某電廠裝機(jī)容量為6x600MW。鍋爐設(shè)備選用MO-SSRR 型超臨界直流鍋爐。為滿足環(huán)保要求，鍋爐設(shè)置兩臺除塵效率為99.85％的雙室五電場靜電除塵器，配套煙氣脫硝和海水法脫硫裝置。脫硫裝置是目前國內(nèi)電廠最大的海水脫硫設(shè)施。煙氣脫硝裝置是我國大陸的第一臺。電廠采用集束式煙囪，三臺機(jī)組共用一組煙囪，外筒為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，內(nèi)筒用耐腐蝕合金鋼制成。設(shè)計該系統(tǒng)是基于以下因素進(jìn)行的：

(1）催化劑形式和節(jié)距的選擇，依所確定的流程達(dá)到最優(yōu)化；

(2）反應(yīng)器和催化劑模塊應(yīng)緊密布置，提供較小安裝空間并節(jié)省SCR反應(yīng)區(qū)域的占地面積；

(3）有效保護(hù)催化劑，防止遭受有毒物質(zhì)損壞。

電廠的煙氣脫硝系統(tǒng)是我國內(nèi)地的第一套600MW 機(jī)組配套脫硝裝置，也是電力行業(yè)目前最大的煙氣脫硝裝置。這套系統(tǒng)的設(shè)計融合了煙氣脫硝方面的先進(jìn)技術(shù)，系統(tǒng)自動化程度高，為我國火電站煙氣脫硝技術(shù)發(fā)展發(fā)揮了積極作用。

1．設(shè)計條件

設(shè)計條件見下面表格：

2．工藝流程

電廠的NOx減排采用爐內(nèi)低NO2燃燒技術(shù)和煙氣脫硝工藝相結(jié)合的辦法。爐內(nèi)減排技術(shù)采用PM型低NO2燃燒器加分級燃燒法，減排效率可達(dá)65％，排放的NO2濃度在370mg／m3左右（按NO2計）。煙氣脫硝采用選擇性催化還原（SCR）法。

工藝流程如圖8-5所示，液氨用槽車運(yùn)輸由卸料壓縮機(jī)送入液氨貯槽，再經(jīng)氨蒸發(fā)器蒸發(fā)為氨氣，然后通過氨緩沖槽和輸送管道送人鍋爐區(qū)，將氨與空氣均勻混合再經(jīng)分布借導(dǎo)閥送入SCR反應(yīng)器。氨氣在SCR反應(yīng)器的上方，通過特殊的噴氨裝置使它與煙氣充分混合，混合后的煙氣在觸媒層內(nèi)進(jìn)行還原反應(yīng)。該裝置運(yùn)行結(jié)果，減排量為36.5kg／h，氨泄漏量（質(zhì)量濃度）低于3.8mg／m3。

圖8-5 電廠煙氣脫硝工藝流程

脫硝后煙氣經(jīng)空氣預(yù)熱器熱回收后進(jìn)入靜電除塵器。然后經(jīng)FGD裝置脫硫排放。每臺鍋爐配設(shè)一套scr反應(yīng)器，每兩臺鍋爐共用一套液氨貯存和供應(yīng)系統(tǒng)。

3．脫硝裝置的組成

脫硝裝置由SCR反應(yīng)器系統(tǒng)和氨貯存供應(yīng)系統(tǒng)兩部分組成。

(1)SCR反應(yīng)器系統(tǒng)反應(yīng)系統(tǒng)包括催化反應(yīng)器、噴氨裝置、空氣供應(yīng)系統(tǒng)。反應(yīng)器位于鍋爐省煤器出口煙管的下游，氨氣稀釋后通過分布借導(dǎo)閥與煙氣混合均勻進(jìn)人反應(yīng)器，煙氣經(jīng)脫硝后在空氣預(yù)熱器回收熱后送往靜電除塵器和fgd系統(tǒng)，然后排入煙囪。

反應(yīng)器。反應(yīng)器采用固定床平行通道形式，為了提高脫硝效率和延長使用壽命，預(yù)留一個床層位置當(dāng)脫硝效率低于規(guī)定值時安裝催化劑使用。反應(yīng)器為直立鋼結(jié)構(gòu)形式，具有外部機(jī)殼和內(nèi)部催化劑床層支撐結(jié)構(gòu)，能承受壓力、地震、灰塵、催化劑負(fù)荷和熱應(yīng)力等。外殼施以絕緣包裝，支撐所有荷重，并提供風(fēng)管氣密。催化劑底部安裝氣密裝置，防止未處理的煙氣泄漏。催化劑通過反應(yīng)器外的籍載器從側(cè)門裝入反應(yīng)器內(nèi)。

