項目概況

現(xiàn)有5*75t/h循環(huán)流化床爐和160噸循環(huán)流化床爐鍋爐。為使鍋爐煙氣中NOx氣體達標排放，擬對鍋爐進行脫硝改造工程。

本方案有5*75t/h循環(huán)流化床鍋爐，入口NOx排放量按照450 mg/m3計算,出口NOx排放量要求為＜100mg/Nm3，風量暫按197000m3/h（工況）測算，根據(jù)以上參數(shù) 進行方案設計和設備配置。1*160噸熱水鍋爐，入口NOx排放量按照450 mg/m3計算,出口NOx排放量要求為＜100mg/Nm3，風量暫按220000m3/h測算，

1.2 設計基礎參數(shù)

1.2.1 鍋爐基礎數(shù)據(jù)

1.2.2還原劑

還原劑可采用尿素。考慮到流化床爐出口煙氣溫度較低，NOX排放濃度要小于100mg/Nm3，主要考慮到安全因素，故本方案采用尿素作為還原劑。

1.2.3 稀釋水質量要求

作為尿素的稀釋水應是具有軟化水質量的純水，業(yè)主提供的軟化水應滿足下列規(guī)格要求：

2 pH值：6～9；

2 全硬度 <3 mmol/kg；

2 鈣硬度 <2 mmol/kg （CaCO3），最好 <0.2 mmol/kg；

2 全堿度 <2 mmol/kg，最好<0.2 mmol/kg；

2 鐵<0.5 mg/kg；

2 電導率<250 μmhos；

2 沒有明顯的渾濁和懸浮固態(tài)物。

分界點：業(yè)主提供稀釋水至脫硝工作區(qū)的稀釋水罐。

1.2.4 壓縮空氣

壓力： 0.6MPa

品質： 無油無雜質

分界點：業(yè)主提供壓縮空氣的分界點為脫硝工作區(qū)的供氣處。

1.2.5 電源

低壓電源： AC380/220V 三相四線；頻率：50Hz。

控制電源： AC220V。

1.3設計要求

系統(tǒng)設計滿足以下要求：

二 設計原則

2.1 技術要求

2.1.1 SNCR脫硝裝置的總體設計要求

2.1.1.1 SNCR脫硝系統(tǒng)滿足全天24小時連續(xù)運行；

2.1.1.2 系統(tǒng)裝置先進、安全、可靠、便于運行維護；

2.1.1.3 所有的設備和材料是新的，并且與尿素溶液有關的設備、管道閥門及相關輔材采用耐腐蝕材質；

2.1.1.4 兩年內裝置連續(xù)使用率≥95 %；

2.1.1.5 節(jié)約用地、節(jié)省投資、運行費用低；

2.1.1.6 工藝流程合理、裝置布置簡潔、美觀；

2.1.1.7 觀察、監(jiān)視、維護簡單、運行人員少；

2.1.1.8 SNCR脫硝裝置的調試過程（包括啟/停和運行），不能影響鍋爐的正常工作。

2.1.1.9 SNCR脫硝裝置能快速啟動投入，在負荷調整時有良好的適應性，在運行條件下能可靠和穩(wěn)定地連續(xù)運行，并具有下列運行特性：

·能適應鍋爐的啟動、停機及負荷變動；

·檢修時間間隔與機組的要求一致，不增加機組的維護和檢修時間；

·在設計上要留有足夠的通道，包括施工、檢修需要的吊裝及運輸通道。

2.1.2 電氣、儀表和控制系統(tǒng)的要求

電氣、儀表和控制系統(tǒng)在滿足工藝要求以及確保人身安全的前提下，選用操作方便、可靠性高、便于維護、自動化程度高的設備，以便使整個電氣系統(tǒng)高效、可靠的運行。

2.1.2.1 脫硝配電系統(tǒng)設置配電柜，采用兩路互為備用的AC380/220V電源供電。

2.1.2.2 脫硝控制系統(tǒng)設置一套PLC控制系統(tǒng)，采用成熟、可靠、完善的控制方案。

2.1.3 材料的要求

2.1.3.1所有設備和材料是新的，根據(jù)物性及工藝要求，尿素溶液管道和稀釋水管道材質選用不銹鋼和無縫鋼管，尿素溶液、稀釋水以及壓縮空氣相關設備、閥門及相關輔材材質選用不銹鋼；壓縮空氣管道選用鍍鋅無縫鋼管。

