GXDF-20 沸腾炉SNCR 脱硝系统项目SNCR 技术方案2020 年04 月一、总论1.1工程概况GXDF-20 沸腾炉脱硝改造工程。
本工程采用选择性非催化还原法（SNCR）脱硝工艺，还原剂为尿素。
1.2 厂址所在地项目位于鄂尔多斯市伊金霍洛旗札萨克镇内蒙古伊泰广联煤化有限责任公司红庆河矿井及选煤厂工业广场内。
1.3主要设计参数（1）GXDF-20 沸腾炉（2）锅炉最大连续蒸发量：20t/h（3）锅炉(B-MCR)燃煤量：3.5 t/h(设计煤种)（4）锅炉运行方式：锅炉在50-100%负荷下能长期安全稳定运行1.4术语定义1.4.1 SNCR 工艺SNCR（Selective Non-Catalytic Reduction，简称SNCR）脱硝工艺，是利用还原剂在不需要催化剂的情况下有选择性地与烟气中的氮氧化物（NOx）发生化学反应，生成氮气和水的一种脱硝技术。
1.4.2脱硝效率脱硝效率也称NO X（以NO2计，标态，6%O2含量）脱除率，其计算方法如下:脱硝率= C1 −C2× 100% C1式中：C1——脱硝系统投运前锅炉排放烟气中NOx 含量（mg/Nm3）。
C2——脱硝系统运行时锅炉排放烟气中NOx 含量（mg/Nm3）。
1.4.3氨逃逸率氨的逃逸率是指在锅炉尾部烟道（空气预热器入口装设测点）处检测到的氨的浓度。
系指脱硝系统运行时，空气预热器入口烟气中氨的质量与烟气体积（标态，干基，6%O2）之比，单位为mg/Nm3。
1.4.4脱硝系统可用率从首次喷射尿素水溶液（20%溶液）开始直到最后的性能验收为止的质保期内，脱硝整套装置的运转率在最终验收前不低于98%。
系统可用率定义：A −B可用率= A：锅炉每年总运行时间，h；B：脱硝系统每年总停运时间，h。
1.5性能保证A× 100%1.5.1主要性能指标保证在下列边界条件下，脱硝装置在投运后：（1）在NOx 初始浓度为350mg/Nm3（标态，干基，6%O2）时，NOx 脱除率不小于79% ，氨逃逸率小于5mg/Nm3；在锅炉排烟烟气NO X浓度低于350mg/Nm3（标态，干基，6%O2）时，SNCR 脱硝将锅炉排烟烟气NOx 浓度降低至150mg/Nm3（标态，干基，6%O2）及以下。
（2）脱硝系统设计和制造应符合安全可靠、连续有效运行的要求，服务年限应在30 年以上，整个寿命期内系统可用率应不小于98%；（3）脱硝系统应能在锅炉最低稳燃负荷工况和BMCR 工况之间的任何负荷持续安全运行；脱硝系统负荷响应能力应满足锅炉负荷变化率要求，（4）锅炉排烟烟气NO X浓度不高于350mg/Nm3（标态，干基，6%O2），对锅炉效率的影响不大于0.15%；脱硝系统具备将锅炉排烟烟气NOX 浓度低于150mg/Nm3（标态，干基，6%O2）的能力。
（5）加装烟气脱硝系统后，供货方应根据自己经验，在投标阶段提出脱硝装置对锅炉运行的影响分析以及应采取处理措施并做专题说明。
（6）供货方首先对工艺系统做性能计算，完善下列空白内容：边界条件：●锅炉正常工况范围；●脱硝装置在投运前，脱硝系统入口烟气中NOx 含量小于350mg/Nm3；●所使用煤种和招标方所提供脱硝设计时的煤种（现有煤种）接近。
●锅炉在较低负荷运行时，锅炉出口中心温度可能低于SNCR 烟气脱硝反应最佳温度区域（850~1050℃）。
采用SNCR 烟气脱硝工艺需保证在该工况下烟气脱硝后NOX 排放≤150mg/Nm3，投标时需专题说明如何保证脱硝效率以及控制氨逃逸有效措施。
1.5.2供货方承诺●供货方预先提供尿素溶液喷入后的数值模拟计算结果，以确定采用最佳的设计方案；提供尿素溶液喷入后对锅炉效率及尾部受热面的影响分析结果。
