1 概述
本方案適用于45000 m³風(fēng)量燃煤鍋爐項(xiàng)目的脫硝工程，包括本工程的功能設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)、性能、安裝、試驗(yàn)、運(yùn)行、環(huán)保驗(yàn)收等方面。
2 設(shè)計(jì)參數(shù)及要求
2.1 鍋爐運(yùn)行現(xiàn)狀
1）煙氣量：45000Nm³/h；
2）鍋爐類型：燃煤鍋爐；
3）NOx初始濃度：450mg/m³。
2.2 改造后達(dá)到的性能指標(biāo)
按給定的排放要求，在符合設(shè)計(jì)運(yùn)行條件下保證：
氮氧化物排放濃度：≤100 mg/m³。
3 工藝選擇
本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)要求是鍋爐安裝脫硝裝置后，達(dá)到氮氧化物排放濃度：≤100 mg/m³。本著“因地制宜，量體裁衣”的原則，在分析比較多種技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，提出適合本項(xiàng)目的技術(shù)方案。
本方案采用我公司自主研發(fā)的煙氣凈化技術(shù)——SER協(xié)效還原法脫硝技術(shù)。
技術(shù)特點(diǎn)：
1) 綜合造價(jià)低，系統(tǒng)簡單。
2) 維護(hù)工作量和費(fèi)用低，采用一體化、模塊化的設(shè)計(jì)理念，設(shè)備簡單，數(shù)量少，維護(hù)方便。
3）建設(shè)工期短，工廠制作、施工周期短，對生產(chǎn)影響小。
4) 水耗量低。前端脫硝采用干粉脫硝，無脫硝劑制備系統(tǒng)，節(jié)省脫硝水耗。
7) 脫硝效率高，達(dá)90%，*NOX排放濃度低于100mg/Nm³的要求。
4 工藝原理
脫硝采用協(xié)效還原法脫硝工藝（SER工藝），在鍋爐上選擇合適的進(jìn)料位置，噴入脫硝劑干粉，使脫硝劑與煙氣充分混合，在650~950℃范圍內(nèi)與NOX反應(yīng)而達(dá)到脫硝目的，其產(chǎn)物是H2O、N2、CO2及其它無毒氣體和通常的煙道氣成分。
工藝流程示意圖如下：
與傳統(tǒng)SNCR的比較如下：
SNCR法 | SCR法 | SER法 | 備注 | |
設(shè)備安裝難易程度 | 困難 | 很困難 | 容易 | SNCR法設(shè)備多，安裝復(fù)雜； SCR催化劑系統(tǒng)及鋼架極為復(fù)雜； SER法集裝箱式安裝簡單 |
工藝情況 | 復(fù)雜 | 復(fù)雜 | 簡單 | SNCR與SCR法系統(tǒng)多、工藝復(fù)雜； SER法工藝簡單 |
安裝周期 | 較長 | 較長 | 短 | SNCR法安裝周期常規(guī)30天； SCR法安裝周期常規(guī)2-3月； SER法安裝周期5天 |
安全性 | 低 | 低 | 高 | SNCR法與SCR法還原劑氨水為危險(xiǎn)化學(xué)品，運(yùn)輸、儲存危險(xiǎn)性高； SER法脫硝劑為固態(tài)粉末狀，運(yùn) 輸、儲存安全、方便 |
運(yùn)行維護(hù) | 復(fù)雜 | 復(fù)雜 | 簡單 | SNCR法設(shè)備多運(yùn)行維護(hù)復(fù)雜； SCR催化劑昂貴極易中毒，尤其本項(xiàng)目SO2濃度很高，更換頻繁； SER法簡單、運(yùn)行維護(hù)方便 |
脫硝劑耗量 | 耗量再多也無法降到50以下 | 中等 | 略高 | SER脫硝劑成本與SNCR大致齊平 |
電耗 | 95KW/h | 100KW/h | 15KW/h | SNCR與SCR法比SER法年耗電多 |
水耗 | 0.2噸/小時(shí) | 0.2噸/小時(shí) | 無 | SNCR與SCR法比SER法年耗水多1500噸 |
人工 | 2人/班 | 2人/班 | 1人/班 | SER法如鍋爐DCS系統(tǒng)有冗余，控制系統(tǒng)接入DCS系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)無人值守 |
對鍋爐影響 | 較大 | 較小 | 較小 | SNCR法存在以下缺點(diǎn)： 1. 噴嘴下方水冷壁腐蝕嚴(yán)重； 2. 空預(yù)器、過熱器、省煤器積灰 嚴(yán)重，影響鍋爐出力，降低熱效率 3. 灰斗積灰渣嚴(yán)重 4. 影響布袋除塵器除塵效果，降低 布袋使用壽命 SER法避免了以上缺點(diǎn) |
脫硝率 | 30%-50% | 80%-90% | 80%-90% | SNCR法脫硝率一般30%-50%，并隨 運(yùn)行時(shí)間加長降低；達(dá)不到100mg/Nm3以下排放標(biāo)準(zhǔn); SCR法脫硝率能達(dá)到80%-90%，但在SO2濃度高時(shí)，催化劑極易堵塞中毒，且更換成本昂貴； SER法脫硝率一般80%-90%，不隨運(yùn)行時(shí)間加長降低；排放濃度隨機(jī)調(diào)整，輕松降至50mg/Nm³以下 |
占地面積 | 較大 | 較大 | 很小 |
5 系統(tǒng)組成
5.1 脫硝劑供應(yīng)系統(tǒng)
本方案的脫硝劑為脫硝劑粉末，將包裝袋中脫硝劑卸料到脫硝劑粉倉內(nèi)。