2.1.3.2 所有隔熱表面最大溫度當環(huán)境<27℃時不超過50℃，當環(huán)境溫度>27℃時，表面最大溫度保證不大于25℃加環(huán)境溫度。

2.1.3.3 鋼結構和設備采用滿足區(qū)域防腐要求的優(yōu)質油漆，涂刷不少于二底二面。

2.1.3.4 SNCR脫硝系統(tǒng)管道介質流向按照電力企業(yè)通用要求標示。

2.2 標準規(guī)范

三 脫硝工藝原理

選擇性非催化還原(SNCR)脫除NO 技術是把含有NHx基的還原劑（如氨氣、氨水或者尿素等）噴入爐內溫度為850～1100℃的合適區(qū)域，與NO發(fā)生還原反應生成N2和水。還原NOx的主要方程式為：

6NO + 4NH3 => 5N2 + 6H2O

4NO + 4NH3 + O2 => 4N2 + 6H2O

6NO + 8NH3 + 3O2 => 7N2 + 12H2O

2NO + 4NH3 + 2O2 => 3N2 + 6H2O

SNCR還原NO的反應對于溫度條件非常敏感，爐膛上噴入點的選擇，也就是所謂的溫度窗口的選擇，是SNCR還原NO效率高低的關鍵。理想的溫度范圍為850～1100℃，并隨鍋爐類型的變化而有所不同。

四 工藝設計

4.1、SNCR流程

4.2、 SNCR系統(tǒng)主要包括尿素溶液配制儲存系統(tǒng)、在線稀釋系統(tǒng)和噴射系統(tǒng)幾部分。

尿素溶液配制系統(tǒng)實現(xiàn)尿素儲存、溶液配制和溶液儲存的功能，然后由在線稀釋系統(tǒng)根據(jù)鍋爐運行情況和NOx排放情況在線稀釋成所需的濃度，送入噴射系統(tǒng)。噴射系統(tǒng)實現(xiàn)各噴射層的尿素溶液分配、霧化噴射和計量。還原劑的供應量能滿足鍋爐不同負荷的要求，調節(jié)方便、靈活、可靠；尿素噴射系統(tǒng)應配有良好的控制系統(tǒng)。

1）尿素溶液制備儲存系統(tǒng)

將袋裝的尿素顆粒通過溜槽倒入尿素溶解罐，將其溶于水制備成50%的尿素溶液。并通過尿素溶液輸送泵打入尿素溶液儲罐中儲存。此系統(tǒng)為4爐共用。尿素溶解是吸熱反應，為了防止尿素的二次結晶，在溶解罐和儲罐中都設有電加熱器。尿素溶液通過尿素溶液噴射泵進行循環(huán)，來保證到各爐的尿素溶液的流量和壓力的穩(wěn)定。

2）在線稀釋系統(tǒng)

50%的尿素溶液從儲罐輸出后，與稀釋水混合成濃度不大于10%的尿素溶液。通過監(jiān)測NOx的變化來調節(jié)稀釋水和尿素溶液的流量

3）噴射系統(tǒng)

根據(jù)鍋爐爐內溫度場，設置相應的噴射區(qū)計量模塊。計量模塊一爐一個模塊每個模塊由噴射泵和若干流量測量設備和電動閥門設備組成。用于精確計量和獨立控制每個噴射區(qū)的還原劑流量和濃度。該模塊連接并響應來自機組的控制信號，自動調節(jié)反應劑流量，對NOx水平、鍋爐負荷、燃料或燃燒方式的變化做出響應，打開或關閉噴射區(qū)或控制其質量流量。

通過計量模塊后，尿素溶液將送到各層噴射層，各噴射層設有總閥門控制本噴射層是否投運。各噴射層設有流量調節(jié)閥門和流量計量設備。噴射所需的霧化介質采用壓縮空氣。爐前壓縮空氣總管上設有流量壓力測量，分幾路通到各噴射層，每個噴射層的霧化空氣總管設有壓力調節(jié)和壓力測量，再通往各個噴射器。