②催化劑。SCR系統(tǒng)所采用的催化劑為平板式，具有高活性，長壽命，低壓降，緊密，剛性和容易處理等特點。催化劑分為元件、單位及模塊3種。每一個催化劑單位由多個厚1mm、節(jié)距6mm的元件組成。催化劑元件是以不銹鋼板為主體，鍍上一層二氧化鈦(tio2）作為活性組分。不銹鋼板在鍍二氧化鈦前需進(jìn)行表面處理形成多孔性材料。煙氣平行流過催化劑元件應(yīng)使壓力降最低。多個元件組裝成為一個催化劑單位，多個單位組成催化劑模塊。該廠使用的模塊由3個催化劑單位組成。反應(yīng)器內(nèi)催化劑的總體積為380m3。

③噴氨裝置。氨和空氣在混合器和管道內(nèi)借流體流動而充分混合，然后導(dǎo)入氨氣分配總管內(nèi)。噴氨系統(tǒng)包括供應(yīng)函箱、噴管格子和噴嘴，每個供應(yīng)函箱安裝一個節(jié)流閥及節(jié)流孔板，使氨／空氣混合氣在噴管格子達(dá)到均勻分布。手動節(jié)流閥的設(shè)定是靠煙管取樣所獲得的nh3/no2（摩爾比）來調(diào)節(jié)，噴管位于催化劑床層上游煙管內(nèi)，由噴管和噴嘴組成。

④稀釋空氣系統(tǒng)。氨／空氣混合器所需的稀釋空氣是利用風(fēng)門手動操作的，一旦空氣流調(diào)整后就不需隨鍋爐負(fù)荷再調(diào)整。氨氣和空氣流設(shè)計稀釋比最大為5%，當(dāng)鍋爐低負(fù)荷且noz濃度低時，氨濃度將降低至5%，止回閥安裝在氨氣管線上且位于氨／空氣混合器的上游，用以防止煙氣回流。稀釋空氣由送風(fēng)機(jī)出口管路引出。

⑤scr控制系統(tǒng)。煙氣脫硝反應(yīng)系統(tǒng)的控制都在本機(jī)組的dcs系統(tǒng)上實現(xiàn)。控制系統(tǒng)利用設(shè)定的nh3/no2摩爾比提供所需要的氨氣流量，入口NO，濃度和煙氣流量的乘積產(chǎn)生no，流量信號，此信號乘上所需NH32摩爾比就是氨氣流量信號。摩爾比的數(shù)值是在現(xiàn)場測試操作期間決定的并記錄在氨氣流控制系統(tǒng)的程序上。所計算出的氨氣流需求信號送到控制器并和真實氨氣流的信號相比較，所產(chǎn)生的誤差信號經(jīng)比例加積分處理定位氨氣流控制閥，若氨氣因為某些連鎖失效造成動作跳閘，則氨氣流控制閥關(guān)斷。按照設(shè)計脫硝66.7％的效率，依據(jù)eCO入口no，濃度和設(shè)計要求的最大氨漏失量3.8mg/m3計算出修正的摩爾比并輸至氨氣流控制系統(tǒng)的程序上。SCR控制系統(tǒng)根據(jù)計算出的氨氣流需求信號去定位氨氣流控制閥，實現(xiàn)對脫硝的自動控制。通過在不同負(fù)荷下對氨氣流的調(diào)整，找到最佳的噴氨量。

(2）氨儲存供應(yīng)系統(tǒng) 計量的氨氣可依溫度和壓力修正系數(shù)進(jìn)行修正。從煙氣側(cè)所獲得的no，信號饋入有計算所需氨氣流量的功能?？刂破骼冒睔饬髁靠刂扑璋睔?，使摩爾比維持固定。氦氣供應(yīng)管線上有一個緊急關(guān)斷裝置，當(dāng)入口煙氣溫度過低、過高或氨空氣稀釋比過高時，均與該裝置連鎖，迅速關(guān)斷，以確保操作安全和防止催化劑損壞。最初設(shè)定點見表8-8。

氨貯存供應(yīng)系統(tǒng)包括卸料壓縮機(jī)、貯槽、氨蒸發(fā)器、氨氣緩沖槽及稀釋槽、廢水泵、廢水池等。液氨的供應(yīng)由槽車運(yùn)送，利用卸料壓縮機(jī)將液氨從槽車送入貯槽內(nèi)，再由貯槽送往蒸發(fā)器蒸發(fā)成氨氣，然后經(jīng)緩沖槽送達(dá)脫硝系統(tǒng)。當(dāng)氨氣系統(tǒng)緊急排放時氨氣被排入氨氣稀釋槽中，用水吸收排入廢水池，再經(jīng)由廢水泵送至廢水處理廠處理。液氨貯存供應(yīng)系統(tǒng)的控制在1號機(jī)組的DCS上實現(xiàn)，現(xiàn)場也就地安裝了MCC手工操作。

