条文说明

DL/T××××―×××× 火力发电厂烟气脱硝技术规程 条 文 说 明 1 总则 1.0.10条 本条是为了明确液氨在总平面布置中的火灾危险性分类及其防火间距类别而规定的，确定的主要原则和依据如下： 1 化学危险品按《常用危险化学品的分类及标志》GB13690（国家技术监督局1995-07-26批准1996-02-01实施）的规定分为八类：1．爆炸品； 2．压缩气体和液化气体；3．易燃液体；4．易燃固体、自燃物品和遇湿易燃物品；5．氧化剂和有机过氧化物；6．毒害品；7．放射性物品；8．腐蚀品。 2 在《常用危险化学品的分类及标志》GB13690-1992附录A常用危险化学品分类明细表（补充件）中关于氨的摘录如下： 序号 品名 别名 分子式（或结构式） 主（次）危险性类别 危险特性 标志 9 氨（液化的，含氨＞50%）ammonia 液氨 NH3 有毒气体 5.1，5.13，5.20，5.75，5.94，5.107，5.111 有毒气体标志 备注：5.1  与空气混合能形成爆炸性混合物。5.13  遇明火、高热会引起燃烧爆炸。5.20  受热后瓶内压力增大，有爆炸危险。5.75  受热后容器内压力增大，泄漏物质可导致中毒。5.94  对眼、粘膜或皮肤有刺激性，有烧伤危险。5.107  有毒，不燃烧。5.111  有特殊的刺激性气味。 3 国家安全生产监督管理总局的《危险化学品名录》（2002版）中关于氨的内容摘录如下： 序号 类别 项目 危险货物编号 品名 别名 英文名 英文别名 CAS号 UN号 165 压缩气体和液化气体 不燃气体 22025 氨溶液［35%<含氨≤50%］ Ammonia solution, containing more than 35% but not more than 50% ammonia 2073 196 压缩气体和液化气体 有毒气体 23003 氨［液化的,含氨＞50%］ 液氨 Ammonia, liquefied or ammonia solutions, with more than 50% ammonia Liquid ammonia 7664-41-7 1005 3722 腐蚀品 碱性腐蚀品 82503 氨溶液［10%＜含氨≤35%］ 氨水 Ammonia solution, with more than10％ but not more than 35％ ammonia Ammonia solution 1336-21-6 2672 4 在《危险货物品名表》GB12268-2005中关于氨的内容摘录如下： 编号 名称和说明 类别 和项别 次要 危险性 包装类别 CN号 1005 无水氨 毒性气体 腐蚀性 23003 2073 氨溶液，水溶液在15℃时的相对密度小于0.880，含氨量高于35%，但不超过50% 非易燃 无毒气体 22025 2672 氨溶液，水溶液在15℃时的相对密度为0.880～0.975，含氨量高于10%，但不超过35% 非易燃 无毒气体 具有轻度危险性 82503 5 在《建筑设计防火规范》GB50016-2006储存物品火灾危险性分类举例中，将氨气列为乙类。最新《建筑设计防火规范》（征求意见稿）（2010年7月5日）中将液氨的防火间距归入第4.3节可燃、助燃气体储罐（区）的防火间距内考虑。 6 在《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058-1992附录三气体或蒸气爆炸性混合物分级分组举例中，将氨为ⅡA级之T1组别(ⅡA表示爆炸性气体类，T1表示引燃温度大于450℃)，爆炸气体环境属于2区(在正常运行时不可能出现爆炸性气体混合物的环境，或即使出现也仅是短时存在的爆炸性气体混合物的环境)。 7 在《职业性接触毒物危害程度分级》GB5044-1985，氨属于Ⅳ级（轻度危害）的常见毒物。 8 在《石油化工企业设计防火规范》GB50160－2008在可燃气体的火灾危险性分类举例中，将氨列为乙类；在液化烃、可燃液体的火灾危险性分类举例中，将液氨列为乙A类，将其按可燃液体类考虑。 9 在《化工企业总图运输设计规范》GB50489-2009在其条文说明第4.4.2条里将液氨称为液化可燃性物料，并说明可参照液化烃及其他类似液体执行。 10 本认为，电厂脱硝用液氨属压缩性液化有毒气体，归于爆炸性气体类，其火灾危险性类别属乙类，其防火间距应按最新《建筑设计防火规范》（征求意见稿）（2010年7月5日）中将液氨的防火间距归入第4.3节可燃、助燃气体储罐（区）的防火间距内的有关规定来考虑。 3 总图运输 3.1 一般规定 3.1.2条第2款 本款中“……湖、海岸布置时，宜位于临江、河、湖的城镇、居住区、工厂、船厂以及码头、重要桥梁、大型锚地、供水水源防护区、风景区、自然保护区等的下游，…”的“宜”在《化工企业总图运输设计规范》GB50489-2009中的4.4.2条规定为强制性条文“应”，而《石油化工企业设计防火规范》GB50160-2008中的4.1.4条规定为“宜”；考虑到电厂液氨储罐区的总储量较化工企业和石油化工企业小得多，故本标准规定为“宜”。 