燃煤电厂脱硝系统的运行与维护课件.ppt

华能北京热电有限责任公司
HUANENG BEIJING CO-GENERATION CO.,LTD.
燃煤电厂脱硝系统
及运行维护经验
目录
华能北京热电厂脱硝系统简介
一
电厂脱硝主要系统及设备介绍
二
电厂脱硝日常运行及维护工作介绍
三
电厂脱硝系统存在的主要问题及整改
四
华能北京热电厂一期工程总装机容量845MW,四台锅炉均为德国巴布科克设计,在初设时就考虑了氮氧化物的排放设置了低氮燃烧器,因此在很长一段时间,北京热电厂的排放始终可以满足地方标准,但随着北京市环保要求的提高,电厂大气污染物的排放浓度,已不能全部满足北京市排放标准,同时,随着北京2008年绿色奥运会的要求,北京市政府将我厂烟气脱硝工程列入了2008年奥运会前的倒排工期折子工程,为此,我厂从2005年底,开始进行烟气脱硝技术的调研工作,并根据文件要求,电厂1-4号炉烟气脱硝工程于2006年2月开始筹备,至2007年12月正式投入运行。脱硝装置采用选择性催化还原脱硝(SCR)工艺,脱硝效率90%。
脱硝工程改造简介
脱硝工程改造简介
1、SCR工艺的确定
目前看国内主要脱硝工艺主要有SCR、SNCR和混合法几种工艺,考虑到SNCR工艺脱除效率较低,加之北京市大气污染物排放标准较高,因此我厂脱硝采用SCR法烟气脱硝工艺。由清华同方环境有限责任公司引进意大利TKC公司技术,与意大利TKC公司进行配合设计。每台锅炉根据锅炉原有烟道情况,在省煤器和空气预热器之间分别安装了两台反应器,每个反应器采用3+1布置,进入喷氨隔栅的氨气通过10组喷氨阀组进入反应器入口烟道的烟气中,含有氨气的烟气通过静态混合器充分混合后进入催化剂入口整流器,整流器将氨气烟气混合气体进行整流后均匀进入反应器的第一层催化剂,接着进入第二和第三层催化剂,在各层催化剂的表面氨气和氮氧化物反应生成氮气,从而达到脱除氮氧化物的目的。具体反应原理如下:
4NO + 4NH3 +O2 → 4N2 +6H2O (1)
6NO2 + 8NH3 → 7N2 + 12H2O (2)
烟道立体模型
导流板2
导流板1
导流板3
喷氨格栅
静态混和器
导流板4
导流板5
整流器
催化剂
省煤器入口
还原剂选择
液氨(NH3>99%)
最低的运输费用
最少的存储空间
危险
氨水(NH3<%,在美国典型是19%)
较高的运输和存储费用
较高能量消耗
尿素
无危险
可用为固体运输,喷射前混合
较高的运输和存储费用
昂贵
脱硝工程改造简介
2、还原剂的确定
脱硝还原剂主要集中在液氨、氨水和尿素三种材料,从场地情况来看,液氨和氨水系统的占地面积最大,尿素系统的用地面积最小;从固定投资投资(征地与系统投资)来看,氨水、热解法尿素制氨与水解法尿素制氨的氨区建设投资最高,液氨最低。因此从经济性分析来看,液氨无疑是最好的,尿素次之,氨水最差。而从安全性来考虑,尿素最好,氨水次之,而液氨最差。由于北京热电厂地处首都,又在城市之内,安全无疑是初步设计时考虑最多的因素,因此我们选择了尿素作为脱硝系统还原剂。
脱硝工程改造简介
3、制氨工艺的确定
初步设计时我厂经过长期调研选择了尿素热解系统作为还原剂分解方式。在初设时经过调研,热解法尿素制氨工艺具有如下特点:尿素溶液的浓度可达40~50%,经过特殊的喷嘴雾化后喷入热解室;热解室内只有气体与雾化液滴,温度约300~500℃,压力为常压;热解室内的热量来源于天然气或柴油的燃烧;与水解法工艺相比,对负荷变化的响应快,只需5~10 秒;对热解室内气体流场的分布及控制水平的设计要求较高;从对烟气温度的影响看,热解法尿素制氨喷入烟道的氨气混合物温度约为300℃,对SCR入口烟气温度的影响很小;因此综合考虑系统对NOx响应调整与现场布置等因素,最终选择采用热解法尿素制氨工艺。
尿素热解系统原理及设计参数
原理:
CO(NH2)2 NH3 + HNCO
尿素氨异***酸
HNCO + H2O NH3 + CO2
异***酸水氨二氧化碳
设计性能及设备参数:
设计氨气量20~142kg/h,可以为机组各种工况提供SCR充足的氨气量。
出口氨气浓度小于5%,安全有保证。
启动速度比较快,负荷跟踪能力比较强,自动化程度高(在我厂坚持下取消了就地PLC控制方式,全部进DCS控制)。
热解室本体高17米,,室内运行温度在450~600度。
300℃~650℃
300℃~650℃
尿素热解法脱硝流程示意
空气
空气
预热器
锅炉
烟囱
混合/给料泵
SCR
反应器
柴油
稀释风机
尿素
筒仓
溶解罐
HFD
PCV
溶液罐
MDM
AIG
稀释风
尿素喷枪
热解炉