每只噴射器都配有電動/氣動推進器，實現(xiàn)自動推進和推出SNCR噴射器的動作。推進器的位置信號接到SNCR控制系統(tǒng)上，與開/停霧化空氣和開/停尿素溶液的閥門動作聯(lián)動，實現(xiàn)整個SNCR系統(tǒng)的噴射器自動運行。電動/氣動推進器可配置就地控制柜，可以直接就地操作控制推進器進行檢修和維護，同時實現(xiàn)SNCR自控系統(tǒng)的遠方程控操作，并顯示設備實際工作狀態(tài)信號。一個就地控制柜可以控制多個推進器，每層設有一個或者多個控制柜，用以分別控制該噴射層的推進器。在正常運行時，每個噴射層每面爐墻上的所有噴射器同進同退。

4.3主要設計參數(shù)一覽表

4.3.單臺系統(tǒng)參數(shù)一覽表

4.4 系統(tǒng)主要設備及參數(shù)

4.4.1 還原劑儲存系統(tǒng)

1）尿素溶解罐：1個，不銹鋼或化工泵，用于儲存尿素且溶解。

2）還原劑儲罐：2個，不銹鋼或化工泵，用于儲存50%濃度的尿素溶液。

3）卸載泵站：2臺，一用一備，用于將尿素加注到尿素儲罐；

4）加注管線，自卸載區(qū)至儲罐的手動、氣動閥門、接頭、柔性軟管、排氣管、監(jiān)測設備及伴熱帶；

5）50%尿素溶液循環(huán)泵：2臺，一用一備，用于將還原劑儲罐的尿素溶液送至混合器，通過與水混合調節(jié)成10%的尿素溶液送到爐前分配系統(tǒng)；

4.4.2 稀釋水系統(tǒng)

1）工藝水箱：1臺，材質碳鋼。

2）稀釋水泵：2臺，常溫

4.4.3噴射系統(tǒng)

噴槍：本工程中的每臺鍋爐擬配制4~6根噴槍（進行詳細施工設計時，通過數(shù)學模型計算(CFD)了解爐膛NOx濃度分布、爐膛溫度分布、爐膛氣流分布以及煙氣組分分布情況，再最終確定噴槍的布置方式、數(shù)量和安裝位置）。采用專為脫硝系統(tǒng)設計和生產的氣力霧化噴射器。噴槍本體上的尿素溶液進口和霧化氣體進口為螺紋連接，通過兩根金屬軟管分別與尿素溶液管路、壓縮空氣管路連接。

4.4.5 管道及閥門材料控制

本工程中的工藝材料，根據(jù)物性及工藝要求，尿素溶液管道和稀釋水管道材質選用不銹鋼無縫鋼管，尿素溶液、稀釋水以及壓縮空氣的相關設備、閥門及相關輔材材質選用不銹鋼；壓縮空氣管道選用碳鋼無縫鋼管。

<a href="">五 電氣及儀表控制系統(tǒng)

5.1電氣系統(tǒng)

5.1.1總述

負責該脫硝工程電氣的系統(tǒng)設計、設備、材料供貨及安裝和調試等。其中包括：低壓供配電系統(tǒng)、照明及檢修系統(tǒng)、防雷接地系統(tǒng)等。

脫硝電氣系統(tǒng)與業(yè)主電氣系統(tǒng)的工作分界點如下：

(1) 電源：業(yè)主負責提供兩路（一用一備）AC380/220V電源為脫硝系統(tǒng)供電。分界點在脫硝配電柜的進線端子處，此端子以后的供配電由已方負責。

(2)電纜：連接業(yè)主設備和脫硝系統(tǒng)設備之間的電纜（包括動力電纜、控制電纜、信號電纜等），其分界點在脫硝電氣設備端子處，此端子以前的內容由業(yè)主負責供貨、安裝及調試。

(3)電纜敷設設施和照明：電纜敷設設施如橋架、電纜溝、電纜防火設施、照明設施（不包括道路照明）等與業(yè)主的分界點為脫硝系統(tǒng)區(qū)域外1米。

(4)接地：脫硝系統(tǒng)接地網(wǎng)與主廠區(qū)接地網(wǎng)有不少于兩處連接，分界點為脫硝系統(tǒng)區(qū)域外1米。

5.1.2 用電負荷計算

5.1.3 供配電系統(tǒng)

(1)380/220V系統(tǒng)