●所有设备供货方提供符合使用方和相关工业标准的功能齐全的优质产品。
●供货不限于合同附件供货范围清单里的内容，最终供货的设备材料数量、规格型号、材质、参数需满足项目性能要求、技术协议要求、现场施工要求、系统正常运行为准。
二、技术要求及标准规范2.1总的技术要求脱硝系统包括所有需要的系统和设备至少应满足以下总的要求：●氮氧化物NO X排放浓度满足全负荷段达标（6％O2，标态，干烟气）；●采用先进、成熟、可靠的技术，造价要经济、合理，便于脱硝系统及锅炉原有系统设备的运行以及设备的维护检修；●设备布置规范合理、统筹考虑厂区及锅炉设备布置。
在规划基本的现场布置方案时，尽量利用现有建筑，设备的位置按照需要的功能来布置，并考虑进出方便、建造难易、操作、维护和安全性；●所有的设备和材料应是新的和优质的，凡直接与还原剂直接接触的部位均采用316L 材质；●高的可利用率；●机械部件及其组件或局部组件应有良好的互换性；●观察、监视、维护简单；●运行人员数量最少；●确保人员和设备安全；●节省能源、水和原材料；●脱硝装置的调试、启/停和运行应不影响主机的正常工作。
●脱硝装置应能快速启动投入，在负荷调整时有良好的适应性，在运行条件下能可靠和稳定地连续运行。
●适应锅炉的启动、停机、事故处理及负荷变动要求；●检修时间间隔应与机组的要求一致，不应增加机组的维护和检修时间；●在设计上要留有足够的通道，包括施工、检修需要的吊装及运输通道；●喷射装置布置方案考虑有利于混合均匀，反应剂在高温区停留时间较长，锅炉本体改动量少，不能影响检修，每个分离器喷枪布置数量不少于8支。
●在规范书中关于各系统的配置和布置等是招标方的基本要求，仅供供货方设计参考，并不免除供货方应对系统设计和布置等所负的责任。
2.2脱硝工艺系统2.2.1技术要求本系统为选择性非催化还原即SNCR 烟气脱硝系统，采用尿素水溶液作为脱硝还原剂。
本脱硝装置设计满足以下要求：（1）进行喷射设计优化，以保证喷射系统设计的合理和最优化。
（2）能够进行氨氮比（NSR）可靠控制，投运前对每个喷嘴流量进行标定，并通过测试数据结合实验经验优化设计控制策略，来快速响应锅炉运行参数和NO X排放波动。
（3）应能适应锅炉机组变负荷、变燃烧参数的系统工况的要求。
脱硝装置和所有辅助设备投入运行对锅炉负荷和设备不产生影响或影响较小。
且脱硝装置必须能够在烟气排放浓度为最小值和最大值之间任何点运行，具有较好的调节性能，符合电网对电厂负荷调度的要求。
（4）整套系统及其装置应能够满足整个系统在各种工况下自动运行的要求，系统的启动、正常运行监控和事故处理完全自动化。
（5）喷射器喷嘴属于易磨损的设备，供货方设计的喷射器具有防磨、耐高温、易更换等特点。
（6）系统设计合理、操作简单、维护简单方便，系统设备配备足够数量的人孔门，所有的人孔门使用铰接方式，且容易开/关，所有的人孔门附近应设有维护平台。
（7）在设计上有足够的通道，包括施工、检修需要的吊装及运输通道。
（8）所有设备和管道、膨胀节考虑了设备和管道发生故障时能承受最大的温度热应力和机械应力。
（9）在储罐设计时应考虑适当的腐蚀余量。
（10）本脱硝系统主要包括以下几部分：(a)尿素储存及制备系统(b)尿素溶液输送系统(b)稀释和计量分配系统；(c)喷射系统；(d)电气及控制系统(e)附属系统（防腐、保温和油漆等）；(f)其它（设计和设备安装、技术服务及培训、设备标识、安全标识）。
（11）还原剂制备、贮存、输送设备和管道凡与尿素溶液接触全部采用316L不锈钢。
室外液体输送管线有伴热和保温，防止冬季管道和出现结晶或者冻坏。
