烟气脱硝技术规范书.docx
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烟气脱硝技术规范书
xx集团公司
烟气脱硝技术规范书
中国电力企业联合会
2010年3月
委托单位：
xx集团公司科技环保部
承担单位：
中国电力企业联合会行业发展与环境资源部
目次
1.总则1
1.1范围1
1.2规范性引用文件1
1.3术语和定义3
1.4基本原则7
2.设计10
2.1SCR部分10
2.1.1一般性要求10
2.1.2工程构成与工艺流程10
2.1.3布置11
2.1.4设计14
2.2SNCR部分28
2.2.1一般性要求28
2.2.2工程构成28
2.2.3工艺设计29
3.设备、材料及检测仪表33
3.1设备要求33
3.1.1还原剂制备供应系统33
3.1.2烟气系统37
3.1.3主要设备定期切换错误！
未定义书签。
3.2材料的要求37
3.2.1一般性要求37
3.2.2具体要求38
3.3检测仪表要求39
3.3.1一般性要求39
3.3.2具体要求40
4.催化剂45
4.1一般性要求45
4.2催化剂供应商选择46
4.2.1催化剂生产供应商的选择错误！
未定义书签。
4.2.2催化剂生产供应商的要求错误！
未定义书签。
4.3催化剂技术要求46
4.4催化剂寿命管理49
5.建设、调试与验收51
5.1建设51
5.2调试51
5.2.2调试前的检查51
5.2.3分系统调试54
5.2.4系统试运行68
5.3性能验收试验78
5.3.1前提条件与试验准备工作78
5.3.2性能考核指标79
5.3.3测试内容与方法79
5.3.4试验工况与数据分析81
5.4竣工验收81
5.4.1一般性要求81
5.4.2竣工验收程序82
5.4.3竣工验收的组织82
5.4.4竣工验收内容83
5.5竣工环保验收错误！
未定义书签。
6.运行和维护84
6.1一般规定84
6.2人员与运行管理84
6.3检查维护88
6.3.1一般规定88
6.3.2脱硝系统运行检查维护89
6.3.3停运后检查维护91
6.3.4脱硝系统定期检查92
7.安全和环境保护94
7.1一般规定94
7.2安全94
7.3环境保护96
7.4职业卫生97
8.技术服务98
8.1现场技术服务98
8.1.1现场服务98
8.1.2技术培训99
8.1.3售后服务99
8.2失效催化剂的回收、利用和处置100
前言
为加强公司烟气脱硝的技术水平，加强环保工作的标准化建设，根据“脱硝工艺技术成熟、设备可靠、造价合理”基本原则，特制定本规范书。
本规范书规定了选择性催化还原法、选择性非催化还原法火电厂烟气脱硝工程的设计、建设、设备、调试、验收、运行和维护管理等技术要求。
本规范书由xx集团公司科技环保部组织制定、归口和解释。
本规范书主要起草人：
1.总则
1.1范围
本规范书提出了选择性催化还原法（SCR）、选择性非催化还原法（SNCR）烟气脱硝工程的设计、设备选型、建设、调试、验收、运行和维护管理等技术要求。
本规范书适用于新建机组同期建设或现有机组加装的SCR法或SNCR法等脱硝工程，可作为脱硝工程前期可行性研究、设计、设备选型、建设、调试、验收、运行和维护管理的技术参考。
1.2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本规范书的引用而成为本规范书的条款。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB150钢制压力容器
GB536液体无水氨
GB2440尿素
GB3836.2爆炸性气体环境用电气设备
GB4208外壳防治等级（IP代码）
GB8978污水综合排放标准