3.2 总平面布置 3.2.5条～3.2.7条 1 制定防火间距的原则和依据： 1）根据最新《建筑设计防火规范》（征求意见稿）（2010年7月5日）中4.3.7条 “液氢、液氨储罐与建筑物、储罐、堆场的防火间距可按本规范4.4.1条相应储量液化石油气储罐防火间距的规定减少25%确定。”。本表液氨储罐防火间距的确定,除按现行《火力发电厂与变电站设计防火规范》GB50229，《建筑设计防火规范》GB50016，《城镇燃气设计规范》GB50028和《石油化工企业设计防火规范》GB50160中的已作规定执行外，同时也参照了其它相关的现行国家标准和行业标准。 本标准编制过程中，先后调查和了解多个电厂的液氨储罐区布置及运行情况，了电厂的液氨储罐区防火设计的经验；同时，吸收了国外电厂储氨区布置中先进的理念，查阅了大量国内相关的标准规范，《建筑设计防火规范》GB50016，《城镇燃气设计规范》GB50028，《化工企业总图运输设计规范》GB50489，《石油化工企业设计防火规范》GB50160，《储罐区防火堤设计规范》GB50351，《氢气站设计规范》GB50177，《石油库设计规范》GB50074，《石油天然气工程设计防火规范》GB50183，《火力发电厂与变电站设计防火规范》GB50229，《装卸油品码头防火设计规范》JTJ237-99，《火力发电厂总图运输设计技术规程》DL/T5032等，并力求与其相协调一致。 3.2.8条 确定本条规定的原则和依据如下： 1 根据《化工企业总图运输设计规范》GB50489-2009中的解释，空气中的氨对冷却塔内的水质有影响。据其条文说明第5.3.3条第2款解释“如某化工厂30万吨合成氨装置的冷却塔位于老系统氨水站的下风侧约50m，投产后冷却水质发生了变异，据分析除生产系统本身污染外，附近空气中含氨也是原因之一。当空气中的氨在冷却塔中与水接触后，即被吸收，导致水质变质”。故明确液氨区宜远离厂内冷却塔布置，并宜布置在冷却塔全年最小频率风向的上风侧。 2 当受条件所限与冷却塔相邻布置时，液氨储罐与冷却塔的防火间距不应小于30m。主要是依据《石油化工企业设计防火规范》GB50160-2008规定，冷却塔为第二类全厂性重要设施，将液氨储罐按乙类工业装置（单元）或按可燃气体储罐考虑，相应的间距确定为不应小于30m。 3 液氨储罐与冷却塔的防火间距没有按不小于其进风口高度的2倍来考虑，主要是因为冷却塔进风口高度的变化范围为2.51m（500㎡）～13.23m（16000㎡），如此相对应的防火间距变化范围为5.02m～26.46m,均不满足上述不应小于30m的要求。 3.2.9条 本条的制定依照现行国家标准《城镇燃气设计规范》GB50028液化石油气供应基地的全压力式储罐与基地内建、构筑物的防火间距中总容积不大于1000m3的储罐与消防泵房（外墙）、消防水池（罐）取水口最小间距40m，考虑按相应储量液化石油气储罐防火间距的规定减少25%来确定液氨储罐与消防泵房（外墙）、消防水池（罐）取水口最小间距为30m。 3.2.12条 本条规定了液氨区内与总平面布置相关的一些要求，主要是考虑与现行国家标准《建筑设计防火规范》GB50016，《城镇燃气设计规范》GB50028，《化工企业总图运输设计规范》GB50489，《石油化工企业设计防火规范》GB50160，《储罐区防火堤设计规范》GB50351等相协调一致。 第1款 本款中 “按功能进行分区”是参照了现行国家标准《城镇燃气设计规范》GB50028-2006中8.3.11条“液化石油气供应基地总平面必须分区布置，即分为生产区（包括储罐区和灌装区）和辅助区”的规定而制定，主要考虑发电厂外的独立液氨区布置。 第2款 本款参照了现行国家标准《石油化工企业设计防火规范》GB50160-2008中5.2.16条“控制室与其他建筑物合建时，应设置独立的防火分区”、5.2.17条“宜布置在装置外，并宜全厂性或区域性统一设置”等规定而制定，并与之相协调一致。 第4款 本款中“位于发电厂外的独立储氨区，其生产区四周应设高度不低于2.5m的不燃烧体实体围墙”，主要是考虑与现行国家标准《氢气站设计规范》GB50177中有关“氢气站、供氢站、氢气罐区，宜设置不燃烧体的实体围墙，其高度不应小于2.5m”和《石油库设计规范》GB50074中有关“石油库应设高度不低于2.5m的非燃烧材料的实体围墙”的规定相协调；本款中“位于发电厂内的储氨区，其生产区四周应设高度不低于2.0m的不燃烧体非实体围墙，其底部实体部分高度不应低于0.6m”，主要是考虑厂区内用地紧张，若按现行国家标准《城镇燃气设计规范》GB50028中的储罐与围墙15m～20m间距减少25%来确定难以执行，鉴于储氨区位于厂内，其间距可按10m执行，但此时较高的不燃烧体实体围墙则对消防操作带来不利影响，故比照《城镇燃气设计规范》GB50028中Ⅱ级瓶装液化石油气供应站关于其四周宜设高度不低于2.0m的不燃烧体非实体围墙，围墙底部实体部分高度不应低于0.6m来执行。 