推荐-神华宁东2x660MW机组脱硝2+1方案分析.docx

宁东SCR法脱硝设计方案说明1.1 工艺原理宁东二期工程尾部脱硝采用选择性催化还原法（即SCR法）进行脱硝SCR烟气脱硝技术是指在310-400℃的烟气温度范围内喷入氨气作为还原剂，在催化剂的作用下与烟气中的NOx发生选择性催化反应生成N2和H2OSCR烟气脱硝技术具有脱硝效率高、成熟可靠、经济合理、应用广泛，特别适合于机组负荷变动频繁以及对空气质量要求较敏感的燃煤机组本项目SCR为全负荷脱硝，脱硝效率为85%，在锅炉省煤器出口NOx浓度不超过250mg/Nm3的情况下脱硝出口氮氧化物排放浓度降至40mg/Nm3（干基，6%O2） 、（签订技术协议时已要求省煤器出口NOx浓度不超过180mg/Nm3，按小于200mg/Nm3考核）SCR法脱硝的主反应如下：4NO+ 4NH3+ O2→4N2+ 6H2O2NO2+ 4NH3+ O2→ 3N2+ 6H2ONO2 + NO+2NH3→2N2+ 3H2O1.2 系统设计方案1.2.1烟道布置本工程SCR采用高尘布置方式，布置在省煤器出口与空预器入口烟道之间来自尿素制备系统的氨气，为系统提供稳定的氨气源，按5%的体积浓度进入阀门站组（MVS），最后经氨喷射格栅（AIG）喷射到烟道内。

省煤器出来的烟气通过SCR进口烟道，与氨喷射格栅（AIG）注入的稀释氨气经过静态混合器后进行充分混合后进入反应器，最后在催化剂的作用下发生还原反应，反应后的烟气经SCR出口烟道到达空气预热器推荐精选考虑到全负荷脱硝的要求，本项目设置了省煤器旁路北京巴威公司采用先进的计算机数值模拟设计烟道及其内部导流部件，保证在反应器入口达到SCR反应所需要的氨/硝摩尔比分布偏差、温度偏差、速度偏差等的基础上，尽可能减少SCR装置的烟气阻力，降低电厂运行成本同时，烟道的设计充分考虑烟气磨损和堵灰问题1.2.2挡板、膨胀节和结构支撑等在烟道上设置合适的膨胀节吸收烟道膨胀，其设置综合考虑烟道走向、膨胀大小以及支撑位置等因素1.2.3氨喷射格栅氨气/空气的混合气体输送到分配站（MVS）,然后混合气体通过供氨管线进入氨喷射格栅（AIG）分配站与分区集箱通过供氨管线相连，每个供氨管线对应烟道中一个分区和一组喷嘴供氨管线上设有手动调节阀和流量孔板，用于控制所在分区的混合气流量通常，只需在调试阶段调整手动调节阀就可优化混合气与NOx流量匹配，运行阶段不需要再进行调整根据本工程的烟道尺寸并结合B&W的技术特点设置24个分区（单烟道），每炉共48个分区。

氨喷射格栅（AIG）的布置与烟气流动方向相垂直，其设计综合考虑烟道的几何结构距催化剂层之间的混合距离1.2.4静态混合器为了提高混合的均匀性以及增加SCR脱硝系统的稳定性，本工程在氨喷射格栅（AIG）后设置了一个巴威公司专利的静态混合器1.2.5 催化剂世界范围内，有很多厂商能够为SCR系统提供多种型式和规格的催化剂本项目可选用蜂窝式和板式催化剂1.2.6 反应器推荐精选结合催化剂选型方案，反应器断面尺寸初步设计为14m×13m（比常规尺寸大10-15%），反应器内为2+1层布置，初装下面2层催化剂，最上面1层为备用层针对不同的催化剂模块型式，反应器尺寸和结构采用通用化设计在设计中，综合考虑世界主流催化剂供货商的尺寸和荷载，可安装不同厂家的催化剂反应器采用沿烟气垂直向下的流动方向上装设固定式催化床，并布置足够的催化剂来满足NOx的还原要求反应器采用标准的板箱式结构，辅以各种加强筋、支撑构件和加强型外壳并支撑在钢结构上以满足防震、承载催化剂、密封、承受其它荷载和抵抗热应力的要求，并且保证与外界隔热催化剂各模块间和模块与反应器内壁间装设的密封系统可保证烟气流经催化反应床，避免烟气短路1.2.7 直流格栅为保证进入催化剂的进口速度偏差小于期望值，防止烟气积灰和磨损，我公司在反应器入口设置了直流格栅。

