川儀SNCR脫硝技術(shù)手冊

重慶川儀SNCR脫硝技術(shù)手冊TOC\o"1-1"\u1. 川儀SNCR脫硝系統(tǒng)概況—垃圾焚燒電廠 12. 川儀技術(shù)優(yōu)勢 33. 設計基本條件、依據(jù)與原則 64. 工藝方案及設備介紹 85. 健康與安全風險評估 116. 自動化控制及電氣系統(tǒng) 127. 技術(shù)服務 15川儀SNCR脫硝系統(tǒng)—垃圾焚燒電介紹廠用系統(tǒng)簡介生活垃圾焚燒產(chǎn)生的煙氣中，含有一定量的NOx，這主要是由于垃圾中的含氮無機物及有機物在焚燒過程中形成的，燃燒空氣中的N2對其貢獻很少。其中大量的為NO(約占90.45%)，少量為NO2〈約占5-10%〉，其總量稱為NOx。為了確保滿足煙氣排放指標達到并優(yōu)于歐盟2000的要求，設置選擇性無催化還原工藝（SNCR）系統(tǒng)。SNCR系統(tǒng)的化學反應過程是通過在焚燒爐中合適的溫度區(qū)域噴入還原劑將氮氧化物還原為氮氣和水，在高溫區(qū)域發(fā)生還原反應，因此又稱之為爐內(nèi)脫硝。川儀公司的SNCR系統(tǒng)是經(jīng)實踐證明的高效爐內(nèi)脫硝系統(tǒng)，可有效的減少工廠氮氧化物的排放量。其化學反應過程是通過噴入還原劑將氮氧化物還原為氮氣和水，反應過程中不產(chǎn)生任何有害環(huán)境的副產(chǎn)物。在最佳的溫度條件下與焚燒爐產(chǎn)生的煙氣中的氮氧化物反應，生成氮氣和水。本工藝方案采用氨水作為還原劑，采用SNCR技術(shù)，實現(xiàn)垃圾焚燒發(fā)電廠運行中全自動高效爐內(nèi)脫硝。用此系統(tǒng)，NOx的排放濃度可控制在200mg/Nm3以下。以氨水溶液作為還原劑的總反應式:４ＮＯ＋４ＮＨ３＋０２→４Ｎ２＋６Ｈ２Ｏ運行條件1.2.1氣象條件年平均氣溫極端最高氣溫極端最低氣溫歷史平均降雨量最大小時降雨量歷年平均相對溫度最熱月平均相對濕度最冷月平均相對濕度年平均風速最大風速歷年平均氣壓1.2.2地質(zhì)條件地震基本烈度：VI度設計基本地震加速度值：0.05g1.2.3設備工作條件工作地點：主廠區(qū)內(nèi)。1.2.3.1廠用電電壓等級AC：\380V\220V，50Hz；1.2.3.2壓縮空氣供應（1）工藝用壓縮空氣序號項目參數(shù)1壓縮空氣壓力0.5～0.8MPa，2壓縮空氣內(nèi)含油量＜0.1mg/m33含塵粒徑＜lμm4氣體露點溫度2℃(0.8MPa壓力下)（2）儀表用壓縮空氣序號項目參數(shù)1壓縮空氣壓力0.5～0.8MPa2壓縮空氣內(nèi)含油量＜0.0lmg/m33含塵粒徑＜0.0lμm4氣體露點溫度-40℃(0.8MPa壓力下)川儀技術(shù)優(yōu)勢概述從2006川儀與日本NSS在SNCR高效爐內(nèi)脫硝領域進行合作，開發(fā)并提供成套的全自動高效SNCR系統(tǒng)來降

低NOx的排放，項目業(yè)績多為海外項目。川儀的SNCR系統(tǒng)具有高效、全自動、安全、高操作彈性、高適應性、操作維護便捷、低維護成本等特點。更優(yōu)化的噴射位置平衡脫硝還原反應的溫度和停留時間,同時也考慮了現(xiàn)場的布置,操作和維護。