1、选择性催化还原脱硝系统选择性催化还原脱硝系统（SCR）的设计）的设计2013年年4月月【前言前言】第一部分第一部分 【SCRSCR脱硝烟气系统设计脱硝烟气系统设计】第二部分第二部分 【还原剂制备系统设计还原剂制备系统设计】第一部分第一部分 SCR SCR脱硝烟气系统设计脱硝烟气系统设计电厂几种常见的脱硝反应器布置流程电厂几种常见的脱硝反应器布置流程1 1、SCRSCR高含尘布置高含尘布置高含尘布置即高含尘布置即SCRSCR反应器布置在省煤器出口和空预反应器布置在省煤器出口和空预器入口烟道之间。器入口烟道之间。优点：烟气温度处于优点：烟气温度处于SCRSCR反应的最佳温度区间。此反应的最佳温度区
2、间。此处温度约为处温度约为280420280420之间，催化剂活性高，可之间，催化剂活性高，可获得很好的脱硝效率，获得很好的脱硝效率，且能耗低。且能耗低。缺点：高含尘布置，催化剂磨损大，且有可能堵缺点：高含尘布置，催化剂磨损大，且有可能堵塞催化剂；塞催化剂；烟气中钠、钾、钙、砷等碱金属对催化剂影响大；烟气中钠、钾、钙、砷等碱金属对催化剂影响大；NHNH3 3与与SOSO3 3反应生成反应生成(NH(NH4 4)2 2SOSO4 4，堵塞反应器和空预器。，堵塞反应器和空预器。烟温过高会造成催化剂烧结。烟温过高会造成催化剂烧结。第一部分第一部分 SCR SCR脱硝烟气系统设计脱硝烟气系统设计电厂几
3、种常见的脱硝反应器布置流程电厂几种常见的脱硝反应器布置流程2 2、低高含尘布置、低高含尘布置低含尘布置即低含尘布置即SCRSCR反应器布置在电除尘器后反应器布置在电除尘器后或脱硫塔后。或脱硫塔后。优点：烟气中灰分浓度降低，催化剂体积优点：烟气中灰分浓度降低，催化剂体积小，使用寿命长，不易堵塞；氨逃逸少，小，使用寿命长，不易堵塞；氨逃逸少，对锅炉影响小。对锅炉影响小。缺点：烟温低，须增加烟气再热系统，投缺点：烟温低，须增加烟气再热系统，投资及运行成本高；国内目前无运行业绩。资及运行成本高；国内目前无运行业绩。SCR脱硝性能设计参数脱硝性能设计参数脱硝效率高，一般按不低于80%设计；反应器出口NO
4、x浓度满足GB13223-2011的要求;氨的逃逸浓度通常按不大于3 ppm；SO2/SO3转化率小于 1%；脱硝装置压降在性能考核期间一般按800Pa；安装备用层后脱硝系统阻力一般按不大于1000Pa;催化剂化学寿命不小于1600024000小时；催化剂连续运行烟温；脱硝系统温降。第一部分第一部分 SCR SCR脱硝烟气系统设计脱硝烟气系统设计SCR脱硝布置设计原则脱硝布置设计原则1、合理选择催化剂：根据烟气温度、烟气成分、Nox浓度、脱硝效率、含尘量、催化剂寿命、SO2/SO3转化率、反应器布置空间等合理选择催化剂模块布置型式，确定催化剂体积量。2、根据布置空间布置脱硝反应器系统，根据流场
5、模拟试验设计导流板等优化流场，保证烟气分布均匀；3、合理设计氨气/烟气混合系统，保证混合均匀；4、合理布置氨区设备，使液氨气化流程更加合理。第一部分第一部分 SCR SCR脱硝烟气系统设计脱硝烟气系统设计SCR 工艺流程第一部分第一部分 SCR SCR脱硝烟气系统设计脱硝烟气系统设计第一部分第一部分 SCR SCR脱硝烟气系统设计脱硝烟气系统设计SCRSCR反应器区总体布置反应器区总体布置 脱硝反应器布置在省煤器出口到空预器入口烟道之间。每台脱硝反应器布置在省煤器出口到空预器入口烟道之间。每台炉采用双反应器旁路烟道。炉采用双反应器旁路烟道。根据炉后空间确定脱硝反应器高度及大小布置。根据炉后空间
6、确定脱硝反应器高度及大小布置。根据锅炉空预器布置位置确定脱硝出口烟道走向。分空预器根据锅炉空预器布置位置确定脱硝出口烟道走向。分空预器拉出布置、半拉出、全拉出布置。拉出布置、半拉出、全拉出布置。根据省煤器灰斗及锅炉炉后空间确定脱硝烟道灰斗布置。根据省煤器灰斗及锅炉炉后空间确定脱硝烟道灰斗布置。第一部分第一部分 SCR SCR脱硝烟气系统设计脱硝烟气系统设计第一部分第一部分 SCR SCR脱硝烟气系统设计脱硝烟气系统设计 烟道烟道 反应器反应器 催化剂与催化剂装载催化剂与催化剂装载 吹灰器吹灰器 氨注射系统氨注射系统(AIG)稀释空气系统稀释空气系统 氨供应系统氨供应系统 电气和热工控制系统电气