業(yè)主負責提供兩路互為備用的AC380/220V電源為脫硝系統(tǒng)供電，兩路電源在脫硝配電柜內設有自動切換裝置，可選擇手動或自動切換方式。

電動機回路采用塑殼斷路器、交流接觸器和熱繼電器控制方式。

(2)UPS系統(tǒng)

PLC、變送器和氣動閥等重要負荷采用UPS供電。UPS設備容量滿足脫硝系統(tǒng)一類負荷的用電需求。

UPS自帶蓄電池，并選用閥控密封鉛酸免維護蓄電池。電池容量滿足停電時持續(xù)供電一類負荷30min，UPS負荷率不大于60％。

5.1.4 信號與測量

所有開關狀態(tài)信號、電氣事故信號及預告信號均送入PLC。脫硝系統(tǒng)至少有如下電氣信號：

所有電動機的運行狀態(tài)、事故跳閘、操作方式。

5.1.5 繼電保護

(1) 電動機保護

短路保護、斷相保護、過負荷保護（整定值0.95~1.05倍電機額定電流）。

(2) 低壓配電線路保護

配電線路采用上下級保護電器，應有選擇性動作，干線上的空氣開關宜選用短延時脫扣裝置；用空氣開關保護的線路，短路電流不應小于空氣開關瞬時或短延時過電流脫扣器整定電流的1.3倍。

5.1.6 照明及檢修系統(tǒng)

負責氨區(qū)等范圍內所有的建筑構筑物的照明及設備照明。

交流正常照明系統(tǒng)采用380/220V，3相4線，中性點直接接地系統(tǒng)，各場所的照明電源由就近或相鄰的配電柜供電。

室內的照明和插座線路采用硬PVC管暗敷設。室外的照明線路采用鍍鋅鋼管明敷的方式。明敷管路采用密閉式接線盒。

室內采用BV-450/750型導線。室外采用ZR-YJV-0.6/1kV 3×2.5mm2電纜。

導線截面的選擇根據(jù)負荷計算電流和燈端允許電壓，照明回路導線的最小截面不小于2.5mm2，插座回路的導線截面不小于4mm2。

檢修電源由脫硝配電柜供電。檢修電源箱至脫硝系統(tǒng)各設備的距離不大于50米。

5.1.7 防雷接地系統(tǒng)

電氣柜子就近放在脫銷設備旁邊，接地利用原電氣室接地即可。原電氣室接地電阻要求小于4歐姆。

脫硝區(qū)域內為獨立的閉合接地網(wǎng)，其接地電阻為4Ω。該閉合接地網(wǎng)至少有兩處與電廠的主接地網(wǎng)電氣連接。

脫硝系統(tǒng)尿素罐區(qū)域為二類防雷。房屋、遮陽棚、罐體等采用避雷網(wǎng)(帶)、避雷針或其它金屬結構作為閃接器，每根引下線的沖擊接地電阻不大于10Ω。脫硝噴射區(qū)的防雷接地系統(tǒng)利用鍋爐原有系統(tǒng)

5.1.8 通訊系統(tǒng)

脫硝工程不設專門通訊系統(tǒng)，通訊系統(tǒng)由業(yè)主統(tǒng)一考慮。

5.1.9 電纜和電纜敷設

0.4kV動力電纜采用交聯(lián)聚乙烯絕緣、聚氯乙烯護電纜（YJV-0.6/1KV），其中電源回路動力電纜采用4芯，電機回路動力電纜采用3芯，最小截面不小于2.5mm2；控制電纜采用PVC絕緣PVC電纜（KVV-500），最小截面不小于1.5mm2。

電纜以電纜溝、橋架敷設為主，穿管為輔。電纜橋架的連接方式必須保證有良好的導電性，電纜橋架有不少于兩點與接地系統(tǒng)電氣連接。

5.1.10 電氣設備總的要求

5.1.10.1 電氣設備防護等級

室內電氣設備其防護等級不低于IP40；

在其余環(huán)境條件下的電氣設備和照明設備，其防護等級為IP54；

5.1.10.2 防止觸電措施

對于超過安全電壓的帶電裝置和設備防止直接接觸或間接接觸。

對于可能直接接觸的帶電裝置和設備，采取對帶電部分進行隔離或加保護罩（保護網(wǎng)）的方式進行保護；

對于可能間接接觸的帶電裝置和設備，也有相應的保護等措施。

5.1.10.3 電氣設備的顏色標識

電氣設備外殼的顏色由業(yè)主指定或確認。

5.1.10.4 電氣設備選型原則

電氣設備選擇在滿足工藝要求以及確保人身安全的前提下，最大程度的選用操作方便、可靠性高、便于維護、自動化程度高的設備，以便使整個電氣系統(tǒng)能高效、可靠的運行。