根據(jù)現(xiàn)有焚燒爐的溫度歷史記錄和現(xiàn)場溫度實地勘測數(shù)據(jù)或焚燒爐CFD分析結(jié)果，同時根據(jù)焚燒爐運行時的煙氣量，綜合對比反應溫度和反應停留時間兩個參數(shù)，最優(yōu)化選擇開孔位置；多點噴槍設置，根據(jù)爐膛溫度的變化，自動控制噴槍的噴射位置；（SNCR溫度窗追逐功能），確保脫硝還原反應始終在合適的溫度區(qū)域發(fā)生，最大化脫硝還原效率；更少的還原劑消耗自動化控制還原劑噴入量，根據(jù)煙氣實測數(shù)據(jù)（NOx，NH3逃逸，煙溫，煙氣量，蒸發(fā)量等運行參數(shù)），通過程序計算實時確定還原劑的噴射流量；根據(jù)客戶需求，在不同的燃燒情況下，利用多種噴射模式組合來控制噴射。選擇高品質(zhì)的設備及控制儀表，從而確保SNCR脫硝系統(tǒng)整體運行的可靠性。更大的操作彈性多種模式的脫硝控制選擇（經(jīng)濟型、標準型、高效型）特制的進口SNCR專業(yè)噴槍能夠調(diào)節(jié)噴射方向和霧化距離多層噴射（包括預留開孔層）以適應復雜及多變的燃燒工況更好的混和及噴射效果壓縮空氣加壓霧化設計采用軟水作為載體來延長和擴大噴射范圍靜態(tài)混合器均勻?qū)Я鰿FD模擬（可選），從而優(yōu)化噴射效果高度模塊化、集成化系統(tǒng)系統(tǒng)是由機械、電氣、儀表等不同的模塊組成。在交貨前，F(xiàn)AT出廠測試，確保系統(tǒng)的可靠性?，F(xiàn)場安裝和調(diào)試都非常容易。更便捷的操作系統(tǒng)全自動控制，一鍵操作來執(zhí)行整個系統(tǒng)友好的操作界面制定DCS/PLC通訊和控制設置，從而滿足不同用戶的不同需求。更強的工況適應性非常小的噴槍直徑使得能在水冷壁的鰭板上開孔，從而不干擾壓力管道模塊化設計可以適應不同的工廠,對工廠設備布局沒有任何的影響。更安全的系統(tǒng)對系統(tǒng)進行嚴格的風險可行性分析，以降低安全風險高規(guī)格組件選擇以確保系統(tǒng)的可靠性警報和聯(lián)鎖以確保系統(tǒng)的安全運行現(xiàn)場設備圖片還原劑儲罐區(qū)域（包括還原劑儲罐、安全噴淋、還原劑泵加注模塊以及泵輸送模塊）一般來說上述設備考慮室外通風處布置廠內(nèi)模塊（包括混合分配模塊/控制模塊/軟水泵輸送模塊）一般來說，混合分配模塊和控制模塊布置在靠近噴槍布置的平臺附近，軟水泵輸送模塊根據(jù)現(xiàn)場水源情況布置情況，布置在化水車間，也可放置在現(xiàn)場除鹽水輸送母管附件?？刂颇K也可根據(jù)客戶要求和中央控制系統(tǒng)控制柜一起集中放置。設計基本條件、依據(jù)與原則川儀SNCR系統(tǒng)設計基本輸入條件主要工藝與生產(chǎn)參數(shù)單位1．燃燒設備名稱（類型）垃圾焚燒爐2．設計垃圾處理量t/d3．焚燒爐煙氣體積流量Nm3/h5．焚燒爐內(nèi)脫硝反應溫度℃850-10006.反應溫度內(nèi)的煙氣停留時間sec≧17．焚燒爐內(nèi)煙氣壓力Pa未知8．煙氣含氧量（O2）Vol-%8-12%預估9．焚燒爐內(nèi)NOx原始濃度mg/Nm3200~25011%氧量，干基10．爐內(nèi)脫硝后預計NOx排放量Nm3/h100~13011%氧量，干基11.爐內(nèi)脫硝后尾部煙氣含氨量（逃逸）mg/Nm3≤10川儀SNCR系統(tǒng)設計依據(jù)川儀SNCR系統(tǒng)的設計方案滿足、符合或高于中華人民共和國相關的安全、環(huán)保、電氣、土建、設備及工藝等技術(shù)要求。