SNCR尿素脱硝技术方案

江苏国强环保工程有限公司SNCR技术方案-1-【SNCR尿素炉内脱硝】技术文件编制：审核：日期：2018年6月江苏国强环保工程有限公司JiangsuGUOQIANGEnvironmentalprotectiongroupCo.,Ltd江苏国强环保工程有限公司SNCR技术方案-2-一、技术规范1.1总则本技术方案适用于20吨锅炉烟气脱硝工程供货、系统设计、安装调试项目。提出了该系统的功能设计、结构、性能、安装和调试等方面的技术要求。土建部分由我方设计出图，需方采购、施工并安装。脱硝（SNCR）主要的原则及技术要求：（1）本项目采用选择性非催化还原烟气脱硝（SNCR）工艺。（2）本项目的还原剂采用20%尿素水。（3）SNCR脱硝系统满足全天24小时连续运行，年运行时间大于7200小时。（4）SNCR脱硝系统使用寿命不低于10年。（5）脱硝装置可用率不低于98%；（6）系统装置先进、安全、可靠、便于运行维护；（7）工艺流程合理、装置布置简洁、美观；（8）设1套还原剂制备和输送公用系统。（9）烟气脱硝装置的控制系统采用PLC控制系统。（10）SNCR设计出口NOx浓度小于200mg/Nm3。SNCR设计脱硝效率大于60%。本技术规范书所提出的技术规范、要求仅适用于20吨锅炉烟气脱硝工程，它包括该工程系统、设备的设计和结构、性能、安装、调试和试验等方面的技术要求。本次脱硝工程的招标范围为：脱硝工程对20吨锅炉进行脱硝治理，公用设施按照1台锅炉设计、供货、安装。本工程的整体设计由我方负责，设计规模为20吨锅炉烟气脱硝设施。1.2工程概况1.2.1概述本项目建设20吨锅炉烟气脱硝工程。锅炉全钢架结构、平衡通风。根据锅炉形式合理选取喷枪布置位置和数量。1.2.2厂址项目：20吨锅炉SNCR炉内脱硝江苏国强环保工程有限公司SNCR技术方案-3-锅炉厂址：1.2.3厂区的岩土工程条件1.2.4地震烈度根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），扩建厂区地震动峰值加速度为0.10g（相应的地震基本烈度为7度），。场地土类型与建筑场地类别厂/场区地震地震基本烈度为Ⅷ级厂址区建筑场地建筑场地级别为I~II类场地1.2.5锅炉基础数据锅炉型号：链条锅炉1、锅炉主要参数：1.2.6设备使用条件1)设备安装条件：主厂房室外安装；2)还原剂：以20%浓度的尿素溶液作为SNCR烟气脱硝系统的还原剂；3)主燃料：煤；4)运行方式：每天24小时连续运行；5)年累计工作时间：不小于7200小时；6)供电条件：电压为380/220V交流三相四线制，电源频率为50±0.5HZ；7)压缩空气的品质为：仪用压缩空气，干燥、无油；压力露点：-20℃；序号项目单位20T锅炉参数1处理烟气量m3/h600002脱硝前NOX排放浓度mg/Nm34003脱硝后NOX排放浓度mg/Nm32004炉内温度℃850-11005含氧量%8~10江苏国强环保工程有限公司SNCR技术方案-4-运行压力：0.4~0.6MPa8)稀释水：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250µmho/cm没有明显的浑浊和悬浮固态物1.3设计与运行条件1.3.1SNCR脱硝工艺描述:我公司与美国斯普瑞公司合作，独家引进吸收该公司的SNCR烟气脱硝技术及喷雾技术，进行了技术的自主转化。针对国内生大、中、小型锅炉的炉内脱硝技术，进一步完善了工艺系统设计，形成了技术成熟、适应国内需要的SNCR系统，可广泛适用于循环流化床锅炉、焚烧线、水泥窑等各类系统的烟气脱硝处理。脱硝设计采用正版美国ANSYS公司的CFD计算流体力学仿真分析软件包Fluent12.0版本，目前比较流行的是采用CFD技术，对本脱硝工程SNCR系统的布置进行了数值模拟计算体力学技术（CFD）进行分析、预测。由于SNCR反应需要在特定的温度区间和停留时间下进行，所以还原剂喷射位置的确定对SNCR系统十分关键。错误的喷射位置会造成还原剂用量增加和达不到要求的脱硝效率。还原剂喷射位置的确定需要通过流场模拟以确定喷射位置，流场模拟会模拟锅炉温度、气体流动和烟气混合情况，以确定合适的喷射位置。SNCR的效率取决于以下几点：烟气温度，还原剂和烟气混合、反应的停江苏国强环保工程有限公司SNCR技术方案-5-留时间，还原剂的喷射量，还原剂的和烟气的混合效果，未控制时的NOx含量，以及氧气和二氧化碳的含量。设计和运行良好的SNCR系统，在达到一定的脱硝效率同时，不会有过量的未反应或其他的污染物质排放到空气中。当温度高于适合NOx脱除反应的温度范围，NOx脱除效率也将降低。在曲线的右边，还原剂的氧化反应将增强，其将和还原剂与NOx的反应进行竞争。尽管脱除效率低于最优，但运行的时候一般温度是高于最优温度的，这样能减少副反应的发生。SNCR的最佳反应温度是850~1100℃。SNCR的原理是以尿素[CO(NH2)2]等作为还原剂，雾化后注入锅炉。在一定的温度范围内，尿素等还原剂可以在无催化剂的作用下选择性地把烟气中的NOx还原为H2O，故是一种选择性化学过程。