GB10184电站锅炉性能试验规程
GB12268危险货物品名表
GB12348工业企业厂界噪声标准
GB12358作业环境气体检测报警仪通用技术要求
GB12801生产过程安全卫生要求总则
GB13223火电厂大气污染物排放标准
GB14554恶臭污染物排放标准
GB18218重大危险源辩识
GB50016建筑设计防火规范
GB50040动力机器基础设计规范
GB50058爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范
GB50160石油化工企业设计防火规范
GB50222建筑内部装修设计防火规范
GB50229火力发电厂与变电所设计防火规范
GB 50351储罐区防火堤设计规范
GBJ87工业企业噪声控制设计规范
GBZ1工业企业设计卫生标准
GB/T16157固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法
GB/T20801生产过程安全卫生要求总则
GB/T21509燃煤烟气脱硝技术装备
DL408电业安全工作规程
DL5009.1电力建设安全工作规程（火力发电厂部分）
DL5032火力发电厂总图运输设计规程
DL5053火力发电厂劳动安全和工业卫生设计规程
DL/T5120小型电力工程直流系统设计规程
DL/T5136火力发电厂、变电所二次接线设计技术规程
DL/T5153火力发电厂厂用电设计技术规定
HJ562火电厂烟气脱硝工程技术规范-选择性催化还原法
HJ563火电厂烟气脱硝工程技术规范-选择性非催化还原法
HJ/T75固定污染源烟气排放连续监测技术规范
HJ/T76固定污染源烟气排放连续监测系统技术要求及检测方法
HG/T20649化工企业总图运输设计规定
SH3007石油化工储运系统罐区设计规范
SH3063石油化工企业可燃气体检测报警设计规范
《危险化学品安全管理条例》（中华人民共和国国务院令第344号）
《危险化学品生产储存建设项目安全审查办法》（国家安全生产监督管理局、国家煤矿安全监察局令第17号）
《建设项目（工程）竣工验收办法》（计建设（1990）1215号）
《建设项目竣工环境保护验收管理办法》（国家环境保护总局令第13号）
《危险化学品事故应急求援预案编制导则（单位版）》（安监管危化字[2004]43号）
《火电厂氮氧化物防治技术政策》（环发[2010]10号）
1.3术语和定义
1.3.1选择性催化还原法（SCR）
在催化剂作用下利用还原剂有选择性地与烟气中的氮氧化物（主要是一氧化氮和二氧化氮，以下分别简称NOx、NO、NO2）发生化学反应，生成氮气和水，从而减少烟气中氮氧化物排放的一种脱硝工艺。
1.3.2选择性非催化还原法（SNCR）
在不需要催化剂的情况下利用还原剂有选择性地与烟气中的NOx发生化学反应，生成氮气和水，从而脱除烟气中NOx的一种脱硝工艺。
1.3.3还原剂
烟气脱硝工艺中用于与NOx发生还原反应的物质，SCR、SNCR工艺使用的还原剂主要为液氨、尿素和氨水。
1.3.4催化剂
促使还原剂选择性地与烟气中的NOx在一定温度下发生化学反应的物质。
1.3.5反应器
选择性还原脱除NOx的反应装置。
1.3.6喷氨格栅
将还原剂均匀喷入烟气中的装置。
1.3.7静态混合器
实现还原剂与烟气混合均匀的装置。
1.3.8氨逃逸率
脱硝装置出口或空气预热器入口烟气中氨的体积与烟气体积之比，一般用10-6（工程上常用ppm）表示。
1.3.9SO2/SO3转化率
烟气中的二氧化硫（SO2）在SCR反应器中被氧化成三氧化硫（SO3）的百分比。
按公式
（1）计算：
（1）
式中：
——SO2/SO3转化率，%；
——SO2的摩尔质量，单位为克每摩尔（g/mol）；
