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脱销工艺系统

SCR（Selective Catalytic Reduction）——选择性催化还原法脱硝技术是目前国际上应用广泛的烟气脱硝技术，在日本、欧洲、美国等国家地区的大多数电厂中基本都应用此技术，它没有副产物，不形成二次污染，装置结构简单，并且脱除效率高（可达90%以上），运行可靠，便于维护等优点。

SCR 技术原理为：在催化剂作用下，向温度约280～420 ℃的烟气中喷入氨，将NO_X还原成N₂和H₂O。

其主要反应如下：

4NO+4NH₃+O₂→4N₂+6H₂O

6NO+4NH₃→5N₂+6H₂O

6NO₂+8NH₃→7NO₂+12H₂O

2NO₂+4NH₃+O₂→3N₂+6H₂O

NH₃与烟气均匀混合后一起通过一个填充了催化剂(如V₂O₅-TiO₂)的反应器，NO_x与NH₃在其中发生还原反应，生成N₂和H₂O。反应器中的催化剂分上下多层(一般为3—4层)有序放置。

1、脱硝工艺方案

SCR脱硝工艺技术*，工艺成熟，经济合理，工业业绩居多，脱硝效率高。液氨投资及运行成本低操作简单且本项目场地布置满足安全设计要求。

1.1 SCR反应器

1）系统组成

SCR反应器和附属系统由挡板门、喷氨格栅、SCR反应器、催化剂、吹灰系统和烟道等组成。

2）工艺描述

由氨蒸发混合器来的稀释氨气通过喷氨格栅的多个喷嘴，将氨喷入烟气中。注入格栅后的烟气混合装置促进烟气和氨的混合，保证烟气中氨浓度的均匀分布。

来自蒸汽锅炉出口的烟气通过SCR反应器，SCR反应器包含催化剂层，在催化剂作用下，NH₃与NO_X反应从而脱除NO_X，催化剂促进氨和NO_X的反应。在SCR反应器最上面有整流栅格，使流动烟气分布均匀。催化剂装在模块组件中，便于搬运、安装和更换。烟气经过烟气脱硝过程后经空气预热器热回收后进入除尘器和FGD系统后排入大气。

SCR反应器催化剂层间安装吹灰器用来吹除沉积在催化剂上的灰尘和SCR反应副产物，以减少反应器压力降。

SCR工艺主要性能指标有：脱硝效率、氨量、反应器的压力降等。

SCR工艺主要设计参数有催化剂总量、催化剂高度、催化剂空隙率和烟气速度等。

催化剂的形式：蜂窝式。

3）主要设备选型

l SCR反应器

反应器的水平段安装有烟气导流、优化分布的装置以及氨的喷氨格栅，在反应器的竖直段装有催化剂床。

反应器采用固定床垂直通道型式，初装2层，并预留1层位置，作为未来脱硝效率低于保证值时增装催化剂用，以此作为增强脱硝效率并延长有效触媒寿命的备用措施。

设置一个反应器。每个反应器按3层设计，运行初期仅装2层。

反应器为直立式焊接钢结构容器，内部设有触媒支撑结构，能承受内部压力，地震负荷、烟尘负荷、触媒负荷和热应力等。反应器壳外部设有加固肋及保温层。触媒通过反应器外的触媒填装系统从侧门放入反应器内。

l 喷氨格栅

为了使氨在烟气中均匀分布，并且便于对反应器中层催化剂上方烟气的NH3/NOx摩尔比的调整，所以需在进口烟道上的合适位置设置喷氨格栅。包括供应箱、喷射格栅和喷射孔等。喷射系统配有节流阀及节流孔板。在对NOx浓度进行连续分析的同时，调节必要的氨量从喷氨格栅中喷氨。

l 吹灰器

SCR采用声波吹灰器，能够保持催化剂的连续清洁，清灰*，不留死角，实现限度、利用催化剂对脱硝反应的催化活性，延长催化剂的寿命，降低SCR的维护成本。每层催化剂设置1套声波吹灰器。