包括但不限于以下國家或行業(yè)標注：國際電工委員會IEC國際標準化組織ISO中華人民共和國國家標準GB電力部標準SD機械部標準JB冶金部標準YB石油部標準SB《中華人民共和國固體廢物污染環(huán)境防冶法》《中華人民共和國職業(yè)病防冶法》GB50017-2003鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范GB50205-2001鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范SH3022-1999石油化工企業(yè)設備與管道涂料防腐設計與施工規(guī)范GB50221-95鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量檢驗評定標準GB50093-2002《自動化儀表工程施工及驗收規(guī)范》《中華人民共和國消防法》《中華人民共和國節(jié)約能源法》GB50049-1994《小型火力發(fā)電廠設計規(guī)范》CJJ90-2009《生活垃圾焚燒處理工程技術(shù)規(guī)范》GB18485-2001《生活垃圾焚燒污染控制標準》GB14554-1993《惡臭污染物排放標準》GBZ1-2002《工業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準》GBJ87-1985《工業(yè)噪聲控制設計標準》《機械安全可接觸表面溫度確定熱表面溫度限值的工學數(shù)據(jù)》（GB／T18153—2000）《電業(yè)安全工作規(guī)程》此外，川儀保證除噴槍噴頭外無其它易損件，其SNCR系統(tǒng)的主要設備及部件的使用壽命均不少于25年，。工藝方案及設備介紹川儀SNCR垃圾焚燒爐標準PID圖（還原劑-氨水）基本工藝描述氨水溶液由外運的卡車送達廠內(nèi)后，經(jīng)還原劑加注模塊卸入還原劑存儲罐，（溶液制備泵模塊）送入儲存罐中，隨后通過還原劑泵輸送模塊將其從罐內(nèi)輸送至調(diào)節(jié)分配模塊并和軟水泵輸送模塊泵送過來的軟水進行均勻混合，根據(jù)焚燒爐的燃燒情況以及煙氣中實時測量出的NOx含量，經(jīng)流量調(diào)節(jié)控制后輸送至爐膛上分多層布置的噴槍處，經(jīng)壓縮空氣霧化后噴入爐膛內(nèi)合適的反應空間，達到還原煙氣中NOx的效果，整個過程全部由自動化控制系統(tǒng)控制完成。主要設備概述表序號名稱規(guī)格材質(zhì)制造商備注1噴槍雙流體特殊Everloy同等進口2離心泵立式多級304格蘭富或同等3離心泵自吸式聚丙烯臺灣塑寶同等4液位計壓力式304川儀同等5流量計電磁316L德國科隆6流量計超聲波304川儀同等7調(diào)節(jié)閥微流量316L川儀同等8壓力變送器氣體/液體304川儀同等9流量開關浮子式304川儀同等10開關閥氣動304川儀同等11洗眼噴淋器304川儀外購12自控系統(tǒng)S7-300西門子13電氣系統(tǒng)施耐德同等14氨濃度測量儀分析儀表304川儀外購15靜態(tài)混合器機械式304川儀同等16安全閥壓力式304川儀同等17呼吸閥機械式304川儀同等…..進口專業(yè)脫硝噴槍雙流體噴槍主要配有:噴槍本體（含耐高溫、耐腐蝕、耐磨噴頭）;噴槍專用不銹鋼連接軟管;配套閥門、過濾器、調(diào)壓器、快接等支撐套管典型SNCR噴槍結(jié)構(gòu)圖典型SNCR噴槍氣水比曲線圖。健康與安全風險評估還原劑儲存罐存在的健康安全風險：A．儲存罐在注入還原劑或輸出還原劑時罐頂有泄壓裝置。B．巡檢維修人員在罐頂作業(yè)時容易高空墜落，且從地面至罐頂操作不易。C．操作人員維修維護時進行罐內(nèi)清洗不易。解決方案：a.罐頂采用呼吸閥，確保泄壓裝置一備一用并且無逃逸現(xiàn)象。b.