第5款 本款参照了现行国家标准《石油化工企业设计防火规范》GB50160-2008中5.2.16条“装置的控制室、机柜间、变配电所、化验室、办公室等不得与设有甲、乙A类设备的房间布置在同一建筑物内。”、5.2.17条“当装置的控制室、机柜间、变配电所、化验室、办公室等布置在装置内时，应布置在装置的一侧，位于爆炸危险区范围以外，并宜位于可燃气体、液化烃和甲B、乙A类设备全年最小频率风向的下风侧。”等规定而制定。现行国家标准《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058中规定“当易燃物质可能大量释放并扩散到15m以外时，爆炸危险区域的范围应划分附加2区”，爆炸危险场所范围为15m。 第7款 本款参照了现行国家标准《建筑设计防火规范》GB50016，《城镇燃气设计规范》GB50028和《储罐区防火堤设计规范》GB50351中的有关规定而制定，并与之相协调一致。 第8 款 本款参照了现行国家标准《城镇燃气设计规范》GB50028中8.3.19条第2款“组与组之间相邻储罐的净距不应小于20m”和《石油化工企业设计防火规范》GB50160-2008中6.2.14条“相邻罐组防火堤的外堤脚线之间应留有宽度不小于7m的消防空地。”的规定而制定。另外，现行国家标准《建筑设计防火规范》GB50016条文说明中4.3.1条第3款第3项“考虑施工安装的需要，大、中型可燃气体储罐施工安装所需的距离一般为20m～25m。根据储气罐火灾扑救实践，人员与罐体之间至少要保持15m～20m的间距。”解释，考虑电厂液氨储罐分组布置时不同时间施工安装的需要，组与组之间相邻储罐的净距不应小于20m的规定是合适的。 3.2.13条 本条规定了液氨区内生产区各设施与围墙和道路之间的防火间距，确定的原则和依据如下： 1 参照了现行国家标准《石油化工企业设计防火规范》GB50160表4.2.12石油化工厂总平面布置的防火间距中厂区围墙（中心线）或用地边界线与液化烃储罐或可燃气体储罐的间距不小于25m的规定，并考虑其条文说明4.2.12第1款第5项“减少对厂外公共环境的影响。国外石油化工企业非常重视在事故状态下对社会公共环境的影响，厂内危险设备距厂区围墙（边界）的间距一般较大，将火灾事故状态下一定强度的辐射热控制在厂区围墙内。在本次修订中，适当加大了厂内危险设备与厂区围墙的间距，可以使爆炸危险区范围控制在厂区围墙内，并将厂内的火灾影响范围有效控制在厂区围墙内，也可降低厂外明火及火花对厂内危险设备的威胁。”的解释，本条规定里表3.2.13中厂区围墙(中心线)或用地边界线与液氨区内生产区各设施间防火间距的规定是合适的。 2 考虑厂区内用地紧张，若按现行国家标准《城镇燃气设计规范》GB50028中的储罐与围墙15m～20m间距减少25%来确定难以执行；若按现行国家标准《建筑设计防火规范》GB50016条文说明3.4.12条第3款“工厂建设如因用地紧张，在满足与相邻单位建筑物之间防火间距或设置了防火墙等措施时，丙、丁、戊类厂房可不受距围墙5m间距的限制。……但甲、乙类厂房(仓库)及火灾危险性较大的储罐、堆场不能沿围墙建设，仍要执行5m间距的规定。”的解释执行又偏小，鉴于液氨区位于厂内，该区高度不低于2.0m的不燃烧体非实体围墙对消防操作带来不利影响，综合考虑，故规定其间距按10m执行。 3 本条规定里表3.2.13中道路与液氨区内生产区各设施间防火间距的规定是参照了现行国家标准《建筑设计防火规范》GB50016中4.3.6条、4.2.9条和《石油化工企业设计防火规范》GB50160表4.2.12中储罐与道路防火间距的有关规定，综合考虑后制定的。 3.2.14条 本条规定是依据现行国家标准《石油化工企业设计防火规范》GB50160条文说明4.2.12条第6款表6工艺装置或装置内单元的火灾危险性分类举例（石油化工部分）中的第Ⅳ部分合成氨及氨加工产品内“合成尿素装置的蒸发、造粒、包装、储运单元”均属丙类的划分而制定。 3.2.15条本条规定了氨水区氨水储罐防火间距执行的一般原则，依据如下： 1 现行国家标准《危险货物品名表》GB12268-2005中描述“氨溶液，水溶液在15℃时的相对密度为0.880～0.975，含氨量高于10%，但不超过35%，属非易燃无毒气体，具有轻度危险性”；国家安全生产监督管理总局的《危险化学品名录》（2002版）中描述“氨溶液［10%＜含氨≤35%］，别名氨水，属碱性腐蚀品”。