7、和热工控制系统SCRSCR反应器区设备反应器区设备(以高含尘为例）以高含尘为例）第一部分第一部分 SCR SCR脱硝烟气系统设计脱硝烟气系统设计高温高尘烟道，类似锅炉烟道。范围从省煤器出口到反应器高温高尘烟道，类似锅炉烟道。范围从省煤器出口到反应器进口，反应器出口到空预器入口。进口，反应器出口到空预器入口。旁路烟道（省煤器、脱硝）旁路烟道（省煤器、脱硝）烟道支吊架及根据需要设计导流板、膨胀节、挡板门、灰斗烟道支吊架及根据需要设计导流板、膨胀节、挡板门、灰斗等。等。烟道设置有温度、压力、氧量和氮氧化物等的测点接管座，烟道设置有温度、压力、氧量和氮氧化物等的测点接管座，便于试运行和运行中进行测量和
8、监控。便于试运行和运行中进行测量和监控。烟道系统烟道系统 第一部分第一部分 SCR SCR脱硝烟气系统设计脱硝烟气系统设计烟道设计原则：合理布置、适当的流速，减少积灰及系统阻力。烟道设计原则：合理布置、适当的流速，减少积灰及系统阻力。DL/T5121DL/T5121火火力发电场烟风煤粉管道设计规程力发电场烟风煤粉管道设计规程烟气在锅炉出口分成两路，每路烟气并行进入一个垂直布置的烟气在锅炉出口分成两路，每路烟气并行进入一个垂直布置的SCRSCR反应器里。反应器里。烟道流速控制在烟道流速控制在BMCRBMCR工况下工况下15m/s15m/s。根据烟道设计压力及设计温度合理选择烟道材料。根据烟道设计
9、压力及设计温度合理选择烟道材料。烟道载荷，包括风载、地震荷载、积灰荷载。烟道载荷，包括风载、地震荷载、积灰荷载。烟道内外支撑结构型式，受力好、材料省。烟道内外支撑结构型式，受力好、材料省。根据流态模拟试验结果需要设计导流板，输灰系统等。根据流态模拟试验结果需要设计导流板，输灰系统等。烟道支吊装置包括吊杆、弹吊、支座、限位等烟道支吊装置包括吊杆、弹吊、支座、限位等根据系统支吊和传力情况合理布置非金属膨胀节。根据系统支吊和传力情况合理布置非金属膨胀节。入口烟道、旁路烟道挡板门选择入口烟道、旁路烟道挡板门选择烟道设计烟道设计第一部分第一部分 SCR SCR脱硝烟气系统设计脱硝烟气系统设计反应器为反应
10、器为OxOx和和NHNH3 3在催化剂表面生产在催化剂表面生产N N2 2和和H H2 2O O提供场提供场所。所。不管反应器是垂直还是水平布置，反应器内烟气垂不管反应器是垂直还是水平布置，反应器内烟气垂直通过催化剂层。每层按直通过催化剂层。每层按3.53.5米左右层高考虑；米左右层高考虑；反应器三反应器三 四层的催化剂层组成，备用层可放最上四层的催化剂层组成，备用层可放最上层，也可放最下层；层，也可放最下层；2+12+1（备用）层设计，经济适用的逐层更换方式，（备用）层设计，经济适用的逐层更换方式，为业主节省为业主节省SCRSCR运行费用；运行费用；反应器包括反应器壳体，催化剂支撑梁、烟气整
11、流反应器包括反应器壳体，催化剂支撑梁、烟气整流装置、催化剂装载轨道、反应器密封、进出口非金属装置、催化剂装载轨道、反应器密封、进出口非金属膨胀节催化剂装载门、人孔门、测点等。膨胀节催化剂装载门、人孔门、测点等。反应器反应器 第一部分第一部分 SCR SCR脱硝烟气系统设计脱硝烟气系统设计根据布置空间设计反应器模块布置型式。包括支撑钢结构、反应器壳体、进出根据布置空间设计反应器模块布置型式。包括支撑钢结构、反应器壳体、进出口外形设计；口外形设计；反应器大小须根据选用催化剂特性要求，合理烟气流速来确定；一般反应器内反应器大小须根据选用催化剂特性要求，合理烟气流速来确定；一般反应器内空塔流速控制在空