1.2氨水储存系统

氨水储罐设立1个，45m³，储存20%浓度的氨水溶液，可满足两套系统5天的用量。

氨水罐的作用是存储反应剂，要求容量足够，运行安全。氨水罐介质入口氨水输运管线，出口为氨水泵的吸入管线。为了保证氨水罐内有足量的氨水，并且压力适当，氨水罐需要配置液位计、真空阀、安全阀等附属设施。

氨罐底部有 5 个管座，分别接放水管、泵回流管、泵吸水管、氨水输运管、备用管线。罐顶部设置一个人孔门，方便维护人员进入罐体内部检修。罐顶部的管座，分别用于连接压力表、压力释放阀、放空阀。罐体封头管座用于连接玻璃液位计、热电偶。

一只是正压安全阀，当罐子内压达到设计压力值时，自动开启释放氨气，当内压逐渐降低到回座压力时关闭。

氨罐设置的液位计。

氨罐的材质选用玻璃钢或碳钢+防腐。

为了便于维护、巡视和操作，氨水罐外需要配置雨棚，检修操作平台，设置相应的楼梯、爬梯走道等。

1.3氨/空气喷雾系统

氨水和空气在混合器和管路内充分混合后进入氨气分配总管。氨/空气喷雾系统包括供应箱、喷氨格栅和喷嘴等。每一个供应箱安装一个节流阀及节流孔板，可以使氨混合物在喷氨格栅达到均匀分布。手动节流阀的设定是根据烟气中的氨氮的相对量来调整。氨喷雾管位于催化剂上游烟气风管内。氨/空气混合物喷射配合NOx浓度分布，通过雾化喷嘴来调整。

1.4脱硝装置总体布置

脱硝工程主要构筑物有脱硝装置、氨水的贮存和供应系统的构筑物。

在制定脱硝装置布置方案时，应考虑下面设备：

— SCR反应器；

— 烟气管道；

— 辅助设备。

布置原则

— 在规划基本的现场布置方案时，建筑和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。

—设置一个SCR反应器。

—为SCR反应器留有适当的空间，用来设置过道，便于催化剂模块的安装和操作。

—为催化剂模块的抬升预留足够的空间。

—通道尽可能连续，所有的主要通道能允许叉式升降机（铲车）通行，并考虑其转动半径。

1.5电气部分

1.5.1 供配电系统

脱硝反应区设置380V反应区MCC段，布置在脱硝装置钢平台上。MCC采用单母线接线方式，由相应机组的锅炉PC段各提供一路三相三线制电源，且加装ATS系统实现自动切换。

所有馈线回路采用塑壳断路器，对于电动机回路还将配置接触器和马达控制器。

脱硝反应区不单独设置事故保安段，保安负荷就近接入主厂房或脱硫事故保安段。

脱硝反应区不单独设置UPS电源系统，UPS负荷就近接入主厂房或脱硫UPS装置。

脱硝反应区无直流负荷。

1.5.2二次接线及继电保护

脱硝系统不设常规音响及光字牌，所有开关状态信号、电气事故信号及预告信号均以硬接线连接方式送入机组PLC控制系统。电气系统的测量按照《电测量及电能计量装置设计技术规程》DL/T 5137-2001的规定设置相应的电气测量表计和变送器。集中监测的电气量通过综合变送器装置输出4～20mA信号送到PLC。就地监测的电气量，在开关柜上装设测量表计监测。变送器安装在相应的开关柜内。

400V厂用系统及电动机由脱扣器及电动机保护控制器实现保护。继电保护配置按《火力发电厂厂用电设计技术规定》DL/T5153-2002的规定配置，基本配置如下：

1.5.3其它

l 照明及检修系统

照明系统仅有交流正常照明，采用380/220V，3相4线，中性点直接接地系统。脱硝SCR区域的正常照明电源由主机照明动力中心（PC）供电，制氨区域的正常照明电源取自380/220V脱硝制氨 MCC段。

