SCR煙氣脫硝項目技術方案
2016年7月
目錄
1總則 (1)
2工程概況 (1)
2.1鍋爐主要參數(shù) (1)
2.2脫硝工藝方案 (2)
2.3工程范圍 (2)
3設計采用的標準和規(guī)范 (2)
4煙氣脫硝工藝方案 (3)
4.1脫硝工藝的簡介 (3)
5 工藝系統(tǒng)說明 (9)
5.1氨的儲存系統(tǒng) (10)
5.5電氣部分 (16)
5.6儀表和控制系統(tǒng) (17)
6供貨范圍及清單 (20)
6.1供貨范圍（不僅限于此） (20)
6.2供貨清單 (20)
7施工工期 (22)
8質量保證及售后服務 (23)
9設計技術指標 (24)
技術方案
1總則
1.1本技術文件僅適用于煙氣脫硝技改項目，它包括脫硝系統(tǒng)正常運行所必需具備的工藝系統(tǒng)、控制系統(tǒng)的設計、設備選型、采購、制造、運輸、設備供貨、脫硝系統(tǒng)的安裝施工及全過程的技術指導、調(diào)試、試運行、人員培訓和最終的交付投產(chǎn)。土建設計及施工由招標方負責，由投標方提出土建條件資料。
1.2本技術文件提出的是最低限度的技術要求，并未對一切技術細節(jié)作出規(guī)定，也未充分引述有關標準和規(guī)范條文，投標方保證提供符合國家或國際標準和本技術規(guī)范書要求的優(yōu)質產(chǎn)品及其相應的服務，對國家有關安全、環(huán)保、勞衛(wèi)、消防等強制性標準將滿足其要求，同時確保達到招標技術條件書要求的指標值。當投標方執(zhí)行招標技術條件書所列標準（所列標準如有更新版本，以最新版本為準）有矛盾時，按較高標準執(zhí)行。
1.3技術合同談判將以本技術文件書為藍本，經(jīng)修改后最終確定的文件將作為技術協(xié)議書，并與商務合同文件有相同的法律效力。雙方工作語言為中文，所有的技術條件書、文件資料均為中文。
1.4本技術文件未盡事宜，雙方協(xié)商解決。
2工程概況
2.1鍋爐主要參數(shù)
鍋爐類型鏈條爐
額定蒸發(fā)量35t/h
省煤器出口煙氣溫度≥350℃（暫定）
煙氣中NOX含量≤600mg/ m3（暫定）
煙氣中含水量2%（暫定）
空氣中氧含量11%
煙氣量105000m3/h
備注： NOx計算均已NO2計算
2.2脫硝工藝方案
鍋爐脫硝裝置分別采用選擇性催化還原法（SCR）工藝做脫硝設計方案。
的含量不大于600mg/m3時，保性能保證要求：當裝置進口煙氣中NO
X
證脫硝裝置出口煙氣中NO
含量不大于200mg/m3。
X
2.3工程范圍
2.3.1本工程為設計、供貨、安裝、培訓、調(diào)試及交付使用等為一體的總承包項目。招標方提供電源、氣源、水源、熱源至脫硝區(qū)域10米范圍內(nèi)。
2.3.2投標方提供詳細的供貨清單，但不局限于供貨范圍內(nèi)所列設備和系統(tǒng)。對于屬于整套設備運行和施工所必需的部件，即使本文條款中未列出或數(shù)量不足，投標方仍須在執(zhí)行合同時補足。
2.3.3 投標方提供檢修所需的專用工具、隨機備品備件。
3設計采用的標準和規(guī)范
3.1脫硝裝置的設計、制造、安裝、調(diào)試、試驗及檢查、試運行、考核、最終交付等符合相關的中國法律及規(guī)范。對于標準的采用符合下述原則：
(1)與安全、環(huán)保、健康、消防等相關的事項執(zhí)行中國國家及地方有關法規(guī)、標準；
(2)設備和材料執(zhí)行設備和材料制造商所在國標準；
(3)建筑、結構執(zhí)行中國電力行業(yè)標準或中國相應的行業(yè)標準。
3.2脫硝工程設計、制造、安裝、調(diào)試、試驗及檢查、試運行、性能考核、最終交付中采用的所有標準、規(guī)定如下：
GB50054－95 《低壓配電設計規(guī)范》
GB50034－92 《工業(yè)企業(yè)照明設計標準》
GB13223－2003 《火電廠大氣污染物排放標準》
GB12348－90 《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標準》
GB16297－1996 《大氣污染物綜合排放標準》
HJ/T75-2001 《火電廠煙氣排放連續(xù)監(jiān)測統(tǒng)技術規(guī)范》
GB4272-92 《設備及管道保溫技術通則》