12、塔流速控制在46m/s46m/s，即满足催化剂使用，又节约投资。，即满足催化剂使用，又节约投资。为确保烟气垂直进入催化剂，反应器入口设置有烟气整流装置；为确保烟气垂直进入催化剂，反应器入口设置有烟气整流装置；反应器内催化剂支撑梁设计应尽量减少积灰，合理控制梁的挠度反应器内催化剂支撑梁设计应尽量减少积灰，合理控制梁的挠度反应器应结合设计压力、设计温度，载荷的因素合理选材。反应器应结合设计压力、设计温度，载荷的因素合理选材。反应器密封，包括反应器与催化剂模块密封，催化剂模块之间密封，防止烟气反应器密封，包括反应器与催化剂模块密封，催化剂模块之间密封，防止烟气短路，影响脱硝效率。短路，影响脱硝效率。
13、反应器保温：催化剂装载门及人口门分开保温。反应器保温：催化剂装载门及人口门分开保温。反应器设计原则反应器设计原则 第一部分第一部分 SCR SCR脱硝烟气系统设计脱硝烟气系统设计反应器壁板选用反应器壁板选用6mm6mm厚厚钢板。钢板。为确保烟气垂直进入催化剂，反应器入口设置有烟气整流装置；为确保烟气垂直进入催化剂，反应器入口设置有烟气整流装置；反应器内催化剂支撑梁设计应尽量减少积灰，合理控制梁的挠度反应器内催化剂支撑梁设计应尽量减少积灰，合理控制梁的挠度反应器应结合设计压力、设计温度，载荷的因素合理选材。反应器应结合设计压力、设计温度，载荷的因素合理选材。反应器密封，包括反应器与催化剂模块密封
14、，催化剂模块之间密封，防止烟气反应器密封，包括反应器与催化剂模块密封，催化剂模块之间密封，防止烟气短路，影响脱硝效率。短路，影响脱硝效率。反应器保温：催化剂装载门及人口门分开保温。反应器保温：催化剂装载门及人口门分开保温。反应器结构设计反应器结构设计 第一部分第一部分 SCR SCR脱硝烟气系统设计脱硝烟气系统设计催化剂模块放在催化剂支撑梁上催化剂模块放在催化剂支撑梁上，催化剂荷载通过支撑梁传递到反，催化剂荷载通过支撑梁传递到反应器支柱上。支撑梁和钢支柱应有应器支柱上。支撑梁和钢支柱应有足够的刚度，一般挠度（最大变形足够的刚度，一般挠度（最大变形量量/梁长度）控制在梁长度）控制在1/7501/
15、5001/7501/500之之间。间。催化剂模块安装在支撑梁上的尺催化剂模块安装在支撑梁上的尺寸在满足稳定性基础上应尽量小；寸在满足稳定性基础上应尽量小；反应器内催化剂支撑梁设计应尽反应器内催化剂支撑梁设计应尽量减少积灰量减少积灰催化剂支撑梁设计催化剂支撑梁设计 第一部分第一部分 SCR SCR脱硝烟气系统设计脱硝烟气系统设计支座设计时，一般是把支座放置支座设计时，一般是把支座放置在同一水平面刚性梁上。在同一水平面刚性梁上。所有支座一般采用滑动支座和限所有支座一般采用滑动支座和限位装置相结合的原则。位装置相结合的原则。不同设计单位有各自反应器支座不同设计单位有各自反应器支座设计形式。设计形式。
16、反应器支座设计反应器支座设计 第一部分第一部分 SCR SCR脱硝烟气系统设计脱硝烟气系统设计省煤器出口布置灰斗省煤器出口布置灰斗脱硝入口烟道布置灰斗脱硝入口烟道布置灰斗灰斗收集灰量：其灰斗收集灰量：其容量应按不小于容量应按不小于8 8小时的储灰量，进口灰斗的除灰效率小时的储灰量，进口灰斗的除灰效率不小于总灰量的不小于总灰量的5%5%输灰型式：气力输灰、水力输灰输灰型式：气力输灰、水力输灰 核算输灰消耗品，确认是否增加空压机等核算输灰消耗品，确认是否增加空压机等脱硝灰斗布置脱硝灰斗布置 第一部分第一部分 SCR SCR脱硝烟气系统设计脱硝烟气系统设计无旁路时入口烟道设置挡无旁路时入口烟道设置挡
17、板门板门旁路烟道挡板门：旁路旁路烟道挡板门：旁路烟烟道挡板和入口烟道挡板采用道挡板和入口烟道挡板采用调节型，出口烟道挡板采用调节型，出口烟道挡板采用开关型开关型档板门叶片沿烟道短轴方档板门叶片沿烟道短轴方向布置，配置密封风。向布置，配置密封风。脱硝挡板门选型脱硝挡板门选型 第一部分第一部分 SCR SCR脱硝烟气系统设计脱硝烟气系统设计蒸汽吹灰器平台布置高度及宽度确定蒸汽吹灰器平台布置高度及宽度确定催化剂装载平台，荷载按催化剂装载平台，荷载按8KN/m28KN/m2稀释风机、分析小室、配电柜放置平台稀释风机、分析小室、配电柜放置平台测点平台测点平台检修平台检修平台联络平台联络平台除灰平台除灰平
