锅炉脱硝方案.docx
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锅炉脱硝方案
●脱硝方案
1.设计条件
1.1项目概况
现有10t/h煤粉炉锅炉，目前锅炉NOx排放浓度约为≦mg/Nm3，为节能减排，现对该机组进行脱硝改造，将NOx排放浓度降低到＜mg/Nm3。
本方案为10t/h煤粉炉锅炉SNCR烟气脱硝技术方案。
本方案对SNCR系统的工艺流程，电气及控制方案，平面布置、设备配置、运行费用等内容都进行简要介绍。
1.2工程地点
有限公司指定厂区内。
1.3设计原则
本项目的主要设计原则：
（1）脱硝技术采用SNCR工艺。
（2）还原剂采用尿素或氨水方案。
（3）控制系统使用PLC单独控制。
（4）SNCR入口NOx浓度为≦mg/Nm3，SNCR出口NOx浓度≦mg/Nm3，脱硝效率70/80%。
（5）SNCR工艺NH3逃逸量≤10ppm。
1.4设计条件
1.4.1锅炉烟气参数
序号
项目名称
单位
数据
1
入口烟气量
m3/h
20000
2
脱硝前NOx排放浓度
mg/Nm3
≦
3
脱硝后NOx排放浓度
mg/Nm3
≦
4
炉膛温度
℃
1.4.2设备安装条件：
主厂房室外安装；
1）还原剂：
以20%浓度的氨水和高分子剂作为SNCR烟气脱硝系统的还原剂；
2）主燃料：
煤；
3）运行方式：
每天24小时连续运行；
4）年累计工作时间：
不小于8000小时；
2.还原剂、工艺水、电源及压缩空气参数
2.1还原剂
本采用以稀释水为溶剂的氨水+高分子剂为脱硝还原剂，氨水浓度为20%。
2.2工艺水
作为氨水稀释剂的水应是具有除盐水质量的软化水，并且满足下列条件，详见下表。
名称
条件
pH值
6～9
全硬度
<3mmol/kg
钙硬度
<2mmol/kg，作为CaCO3，最好<0.2mmol/kg
全碱度
<2mmol/kg，最好<0.2mmol/kg
铁
<0.5mg/kg
导电度
<250µs/cm
浊度
没有明显的浑浊和悬浮固态物
水压
0.2MPa
2.3电源
用于脱硝系统的电源，为AC380V和AC220±2%V、50±0.2Hz、波形失真率<5%的电源至设计界区。
2.4压缩空气
雾化使用的压缩空气由甲方提供至锅炉附近，应满足如下要求：
仪用压缩空气，干燥、无油；压力露点：
-20℃；运行压力：
0.5~0.7MPa；
3.技术要求
3.1工程范围
3.1.1设计范围
本次烟气脱硝系统设计范围是SNCR系统内的所有设备、管道、电控设备等全部内容。
系统所需的还原剂、水、冷却空气和电源等由业主方输送至本次脱硝系统内。
3.1.2供货范围
本项目工程范围为EPC交钥匙工程，包括一台机组SNCR脱硝系统的设计、设备供货、土建工程、安装、系统调试和试运行、配合考核验收、培训等。
3.2脱硝系统性能保证值
性能保证值如下：
项目
锅炉容量
10t/h
燃料
校核煤种
处理前NOx基础浓度mg/Nm3
（标况、干态、6%O2）
SNCR处理后NOx控制浓度mg/Nm3
（标况、干态、6%O2）
≤
SNCR设计脱硝效率%
＞70%
氨逃逸率ppm
≤8
炉膛温度℃
3.2.1脱硝系统装置出口NOx浓度
在设计工况下正常运行时脱硝装置出口NOx浓度不超过260mg/Nm3（干基，标况，含氧量6%），且NOx脱除率不低于70%
×100%
3.2.2系统物料及动力消耗指标（脱硝还原剂采用20%浓度的氨水）（1台炉）
序号
项目名称
单位
耗量
备注
1
氨水耗量
t/h
0.07
2
电耗量
度/h
4.00
连续运行
3
除盐水耗量
t/h
0.17
4
压缩空气量
m3/min
0.80
3.2.3SNCR脱硝装置可用率
整套装置的可用率在正式移交后的一年中大于98%。
脱硝装置的可用率定义：
A：
脱硝装置统计期间可运行小时数。
B：
脱硝装置统计期间强迫停运小时数。
C：
脱硝装置统计期间强迫降低出力等有效停运小时数。
3.2.4脱硝装置运行后并达到NOx排放要求时NH3逃逸率≤10ppm。
3.2.5脱硝装置的服务寿命为30年以上。
3.2.6脱硝装置满足全天24小时连续运行，年运行时间大于8000时；
3.2.7系统装置先进、安全、可靠、便于运行维护；