电厂脱硝用氨水含氨量不超过25%，故氨水区氨水储罐的火灾危险性分类应比液氨区液氨储罐要低，危险性也随之降低，电厂脱硝液氨的火灾危险性为乙类，故本标准规定将电厂脱硝用氨水的火灾危险性按丙类对待。 2 考虑电厂脱硝用氨水的含氨量较低，其液体特性与可燃液体类似，故本标准参照现行国家标准《建筑设计防火规范》GB50016丙类液体储罐的规定来执行。 3.3 竖向布置 3.3.1条～3.3.3条 参照了现行国家标准《化工企业总图运输设计规范》GB50489和《石油化工企业设计防火规范》GB50160中的有关规定而制定，并与之相协调一致。 3.3.5条 本条参照了现行国家标准《石油化工企业设计防火规范》GB50160中4.2.3条“液化烃罐组或可燃液体罐组不应毗邻布置在高于工艺装置、全厂性重要设施或人员集中场所的阶梯上。但受条件限制或有工艺要求时，可燃液体原料储罐可毗邻布置在高于工艺装置的阶梯上，但应采取防止泄漏的可燃液体流入工艺装置、全厂性重要设施或人员集中场所的措施。”的规定而制定，并与之相协调一致。 3.3.6条 本条参照了现行国家标准《石油化工企业设计防火规范》GB50160-2008中5.2.18条第2款“平面布置位于附加2区的办公室、化验室室内地面及控制室、机柜间、变配电所的设备层地面应高于室外地面，且高差不应小于0.6m”的规定而制定，并与之相协调一致。 3.4 交通运输 3.4.1条、3.4.3条～3.4.5条 参照了现行国家标准《石油化工企业设计防火规范》GB50160中的相关规定而制定，并与之相协调一致。 3.4.2条 本条参照了现行国家标准《化工企业总图运输设计规范》GB50489中5.2.18条“化工区内经常运输易燃、易爆及有毒危险品道路的最大纵坡不应大于6%” 的规定而制定，并与之相协调一致。 3.5 管线布置 3.5.1条 本条内容与现行国家标准《石油化工企业设计防火规范》GB50160中的相关规定相协调一致。 3.5.2条 本条第2款内容“液氨管道宜采用低支架敷设”主要考虑氨区内人员极少，采用低支架可有效缩短液氨管道长度，降低危险性，便于施工及检修维护；而氨区外（即厂区内）人员较多，考虑氨气常温密度比空气小，为减轻泄露时对人身可能造成的伤害，氨气管道宜采用高支架敷设。 3.5.3条 本条规定了厂区氨气管道布置的一些要求，主要是参照了现行国家标准《石油化工企业设计防火规范》GB50160，《化工企业总图运输设计规范》GB50489，《氢气站设计规范》GB50177，《石油库设计规范》GB50074，《装卸油品码头防火设计规范》JTJ237-99，《石油天然气工程设计防火规范》GB50183中的相关规定而制定，并与之相协调一致。 4.1 液氨储存及氨气制备 4.1.4 条第1款 环境温度下的液氨，其贮存温度越低，则越安全。对于临界温度≥50℃的液化氨气，根据TSG R0004-2009规程之3.9.3要求，其设计压力为液氨50℃饱和蒸汽压。 4.1.6 条 废水池不接纳堤内废水，主要考虑有利于废水池的就近布置，若接纳堤内废水，则废水池应作为事故存液池考虑防火间距。防火堤内的废水收集应设小坑，堤外专用水泵的吸水管穿过防火堤，吸取小坑内的废水，经专用水泵升压后送至废水处理系统的废水贮池。泵及管路的容量应满足消防喷淋水的水量。 4.1.7.2条 表4.1.7-1表是按《石油化工企业设计防火规范》GB50160表5.2.1、结合工程设计中实际设备进行修订的。由于本系统仅单一介质，故防火间距相对要宽松些，主要考虑远离有明火可能产生的地方，如控制室、值班室。按此表格，实际上液氨储存及氨气制备主要分为两个区域，即卸氨区和液氨储存和气化区。 4.1.7.6条 对于液氨储存及氨气制备系统，应注意如下原则，即液氨管道应远离热源，防止其蒸发，而蒸发器后的氨气管道则应防止其散热冷凝后液化。 4.2 氨水储存及氨气制备 4.2.3条第1款 当采用氮气时，储存罐可为碳钢，采用压缩空气密封时，则应选用不锈钢材质或碳钢内衬防腐层的储存罐。运行中向氨水储存罐中通入一定压力的压缩空气或氮气，除维持罐体内的压力，抑制氨水的蒸发，并可防止氨水计量（输送）泵入口氨水的气化。20%氨水的常压冰点为-38℃，25%氨水的常压冰点为-55℃。 4.2.7条第1款 本款所述氨水计量分配系统适用于SCR脱硝工艺，作用是将满足设定的脱硝效率所需的总的氨水量经过烟气或蒸汽加热蒸发，并同时被烟气或蒸汽稀释后送入锅炉内的喷氨混和系统中。对于SNCR脱硝工艺和SNCR/SCR混和脱硝工艺中的氨水计量系统和氨水分配系统应符合本标准5.2.3条、5.2.4条、5.3.2条的规定。 4.3 尿素溶解、储存及氨气制备 4.3.2 条第1款 外购散装颗粒尿素易吸湿潮解，不易储存，宜配制成溶液进行湿法贮存。外购袋装颗粒尿素时，可不设尿素储仓，直接将袋装颗粒尿素倒入尿素溶解罐，颗粒尿素贮存场地可根据尿素溶解罐布置位置确定，有工程尿素溶解罐地下布置，地面贮存袋装尿素，通过料斗倒入以袋计量的颗粒尿素；当尿素溶解罐地上布置时，则可在其上层设置袋装尿素贮存层。 