18、台脱硝反应器区平台布置原则脱硝反应器区平台布置原则 第一部分第一部分 SCR SCR脱硝烟气系统设计脱硝烟气系统设计催化剂催化剂1、催化剂型式：蜂窝式、板面积式和波纹板式；、催化剂型式：蜂窝式、板面积式和波纹板式；2、蜂窝式、蜂窝式(模块化、比表大、全部由活性材料构成；模块化、比表大、全部由活性材料构成；3、孔距设计：高含尘布置、孔距设计：高含尘布置6.7mm,低含尘布置低含尘布置3.7mm；4、催化剂（、催化剂（13）1层（备用）层（备用）;5、催化剂模块之间和模块与反应器之间设计防止烟气短路、催化剂模块之间和模块与反应器之间设计防止烟气短路的密封件的密封件01020304050607080
19、901001986-19881992-19931995-19981999Percent Market Share板式蜂窝式催化剂装置系统：经济实用的单轨吊催化剂装置系统：经济实用的单轨吊+手推车系统设计。手推车系统设计。合理组织催化剂和更换通道，方便安装和运行维护管理。合理组织催化剂和更换通道，方便安装和运行维护管理。催化剂装载催化剂装载脱硝装置压力损失控制脱硝装置压力损失控制催化剂压降催化剂压降在催化剂进出口的反应器上安装有一个差压传感器，用在催化剂进出口的反应器上安装有一个差压传感器，用来测定反应器（催化剂）的压降，催化剂的压降不能超过来测定反应器（催化剂）的压降，催化剂的压降不能超过新催
20、化剂第一次测量值的新催化剂第一次测量值的120。如果超过压降的设定极限将触发报警。（手动吹灰，亦如果超过压降的设定极限将触发报警。（手动吹灰，亦可以和吹灰器的启动联锁）可以和吹灰器的启动联锁）第一部分第一部分 SCR SCR脱硝烟气系统设计脱硝烟气系统设计每层催化剂根据反应器截面尺寸设计有耙式吹灰每层催化剂根据反应器截面尺寸设计有耙式吹灰器或声波吹灰，备用层预留接口；器或声波吹灰，备用层预留接口；每一吹灰器通过就地控制盒上的手动按钮进行试每一吹灰器通过就地控制盒上的手动按钮进行试车。吹灰器的所有控制和顺序功能均由车。吹灰器的所有控制和顺序功能均由DCS实现。实现。每台反应器的吹灰器按从上至下的
21、催化剂层依次每台反应器的吹灰器按从上至下的催化剂层依次运行，即上一层催化剂的吹灰器在设定的时间内依运行，即上一层催化剂的吹灰器在设定的时间内依次启动运行后，再开始运行下一层催化剂的吹灰器次启动运行后，再开始运行下一层催化剂的吹灰器。每台反应器每次总是保证只有一台吹灰器运行。每台反应器每次总是保证只有一台吹灰器运行。吹灰蒸汽从锅炉吹灰蒸汽管道减压站之后由一根吹灰蒸汽从锅炉吹灰蒸汽管道减压站之后由一根主管引出，再由支管分别引入反应器的每个催化剂主管引出，再由支管分别引入反应器的每个催化剂层吹灰器，通过吹灰器入口的本体控制阀控制蒸汽层吹灰器，通过吹灰器入口的本体控制阀控制蒸汽吹入反应器。吹入反应器。
22、蒸汽吹灰器按每天蒸汽吹灰器按每天13次运行次运行;声波吹灰器每只声波吹灰器每只10s/10min;声波吹灰器每台机组设置压缩空气罐。声波吹灰器每台机组设置压缩空气罐。吹灰器（蒸汽和声波）吹灰器（蒸汽和声波）第一部分第一部分 SCR SCR脱硝烟气系统设计脱硝烟气系统设计稀释空气系统稀释空气系统稀释空气系统包括稀释风机即氨空气混合设备稀释空气系统包括稀释风机即氨空气混合设备，使进入烟道的氨，使进入烟道的氨/空气混合气体的体积浓度控空气混合气体的体积浓度控制为不超过制为不超过5%；每台锅炉配有每台锅炉配有23台稀释空气风机，其中一台台稀释空气风机，其中一台备用。备用。风机选型：风机的风量按满负荷工
23、况设计；风机选型：风机的风量按满负荷工况设计；风风量裕度不低于量裕度不低于10%，风压裕度不低于，风压裕度不低于20%PIDS稀释空气系统稀释空气系统氨空气混合气体浓度由测量稀释空气氨空气混合气体浓度由测量稀释空气 和氨的流量和氨的流量计来监控。氨流量通过气氨管道上的压力和温度变计来监控。氨流量通过气氨管道上的压力和温度变送器来修正；送器来修正；稀释空气风机出口处就地显示的压力表和流量及稀释空气风机出口处就地显示的压力表和流量及温度测量装置，用于运行、维护人员日常观察和判温度测量装置，用于运行、维护人员日常观察和判断稀释空气风机的运行状态。断稀释空气风机的运行状态。如果稀释空气流量降到了设定的