2.2.2脱硝装置主要布置原则2.2.2.1 总平面布置总体工艺布置原则如下：尿素溶液储存罐预计放置于室外，配料放置于室内，脱硝设备距离配电室98米，尿素溶液喷射系统位于锅炉本体炉膛出口至分离器间的水平烟道，每台锅炉共计8（满足流量、效率及控制要求为准）支喷射器布置在 4 个分离器入口的烟道。
计量分配模块、喷射装置均沿炉膛高度方向布置在各层平台处，主要利用炉本体原有构架和平台布置。
供货方提供详细的 SNCR 设计方案及工艺设备报价。
2.3标准规范投标人提供的材料、设备、工程、设计、安装、试运行等应全部按相关的中国标准及规定执行，如采用外国标准则提供该标准文本，并确认该标准不低于相关中国国家标准。
投标人遵循下列文件和标准，但不限于此：《火电厂烟气脱硝工程技术规范选择性非催化还原法》 HJ 563-2010《石油化工企业设计防火规范》GB50160—20081)《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058—20142)《石油化工工艺装置布置设计通则》SH3011—20113)《工业企业噪声控制设计规范》GB/T50087—20134)《职业性接触毒物危害程度分级》GBZ 230-20105)《工业金属管道设计规范》（2008 局部修订）GB50316—20006)《钢制管法兰、垫片、紧固件》HG/T20592～20635-2009（B 系列）7)《输送流体用无缝钢管》GB/T 8163-20088)《石油化工企业职业安全卫生设计规范》SH3047—19939)《石油化工企业环境保护设计规范》SH3024—199510)《石油化工管道柔性设计规范》SH/T 3041—200211)《继电保护和安全自动装置技术规程》GB14285-200612)《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》DL/T620-199713)《电测量及电能计量装置设计技术规程》DL/T5137-200114)《电力工程电缆设计规范》GB50217-200715)《建筑物防雷设计规范》GB50057-201016)《低压配电设计规范》GB50054-201117)《交流电气装置的接地设计规范》GB/T 50065-201118)《工业自动化仪表工程施工及验收规范》GB50093－201319)《石油化工分散控制设计系统设计规范》SH/T 3092-201三、SNCR 工艺系统及设备SNCR 脱硝技术是用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800~1250℃ 的区域，该还原剂（尿素）迅速热分解成NH3并与烟气中的NOx 进行反应生成N2，该方法是以锅炉的炉膛为反应器。
在800~1100℃范围内，尿素还原NOx 的主要反应为：SNCR 工艺脱硝还原剂使用20%（wt）浓度的尿素溶液。
通过外购尿素颗粒在还原剂制备区配置尿素溶液，制备好的20%（wt）尿素溶液从尿素储罐输送入流量控制模块，进入尿素溶液分配模块，还原剂溶液经过分配模块进入稀释模块。
在稀释中精确计量还原剂溶液的流量，加入一定量的稀释用除盐水将20%（wt）尿素溶液进一步稀释到5%左右，然后输送到分配模块。
在分配模块里，5%左右的还原剂溶液被分配到各喷射组件，经压缩空气雾化后通过喷枪喷射入锅炉炉膛内，雾化的还原剂溶液液滴在炉膛的横截面上与烟气垂直接触，尿素在高温条件下分解、蒸发，产生的NH3扑捉烟气中的NOx 并迅速与之反应，达到脱除NOx 的目的。