——SO3的摩尔质量，单位为克每摩尔（g/mol）；
——SCR反应器出口的SO3浓度，（标准状态，干基，过剩空气系数1.4），单位为毫克每立方米（mg/m3）；
——SCR反应器入口的SO3浓度，（标准状态，干基，过剩空气系数1.4），单位为毫克每立方米（mg/m3）；
——SCR反应器入口的SO2浓度，（标准状态，干基，过剩空气系数1.4），单位为毫克每立方米（mg/m3）。
1.3.10可用率
脱硝装置每年可正常运行时间与锅炉每年总运行时间的百分比。
按公式
（2）计算：
（2）
式中：
——脱硝装置可用率，%；
——锅炉每年总运行时间，单位为小时（h）；
——脱硝装置每年因自身故障导致的停运时间，单位为小时（h）。
1.3.11脱硝效率
脱除的NOx量与未经脱硝前烟气中所含NOx量的百分比。
按公式（3）计算：
（3）
式中：
——脱硝效率，%；
——SCR反应器入口烟气中NOx的浓度，（标准状态，干基，过剩空气系数1.4），单位为毫克每立方米（mg/m3）；
——SCR反应器出口烟气中NOx的浓度，（标准状态，干基，过剩空气系数1.4），单位为毫克每立方米（mg/m3）。
1.3.12锅炉最大连续工况
锅炉连续最大蒸发量下的工况，简称BMCR工况。
1.3.13催化剂模块
催化剂模块是指由多个催化剂单元组合成的催化剂安装体。
1.3.14催化剂活性
催化剂的活性（即催化剂催化还原剂与NOx发生化学反应的能力）指在特定条件下，单位表面积的催化剂所能处理的烟气量。
按公式（4）计算：
（4）
式中：
——催化剂活性（标准状态，湿基），单位为米每小时（m/h）；
——实验室测试通过催化剂的烟气流量（标准状态，湿基），单位为立方米每小时（m3/h）；
——催化剂单元（与工程上安装的单元尺寸相同）的表面积，单位为平方米（m2）；
——氨氮摩尔比等于1条件下的脱硝效率，%。
1.3.15比表面积
指一个单位体积催化剂的几何表面积，单位为m2/m3。
1.3.16壁厚
壁厚是指催化剂的孔与孔之间的催化剂壁的厚度（或板的厚度），单位为mm。
1.3.17节距
催化剂单孔（相邻板）两侧壁间的距离，单位为mm。
1.3.18抗压强度
催化剂单元截面所能承受的最大压力，单位为Mpa。
1.3.19磨损率
催化剂在设计烟气冲刷条件下，按照试验规范进行磨损试验，其单位质量所减少的比率，单位为%/kg。
1.3.20现有机组
2010年7月1日前，已建成投产或环境影响评价文件已通过审批的火力发电锅炉及燃气轮机。
1.2.21新建机组
从2010年7月1日起，环境影响评价文件通过审批的新建、改建或扩建的火力发电锅炉及燃气轮机。
1.4基本原则
1.4.1火电厂烟气脱硝工艺的选择应根据锅炉工况、燃煤煤质、脱硝效率要求、还原剂的供应条件、水源和气源的可利用条件、氨区废水与废气排放条件、场地布置条件及相关政策法规等因素，经全面技术经济比较后确定。
1.4.1.1工艺选择原则
优先使用燃烧控制技术，在使用燃烧控制技术后仍不能满足NOx排放要求的，可因地制宜、因煤制宜、因炉制宜的选择技术上成熟、经济上可行及便于实施的SCR或SNCR脱硝技术。
1.4.1.2还原剂选择原则
对于SCR法烟气脱硝工艺，应优先选用液氨做为还原剂，在对液氨有限制的中心城市或地区，受运输条件限制的可选用尿素或氨水做为还原剂；对于SNCR法烟气脱硝工艺，可因地制宜的选择尿素或氨水作为还原剂。
1.4.1.3催化剂类型选择原则
锅炉省煤器出口烟尘浓度＜30g/m3时，宜优先考虑采用蜂窝式催化剂；当锅炉省煤器出口烟尘浓度≥40g/m3时，宜优先考虑使用平板式催化剂；当锅炉省煤器出口烟尘浓度在30-40g/m3之间时，应根据项目实际情况选择蜂窝式或平板式催化剂。
1.4.1.4材料选择原则