4.3.2条第2款 配制尿素溶液的时间约2h～3h。溶解尿素用水的硬度大于2mmol/L时，需添加稳定剂，一方面可增强喷射雾化效果，其次可将由于时间、温度和水的不纯而产生的沉淀降到最低。当利用热力系统的疏水溶解尿素配制尿素溶液时，水温应控制低于100℃，防止温度高于130℃时，尿素溶液分解为氨和二氧化碳。若尿素用于制氨，则尿素溶液国内一般配制50%～55%（重量百分比）的尿素溶液储存，以减少后续系统水蒸发所需的热量，国外也有配制70%（重量百分比）的尿素溶液储存。为了降低防止尿素溶液结晶所需的加热能耗，也可配制约40%浓度的尿素溶液。 4.3.3条 为了防止尿素溶液的结晶，配制好的尿素溶液，应确保溶液温度大于结晶温度，但应在130℃以下。当尿素溶液温度过低时（≤配制溶液浓度对应的结晶温度＋8℃），启动在线加热器以提升溶液的温度，以防止溶液结晶。 4.3.4条 由于尿素分解后的氨气中含有一定量的CO2，为了避免NH3与CO2在低温下逆向反应，生成氨基甲酸铵，热解后氨气输送管道应考虑伴热保温措施。 5.1 SCR脱硝工艺 5.1.1条 典型的SCR烟气反应系统工艺流程图如下： 图5.1.1 典型的SCR烟气反应系统工艺流程图 来自还原剂制备系统的氨气在氨/空气混合器内与来自稀释风机的空气充分混合后，经喷氨混合装置喷入反应器入口烟道，与烟气充分混合后进入SCR反应器，在催化剂作用下与烟气中的氮氧化物发生化学反应，生成氮气和水。 由于低含尘工艺流程布置烟温太低，需要配置热交换器，将烟温加热至250℃左右，导致初投资和运行成本均比高含尘布置工艺高了许多,故在条件允许下大都采用高含尘布置工艺。低含尘工艺一般用在高含尘工艺无法布置或烟气中含有使催化剂丧失活性的物质的场合。高含尘工艺由于省煤器出口烟气温度正好满足SCR装置中催化剂的运行需要，这种布置的投资和运行费用都是最佳的，因此通常SCR脱硝工艺均采用高含尘脱硝工艺（如上图所示）。 5.1.1条第1款第4)项 催化剂化学寿命一般可达到16000～24000小时； 1） 当锅炉燃用含尘量较高的煤种，或高钙煤，或有其他对催化剂化学寿命有较严重影响的煤种时，催化剂的保证化学寿命宜取下限16000小时； 2） 当锅炉煤种情况较好，对催化剂化学寿命影响因素较小时，宜将催化剂的保证化学寿命提高到24000小时； 3） 当锅炉燃用一般煤种时，催化剂的保证化学寿命可以取20000小时。 4） 对于燃油和燃气电厂，催化剂的保证化学寿命不低于32000小时。 5.1.2条第5款 由于正常工作温度范围宜在300℃～420℃,温度过低，硫酸氢氨冷凝将导致诸多问题。为防止锅炉低负荷运行烟温过低，保证SCR装置内的烟气温度保持在适合投氨的温度300℃以上，以确保脱氮效率，锅炉低负荷运行时，当省煤器出口烟温低于催化剂最低运行温度时，应停止喷氨。如低负荷仍要求运行脱硝系统，可以考虑加装省煤器旁路系统。 5.1.2条第6款 该旁路主要用于锅炉启停时保护SCR装置内的催化剂不受损坏，并且方便检修SCR。因此，安装SCR旁路主要是用在锅炉需要经常启停情况下。加装该旁路系统须增加旁路烟道、三个烟气挡板门和触媒保护系统，投资成本增加，因此不推荐加装该旁路。对于改造项目,可设旁路。等离子点火能够使烟气中产生大量未燃尽的碳，如果未燃尽的碳堆积在催化剂表面，可能会形成自燃，火焰的大量热量将不可逆转的损坏SCR催化剂，对催化剂形成烧结作用。国内外曾经发生过类似灾难性事故。故电厂启动运行必须严格按照脱硝公司的运行手册进行操作。 5.1.2条第7款 SCR高含尘脱硝工艺，如不加装省煤器旁路，对锅炉的燃烧基本无影响；如加装省煤器旁路，需对锅炉尾部包覆开孔，对锅炉烟温、烟量都提出新的要求，对锅炉性能、热平衡有一定影响。装设SCR设备的预热器在防止堵塞和冷端清洗方面需作特殊设计。主要包括： 1）热元件采用高吹灰通透性的波形,保证吹灰和清洗效果,增加15％的换热面积。 2）合并传统的冷段和中温段。 3）冷端层采用搪瓷表面传热元件。 4）预热器吹灰器用双介质吹灰器。 5）预热器转子等结构需作一些局部修改。 对于改造项目，如燃用设计煤Sar≤1%的低硫煤，空预器可不改造。 装设SCR后，可更换风机叶片或提高风机转速满足提高风压的要求。对于新建电厂，动、静调风机应尽可能采用更换叶片措施解决提高风压，引风机电机可按照装设SCR后的风压要求选配电动机。对于改造项目，也可采用提高风机转速满足提高风压要求，因电机极数变化，电机需要更换。电气除尘器设计应考虑由于装设SCR脱硝装置引风机风压的提高的影响，设备采购时应按照装设SCR脱硝装置时的各种工况条件签订。 5.1.2条第8款 为了均衡进两个空预器烟量. 建议在空预器入口设置烟气联络管。 5.1.2条第9款 SCR反应器入口应设置灰斗，该灰斗可与省煤器灰斗合并考虑，如锅炉厂已设有省煤器灰斗，可不再设。