24、低值，三分种后如果稀释空气流量降到了设定的低值，三分种后备用风机，如果稀释空气流量降到了设定的超低值备用风机，如果稀释空气流量降到了设定的超低值，则关闭氨的供应阀门，停止向，则关闭氨的供应阀门，停止向SCR供应气态氨。供应气态氨。氨的浓度超过氨的浓度超过8报警，关闭氨供应阀门，停止报警，关闭氨供应阀门，停止向向SCR供应气态氨。供应气态氨。第一部分第一部分 SCR SCR脱硝烟气系统设计脱硝烟气系统设计氨注射系统氨注射系统气态氨沿厂区综合管架送到锅炉尾部的气态氨沿厂区综合管架送到锅炉尾部的SCR区域。每区域。每一路气态氨管道在一路气态氨管道在SCR区域，后每台机组分两路气氨管区域，后每台机组分
25、两路气氨管道进入每一反应器的氨道进入每一反应器的氨/空气混合器，气态氨与稀释空气空气混合器，气态氨与稀释空气混合后再进入安装于每一反应器入口烟道上的混合后再进入安装于每一反应器入口烟道上的AIG烟道内合理设计氨烟道内合理设计氨/空气混合气体喷嘴，并通过各种措空气混合气体喷嘴，并通过各种措施使其与烟气充分混合；施使其与烟气充分混合；每一个支管装备了一个手动调节阀，氨每一个支管装备了一个手动调节阀，氨/空气混合物通空气混合物通过每一个支管注入到烟道相应的一个区域。在调试时可过每一个支管注入到烟道相应的一个区域。在调试时可以手动调节每一个支管上的手动阀门以调节氨（与空气以手动调节每一个支管上的手动阀
26、门以调节氨（与空气的混合物）的流量与相应的烟道中的的混合物）的流量与相应的烟道中的NOX浓度相适应浓度相适应；也可根据需要在烟道内设置静态混合器；也可根据需要在烟道内设置静态混合器；AIG注入点根据流态模拟试验结果确定，保证充分混注入点根据流态模拟试验结果确定，保证充分混合均匀后进入反应器。合均匀后进入反应器。第一部分第一部分 SCR SCR脱硝烟气系统设计脱硝烟气系统设计流场模拟实验流场模拟实验确定导流板的最佳几何尺寸、类型确定导流板的最佳几何尺寸、类型 数量和位置；数量和位置；确定氨注射栅格和反应器入口位置确定氨注射栅格和反应器入口位置 NOxNOx分布是否达到规定的偏差范围；分布是否达到
27、规定的偏差范围；确定和最小化阻力损失确定和最小化阻力损失CFD试验目的试验目的第一部分第一部分 SCR SCR脱硝烟气系统设计脱硝烟气系统设计脱硝钢架设计脱硝钢架设计对锅炉末排柱支架加固，新建钢对锅炉末排柱支架加固，新建钢架来支撑架来支撑SCR反应器。反应器。钢架设计尽量减少荷载传递给原钢架设计尽量减少荷载传递给原锅炉主钢架。锅炉主钢架。老机组改造老机组改造需要拆除需要拆除并补强并补强锅炉锅炉原有构架标高范围内除吹灰器平台原有构架标高范围内除吹灰器平台外的的水平行架外的的水平行架，以利于脱硝入口，以利于脱硝入口烟道的顺利接入烟道的顺利接入。第一部分第一部分 SCR SCR脱硝烟气系统设计脱硝烟
28、气系统设计脱硝反应器烟道保温设计脱硝反应器烟道保温设计DL/T7762001 火力发电厂保温材料技术条件DL/T50722007 火力发电厂保温油漆设计规程催化剂装载门、人孔门与烟道反应器分开保温，便于开启挡板采用可拆卸保温结构，且避免产生热不均匀现象保温材料有硅酸铝耐火纤维、高温玻璃棉、岩棉等，保温外护板计材质铝合金板、彩钢板。计算脱硝装载载荷时应注意不同保温材料密度；保温厚度应根据经济性计算确定。当环境温度（指距保温结构外表面1米处测得的空气温度）不高于30时，设备及管道保温结构外表面温度不超过50，环境温度高于30时，可比环境温度高25。对于防烫伤保温，保温结构外表面温度不超过50。第一