低壓配電柜要求有足夠的強度。帶電部分加以適當?shù)谋Ｗo以防止觸電。具有抗腐、耐潮、防塵等功能，安全可靠性高、發(fā)生故障后影響范圍小。

低壓用電設備均采用直接起動，其操作方式均為集中操作和機旁手動操作。氨區(qū)機旁操作箱選用防爆產品，并滿足防水、防塵及防腐要求。

UPS選用國內知名品牌。

低壓配電柜及檢修箱內空氣斷路器、交流接觸器、熱繼電器、中間繼電器采用國內知名品牌，端子采用魏德米勒產品。

5.2 儀表及控制系統(tǒng)

5.2.1 總述

負責整套脫硝SNCR范圍內所有儀表及其控制系統(tǒng)的設計、供貨、安裝、調試工作以及對用戶進行培訓，提供滿足全廠控制系統(tǒng)接口要求的配合工作。

脫硝系統(tǒng)儀控設備所用的各類電源全部由脫硝系統(tǒng)內部提供。

脫硝控制系統(tǒng)與主廠控制系統(tǒng)之間的信號交換采用硬接線，分界點在主廠控制系統(tǒng)的設備端子排上。

5.2.2技術要求

5.2.2.1脫硝控制系統(tǒng)

1) 脫硝裝置采用PLC控制系統(tǒng)，脫硝系統(tǒng)所有電氣信號均需接入此PLC控制系統(tǒng)。

2) 脫硝裝置有完善的保護系統(tǒng)，以確保在危險工況下本系統(tǒng)自動安全停機或人工進行停機。。

3) 整套SNCR處理系統(tǒng)為自動控制，可以隨時將任一單位切換為手動操作，而不影響整個系統(tǒng)的運行。

4）I/O卡件按I/O種類留10%的備用通道，10%的各類I/O卡件空槽位。

5.2.2.2 就地儀控設備

(1) 壓力、物位、流量等儀表設備均選用適合脫硝系統(tǒng)運行的知名品牌產品。就地顯示壓力表采用國內知名品牌，選用不銹鋼耐震壓力表，對于有腐蝕性介質的選用不銹鋼耐震隔膜式壓力表。

(2)就地設備、裝置與PLC的接口信號為兩線制傳輸，信號型式模擬量為4～20mA DC或熱電阻（偶），開關量信號為無源接點。

(3)熱電偶選用K分度，熱電阻選用Pt100。熱電偶、熱電阻均選用防水型，精度等級 A級。

(4)壓力測點位置根據(jù)相應管路或容器的規(guī)范要求確定，并安裝一次隔離閥、排污閥及管接頭。就地壓力表設置在容易觀察的位置，或成組安裝在就地表盤上。

(5)箱、罐體液位測量采用合適的測量方式，以保證其測量的可靠性與精確性。稀釋水罐液位測量采用差壓液位變送器。氨水罐液位測量采用帶遠傳信號的磁翻板液位計，既能就地顯示也能遠傳至PLC，液位顯示裝有隔離閥以便在運行時能進行維護。

5.2.2.3 電源

脫硝儀控系統(tǒng)電源分別引自脫硝系統(tǒng)配電柜和在線式不間斷電源（UPS），自動切換。

5.2.2.4電纜及其設施

電纜包括控制電纜、計算機電纜及電力電纜,所有電纜選用國內大廠產品，并按相關規(guī)范選型并符合相關規(guī)定。

控制電纜用于開關量信號，計算機電纜用于模擬量信號，電力電纜用于供電接線。

電力電纜選用交聯(lián)聚乙烯絕緣聚氯乙烯護套電纜（YJV-0.6/1kV），控制電纜選用聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護套屏蔽電纜（KVVP-450/750V）；計算機電纜選用對絞屏蔽計算機電纜（DJYPVP-300/500V）。

電纜以電纜溝、橋架敷設為主，穿管為輔，橋架采用梯級式橋架，配蓋板，托臂等支架材料需經(jīng)熱浸鋅處理。

六 運行成本：運行費用