该灰斗宜设在省煤器出口。 5.1.2条第18款 SCR反应器内无催化剂时的设计流速宜为4m/s～6m/s,该设计流速从某种程度上决定反应物是否完全反应，同时也决定着对反应器催化剂骨架的冲刷和烟气的沿程阻力。对于含灰量较高的煤质，建议按下限选取；对于改造项目，如果空间受限，可按上限选取。 5.1.2条第19款 SCR反应器一般设1～2层催化剂备用层或附加层，当催化剂活性降低时，增加备用层或附加层。催化剂的性能保证多为2～3年，但经过清洗再生（需请专业厂家），可以恢复部分活性，一般可以在第3～4年增加备用层，再使用约4年，更换第一层；以后再陆续更换第二层、第三层，依次类推。 目前，国内部分电厂一段时间内环保要求脱硝效率不是很高，考虑节省初投资、远期脱硝效率提高及催化剂失活等因素，催化剂需留够备用空间,预留1～2层备用层。 脱硝效率与催化剂总体积有关，但由于催化剂每层的高度有一定的调节范围，故催化剂层数和脱硝效率之间并无严格对应关系，催化剂备用层可装在最上面或最下面。 5.1.2条第20款 在反应器、烟道设计中，应采用先进的计算机模拟和物理模型试验，数值模拟和流体模型试验的结果作为SCR烟道、反应器设计的依据，使烟道设计在保证达到SCR反应所需要的NH3/NOX摩尔比分布偏差、温度偏差、速度偏差等的基础上，保证SCR装置的烟气阻力最小，降低电厂运行成本。反应器入口烟道结构设计合理，通过催化剂的烟气条件能符合催化剂厂家的技术要求。 5.1.3条第1款 设计数据如下： 1） 当地气象条件 2） 煤种的工业分析，元素分析； 3） 煤种的其它常量和微量元素分析 Na含量，％ K含量，％ As含量，％ Cl含量，％ F含量，％ 4） 飞灰粒径分布 5） 飞灰的矿物质成分分析 SiO2含量，％ Al2O3含量，％ Fe2O3含量，％ CaO含量，％ 游离CaO含量，％ MgO含量，％ TiO2含量，％ MnO含量，％ V2O5含量，％ Na2O含量，％ K2O含量，％ P2O5含量，％ SO3含量，％ 烧失量，％ 未燃尽碳含量，％ 6） 锅炉BMCR工况及部分负荷工况下SCR反应器进口烟气体积流量 (Nm3/h) (标准状态，湿基/干基)； 7） 锅炉BMCR工况及部分负荷工况下SCR反应器进口烟气温度范围 (℃)； 8） 锅炉BMCR工况及部分负荷工况下SCR反应器进口烟气中飞灰含量 (mg/Nm3) (标准状态，干基，6％含氧量)； 9） 锅炉BMCR工况及部分负荷工况下SCR反应器进口烟气组份分析： O2含量 (%) (标准状态，干基)； CO2含量 (%) (标准状态，干基)； N2含量 (%) (标准状态，干基)； H2O含量 (%) (标准状态)； NOx含量 (mg/Nm3) (标准状态，干基，6％含氧量) SO2含量 (mg/Nm3) (标准状态，干基，6％含氧量)； SO3含量 (mg/Nm3) (标准状态，干基，6％含氧量)； HCl含量(mg/Nm3) (标准状态，干基，6％含氧量)； HF含量 (mg/Nm3) (标准状态，干基，6％含氧量)； CO含量 (mg/Nm3) (标准状态，干基，6％含氧量)； 10） 脱硝效率（％）； 11） 氨逃逸浓度（μl/l）。 5.1.3条第2款 催化剂的型式主要有蜂窝状、板式、波纹板式催化剂。板式和蜂窝式都是通过煅烧成型的陶瓷式催化剂。因此二者基本性能接近。其中板式采用了不锈钢网作为基材，载体和活性成份敷设于其上；蜂窝式为整体挤压成形，载体和活性成份在催化剂内均匀分布。波纹板式催化剂外形如起伏的波纹，从而形成小孔，加工工艺是先制作玻璃纤维加固的TiO2基板，再把基板放到催化活性溶液中浸泡，以使活性成份能均匀吸附在基板的内外表面上。 波纹板式催化剂比面积介于蜂窝式及板式之间，耐磨损性能相对较差，对烟气流动性很敏感，主要用于低尘（通常要求含尘浓度<15g/Nm3）。活性物质比蜂窝式少近70%，重量很轻，只有其他类的40%～50%，其模块结构与板式接近。市场占有率很低（不超过5％），多用于燃气机组，因此，燃煤机组SCR脱硝系统反应器结构设计时，不宜按照波纹板式催化剂来进行钢结构设计,以方便今后对催化剂型式的更换。 蜂窝式及板式催化剂主要优缺点比较如表1所示。 表1 蜂窝式及板式催化剂主要优缺点比较 序号 项 目 平板式 蜂窝式 说 明 1 催化剂活性 良 良 TiO2为载体，V2O5为主要的活性物质 2 抗飞灰磨损能力 优 一般 板式用不锈钢作为基材 3 抗堵塞能力 优 一般 板式几何形状平直，弯角较少 4 烟气阻力 良 一般 蜂窝式在截面上和烟气接触界面大 5 催化剂体积 一般 优 蜂窝式比表面积较大，体积比平板式小 6 整体机械强度 强 一般 板式用不锈钢作为基材 7 抗热冲击能力 一般 优 板式为多层结构 总的来说，如果正确设计，板式和蜂窝式催化剂都能满足脱硝装置的性能要求。 