4设计依据标准、政策和规范
设计中采用的主要规范、标准及相关政策文件
DL/T5121-2000 《火力发电厂烟风煤粉管道设计技术规程》 DL/T5072-2007 《火力发电厂保温油漆设计规程》 GB13223-2011 《火电厂大气污染物排放标准》
HJ 563-2010 火电厂烟气脱硝工程技术规范 选择性非催化还原法 GB8978-2002 《污水综合排放标准》
GBZ2-2007 《作业环境空气中有害物职业接触标准》 DL5022-93 《火力发电厂劳动安全和工业卫生设计规程》 DLGJ158-2001 《火力发电厂钢制平台扶梯设计技术规定》 DL5027-1993 《电力设备典型消防规程》 YB9070-92 《压力容器技术管理规定》 GBl50-2011 《压力容器》
YSJ212-92 《灌注桩基础技术规程》 GB50009-2012 《建筑结构荷载规范》 GB50010-2010 《混凝土结构设计规范》 GB50017-2011 《钢结构设计规范》 GB50003-2011 《砌体结构设计规范》 GB50011-2010《建筑抗震设计规范》 GB50191-2012 《构筑物抗震设计规范》 GB50007-2002《建筑地基基础设计规范》 GB50040-1996《动力基础设计规范》
GB/T11263-1998《热轧H型钢和部分T型钢》 DL5002-93 《火力发电厂土建结构设计技术规定》 DL/T5029-94 《火力发电厂建筑装修设计标准》 DL/T5094-1999《火力发电厂建筑设计规程》 GB50222-95 《建筑内部装修设计防火规范》
GB50207-2002《屋面工程质量验收规范》
《中华人民共和国工程建设标准强制性条文-房屋建筑部分》 GB/T50001-2010《房屋建筑制图统一标准》 GB/T50105-2010《建筑结构制图标准》
DL400-91《继电保护和安全自动装置技术规程》 GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》 DL/T5044-95《低压配电设计规范》 GB755-2000 《旋转电机定额和性能》 GB997-1981 《电机结构及安装型式代号》 GB1971-1980《电机线端标志与旋转方向》 GB/T1993-1993《旋转电机冷却方法》 GB1032-85《三相异步电机试验方法》 GB50217-94《电力工程电缆设计规范》
DL/T 《电力建设施工及验收技术规范》热工自动化篇 DL/T659-2006《火力发电厂分散控制系统验收测试规程》 其他标准和规范
GB50229-2006 火力发电厂与变电所设计防火规范 GBJ46-88《施工现场临时用电安全技术规范》 GB50194-93《建设工程施工现场供用电安全规范》 GBJ303-88《建筑电气安装工程质量检验评定标准》 GBJ201-83《土方及爆破工程施工验收规范》 GB50221-2001《钢结构工程质量检验评定标准》 GBJ205-95《钢结构施工及验收规范》
GB50212-2002《建筑防腐蚀工程施工及验收规范及条文说明》 HGJ229-91《工业设备、管道防腐蚀工程施工及验收规范》 SD30-87《发电厂检修规程》
GB0198-97《热工仪表及控制装置施工及验收规范》 GB50268-2008《给水排水管道工程施工及验收规范》
GB50205-2001 《钢结构工程施工及验收规范》
DL5007-92《电力建设施工及验收技术规范》(火力发电厂焊接篇) SDJ69-87《电力建设施工及验收技术规范》(建筑施工篇) SDJ280-90《电力建设施工及验收技术规范》(水工工程篇) DL/T 《电力建设施工及验收技术规范》(热工自动化篇) DL5031-94《电力建设施工及验收技术规范》(管道篇) GB50168-2006《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》 GB50169-2006《电气装置安装工程接地线路施工及验收规范》 GB50170-2006《电气装置安装工程旋转电机施工及验收规范》 GB50171-2006《电气安装工程盘柜二次接线施工及验收规范》 GB50149-2010《电气装置安装工程母线装置施工及验收规范》 GB50259-96《电气装置安装工程电气照明施工及验收规范》 GB50231-2009《机械设备安装工程施工及验收通用规范》 GB50235-2010《工业金属管道工程施工及验收规范》 DL5017-2007《水电水利工程压力钢管制造安装及验收规范》 GB50231-2009《机械设备安装工程施工及验收通用规范》 GB50235-2010《工业金属管道工程施工及验收规范》
