料宜以碳鋼材料為主。對(duì)金屬材料表面可能接觸腐蝕性介質(zhì)的區(qū)域，應(yīng)根據(jù)脫硝工藝不同部位的實(shí)際情況，襯抗腐蝕性和磨損性強(qiáng)的非金屬材料。 非金屬材料主要可選用玻璃鱗片樹脂、玻璃鋼、塑料、橡膠、陶瓷類產(chǎn)品用于防腐蝕和磨損。,a,16,SNCR設(shè)計(jì)原則及工藝設(shè)計(jì),煙氣連續(xù)檢測(cè)系統(tǒng) 出口煙氣排放連續(xù)檢測(cè)裝置至少應(yīng)包含以下測(cè)量項(xiàng)目：NOx濃度、煙氣含氧量、氨逃逸濃度。,a,17,SNCR設(shè)計(jì)原則及工藝設(shè)計(jì),熱工自動(dòng)化及控制系統(tǒng) 脫硝系統(tǒng)與機(jī)組同步建設(shè)時(shí)，宜將脫硝系統(tǒng)的控制納入機(jī)組單元控制系統(tǒng)，不再單獨(dú)設(shè)置脫硝控制室。 已建鍋爐增設(shè)脫硝系統(tǒng)時(shí)，可兩臺(tái)爐設(shè)置一個(gè)獨(dú)立的脫硝控制室，宜采用分散控制系統(tǒng)（DCS）或可編程邏輯控制器（PLC）。當(dāng)條件具備時(shí)，宜將脫硝系統(tǒng)控制室與機(jī)爐集控室合并，或?qū)⒚撓跸到y(tǒng)的控制納入已經(jīng)建成的機(jī)組單元控制系統(tǒng)，以達(dá)到與機(jī)爐統(tǒng)一監(jiān)視或控制。 SNCR控制子系統(tǒng)包括：還原劑流量控制系統(tǒng)、噴射控制系統(tǒng)、冷卻水控制系統(tǒng)、溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等。 熱控系統(tǒng)應(yīng)能在無就地人員配合的情況下，通過遠(yuǎn)程控制實(shí)現(xiàn)還原劑的輸送、計(jì)量、噴槍系統(tǒng)等啟停及調(diào)節(jié)和事故處理。,a,18,