29、部分第一部分 SCR SCR脱硝烟气系统设计脱硝烟气系统设计脱硝系统消防及火灾报警设计脱硝系统消防及火灾报警设计遵循国家相关法规：遵循国家相关法规：中华人民共和国安全生产法中华人民共和国安全生产法（主席令第（主席令第7070号）号）危险化学品安全管理条例危险化学品安全管理条例（国务院令第（国务院令第344344号）号）使用有毒物品作业防护劳动保护条例使用有毒物品作业防护劳动保护条例（国务院令第（国务院令第352352号）号）建筑设计防火规范建筑设计防火规范GB50016-2006 GB50016-2006 常用化学危险品贮存通则常用化学危险品贮存通则GB15603-1995GB15603-19
30、95 建筑物防雷设计规范建筑物防雷设计规范GB50057-94,2000GB50057-94,2000年版年版爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB50058-92GB50058-92 火灾自动报警系统设计规范火灾自动报警系统设计规范（GB50116-98GB50116-98）建筑灭火器配置设计规范建筑灭火器配置设计规范GB50140-2005GB50140-2005 石油化工企业可燃气体和和有毒气体检测报警设计规范石油化工企业可燃气体和和有毒气体检测报警设计规范SH3063-1999SH3063-1999 自动喷水灭火系统设计规范自动喷水灭火系统设计规范GB
31、50084GB5008420012001水喷雾灭火系统设计规范水喷雾灭火系统设计规范GB50219GB502199595等等第一部分第一部分 SCR SCR脱硝烟气系统设计脱硝烟气系统设计脱硝改造工程方案实例脱硝改造工程方案实例脱硝改造项目多是老机组，未考虑炉后脱硝布置空间脱硝改造项目多是老机组，未考虑炉后脱硝布置空间，布置空间受限制；，布置空间受限制；老机组地下设施复杂，包含管沟，油管路，电缆沟等老机组地下设施复杂，包含管沟，油管路，电缆沟等注意避开地上送风机、配电房、疏扩、变频小室除尘注意避开地上送风机、配电房、疏扩、变频小室除尘器入口烟道、送风机电机起吊梁、电缆桥架等器入口烟道、送风机电
32、机起吊梁、电缆桥架等如何避免脱硝钢架基础与机组原有基础干涉如何避免脱硝钢架基础与机组原有基础干涉增设脱硝后对锅炉原有钢架及基础的影响增设脱硝后对锅炉原有钢架及基础的影响空预器改造是全部更换还是换换热元件空预器改造是全部更换还是换换热元件增加脱硝装置和空预器改造后系统阻力增加，对机组增加脱硝装置和空预器改造后系统阻力增加，对机组引风机的影响。引风机的影响。土建地勘，试桩、确定基础方案土建地勘，试桩、确定基础方案根据技术协议原脱硝入口烟道设根据技术协议原脱硝入口烟道设置灰斗，主要考虑旁路烟道挡板门置灰斗，主要考虑旁路烟道挡板门前减少积灰。但根据现场实际情况前减少积灰。但根据现场实际情况，在脱硝入口
33、烟道下部布置有原锅，在脱硝入口烟道下部布置有原锅炉热二次风道，没有脱硝灰斗的布炉热二次风道，没有脱硝灰斗的布置空间。置空间。SCR SCR道道入入口烟道口烟道与旁路与旁路烟道烟道布置布置采用旁路烟道底部比脱硝入口烟道采用旁路烟道底部比脱硝入口烟道底部底部抬高抬高1.51.5米布置，以减少积灰对米布置，以减少积灰对旁路挡板的影响。旁路挡板的影响。省煤器给水省煤器给水管道挪管道挪位。需锅炉厂位。需锅炉厂及设计院对省煤器给水管道进行计及设计院对省煤器给水管道进行计算后确定。算后确定。第一部分第一部分 SCR SCR脱硝烟气系统设计脱硝烟气系统设计【前言前言】第一部分第一部分 【SCRSCR脱硝烟气系
34、统设计脱硝烟气系统设计】第二部分第二部分 【还原剂制备系统设计还原剂制备系统设计】第二部分第二部分 还原剂制备系统设计还原剂制备系统设计三种制气氨工艺三种制气氨工艺项项 目目纯氨纯氨氨水氨水尿素尿素还原剂费用还原剂费用便宜便宜较贵较贵最贵最贵运输费用运输费用100%500%150%初投资费用初投资费用100%150%300%运行费用运行费用100%400%150%安全性安全性要求高要求高要求低要求低要求低要求低存储方式存储方式压力储存（液态）压力储存（液态）常压常压常压（干态）常压（干态）第二部分第二部分 还原剂制备系统设计还原剂制备系统设计还原剂（氨区）总体布置还原剂（氨区）总体布置GB50