5.2 SNCR脱硝工艺 5.2.1条 SNCR脱硝工艺是将还原剂直接喷入炉膛内与烟气中的氮氧化物进行选择性反应，不使用催化剂。尿素和液氨进行脱硝反应的主要反应方程式是： 尿素为还原剂 2NO+CO（NH2）2+ O2→2N2+CO2+2H2O 液氨为还原剂 4 NH3 + 4NO +O2 →4N2 + 6H2O 典型的SNCR脱硝工艺流程图如下： 图5.2.1 典型的SNCR脱硝工艺流程图 5.2.1条第1款 脱硝系统还原剂耗量的计算中氨氮摩尔比又称标准化学当量比（normalized stoichiometric ratio），它定义了还原剂摩尔量和需要还原的NOx的摩尔量之比。根据SNCR脱硝工艺的还原剂和NOx的化学反应方程式，理论上1摩尔尿素或2摩尔的氨水可还原2摩尔的NOx。然而实际上，因为化学反应的复杂性，以及受到还原剂和NOx混和程度的限制，为达到一定的脱硝效率需要喷入比理论的化学当量比更多的还原剂。根据SNCR脱硝效率的不同，氨氮摩尔比也不同，并且两者之间无简单的线性数学关系。如，当脱硝效率分别为25％、30％、35％、40％时，预计的氨氮摩尔比分别约为0.8、1.0、1.25、1.4。影响SNCR工艺氨氮摩尔比的主要因素有：NOx的脱硝率，烟气中NOx的浓度，NOx还原反应的温度和停留时间，炉内烟气与还原剂的混和程度，允许的氨逃逸浓度，还原剂与其它非NOx物质的反应程度。 5.2.1条第3款 烟气中的氨与SO3反应后生成硫酸铵和硫酸氢铵会沾污下游的空气预热器受热面，因此应限制氨的逃逸浓度。煤的含硫量越高，燃烧产生的SO3越多，因此SNCR脱硝工艺的氨逃逸浓度应根据燃煤含硫量而定。同时，一般而言，随着氨的逃逸浓度升高，脱硝效率也将提高。 5.2.1条第4款 氨水喷入炉膛后会迅速气化为氨气，而尿素液滴渗入烟气中的运动距离比氨水远得多。对于较大尺寸的炉膛，尿素与烟气的混合优于氨水。因此，采用氨水为还原剂的SNCR/SCR混合脱硝工艺仅适用于容量不大于400t/h的锅炉。 5.2.3条第5款 还原剂计量系统用于计量和控制送到锅炉每个喷射区的还原剂浓度和流量。每套还原剂计量系统一般包括1台化学计量泵、1台水泵、1个在线静态混合器、磁性流量计、还原剂和稀释水的流量调节阀、压力调节阀。还原剂计量系统根据锅炉出口NOx浓度、锅炉负荷等因素控制并调节还原剂的流量。根据锅炉大小、形式、炉膛燃烧生成的NOx浓度、期望的脱硝效率等，还原剂计量系统一般由1～5个还原剂计量子系统组成。每个子系统可相互独立地进行运行和控制，可隔离每个子系统进行维修且不会严重影响工艺性能或总体的脱硝效率。 5.2.5条第4款 喷射器由于处于高温和高烟尘的环境中，易因磨损和腐蚀导致损坏，因此喷射器应选用耐磨、耐腐蚀的材料，通常应使用不锈钢材料。 5.2.5条第5款 由于尿素等还原剂具有一定的腐蚀性，喷入炉膛的还原剂如与锅炉受热面管壁直接接触，将影响受热面的换热效率和使用寿命。 5.3 SNCR/SCR混合脱硝工艺 5.3.5条第1款 SNCR/SCR混合脱硝工艺将还原剂直接喷射入炉膛及省煤器区域，由于还原剂在炉膛中分解成氨气等成分，氨气通过还原剂喷射系统并在锅炉烟气流场中与烟气经过了充分混合，因此在SCR反应器进口不需要设氨/空气混和系统。 5.3.5条第2款 还原剂直接喷射入炉膛及省煤器区域分解为氨气，从炉膛到处于空预器进口的催化剂反应器，氨气和烟气的运动路程和时间较长，两者能够进行较充分的混和，以满足催化剂对NH3/NOx摩尔比绝对偏差的要求，因此再催化剂反应器的上游不需要设置喷氨格栅(AIG)和烟气混和器。 6.2控制方式及控制室 6.2节 对烟气脱硝系统、吹灰装置、还原剂的储存及制备系统的控制方式提出了建议。最终这些系统的控制究竟纳入机组DCS还是采用PLC应根据具体工程情况进行调整。 6.3检测 6.3.2条 由于NH3逃逸取样分析仪价格昂贵，且实际应用发现存在测不准、误差大、误报警等情况，因此电厂可根据自身条件选择设置。脱硝出口NH3逃逸浓度的精确测量应以人工取样分析为准。 6.5脱硝系统保护 6.5.3条 重要的保护系统指多喷嘴喷枪分配系统、稀释风系统、液氨蒸发系统；烟气脱硝系统与机组间用于保护的信号指MFT、机组负荷信号。 6.7模拟量控制 6.7节 主要模拟量控制项目有冷却水压力调节、气源供给压力调节、液氨蒸发器温度调节；重要模拟量控制项目指脱硝系统入口温度、供氨压力。 6.11试验室设备 6.11节 便携式NH3检测仪仅用于环境大气的检测。 7.1 供电系统 7.1.2条 工程低压厂用电系统中性点接地方式存在主厂房高阻接地和厂区直接接地两种方式，脱硝装置低压厂用电系统中性点接地方式宜根据布置区域与主体工程保持一致。 8.2 结构 8.2.1 条 从收资情况看，目前有3种脱硝技术，采用最多的是SCR，其次是SNCR，而采用SNCR/SCR混合工艺的机组在国内很少电厂采用。