GB50236-2011《现场设备工业管道焊接工程施工及验收规范》 GB50254~GB50259-96《电气装置安装工程施工及验收规范》
GB50275-2010《GB50275-2010 风机、压缩机、泵安装工程施工及验收规范》 HJ/T75-2001《火电厂烟气排放连续监测技术规范》 GB2440-2001《尿素》
GB14554-93《恶臭污染物排放标准》
5 SNCR脱硝技术系统设计 概述
SNCR技术是在锅炉炉膛适当的位置喷入含氮还原剂,将烟气中的NO选择性的还原为N2和水,其主要优点投资成本较低,NOx脱除效率中等,不需要催化剂,改造方便,因工业燃煤锅炉的尺寸比较小,混合相对比较容易,用SNCR技术改造简便,所以在工业燃煤锅炉的NOx脱除改造上具有优势,但是对其运行控制水平要求较高。
工业锅炉脱硝使用的还原剂目前使用最多是氨与尿素,以氨作为还原剂时,既可以用液氨也可以用氨水,液氨必须在压力容器中运输和储存,需要获得许可证,有较高的安全要求,且必须考虑由于氨泄漏或运输问题导致的SNCR系统的停运。以尿素作为一种无毒无害的还原剂,在运输和储存过程中更加安全,但尿素溶解和保温需要大量蒸汽伴热,投资和运行成本较高,通常工业燃煤锅炉优先考虑的脱硝技术方案是采用氨水溶液作为还原剂的脱硝系统。
以氨水为还原剂其主要化学反应式为: 4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O 4NH3+2NO+2O2→3N2+6H2O 8NH3+6NO2→7N2+12H2O
以氨水为还原剂的SNCR系统在烟气脱硝中主要分为SNCR主要由氨水储存系统、稀释混合系统、氨水输送系统、氨水溶液喷射系统,压缩空气系统以及在线监测系统。
工艺原理
选择性非催化还原技术是用NH3、尿素等还原剂喷入炉内与NOx进行选择性反应,不用催化剂,因此必须在高温区加入还原剂。还原剂喷入炉膛温度为850~1150℃的区域,该还原剂(尿素)迅速热分解成NH3并与烟气中的NOx进行SNCR反应生成N2,该方法是以炉膛为反应器。
研究发现,在炉膛850~1150℃这一温度范围内,在无催化剂作用下,NH3或尿素等氨基还原剂可选择性地还原烟气中的NOx,基本上不与烟气中的O2作用。在850~1150℃范围内,NH3或尿素还原NOx的主要反应为:
NH3为还原剂(NH3的最佳反应温度范围是850~950℃):
4NH3+4NO+O2 → 4N2+6H2O
尿素为还原剂(尿素的最佳反应温度范围是900~1050℃): 2NO+2CO(NH2)2 +O2 → 3N2+2CO2+2H2O
不同还原剂有不同的反应温度范围,此温度范围称为温度窗。NH3的反应最佳温度区为 850~950℃。当反应温度过高时,由于氨的分解会使NOx还原率降低,另一方面,反应温度过低时,氨逃逸增加,也会使NOx还原率降低。NH3是高挥发性和有毒物质,氨的逃逸会造成新的环境污染。
SNCR烟气脱硝技术的脱硝效率一般为30%~80%(实验室数据)。实际锅炉应用中,由于混合等因素的影响,脱硝率为30%~70%。还原剂主要采用氨和尿素,值得注意的是,近年的研究表明,用尿素作为还原剂时,NOx会转化为少量的N2O,N2O会破坏大气平流层中的臭氧,除此之外,N2O还被认为会产生温室效应,因此产生N2O问题己引起人们的重视。但是采用尿素作为还原剂时,可以通过控制方式,使得N2O的排放几乎为零。
本项目采用氨水溶液作为还原剂。
SNCR系统烟气脱硝过程由下面六个基本过程完成: ① 氨水溶液储存系统 ② 稀释混合系统 ③ 氨水输送系统 ④ 炉前喷射系统 ⑤ 压缩空气系统 ⑥ 在线监测系统
设计说明 5.3.1工艺部分
SNCR主要由氨水储存系统、稀释混合系统、氨水输送系统、氨水溶液喷射系统,压缩空气系统等。
① 氨水溶液储存系统