其原理如图所示。2、SNCR技术简介SNCR技术是以PETROSNCR系统为核心，并在此基础上进行设计转化和国内配套而发展起来的。SNCR系统采用模块化设计，处理工艺由下图所示。江苏国强环保工程有限公司SNCR技术方案-6-尿素输送模块江苏国强环保工程有限公司SNCR技术方案-7-尿素分配模块尿素储罐选择性非催化还原技术就是用尿素（尿素溶液需进行蒸汽加温至30°C以上，防止尿素结垢堵塞输送水管）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，而且还需要一定的停留时间。还原剂喷入炉膛合适的温度区域，该还原剂（尿素）迅速热分解与烟气中的NOX进行SNCR反应，该方法是以炉膛为反应器。SNCR主要由还原剂储存和输送模块、稀释模块、计量混合模块及喷射和雾化风模块组成。江苏国强环保工程有限公司SNCR技术方案-8-（1）还原剂储存和输送模块储罐及还原剂输送模块安装于混凝土围堰内。输送泵（1用1备），通过尿素水流量调节阀和回流调节来控制流量和压力。（2）稀释模块稀释水箱用来缓冲稀释水，并保证SNCR系统10小时的用水量，稀释水泵（1用1备），通过稀释水变频调节稀释水的流量和压力。（3）计量混合模块一台炉一套计量混合模块，所有仪器仪表集中布置，布置在计量混合模块柜内。每台炉所需的稀释水在与尿素水混合前由流量计控制，电动调节阀调节。每个喷射点均由流量计控制，确保分配均匀。还原剂混合液的压力由压力表监控。计量混合模块布置在喷射区附近。（4）炉前喷射和雾化风模块在线配制稀释好的尿素溶液将送到喷射区，各喷枪的还原剂设有阀门控制本喷射点是否投运，喷枪采用固定方式。喷枪喷射所需的雾化介质采用压缩空气。雾化空气总管上设有压力控制，分几路通到各喷枪，并保证雾化风24小时开启。图1为：负荷波动大锅炉SNCR脱硝工艺流程江苏国强环保工程有限公司SNCR技术方案-9-1.3.2设计、制造、检验标准本期工程采用的煤质资料按实际煤种作为设计煤种1.4技术及性能要求1.4.1设计、制造、检验标准脱硝装置的设计、制造、安装、调试、试运行等应符合相关的中国规范及标准。SNCR系统的设计、土建、供货、调试、试验及检查、试运行、考核、最终交付等应符合相关的中国法律及规范、以及最新版的ISO和IEC标准。对于标准的采用应符合下述原则：序号标准名称标准号1《1KV以上52KV及以下高压交流金属封闭开关设备和控制设备》GB39062《包装储运图示标志》GB191尿素尿素溶液储罐尿素溶液输送循环模块厂区除盐水除盐水储存罐除盐水输送循环模块尿素溶液计量稀释模块尿素溶液分配喷射模块喷枪炉膛厂区压缩空气压缩空气储存罐江苏国强环保工程有限公司SNCR技术方案-10-3《标准电压》GB1534《导体和电器选择设计技术规定》DL/T5222-20055《低压成套开关设备和控制设备》GB7251.1-36《低压成套开关设备基本试验方法》GB94667《低压电器外壳防护等级》GB/T4942-28《电力建设施工及验收技术规范》DL/T5190.4-20049《电气绝缘的耐热性评定和分级》GB1102110《电气装置安装工程施工及验收规范》GBJ23211《电压互感器》GB120712《钢结构工程施工及验收规范》GB5030513《钢结构设计规范》GB5001714《工业管道施工及验收》GBJ25315《工业锅炉烟箱烟囱制造技术条件》JB/T1621-199316《工业企业厂界噪声标准》GB1234817《工业企业噪声控制设计规范》GBJ8718《固定式钢斜梯》GB4053.419《固定污染源排放烟气连续监测系统技术要求及监测方法》HJ/T7620《固定污染源烟气排放连续监测技术规范(试行)》HJ/T75-200721《固体绝缘材料工频电气强度的试验方法》GB140822《锅炉大气污染物排放标准》GB1327123《锅炉烟尘测试方法》GB/T546824《火电厂大气污染物排放标准》GB1322325《火力发电厂热力设备和管道保温油漆设计技术规定》DL/T507226《建筑抗震设计规范》GB5001127《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》DL/T62028《碳钢焊条》GB/T5117-199529《火电厂烟气脱硝工程技术规范-选择性非催化还原法》HJ/T563-2010DL/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》HJ563-2010火电厂烟气脱硝工程技术规范选择性非催化还原法江苏国强环保工程有限公司SNCR技术方案-11-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》江苏国强环保工程有限公司SNCR技术方案-12-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/T5190.5-2004《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