SNCR工艺以炉膛作为反应器，锅炉本体无需额外增加空间。SNCR/SCR混合工艺通过直接对锅炉烟道、省煤器或预热器等进行改造来布置。因此，SNCR和SNCR/SCR这两种脱硝支架和平台均与锅炉钢架相结合，由锅炉厂设计比较合理。SCR工艺为了节省用地，有时将SCR脱硝反应器布置在空预器烟道上部，支撑SCR装置的平台结构通常是与锅炉钢架为同一联合体系，这样也有利于结构稳定和节约钢材，由锅炉厂统筹设计较合理。 8.2.2 条 目前了解的情况，反应器均为露天布置，无屋面和楼面（仅有少量走道平台）。今后如有需要，按工艺提供的资料考虑。 8.3 采暖通风与空气调节 8.3.2条 还原剂一般采用液氨、氨水或尿素。液氨属易燃、易爆危险品；氨水宜分解成氨气，尿素与高温也会分解成氨气，氨气具有爆炸危险。液氨卸料压缩机房有泄漏液氨的可能。因此按DL/L 5035《火力发电厂采暖通风与空气调节设计规程》执行。 8.3.4条 尿素容易吸湿结块，应贮存在干燥、通风良好的地方，因此设置机械通风。液氨、氨水易分解成氨气，通风机应选用防爆型。 8.3.5条 卸氨压缩机房与氨制冷机房基本属同类型建筑，因此参照《冷库设计规范》GB 50072执行。 卸氨压缩机房一般布置2台卸氨压缩机，且设备外形较小，室内氨管道也较短，卸氨压缩机房面积一般在10m2～20m2，相比氨制冷机房体积要小得多。另外参照《化工采暖通风与空气调节设计规定》HG/T 20698，卸氨压缩机房的通风换气次数不应小于6次/h。 卸氨压缩机在液氨料车卸料时运行，一般运行不大于1.5小时，且卸氨压缩机运行前后采用氮气清扫。卸氨压缩机不运行时，卸氨压缩机及管道内无剩余液氨，因此按183m3/(m2.h)计算事故排风量，在卸氨压缩机房层高为5m时，此时的事故排风换气次数可高达36次/h，远大于事故排风量12次/h的要求。 10 消防及工业用水系统 10.0.1条 氨(气)与空气混合能形成爆炸性混合物，爆炸极限为15.7%～27.4%（体积浓度），遇明火、高热能引起燃烧爆炸，按《建筑设计防火规范》GB50016的规定，火灾危险性属于乙类，生产过程中可能由于设备和管道腐蚀或密封不严而导致工艺介质的泄漏；或因液氨储罐压力过高，造成爆炸和火灾事故。氨在发生泄漏时，应喷洒大量的雾状水，进行稀释、冷却。按《建筑设计防火规范》GB50016的8.2.8条第8款的工艺装置区的消火栓的间距规定确定。 10.0.2条 氨罐区室外消火栓应能在紧急情况下迅速、及时出水喷洒，室外消火栓处宜配置水带、直流/喷雾水枪。 10.0.6条 液氨在20℃时的压力为0.8575MPa，在50℃时的压力为2.033MPa，随温度的升高贮罐内的压力升高，因此氨罐应设置冷却水系统，冷却水系统在平时环境温度升高，氨罐压力增大时开启，降低氨罐的温度，冷却水一般采用工业水。冷却水系统也可以和水喷雾系统合用，利用水喷雾喷头进行氨罐冷却，但平时冷却氨罐时不要动用消防水，可以从工业水系统接一路供水管，用阀门控制，在需要时开启工业水进行冷却，但工业水管上应采取防止消防水倒流到工业水系统的措施。 10.0.7条 氨罐冷却水量应根据环境温度、氨罐的设计压力的要求确定。 10.0.8条 液氨罐区应设置水喷雾灭火系统，对水喷雾的强度相关规范要求如下： 1）《水喷雾灭火系统设计规范》GB50219的表3.1.2对可燃气体生产、输送、装卸、储存设施和灌瓶间、瓶库规定防护冷却的设计喷雾强度为9 L/min.m2； 2）《建筑设计防火规范》GB50016的8.2.5条规定： 8.2.5 液化石油气储罐（区）消防用水量应按储罐固定喷水冷却装置用水量和水枪用水量之和计算，其设计应符合下列规定： 1总容积大于50m3的储罐区和单罐容积大于20m3的储罐应设置固定喷水冷却装置。固定喷水冷却装置的用水量应按储罐的保护面积与冷却水的供水强度等经计算确定。冷却水的供水强度不应小于0.15L/（s·m2），着火罐的保护面积按其全表面积计算，距着火罐直径（卧式罐按罐直径和长度之和的一半）1.5倍范围内的储罐的保护面积按其表面积的一半计算。 3）《石油天然气工程设计防火规范》GB50183对天然气凝液、石油天然气罐区消防设施的规定中8.5.4的规定。 8.5.4 固定式消防冷却水系统的用水量计算，应符合下列规定： 1 着火罐冷却水供给强度不应小于0.15 L/s·m2，保护面积按其表面积计算。 2 距着火罐直径（卧式罐按罐直径和长度之和的一半）1.5倍范围内的邻近罐冷却水供给强度不应小于0.15 L/s·m2，保护面积按其表面积的一半计算。 4） 根据液氨泄漏后形成的氨气可能发生火灾和爆炸的特性，规定液氨罐区水喷雾的强度采用9 L/min.m2。 10.0.9条 液氨蒸发区设备及管道应防止氨气泄漏产生火灾爆炸，应设置水喷雾消防系统。 � EMBED PBrush ��� _1148454540.unknown