对于还原剂为液氨的脱硝系统，阀门、管线、设备材质可使用碳钢；对于还原剂为氨水的脱硝系统，氨水储罐材质采用碳钢，与氨水溶液接触的阀门、管线材质采用不锈钢；对于还原剂为尿素的脱硝系统，尿素颗粒储仓材质采用普通碳钢（内衬玻璃钢），与尿素溶液接触的阀门、管线、设备（泵、容器等）材质采用不锈钢。
以上所有材质中均不能含铜、铜合金。
1.4.1.5安全性要求
脱硝工程在可研、初设、施工、建造、运行等过程中应重视安全问题，并应符合国家安全方面相关法规、标准、规定的要求。
1.4.2脱硝装置的可用率应保证在98%以上，装置使用寿命及检修维护周期应与主机一致。
1.4.3脱硝装置的设计应采用设计煤种时的烟气条件为设计条件，同时考虑校核煤种条件下脱硝装置能安全运行。
脱硝装置的入口烟气设计参数应采用与锅炉烟道接口处的数据。
1.4.3.1新建锅炉加装SCR脱硝系统时，宜采用设计煤种时BMCR工况下的烟气参数，同时考虑校核煤种条件下NOx达标排放及脱硝装置安全运行。
1.4.3.2现有锅炉加装SCR脱硝系统时，其设计工况宜根据脱硝系统入口处实测烟气参数确定，并充分考虑燃料的变化趋势。
1.4.4脱硝装置应能满足锅炉负荷变化。
脱硝装置所需电源、水源、气源、汽源宜利用主体工程设施。
1.4.5脱硝工程应根据环评及其批复的要求确定是否设置反应器旁路，可根据需要设置省煤器烟气旁路。
1.4.6脱硝工程的设计、建设、调试、验收等应由具备相应资质的单位承担，各过程应按规定的内容和深度完成工程，并符合国家有关强制性法规、标准的规定。
1.4.7现有机组烟气脱硝系统在设计时应进行数值模拟和物理流场模型优化试验；新建机组烟气脱硝系统在设计时应进行数值模拟，并根据需要进行物理流场模型优化试验。
2.设计
设计单位应具有环境工程专项甲级设计资质，并且应具有至少3台600MW及以上国内机组脱硝工程业绩。
设计单位应采用技术成熟、先进、可靠的主流脱硝技术，技术来源要清晰，不存在技术纠纷，并负责脱硝技术性能保证。
脱硝系统设计输入条件见附件1，其中所需设计参数应根据锅炉机组设计值/实测值和实际燃煤参数确定。
2.1SCR部分
2.1.1一般性要求
2.1.1.1催化剂正常填装量下，脱硝装置出口NOx浓度应满足环评批复、《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223）和地方现行环保法规的要求。
2.1.1.2氨逃逸率应控制在3ppm以下；SO2/SO3的转化率不高于1%。
SCR法脱硝系统压力损失宜控制在1000Pa之内（三层），W型火焰炉控制在1200Pa之内（三层）。
2.1.2工程构成与工艺流程
SCR脱硝工程一般由还原剂系统、催化反应及烟气系统、辅助及公用系统组成。
工艺流程见图2-1。
图2-1典型火电厂SCR法烟气脱硝工艺流程图
2.1.3布置
2.1.3.1一般规定
（1）脱硝工程的总体设计包括总平面布置、竖向布置、管线综合布置、绿化规划等，应与火电厂的总体设计相协调，并满足下列要求：
a）工艺流程合理，烟道短捷；
b）交通运输方便；
c）处理好脱硝系统与电厂设施、生产与生活、生产与施工之间的关系；
d）方便施工，有利于维护检修；
e）合理利用地形、地质条件；
f）充分利用厂内公用设施；
g）节约用地，工程量小，运行费用低；
h）符合环境保护、劳动安全和工业卫生要求。
（2）脱硝还原剂卸料、贮存及制备场所应集中布置。
其布置应考虑电厂厂区主导风向的影响。
2.1.3.2总平面布置
（1）脱硝设备应统一规划，不应影响电厂再扩建。
（2）SCR反应器宜布置在锅炉尾部省煤器和空预器之间。
（3）SCR辅助设备（稀释风机、混合器、吹灰器）宜布置在反应器平台上，可根据当地气象条件及设备状况等因素确定是否露天布置。
（4）采用液氨作为还原剂时，应遵循GB50160和DL5032，单独设置卸料、贮存和制备区域。