35、016 建筑设计防火规范GB50160 石油化工企业设计防火规范GB50116 火灾自动报警系统设计规范GBl50 钢制压力容器SH3063-1999石油化工企业可燃气体和和有毒气体检测报警设计规范GB500842001自动喷水灭火系统设计规范GB502191995 水喷雾灭火系统设计规范 罐区布置严格按照建筑设计防火规范、石油化工企业设计防火规范、石油化工储运系统罐区设计规范的要求，进行罐区布置，在满足防火、防爆等安全要求，确保储罐间有足够的安全间距前提下，合理布置，节约用地，设计中储存区液氨储罐和气氨生产区皆露天布置并设置遮阳棚，设置防火堤及喷淋系统。氨站区域布置氨站区域布置液氨罐区域：液
36、氨罐区域：氨罐外壁之间距离氨罐外壁之间距离1.50m1.50m，罐区设置围堰距离，罐区设置围堰距离氨罐壁安全距离不小于氨罐壁安全距离不小于3.0m3.0m，氨罐上部设置敞开式轻钢结构。，氨罐上部设置敞开式轻钢结构。氨蒸发、氨气存储等区域：布置液氨卸料压缩机、液氨卸氨蒸发、氨气存储等区域：布置液氨卸料压缩机、液氨卸料泵、液氨输送泵、液氨蒸发槽、气氨气缓冲罐、氨气稀释槽料泵、液氨输送泵、液氨蒸发槽、气氨气缓冲罐、氨气稀释槽、疏水箱、疏水泵、废水泵等设备，敞开式轻钢结构。、疏水箱、疏水泵、废水泵等设备，敞开式轻钢结构。液氨槽车停放和卸料区域：液氨槽车设置专门的液氨区域液氨槽车停放和卸料区域：液氨槽车
37、设置专门的液氨区域，长约，长约10m10m，宽约，宽约4.25.0m4.25.0m，敞开式轻钢结构。，敞开式轻钢结构。氨区电气和控制室区域：氨区电气和控制室单独区域布置氨区电气和控制室区域：氨区电气和控制室单独区域布置，远离氨储存和制备区域（与氨防爆区域隔开）间隔，远离氨储存和制备区域（与氨防爆区域隔开）间隔1515米以上米以上。各区域之间距离要求符合各区域之间距离要求符合GB50016GB50016及及5016050160要求要求氨站区域布置氨站区域布置第二部分第二部分 还原剂制备系统设计还原剂制备系统设计氨区设备（液氨为例）氨区设备（液氨为例）液氨储存及供应系统含有液氨储存及供应系统含有卸
38、载臂卸载臂液氨卸料压缩机液氨卸料压缩机液氨卸料泵液氨卸料泵储氨罐储氨罐液氨输送泵液氨输送泵液氨蒸发槽液氨蒸发槽气氨气缓冲罐气氨气缓冲罐氨气稀释槽氨气稀释槽疏水箱疏水箱疏水泵疏水泵废水泵废水泵氨泄漏检测仪等设备。氨泄漏检测仪等设备。氨供应系统设备氨供应系统设备 卸载臂卸载臂 该卸载臂固定连接在该卸载臂固定连接在系统上，端部配备手动系统上，端部配备手动球阀和快速接头，与槽球阀和快速接头，与槽车能够快速安全连接。车能够快速安全连接。卸载后不用拆卸，能卸载后不用拆卸，能够避免内部残余液氨逃够避免内部残余液氨逃逸造成大气污染。逸造成大气污染。氨供应系统设备氨供应系统设备 压缩机压缩机 氨卸载压缩机满足各
39、种条件下的要氨卸载压缩机满足各种条件下的要求。氨卸载压缩机抽取氨贮罐中的求。氨卸载压缩机抽取氨贮罐中的氨气，经压缩后将槽车的液氨推挤氨气，经压缩后将槽车的液氨推挤入液氨贮罐中。压缩机排气量已考入液氨贮罐中。压缩机排气量已考虑液氨贮罐内液氨的饱和蒸汽压，虑液氨贮罐内液氨的饱和蒸汽压，液氨卸车流量，液氨管道阻力及卸液氨卸车流量，液氨管道阻力及卸氨时气候温度等。氨时气候温度等。本工程液氨蒸发采用电加热和蒸汽加热本工程液氨蒸发采用电加热和蒸汽加热器来提供热量。器来提供热量。蒸发器上装有液位和温度测量装置，并蒸发器上装有液位和温度测量装置，并将测量信号反馈控制系统，控制加热器，将测量信号反馈控制系统，控
40、制加热器，使加热介质的温度维持在一定范围，确保使加热介质的温度维持在一定范围，确保液氨转变为气态。当蒸发器内被加热的液液氨转变为气态。当蒸发器内被加热的液氨超过最高液位时，系统报警并切断液氨氨超过最高液位时，系统报警并切断液氨进料。进料。液氨蒸发槽按照在液氨蒸发槽按照在BMCR工况下工况下23台台容量设计（其中一台备用）。容量设计（其中一台备用）。氨供应系统设备氨供应系统设备 氨加热器氨加热器 氨供应系统设备氨供应系统设备 氨供应区域人员安全设备氨供应区域人员安全设备液氨储存及供应系统周边设有氨气检测器，以检测氨气的泄漏，并显示大气液氨储存及供应系统周边设有氨气检测器，以检测氨气的泄漏，并显示