1.2.8 催化剂吹灰系统 本工程燃煤中的灰分中等，为保证催化剂长期在高飞灰工况下安全可靠运行，本工程在每层催化剂上均设耙式蒸汽吹灰器，初装2层吹灰器、每层4只，布置于反应器后墙吹灰器吹扫顺序为自上而下吹扫在运行初期，吹灰器的吹灰频率采用每天一次根据实际运行情况，如果催化剂的积灰轻微，可以延长两次吹灰时间间隔2 脱硝装置稳定运行的措施脱硝装置稳定高效运行的关键是反应器入口烟气流场较好的分布（主要是氨硝摩尔分布偏差）和催化剂的合理选型2.1设计参数及措施推荐精选为保证脱硝装置出口氮氧化物浓度低于40mg/Nm3（干基，6%O2）和脱硝效率不低于85%的要求，本项目反应器入口流场设计指标：氨硝摩尔分布偏差≤5%、烟气速度分布偏差≤±15%、烟气温度偏差≤±15℃为达到上述设计指标，我公司通过以下措施来保证上述设计指标1）采用了分区控制的氨喷射格栅技术本项目单炉采用48个氨喷射格栅分区，可有效实现烟气中氮氧化物浓度与还原剂氨的匹配2）装设了巴威公司专利的静态混合器该型混合器结合了涡流式混合器和导流式混合器的优点，采用先进的数值模拟技术和成熟可靠的物理模型开发出来的该混合器性能参数优良，可以在较小的混合距离和较小的压力损失下，满足氨/硝摩尔比分布的要求。

静态混合器和氨喷射格栅配合应用，可以更好地实现氨与氮氧化物的混合，比较容易达到反应器入口流场设计指标，具有较好的脱硝性能我公司的氨喷射格栅和静态混合器均是根据项目的设计条件和设计要求进行定制3） 通过先进的计算机数值模拟软件设计烟道内导流部件4）反应器入口设置了直流格栅通过以上措施完全可保证本项目反应器入口流场设计指标的要求2.2选择合适的蜂窝式或板式催化剂根据本项目的煤质情况和烟气成分，本工程选择投标方推荐的节距8.2mm、18孔的蜂窝式催化剂或节距7mm的板式催化剂，催化剂体积约为589～602m3/炉满负荷时，反应器内的空塔流速为4.1m/s（规程要求为4-6m/s，在宁东项目上取较低值）,催化剂孔内流速为6.5～6.7m/s2.3过程控制2.3.1安装过程中推荐精选在催化剂各模块间和模块与反应器内壁间装设密封系统安装完成后认真检查密封情况，保证烟气流经催化反应床，以避免烟气短路造成烟气脱硝效率不达标和产生漏氨2.3.2脱硝过程中氨喷射量的控制利用SCR反应器进口NOx的测量值作为前馈，以SCR反应器出口NOx的测量值作为后馈，通过控制系统计算出实际所需要的氨耗量，并根据氨耗量通过氨流量调节阀自动调节喷氨量。

初步喷氨量计算公式如下：喷氨量＝F×N×M×10-6(Nm3/h)F：烟气流量（Nm3/h，干基）N：入口NOx浓度（实际O2量，干基，ppmvd）M：氨硝摩尔比信号无效时喷氨量的控制当进口NOx信号故障时，保持其最后有效值，用后馈来控制喷氨量当出口NOx信号故障时，保持其最后有效值，用前馈来控制喷氨量2.3.3运行时催化剂的添加在催化剂与烟气接触过程中，受到高温、碱金属及碱土金属、气态化学物质毒害、飞灰堵塞与冲蚀磨损等因素的影响，造成活性逐渐降低运行时要定期检查催化剂活性的变化情况，在催化剂活性满足不了性能要求时，需要进行添加或更换催化剂通常，3年添加或更换一层催化剂3 同类业绩目前，我公司有众多业绩脱硝效率在85%及以上，且运行可靠稳定如河北西柏坡电厂#3、#4机组脱硝工程采用2+1层催化剂，设计脱硝效率为88%，入口氮氧化物浓度为700mg/Nm3，运行效果可靠稳定推荐精选综上所述，采取以上措施后，在锅炉省煤器出口氮氧化物浓度在250mg/Nm3以下时，可以保证脱硝效率不低于85%、脱硝出口氮氧化物排放稳定低于40mg/Nm3备注：1、涂黄部分是贵司之前提的环评要求 2、如果贵司需要考虑未来脱硝更进一步的要求，可以采用2（初装）+2（预留）方案。

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