设置储氨罐时，宜布置在装置（车间）区边缘的一侧，并应在明火或者散发火花地点的全年最小频率风向的上风侧，其装卸站宜靠近道路（或铁路），并考虑必要的消防要求。
采用尿素或氨水作为还原剂时，宜将还原剂制备区域靠近脱硝装置布置。
对于场地布置困难的电厂，还原剂贮存设施可布置在厂外，但选址要求应符合GB50160、DL5032及HG/T20649中有关规定。
（5）还原剂区域应设置废水收集池，收集后排入主厂废水处理系统统一处理。
反应器区域干除灰纳入全厂除灰系统。
2.1.3.3竖向布置
（1）脱硝场地的标高应不受洪水危害。
（2）脱硝装置主要设施宜与锅炉尾部烟道、烟囱、其它相邻区域的场地高程相协调，并有利于交通联系、场地排水和减少土石方工程量。
（3）脱硝场地的平整及土石方平衡应由主体工程统一考虑，应力求土石方自身平衡。
（4）建筑物室内、外地坪高差，及特殊场地标高宜符合相关标准的要求。
（5）脱硝场地的排水宜与主体工程统一考虑。
2.1.3.4交通运输
（1）脱硝还原剂的运输方式应根据所在地区交通运输现状、物流方向和电厂的交通条件进行技术经济比较确定。
（2）液氨和氨水宜就近采购，避免长距离运输，运输工具宜采用专用密封槽车，且宜由供货方统筹安排运输，电厂负责提供卸料接口；对地处城区、距离城市较近或有桥梁、隧道等液氨、氨水运输条件制约的脱硝装置，宜选择尿素作为还原剂，尿素应符合GB2440的要求。
（3）采用液氨和氨水作为还原剂区域的道路，应兼顾消防通道的设置要求，一般宜设置环形消防道路，并设置专用的卸料区域。
2.1.3.5管线布置
（1）管线综合布置应根据总平面布置、管内介质、施工及维护检修等因素确定，在平面及空间上应与主体工程相协调。
（2）管线布置应短捷、顺直，并适当集中，管线与建筑物及道路平行布置，干管宜靠近主要用户或支管多的一侧布置。
（3）除雨水下水道、生活污水下水道和消防管道外，其它脱硝管线宜采用综合架空方式敷设。
氨输送管道不宜埋地敷设。
（4）脱硝岛内的沟道当有腐蚀性液体流过时应做防腐处理，电缆沟道设计应避免有腐蚀性浆液进入。
（5）雨水下水管、生活污水管、消防水管及各类沟道不宜平行布置在道路行车道下面。
（6）管道颜色标识要求如下：
工业水管线：
绿色
消防水管线：
红色
废水管线：
黑色
蒸汽管线：
红色
蒸汽冷凝水管线：
红色
空气管线：
蓝色
氮气管线：
黄色
氨管线：
黄色
（7）KKS编码根据xx集团公司制定的《KKS标识系统编码规则》进行编码。
2.1.4设计
2.1.4.1还原剂系统
（1）还原剂
1）可供选择的还原剂有：
a.液氨（NH3），可以直接通过蒸发形成气态NH3，其品质应符合GB536标准；
b.尿素CO（NH2）2，通过热解或水解制备得到气态NH3，其品质应符合GB2440标准；
c）氨水（NH3·H2O或NH4·OH），通过蒸发后形成气态NH3和气态H2O，品质应符合GB12268标准。
2）制氨系统基本要求
制氨系统应能连续、稳定地供应脱硝运行所需要的氨流量，并满足锅炉负荷波动对氨供应量调整的响应要求。
3）还原剂的运输
液氨及氨水的运输、卸料、储存及制备应符合《危险化学品安全管理条例》、《危险化学品生产储存建设项目安全审查办法》和GB18218的相关规定。
（2）液氨储存与制备系统
1）液氨储存和制备系统各装置需按乙类可燃液体要求设计（GB50160）。
储氨罐一般不宜少于两个，储氨罐容积宜按照液氨密度0.578t/m3（温度40℃时）、充装系数按0.85-0.9计算。
2）储氨罐容量宜按设计工况下5天的氨消耗量设置，储氨罐应设置防止阳光直射的遮阳棚，遮阳棚的设置应避免形成气体聚集的死角。
进入蒸发器的液氨管道上应设置过滤器，防止氨泥及其他杂质堵塞管道和设备。