41、大气中氨的浓度。当检测器测得大气中氨浓度过高时，在机组控制室会发出警报，中氨的浓度。当检测器测得大气中氨浓度过高时，在机组控制室会发出警报，操作人员采取必要的措施，以防止氨气泄漏的异常情况发生。操作人员采取必要的措施，以防止氨气泄漏的异常情况发生。包括氨卸载与贮存区域、氨蒸发器区域的包括氨卸载与贮存区域、氨蒸发器区域的洗眼与淋浴设备洗眼与淋浴设备氨泄漏检测和声光报警设备氨泄漏检测和声光报警设备卸压系统卸压系统水喷淋系统氮气吹扫系统：液氨储存及供应系统保持系统的严密性，防止氨水喷淋系统氮气吹扫系统：液氨储存及供应系统保持系统的严密性，防止氨气泄漏与空气混合造成爆炸气泄漏与空气混合造成爆炸。一般工
42、程公司提供。一般工程公司提供的氨系统配有氮气吹扫管线，的氨系统配有氮气吹扫管线，在液氨卸料之前或系统阀门仪表检修之前，通过氮气吹扫管线对管道系统进在液氨卸料之前或系统阀门仪表检修之前，通过氮气吹扫管线对管道系统进行彻底吹扫，清除管道内残余的空气或氨，防止氨气和空气混合造成危险行彻底吹扫，清除管道内残余的空气或氨，防止氨气和空气混合造成危险 工艺流程图工艺流程图第二部分第二部分 还原剂制备系统设计还原剂制备系统设计还原剂（氨区）危险性分级还原剂（氨区）危险性分级爆炸性气体环境应根据爆炸性气体混合物出现的频繁程度和持续时间，按下列规定进行爆炸性气体环境应根据爆炸性气体混合物出现的频繁程度和持续时间
43、，按下列规定进行分区：分区：1 1）0 0区：连续出现或长期出现爆炸性气体混合物的环境；区：连续出现或长期出现爆炸性气体混合物的环境；2 2）l l区：在正常运行时可能出现爆炸性气体混合物的环境；区：在正常运行时可能出现爆炸性气体混合物的环境；3 3）2 2区：在正常运行时不可能出现爆炸性气体混合物的环境，或即使出现也仅是短时存区：在正常运行时不可能出现爆炸性气体混合物的环境，或即使出现也仅是短时存在的爆炸性气体混合物的环境。在的爆炸性气体混合物的环境。氨储存及制备系统存在着火灾、爆炸、中毒、低温冻伤等危险、有害性。主要的危险、氨储存及制备系统存在着火灾、爆炸、中毒、低温冻伤等危险、有害性。主
44、要的危险、危害是火灾、爆炸和中毒，其危险等级为危害是火灾、爆炸和中毒，其危险等级为级（灾难性级）；其次是低温冻伤等，危险级（灾难性级）；其次是低温冻伤等，危险等级为等级为级（临界级）。级（临界级）。危险位置环境条件频繁程度持续时间释放源级别通风条件危险区域划分结果液氨槽车在正常运行下不会释放第二级释放源良好2区液氨储罐在正常运行下不会释放第二级释放源良好2区液氨蒸发器在正常运行下不会释放第二级释放源良好2区氨缓冲罐在正常运行下不会释放第二级释放源良好2区气氨稀释罐在正常运行下不会释放第二级释放源良好2区氨混合器在正常运行下不会释放第二级释放源良好2区电气和热工控制系统电气和热工控制系统 脱硝装
45、置按系统在就地设立双电源进线的低压脱硝装置按系统在就地设立双电源进线的低压MCC(电动机控制中心电动机控制中心)。100kW及以上的馈线回路由低压及以上的馈线回路由低压PC供电，其余负荷由就地脱硝供电，其余负荷由就地脱硝MCC供电供电脱硝工艺系统作为单元机组脱硝工艺系统作为单元机组DCS系统的一个子站分别纳入到单元机组系统的一个子站分别纳入到单元机组DCS系统进行控制系统进行控制还原剂存储、制备、供应系统（脱硝系统的公用系统）则作为公用还原剂存储、制备、供应系统（脱硝系统的公用系统）则作为公用DCS系统的一个远程系统的一个远程I/O站纳入到公用站纳入到公用DCS系统进行控制系统进行控制就地不设操作员站，运行人员直接通过集控室中单元机组就地不设操作员站，运行人员直接通过集控室中单元机组DCS操作员操作员站完成对脱硝系统参数和设备的监控。站完成对脱硝系统参数和设备的监控。第二部分第二部分 还原剂制备系统设计还原剂制备系统设计