GB50221—95 《鋼結構工程質量檢驗評定標準》
GB50205-2001 《鋼結構工程施工質量驗收規(guī)范》
GB50212-91 《建筑防腐蝕工程施工及驗收規(guī)范》
HGJ229—91 《工業(yè)設備、管道防腐蝕工程施工及驗收規(guī)范》
GB0198—97 《熱工儀表及控制裝置施工及驗收規(guī)范》
GB50168—92 《電氣裝置安裝工程電纜線路施工及驗收規(guī)范》
GB50169—92 《電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗收規(guī)范》
GB50259—96 《電氣裝置安裝工程電氣照明施工及驗收規(guī)范》
GB50231-98 《機械設備安裝工程施工及驗收通用規(guī)范》
GB50235-97 《工業(yè)金屬管道工程施工及驗收規(guī)范》
GB50236-1998 《現(xiàn)場設備工業(yè)管道焊接工程施工及驗收規(guī)范》
GB50275-98 《壓縮機、風機、泵安裝工程施工及驗收規(guī)范》
HGJ209—83 《鋼結構、管道涂裝技術規(guī)程》
JGJ8l—91 《建筑鋼結構焊接規(guī)程》
DLGJ158-2001 《火力發(fā)電廠鋼制平臺扶梯設計技術規(guī)定》
4煙氣脫硝工藝方案
4.1 脫硝工藝的簡介
有關NOX的控制方法從燃料的生命周期的三個階段入手，限燃燒前、燃燒中和燃燒后。當前，燃燒前脫硝的研究很少，幾乎所有的形容都集中
在燃燒中和燃燒后的NOX 的控制。所以在國際上把燃燒中NOX
的所有控制措施統(tǒng)稱為一次措施，把燃燒后的NOX控制措施統(tǒng)稱為二次措施，又稱為煙氣脫硝技術。
目前普遍采用的燃燒中NOX 控制技術即為低NOX燃燒技術，主要有低NOX燃燒器、空氣分級燃燒和燃料分級燃燒。
應用在燃煤電站鍋爐上的成熟煙氣脫硝技術主要有選擇性催化還原技術（Selective Catalytic Reduction，簡稱SCR）、選擇性非催化還原技術（Selective Non-Catalytic Reduction，簡稱SNCR）以及SNCR/SCR混合煙氣脫硝技術。
4.2 SCR煙氣脫硝技術
近幾年來選擇性催化還原煙氣脫硝技術(SCR)發(fā)展較快,在歐洲和日本得到了廣泛的應用,目前催化還原煙氣脫硝技術是應用最多的技術。
1）SCR脫硝反應
目前世界上流行的SCR工藝主要分為氨法SCR和尿素法SCR兩種。此
兩種法都是利用氨對NO
X 的還原功能，在催化劑的作用下將NO
X
(主要是NO)
還原為對大氣沒有多少影響的N
2和水。還原劑為NH
3
，其不同點則是在尿
素法SCR中，先利用一種設備將尿素轉化為氨之后輸送至SCR觸媒反應器，它轉換的方法為將尿素注入一分解室中，此分解室提供尿素分解所需之混合時間，駐留時間及溫度，由此室分解出來之氨基產(chǎn)物即成為SCR的還原劑通過觸媒實施化學反應后生成氨及水。尿素分解室中分解成氨的方法有熱解法和水解法，主要化學反應方程式為：
NH
2CONH
2
+H
2
O→2NH
3
+CO
2
在整個工藝的設計中，通常是先使氨蒸發(fā)，然后和稀釋空氣或煙氣混合，最后通過分配格柵噴入SCR反應器上游的煙氣中。典型的SCR反應原理示意圖如下：
在SCR反應器內(nèi)，NO通過以下反應被還原：
4NO+4NH3+O2→3N2+6H2O
6NO+4NH3→5N2+6H2O
當煙氣中有氧氣時，反應第一式優(yōu)先進行，因此，氨消耗量與NO還原量有一對一的關系。
在鍋爐的煙氣中，NO
2一般約占總的NO
X
濃度的5%，NO
2
參與的反應如
下：
2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O
6NO2+8NH3→7N2+12H2O
上面兩個反應表明還原NO 2比還原NO 需要更多的氨。
在絕大多數(shù)鍋爐煙氣中，NO 2僅占NO X 總量的一小部分，因此NO 2的影響并不顯著。
SCR 系統(tǒng)NO X 脫除效率通常很高，噴入到煙氣中的氨幾乎完全和NO X 反應。有一小部分氨不反應而是作為氨逃逸離開了反應器。一般來說，對于新的催化劑，氨逃逸量很低。但是，隨著催化劑失活或者表面被飛灰覆蓋或堵塞，氨逃逸量就會增加，為了維持需要的NO X 脫除率，就必須增加反應器中NH 3/NO X 摩爾比。當不能保證預先設定的脫硝效率和（或）氨逃逸量的性能標準時，就必須在反應器內(nèi)添加或更換新的催化劑以恢復催化劑的活性和反應器性能。從新催化劑開始使用到被更換這段時間稱為催化劑壽命。