罐體表面安裝牢固可靠的盤梯，在罐頂設置操作平臺并且安裝護欄。c.罐頂設有人井口，罐內(nèi)設有籠式爬梯并且設置安全警示牌要求操作人員帶安全帶入內(nèi)防止跌落。維護維修時存在的健康安全風險：A．在系統(tǒng)停機維護時管道內(nèi)殘留的還原劑會使操作人員呼吸不適。B．管道拆卸時會有還原劑瀉出，污染地面。解決方案：a.系統(tǒng)有管道清洗功能，在停機維護前可通過操作系統(tǒng)界面進行管道清洗（清洗水循環(huán)到儲存罐中），除去殘余還原劑。b.所有功能模塊均由集水槽托盤并有放空口可將廢液收集到指定地點。系統(tǒng)運行時存在的健康安全風險：A．系統(tǒng)運行時有多臺電機及控制系統(tǒng)受電工作，有誤觸電可能。B．儲存罐與控制系統(tǒng)存在雷擊風險。解決方案：a.在強電區(qū)域安置明顯安全標記，劃定安全區(qū)域與專業(yè)操作人員工作區(qū)域。b.罐體與大地做可靠接地，控制系統(tǒng)采用防雷保護開關。自動化控制及電氣系統(tǒng)川儀SNCR控制系統(tǒng)簡介川儀SNCR系統(tǒng)采用整廠PLC控制，并匯入DCS進行監(jiān)控。為了保證60%的脫硝率，所有機械設備順應自動化控制指令，提供全自動監(jiān)控服務。當出現(xiàn)意外時，系統(tǒng)將報警并停機所有SNCR系統(tǒng)的監(jiān)控信號均可以在整廠DCS中顯示。系統(tǒng)控制方式和自動化水平主要的控制方式有：系統(tǒng)采用獨特的多級噴射控制模式，以適應垃圾焚燒廠工況變化及客戶的具體要求；系統(tǒng)根據(jù)垃圾熱值及溫度工況變化的情況，自動控制噴槍在合適的溫度點進行噴入，全自動的跟蹤最佳SNCR反應溫度窗；根據(jù)NOx和氨逃逸的設定值全自動的調(diào)節(jié)噴量，來滿足脫硝和節(jié)能要求；川儀的全自動高效脫硝系統(tǒng)，自動化程度高，在投入正常運行后，全程根據(jù)焚燒爐工況的變化，自動調(diào)節(jié)，除了氨水溶液的加注以外，無須專人操作！其主要包括下述設備:S7-300（西門子）系列產(chǎn)品;HMI觸摸屏;電氣元件（施耐德/ABB）;柜內(nèi)其他附件;川儀SNCR系統(tǒng)的控制模塊安裝有智能HMI，PLC（SiemensS7-300），可采用PROFIBUS分布式I/O，總線通信?？刂颇K全自動控制、管理、協(xié)調(diào)和監(jiān)控所有工藝功能。與總廠DCS通信，接受來自總廠的信號，精確計算注入量，定點給出還原劑量，與操作界面通信。操作界面采用工業(yè)觸摸屏。所有指令通過操作終端發(fā)出。使用工藝流程圖形式便于操作員理解和操作。該流程圖便于操作者的使用，因為指令經(jīng)常是通過按動按鈕發(fā)出。操作終端顯示的必要的運行數(shù)據(jù)傳送到總廠DCS系統(tǒng)中，便于監(jiān)測。可以選擇就地、遠程模式。在遠程模式下，操作指令可以通過DCS發(fā)出?？刂票P也選擇安裝有工藝信息。正常運行模式是全自動的，這意味著SNCR系統(tǒng)不需要人工控制。也可以在手動模式下運行，這意味著操作人員可從操作終端(HMI)上人工控制所有的系統(tǒng)設備，并手動設置工藝參數(shù)或直接手動控制調(diào)節(jié)設備的輸出。川儀SNCR電氣系統(tǒng)規(guī)范川儀SNCR脫硝系統(tǒng)所有用電設備、配套的配電控制設備，及在事故情況下可能帶電的物體均須開孔接地，接地電阻須小于4歐姆；電氣控制柜防護等級不低于IP54，裸露在外面的電氣元件防護等級不低于IP55；屏（箱）柜本身可靠接地，且具有抗電磁干擾的屏蔽功能和抗振性。