3.2.8脱硝装置的调试过程（包括启/停和运行），不能影响锅炉的正常工作。
3.2.9脱硝装置能快速启动投入，在负荷调整时有良好的适应性，在运行条件下能可靠和稳定地连续运行，并具有下列运行特性：
（1）脱硝装置能适应锅炉的正常负荷变动，快速投入与停止，跟随能力强。
（2）脱硝装置能在锅炉40～100%BMCR负荷条件下持续、安全地运行。
（3）脱硝装置的检修时间间隔与锅炉的要求一致，不应增加维护和检修期。
4.技术方案
4.1技术原理
用氨水作为还原剂的SNCR技术原理是将稀释后的氨水溶液喷入炉内与NOx进行选择性反应，不使用催化剂，在炉膛温度为750～850℃的区域内，NH3与烟气中的NOx进行SNCR反应生成N2和水。
NH3还原NOx的主要化学反应方程式为：
4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O
SNCR系统烟气脱硝过程由下面四个基本过程完成：
1）还原剂接收和储存；
2）还原剂的计量输出、与水混合稀释；
3）在锅炉合适位置喷入稀释后的还原剂；
4）还原剂与烟气混合进行脱硝反应。
（2）脱硝效率的影响因素
1、 温度范围；
2、 停留的时间；
3、 反应剂和烟气混合的程度；
4、 未控制的NOx浓度水平；
5、 喷入的反应剂与未控制的NOx的摩尔比－NSR；
4.2工艺描述
4.2.1工艺描述
氨水槽车将氨水送至厂区内氨水储罐后，由氨水加注泵打入氨水储罐内以供后续SNCR脱硝使用。
需要SNCR脱硝时，使用氨水溶液输送泵将储罐中的氨水溶液抽出，并在静态混合器中和工艺水混合稀释成5%~10%的氨水稀溶液，然后再输送到炉前SNCR喷枪处。
氨水溶液通过喷枪雾化后，喷入炉膛合适的位置（温度窗口），与烟气中的氮氧化物发生氧化还原反应，生成氮气和水，从而达到脱硝目的。
我公司将根据锅炉实际状况，选取最佳的温度窗口，采用专用的雾化喷枪，合理设计，保证足够的穿透深度和覆盖面，使氨水与氮氧化物充分反应。
本工程在安装前已将各脱硝设备组装为模块，工艺系统如下图所示。
脱硝系统的供货范围
序号
名称
规格型号
单位
数量
供货商
一
氨水溶液储存和供应系统
1
氨水溶液储罐
容积V=5m3，
个
1
2
氨水卸载泵
Q=20m3/h，H=20m316
台
1
甲供
3
氨水溶液输送泵
Q=1m3/hr，H=100m316
台
2
4
加注管线
DN65，自卸载区至储罐的接头、柔性软管、排气管，
套
1
甲供
二
稀释水系统
1
稀释水罐
容积V=3.5m
个
1
2
稀释水输送泵
Q=3m3/hrH=100m材质：
316
个
2
三
计量分配系统
2
仪表
套
1
2.2
压力表
个
3
3
手动阀门
氨水、稀释水管道阀门，压缩空气管道阀门；
批
1
4
阀门
氨水、稀释水管道阀门，压缩空气管道阀门；
批
1
4.1
气动调节阀
DN10/DN15
个
2
4.2
气动球阀
DN10/DN15
个
1
四
还原剂喷射系统
1
喷射模块
316
套
4
2
喷枪套管
310
套
4
3
喷枪连接配件
304
套
4
4
压力开关
304
个
2
5
阀门
氨水、稀释水管道阀门，压缩空气管道阀门；
批
1
6
喷射柜内管道及管件
氨水、稀释水管道，压缩空气管道；
批
1
五
管道、阀门及辅助材料
1
阀门
1.1
手动阀门
氨水、稀释水管道阀门，压缩空气管道阀门；
批
1
1.2
阀门
氨水、稀释水管道阀门，压缩空气管道阀门；
批
1
2
管道及管件
氨水、稀释水管道阀门，压缩空气管道阀门；
批
1
3
其他辅助材料
喷枪及其他部件安装辅材
批
1
六
控制系统
1
液位计
个
2
2
温度变送器
个
1
3
仪表配套阀门、仪表管
套
1
4
控制电缆
批
1
5
安装辅材
批
1
七
电气系统
1
低压配电柜
GGD柜,微型断路器、接触器、热继电器
面
1
2
动力电缆
批
1
3
电缆桥架及其辅材
梯级桥架200x100，100x100等
项
1
9
防火封堵材料
HYD有机防火堵料、G60-3防火涂料、HWD防火隔板
批
1
注：
压缩空气气源甲方提供。
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