脫硝劑料倉出料的脫硝劑，由調(diào)頻旋轉(zhuǎn)給料器根據(jù)NOx排放濃度信號控制，調(diào)整下料量，最后通過進(jìn)料器送入噴射器。
料倉采用半錐體倉。
5.2 脫硝劑噴射、給料系統(tǒng)
脫硝劑噴射系統(tǒng)采用壓縮空氣將脫硝劑霧化噴入高溫?zé)煔庵小姽懿馁|(zhì)應(yīng)滿足運(yùn)行工況要求：本項(xiàng)目噴管安裝在爐膛溫度為650~950的區(qū)域，鍋爐粉塵濃度高，煙氣流速大，煙氣溫度高，噴管宜選用耐高溫（1100℃以上）、耐腐蝕、耐磨損的合金產(chǎn)品。
5.3 熱控系統(tǒng)
根據(jù)裝置運(yùn)行監(jiān)控要求配置完整的儀表和控制系統(tǒng)，采用DCS控制系統(tǒng)。
控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有完善的數(shù)據(jù)采集、閉環(huán)控制、LCD顯示操作，數(shù)據(jù)通訊管理，異常工況報(bào)警及保護(hù)等功能的系統(tǒng)。運(yùn)行人員在控制室通過DCS的LCD操作員站對脫硝系統(tǒng)進(jìn)行啟/?？刂啤⒄＿\(yùn)行的監(jiān)視和調(diào)整以及異常與事故工況的處理。
在正常運(yùn)行工況下，對裝置的運(yùn)行參數(shù)和設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行有效的監(jiān)視和控制；
鍋爐出現(xiàn)異常或脫硝工藝系統(tǒng)出現(xiàn)非正常工況時(shí)，能按預(yù)定的順序進(jìn)行處理，使脫硝系統(tǒng)與相應(yīng)的事故狀態(tài)相適應(yīng)；
出現(xiàn)危及鍋爐運(yùn)行以及脫硝工藝系統(tǒng)運(yùn)行的工況時(shí)，能自動(dòng)進(jìn)行系統(tǒng)的聯(lián)鎖保護(hù)，停止相應(yīng)的設(shè)備甚至整套裝置的運(yùn)行。
在少量就地巡檢人員的配合下，完成整套系統(tǒng)的啟動(dòng)與停止控制。
5.4 電源
本裝置用電負(fù)荷較小，380/220VAC電源由業(yè)主提供，配電柜、控制箱以及其至各用電設(shè)備的電纜均由我司成套提供，電源進(jìn)線電纜由業(yè)主方提供。
6 主要工藝設(shè)備清單（初步方案）
序號 | 設(shè)備名稱 | 數(shù)量臺/套 | 技術(shù)參數(shù) | 材質(zhì) | |
1 | 脫硝劑粉料存儲單元 | ||||
1.1 | 脫硝劑料倉 | 1 | 3~6 m³ | Q235B | |
1.2 | 鋼結(jié)構(gòu)、梯子平臺 | 1 | Q235B | ||
1.2 | 倉頂除塵器系統(tǒng) | 1 | |||
1.3 | 倉壁振動(dòng)器 | 2 | 550W | 高頻振打 | |
1.4 | 旋轉(zhuǎn)給料閥 | 1 | DN150 | CS | |
1.5 | 提升機(jī) | 1 | |||
1.6 | 羅茨風(fēng)機(jī)及附件 | 1 | 包括配套儀表、閥門等 | CS | |
1.7 | 加速室 | 1 | CS | ||
2 | 噴射分配系統(tǒng) | ||||
2.1 | 噴槍 | 包含接口、配件 | 316L SS | ||
2.2 | 噴槍套管 | 包含接口、配件 | 304 SS1 | ||
2.3 | 配套管路 | CS | |||
3 | 倉頂除塵系統(tǒng) | 1 | |||
4 | PLC控制系統(tǒng) | 1 | |||
5.1 | 安裝 | 1 | |||
5.2 | 運(yùn)輸及保險(xiǎn) | 1 | |||
5.3 | 系統(tǒng)調(diào)試及培訓(xùn) | 1 | |||
備品 | |||||
總電耗30kW；氣耗很小，基本可以忽略。
7 項(xiàng)目實(shí)施的進(jìn)度計(jì)劃
工程進(jìn)度計(jì)劃：
設(shè)計(jì)階段：初步設(shè)計(jì)與施工圖設(shè)計(jì) 0.5個(gè)月
施工調(diào)試階段：
設(shè)備制造、安裝、調(diào)試、試運(yùn)行 1個(gè)月
本工程從合同簽字生效起，到試運(yùn)行可控制在1.5個(gè)月內(nèi)。
8 投資估算
以上均包括脫硝裝置的本體及其附屬裝置、輔助設(shè)備的功能設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)、性能、制造、供貨、安裝、調(diào)試、試運(yùn)行等。
投資估算 | 費(fèi)用（萬元） |
脫硝劑粉料存儲單元 | 10 |
噴射分配系統(tǒng) | 10 |
PLC控制系統(tǒng) | 10 |
技術(shù)服務(wù)費(fèi)（含設(shè)計(jì)、調(diào)試費(fèi)用） | 5 |
保險(xiǎn)、運(yùn)輸、稅費(fèi) | 5 |
總計(jì) | 40 |
9 運(yùn)行估算
由初始值450降到目標(biāo)值100
運(yùn)行估算 | 費(fèi)用 |
小時(shí)脫硝劑耗費(fèi) | 122.6~151元 |
年脫硝劑耗費(fèi) | 98~121萬元 |
注：年運(yùn)行時(shí)間按8000小時(shí)計(jì)。