储氨罐上方应设置水喷淋降温系统和水喷雾系统。
3）氨气制备装置（液氨蒸发器）的出力应按设计工况下氨气消耗量的110％选择，且不小于100%校核工况下的氨气消耗量。
4）液氨卸料可通过卸氨压缩机进行，在与槽车接口处设置用于卸氨前后排出管道中空气/氨的管道。
氨储存设备及运输管道上应设有排空和氮气置换管路或接口。
5）液氨区和有可能产生氨泄漏区域上部设置的顶棚或类似结构，不应有造成氨聚集的封闭上凸区。
6）液氨储存与制备系统中宜采用防爆型气动执行机构。
（3）尿素制氨系统
1）尿素作为还原剂可采用固态尿素和尿素溶液。
尿素分解制氨可采用水解和热解两种工艺。
2）尿素颗粒储仓可按1个设计，容量宜按全厂脱硝装置BMCR工况下连续运行不小于3天所需的氨用量设置。
3）尿素颗粒储仓到尿素溶解罐的输送管路应设置有关断和避免尿素堵料的装置。
4）尿素溶解设备宜布置在室内，尿素溶液储存设备可布置在室外。
设备间距应满足施工、操作和维护的要求，各设备间的连接管道应根据地域条件决定是否保温及伴热。
5）当采用热解工艺来制备氨时，每台炉应设置一套热解分解室（一般不设备用），且热解分解室和计量分配装置宜靠近SCR反应器布置。
尿素热解风采用独立风机，经加热达到热解所需温度后送入脱硝装置，稀释风可由尿素热解风替代。
6）当采用尿素水解工艺制备氨时，可设置一台尿素水解反应器，其出力宜按全厂脱硝系统所需要氨量的110%来设计，水解反应器多于两套时，可设一台备用水解反应器。
（4）氨水储存与制备系统
1）常采用20%或25%浓度（质量浓度）作为还原剂；
2）氨水储罐容量宜按设计工况下5天的氨消耗量设置，氨水储罐充装系数可按0.9考虑。
3）储氨罐可设置防止阳光直射的遮阳棚，遮阳棚的设置应避免形成气体聚集的死角。
进入蒸发器的氨水管道上应设置过滤器，防止氨泥及其他杂质堵塞管道和设备。
4）氨水供应量的控制可通过氨水计量泵控制，氨水计量泵通常采用变频泵，每炉1用1备。
（5）管道及材料要求设计参考第3章，安全设计部分参考第6章。
2.1.4.2反应器及烟气系统
（1）反应器的数量应根据锅炉容量、锅炉炉型、布置空间、脱硝效率、脱硝系统可靠性等因素确定。
（2）反应器应根据厂址区气象及环境条件，宜采用与锅炉本体相同的封闭方式，其外壁宜保温，尽量减少烟气热量损失。
露天布置时，保温层应采取防雨设施。
（3）反应器和烟道的设计压力应遵守烟道设计压力选取标准，反应器和烟道设计温度按锅炉BMCR工况下燃用设计或校核煤质的最高工作温度取值。
（4）现有机组烟气脱硝系统在设计时应进行数值模拟和物理流场模型优化试验；新建机组烟气脱硝系统在设计时应进行数值模拟，并根据需要进行物理流场模型优化试验。
试验范围应涵盖从锅炉省煤器出口到锅炉空预器入口的全部烟气系统，包含烟气系统内的导流板、喷氨装置、反应器入、出口烟道、反应器等。
（5）反应器本体应为全钢焊接结构。
反应器钢结构宜在工厂分段加工，现场拼接。
反应器本体应采用整体支撑方式。
（6）反应器截面尺寸应根据烟气流速、催化剂模块尺寸及布置方式等因素确定。
反应器有效高度应根据催化剂模块高度、层数、层间净高、吹灰装置、烟气整流装置高度等因素综合考虑确定。
（7）反应器入口段宜设烟气扩散段及导流板，促使烟气的流场均匀分布。
反应器出口宜设收缩段，其倾斜角度应能避免该处积灰。
设置在催化剂上方的整流装置，应保证烟气流场满足催化剂入口要求。
（8）在反应器侧壁应设置催化剂安装门和检修人孔门。
（9）反应器内催化剂的支架应可兼作催化剂安装时的滑行导轨，也可采用专用小车或其他方式装填或更换催化剂。
（10）反应器本体外周应设平台作为人行通道，平台宜采用格栅形式，平台
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