2）SCR 系統(tǒng)組成及反應器布置
在選擇催化還原工藝中，NO x 與NH 3在催化劑的作用下產(chǎn)生還原。催化劑安放在一個固定的反應器內(nèi)，煙氣穿過反應器平行流經(jīng)催化劑表面。催化劑單元通常垂直布置，煙氣自上向下流動。如下圖所示：
SCR系統(tǒng)一般由氨的儲存系統(tǒng)、氨與空氣混合系統(tǒng)、氨氣噴入系統(tǒng)、反應器系統(tǒng)、省煤器旁路、SCR旁路、檢測控制系統(tǒng)等組成。下圖為典型SCR煙氣脫硝工藝系統(tǒng)基本流程簡圖：
4.3 SNCR煙氣脫硝技術
選擇性催化還原脫除NO
的運行成本主要受催化劑壽命的影響，一種
X
不需要催化劑的選擇性還原過程或許更加誘人，這就是選擇性非催化還原
技術。該技術是用NH
3、尿素等還原劑噴入爐內(nèi)與NO
X
進行選擇性反應，不
用催化劑，因此必須在高溫區(qū)加入還原劑。還原劑噴入爐膛溫度為850～1
100℃的區(qū)域，該還原劑（尿素）迅速熱分解成NH
3并與煙氣中的NO
X
進行S
NCR反應生成N
2
，該方法是以爐膛為反應器。
研究發(fā)現(xiàn)，在爐膛850～1100℃這一狹窄的溫度范圍內(nèi)、在無催化劑
作用下，NH
3或尿素等氨基還原劑可選擇性地還原煙氣中的NO
X
，基本上不
與煙氣中的O
2作用，據(jù)此發(fā)展了SNCR法。在850～1100℃范圍內(nèi)，NH
3
或
尿素還原NO
X
的主要反應為：
NH
3
為還原劑
4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O
尿素為還原劑
NO+CO(NH2)2 +1/2O2→2N2+CO2+H2O
當溫度高于1100℃時, NH
3
則會被氧化為
4NH3+5O2→4NO+6H2O
不同還原劑有不同的反應溫度范圍，此溫度范圍稱為溫度窗。NH
3
的反應最佳溫度區(qū)為 850～110O℃。當反應溫度過高時，由于氨的分解會使
NO
x 還原率降低，另一方面，反應溫度過低時，氨的逃逸增加，也會使NO
x
還原率降低。NH
3
是高揮發(fā)性和有毒物質，氨的逃逸會造成新的環(huán)境污染。
引起SNCR系統(tǒng)氨逃逸的原因有兩種，一是由于噴入點煙氣溫度低影響
了氨與NO
x
的反應；另一種可能是噴入的還原劑過量或還原劑分布不均勻。
還原劑噴入系統(tǒng)必須能將還原劑噴入到爐內(nèi)最有效的部位，因為NO x 在爐膛內(nèi)的分布經(jīng)常變化，如果噴入控制點太少或噴到爐內(nèi)某個斷面上的氨分布不均勻，則會出現(xiàn)分布較高的氨逃逸量。在較大的燃煤鍋爐中，還原劑的均勻分布則更困難，因為較長的噴入距離需要覆蓋相當大的爐內(nèi)截面。為保證脫硝反應能充分地進行，以最少的噴入NH 3量達到最好的還原效果，必須設法使噴入的NH 3與煙氣良好地混合。若噴入的NH 3不充分反應，則逃逸的NH 3不僅會使煙氣中的飛灰容易沉積在鍋爐尾部的受熱面上，而且煙氣中NH 3遇到S03會產(chǎn)生(NH 4)2S04易造成空氣預熱器堵塞，并有腐蝕的危險。
SNCR 煙氣脫硝技術的脫硝效率一般為30%-40%，受鍋爐結構尺寸影響很大，多用作低NO X 燃燒技術的補充處理手段。采用SNCR 技術，目前的趨勢是用尿素代替氨作為還原劑，值得注意的是，近年的研究表明，用尿素作為還原劑時，NO X 會轉化為N 2O ，N 2O 會破壞大氣平流層中的臭氧，除此之外，N 2O 還被認為會產(chǎn)生溫室效應，因此產(chǎn)生N 2O 問題己引起人們的重視。
綜上所述，SCR 脫硝工藝技術先進，工藝成熟，經(jīng)濟合理，工業(yè)業(yè)績居多，脫硝效率高，擬選用目前效率最高的SCR 技術。
5 工藝系統(tǒng)說明
SCR 脫硝系統(tǒng)由三個子系統(tǒng)所組成，SCR 反應器及附屬系統(tǒng)、氨儲存處理系統(tǒng)和氨注入系統(tǒng)。
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