根据检修需要，在SCR区各平台及制氨区设置必要的检修电源箱。SCR区的检修箱及插座箱电源由各自机组的检修PC引接，制氨区脱硝检修箱及插座箱电源由380/220V脱硝制氨 MCC段提供。

l 防雷、接地系统及安全滑线

防雷系统的设计符合《建筑物防雷设计规范》。

新建脱硝区域及氨区的接地将按照规程“交流电气装置的接地” DL/T621-1997进行设计。

脱硝反应区与厂区连成一体，最终通过185mm²裸铜线与主接地网相连，形成一个可靠的接地网络。

氨区不设独立避雷针进行保护，采取在氨区的顶棚上部设置接闪网。避雷装置与引下线之间的连接采用焊接，引下线及接地装置使用的紧固件均为热镀锌材料。

l 电缆敷设

动力电缆采用阻燃交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套铜芯电缆，保安负荷、消防负荷及直流电源等重要回路采用NH-VV-0.6/1kV铜芯电缆。

控制电缆采用阻燃型聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套对绞屏蔽电缆，最小导体截面为1.5mm²，电流回路最小截面为2.5mm²，电流电压回路不小于4mm²。

计算机电缆：ZRC-DJYP2VP2-0.3/0.5kV，信号回路最小截面为1.0mm²。

脱硝系统内恰当地规划电缆通道，电缆主通道采用架空桥架，材质为热镀锌梯级式钢桥架，电缆管采用热镀锌钢管。电缆及电缆构筑物有防火阻燃措施。

l 火灾报警系统

根据消防及火灾报警的设计要求，在供氨系统中设置火警监测点。主要是MCC间、电子设备间、电缆主通道。脱硝岛内的火灾报警系统采用的设备将与业主主厂房的火灾报警系统一致， 其报警信号线、电话线和电源线考虑接入主机火灾报警系统控制器，并满足消防验收要求。

脱硝反应区不单独设置火灾报警系统。

1.6仪表和控制系统

本工程采用炉机电网辅助集中监控方式，布置在原有主机组控制楼内。本工程机组总的自动化水平：能在就地人员的巡回检查和少量操作的配合下，在单元控制室内，以操作员站为主要监控中心，实现机组的启、停，运行工况的监视和调整以及事故处理等。脱硝系统的控制方式和控制系统配置方案与厂区整体自动化水平与控制系统设2.6.1 技术要求

脱硝系统控制方式：SCR和氨制备系统采用与机组PLC硬、软件一致的PLC进行控制，整个脱硝PLC系统作为单元机组PLC系统的1个远程站，并设置一套调试操作员站(兼作工程师站)，脱硝PLC最终纳入到机组PLC系统进行控制。整个脱硝系统内不采用基地式调节装置与其他控制设备。运行人员可直接通过集控室中机组PLC操作员站完成整个脱硝系统的监控。

实现自动对有关参数进行扫描和数据处理；定时制表；参数越*自动报警和打印；根据人工指令自动完成各局部工艺系统或辅机的程序启、停、模拟量控制。当系统发生异常或事故时，通过保护、联锁或人工干预，系统能在安全工况下运行或停机。

氨制备区配置的仪表、控制装置、电气设备等符合我国相关的规定，选用防爆型。

检测仪表精度选择，主要参数不低于0.5级，一般参数不低于1.5级；变送器精度为0.075级，分析仪表不低于ppb级。

脱硝装置进、出口NOx浓度检测采用多通道采样检测仪表，由买方提供。

采用与PLC硬件一体化的远程站系统(自带分散处理单元)，远程站与机组PLC间采用冗余通讯光缆连接。

远程I/O和处理器之间为冗余的通讯连接。