電柜柜體厚度不小于2毫米，柜內(nèi)的電氣元器件（如斷路器、交流接觸器、熱繼電器等），選用施耐德、ABB等國際知名品牌產(chǎn)品。屏（箱）柜間的聯(lián)絡電纜采用阻燃電纜。電動機采用直接起動，對于大容量重要電動機當起動困難時，將采用降壓啟動，其中不需變速運行的電動機選用軟起動控制，需變速運行的電動機由變頻器控制，并利用自帶的變頻器起動，同時提供符合或高于中國或歐洲標準的變頻調(diào)速器的消諧裝置，確保不對計算機通訊或其他電子設備產(chǎn)生干擾。電動機一般采用遠方/就地兩種操作模式。遠方自動控制采用集控操作，在HMI人機操作界面上統(tǒng)一操作。就地手動操作系統(tǒng)采用在電動機旁設就地操作按鈕盒，就地控制電機的啟停。電動機的遠方/就地轉(zhuǎn)換開關及起/停按鈕、信號燈設于電動機附近。電氣設備的顏色標識電氣設備外殼的顏色可由客戶指定或確認。開關柜、控制屏、盒上的指示燈、按鈕一般采用如下顏色標識：a、指示燈斷路器合紅色斷路器分 綠色閥門位于打開位置 紅色閥門位于關閉位置 綠色電動機運行 紅色電動機停運 綠色報警、跳閘及故障信號黃色、紅色；采用不同的顏色區(qū)分跳閘信號和報警信號。b、按鈕斷路器跳閘綠色斷路器合閘 紅色所有其他按鈕 黑色，并帶有相關銘牌文字。當按鈕的ON/OFF狀態(tài)的位置不易明確區(qū)分時，通過“ON”/“OFF”或“O”/“I”標記或用以上所述的色彩標識加以注明。集中控制的重要電動機設就地事故按鈕。事故按鈕應帶護蓋，以防止誤碰按鈕造成電動機誤跳。低壓動力電纜采用阻燃型交聯(lián)聚乙烯絕緣聚氯乙烯護套銅芯電力電纜（ZC-YJV或YJV22型），絕緣水平為0.6/1kV。高溫場所敷設的電纜選用耐高溫型。一般信號的控制電纜采用阻燃型聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護套屏蔽控制電纜(ZC-KVVP型)，絕緣水平為450/750V。高溫場所敷設的電纜選用耐高溫型。接入控制模塊及DCS系統(tǒng)的信號回路控制電纜的屏蔽選擇，符合下列規(guī)定：開關量信號，擬選用總屏蔽；高電平模擬信號，擬選用對絞線芯總屏蔽，必要時也可選用對絞線芯分屏蔽。低電平模擬信號，擬選用對絞線芯分屏蔽，必要時也可選用對絞線芯分屏蔽復合總屏蔽。模擬信號回路控制電纜屏蔽層，不構(gòu)成兩點或多點接地，而是集中一點接地。電纜較多的路徑采用電纜橋架敷設，較少的路徑可采用穿保護管敷設。用于敷設電力電纜的橋架選用梯級式，用于敷設控制電纜的橋架選用槽式，有防腐要求的場所應有相應的防腐措施。保護管一般采用熱鍍鋅焊接鋼管。各臺電動機的設計和構(gòu)造與它所驅(qū)動設備的運行和維修條件要求一致；電動機基本技術(shù)要求符合但不限于現(xiàn)行有效版的《旋轉(zhuǎn)電機基本技術(shù)要求》標準；當頻率為額定時,所配電動機保證當電源電壓在10%范圍內(nèi)變化時，輸出功率仍能維持額定值；電動機的額定功率達到電動機所驅(qū)動設備長期、連續(xù)、穩(wěn)定、安全運行所需的能力，其值至少大于最大的制動功率的1.15倍；電動機能在80%～100%的額定電壓下帶正常負荷直接啟動，并滿足設備在各種工況下的啟動要求，電動機各部分的溫升不超過允許值；在設計環(huán)境溫度下，電動機均能承受所有熱應力和機械應力，并當端電壓保持在額定值的100%時，電動機能達到額定的運轉(zhuǎn)性能；系統(tǒng)設備所配電動機應均為全封