①卸料壓縮機(jī)。卸料壓縮機(jī)為往復(fù)式壓縮機(jī)，壓縮機(jī)抽取貯槽上的氨氣進(jìn)行壓縮，將槽車的液氨卸入貯槽中。

②液氨貯槽。6臺機(jī)組脫硝共設(shè)計3個貯槽，一個貯槽的存儲容量為122m3。可供一套機(jī)組脫硝反應(yīng)所需氨氣的一周消耗量，貯槽上安裝有超流閥、逆止閥、緊急關(guān)斷閥和安全閥作為貯槽安全保護(hù)設(shè)施。貯槽還裝有溫度計、壓力表、液位計和相應(yīng)的變送器將信號送至1號機(jī)組的DCS控制系統(tǒng)，用于貯槽內(nèi)溫度或壓力超高報警。貯槽四周安裝有工業(yè)水噴淋管線及噴嘴，當(dāng)槽體溫度過高時，對槽體自動噴淋降溫。

③氨蒸發(fā)器。氨蒸發(fā)器為螺旋管水浴式。管內(nèi)液氨，管外溫水浴，以蒸汽直接噴入水中加熱至40℃，再用溫水將液氨汽化，并保持氨氣常溫。蒸汽流量受蒸發(fā)器本身水浴溫度控制調(diào)節(jié)，當(dāng)水的溫度高過45℃時則切斷蒸汽源，并在控制室DCS上報警顯示。氨蒸發(fā)器上裝有壓力控制閥將氨氣壓力控制在0.21MPa，當(dāng)出口壓力達(dá)到0.38MPa時，切斷液氨進(jìn)料。在氨氣出口管線上也裝有溫度檢測器，當(dāng)溫度低于10℃時切斷液氨進(jìn)料，使氨氣至緩沖槽維持適當(dāng)溫度及壓力。氨蒸發(fā)器上也裝有安全閥，防止設(shè)備壓力過高。

④氨氣緩沖槽。從氨蒸發(fā)器蒸發(fā)的氨氣流進(jìn)入氨氣緩沖槽，通過調(diào)壓閥減壓成0.18MPa，再通過氨氣輸送管線送到脫硝系統(tǒng)。緩沖槽的作用在于穩(wěn)定氨氣的供應(yīng)，避免受蒸發(fā)器操作不穩(wěn)定的影響，緩沖槽上也有安全閥保護(hù)設(shè)備。

⑤氨氣稀釋槽。氨氣稀釋槽為容積6m3的立式水槽，水槽的液位由溢流管維持。由槽頂淋水和槽側(cè)連續(xù)進(jìn)水，將液氨系統(tǒng)排放的氨氣用管線匯集后從稀釋槽底部進(jìn)入，通過分散管將氨氣分散并被水吸收至稀釋槽中。通過安全閥排放多余的氨氣。液氨貯存和供給系統(tǒng)的氨排放管路為封閉系統(tǒng)，將經(jīng)氨氣稀釋槽吸收成廢氨水后排放至廢水池，再由廢水泵送至廢水處理站。

⑥氨氣泄漏檢測器。液氨貯存及供應(yīng)系統(tǒng)周邊設(shè)有6只氨氣檢測器，以檢測氨氣的泄漏，并顯示大氣中氨的濃度。當(dāng)檢測器測得大氣中氨濃度過高時，在機(jī)組控制室會發(fā)出警報令操作人員采取必要的措施，防止氨氣泄漏的異常情況發(fā)生。該電廠的液氨貯存及供應(yīng)系統(tǒng)均遠(yuǎn)離機(jī)組，并采取了適當(dāng)?shù)母綦x措施。

⑦氮?dú)獯祾?。液氨貯存及供應(yīng)系統(tǒng)保持系統(tǒng)的嚴(yán)密性，防止氨氣泄漏和氨與空氣混合造成爆炸是最關(guān)鍵的安全問題。基于此考慮，該系統(tǒng)的卸料壓縮機(jī)、液氨貯槽、氨蒸發(fā)器、氨氣緩沖槽等都備有氮?dú)獯祾吖芫€。在液氨卸料之前，要對以上設(shè)備進(jìn)行嚴(yán)格的系統(tǒng)嚴(yán)密性檢查和氮?dú)獯祾?，防止氨氣泄漏和與系統(tǒng)中殘余的空氣混合造成危險。

⑧液氨貯存和供應(yīng)控制系統(tǒng)。液氨貯存和供應(yīng)系統(tǒng)的控制，所有設(shè)備的啟停、順控、連鎖保護(hù)等都可由1號機(jī)組的DCS實現(xiàn)，設(shè)備閥門的啟停開關(guān)還可通過MCC盤柜操作。對

該系統(tǒng)的故障信號實行中控室報警顯示。所有的監(jiān)測數(shù)據(jù)都可以在CRT上監(jiān)視，連續(xù)采集和處理反映該系統(tǒng)運(yùn)行工況的重要測點信號，如貯槽、氨蒸發(fā)器和緩沖槽的溫度、壓力、液位顯示、報警和控制，氨氣檢測器的檢測和報警等。