中龙脱硝及低氮燃烧技术方案.doc

中龙热电有限责任公司锅炉脱硝工程技术方案中龙热电有限责任公司锅炉脱硝工程技术方案书哈尔滨兰宝节能环保技术开发有限公司2012年05月目 录一、项目概述31，项目概况33、排出烟气成分指标分析：44、本地区烟气污染物排放控制指标：4二、工艺方案选定41、概述：52、NOX产生的机理53、氮氧化物减排技术84、各工艺的技术方法分析10四、SNCR工艺技术方案设计指导思想和原则11五、设计依据标准、政策和规范12六、SNCR脱硝技术系统设计121、概述12（1）、尿素溶解与存储系统：13（2）、药液喷射系统14（3）、压缩空气系统14（4）、PLC自动控制系统152、技术方案17七、水、电及消耗品费用19八、主要脱硝设备及报价20一、项目概述1，项目概况哈尔滨中龙热电有限公司现有2台64MW燃煤链条型热水锅炉、3台35t/h燃煤链条型蒸汽锅炉及附属设备。64MW锅炉烟气量（单台）200000 m3/h，35t/h锅炉烟气量（单台）100000 m3/h，排烟温度140，年燃煤量11万吨，含氮量1%，治理前NOX浓度276mg/m3。每台锅炉都相应安装了配套除尘器，但目前尚未安装独立的低氮燃烧系统。确定采用SNCR脱硝技术与低氮燃烧技术综合应用的方法来进行本方案设计。2、辅机设备配置情况锅炉编号锅炉型号运行时间锅炉生产厂家除尘器型号备注1#DHL35-450/382-A2006年1月哈尔滨锅炉厂静电除尘器DC30 00使用2#DHL35-450/382-A2006年1月哈尔滨锅炉厂静电除尘器DC30 00使用3#DHL35-450/382-A2006年1月哈尔滨锅炉厂静电除尘器DC30 00使用4#DZL64-1.6-130/70-A2009年12月天津宝成锅炉厂冲击水浴脱硫除尘器HSTS()型使用5#DZL64-1.6-130/70-A2009年12月天津宝成锅炉厂冲击水浴脱硫除尘器HSTS()型使用3、排出烟气成分指标分析：烟气NOX浓度：276mg/m3，脱硝效率在70%以上，脱硝系统正常运行时烟气NOX浓度小于82.8mg/m3。4、本地区烟气污染物排放控制指标：本工程环境空气质量标准执行国家环境空气质量标准（GB30951996）中二级标准。本期工程环境空气污染物排放标准按国家锅炉大气污染物排放标准（GB13271-2001）二类区时段标准执行。环境空气评价标准详见表1-7-1。表1-7-1 环境空气评价标准标准名称标准类别项目标准值(mg/Nm3)小时平均日平均年平均环境空气质量标准(GB30951996)二级NO20.240.120.08TSP-0.300.20SO20.500.150.06CO104.0-锅炉大气污染物排放标准(GB162971996)二类区时段烟尘200SO2200二、工艺方案选定1、概述：目前，该锅炉烟气排放的污染物主要是氮氧化物指标超标，氮氧化物主要包括一氧化氮（NO）、二氧化氮（NO2）、 一氧化二氮（N2O）、三氧化二氮(N2O3)、四氧化二氮（N2O4）、五氧化二氮（N2O5）等几种化合物，氮氧化物中污染大气的主要是NO和NO2，这两者一般统一表示为NOX。2、NOX产生的机理NOX按其生成起源和用途，可分为热力型、快速性、燃料性三大类。a）热力型热力型NOX是指空气中N2和O2在高温下反应生成的，他的生成量和生成速度随着温度的升高呈指数增长。热力型NOx主要是指在燃烧过程中参与燃烧的空气中的氮气被氧化生成的NOx，其中的生产过程是一个不分支连锁反应。其生成机理是前苏联科学家捷里多维奇（Zeldovich）于1946年提出的。总反应式如下： (3) (4)图1 燃烧中NOX生成和脱除的反应途径图2 热力型NO与温度的关系根据Zeldovich实验结果，通过推导计算可以得到Zeldovich机理的NO生成速率的简化表达式：由式（5）和图2可以看出，热力型NOx的生成速率受到有效反应成分浓度以及温度的影响。在燃烧温度低于1773K（1500）时，几乎观察不到NOx的生成，只有当温度高于1773K（1500）时才变得明显，能占到NOx生成总量的20%以上，而且温度每增加100K（100）时，反应速率增大67倍。因此热力型NOx的控制原理就是降低高温火焰区的氧浓度、降低燃烧温度以及缩短在高温区的停留时间，在工程实践中体现为利用低NOx燃烧器、贫氧强化扩散燃烧、浓淡燃烧、水蒸气喷射以及高温空气燃烧等措施来有效控制热力型NOx的生成。（b）快速性快速性NOX，即瞬时反应型，其生成的速度极快，多发生在内燃机的燃烧过程，燃煤锅炉中快速性的NOX生成量要少得多，不列为主要控制目标。其生成机理是根据碳氢燃料预混火焰轴向NO分布的实验结果得出，碳氢自由基（CHi）在燃烧过程中撞击空气中的N2分子生成HCN、NH、CN和N等中间产物，这些中间产物再进一步氧化生成NOx，称为快速型NOx。快速型NOx中的氮虽然也是来自空气中的氮气，但是同热力型NOx的生成机理却不相同，其主要生成路径如图3所示。快速型NOx的生成对温度的依赖性很低，然而过量空气系数对快速型NOx的影响较大。燃烧过程中快速型NOx的生成量很少，一般不作为NOx控制的主要考虑对象。（c）燃料性燃料性NOX是指燃料中的氮在燃烧过程中经过一系列复杂的反应而生成的，由于燃料中氮的热分解温度低于煤燃烧温度，在600800时就会产生，所以对煤、重油和其他高氮燃料而言，燃料性NOX是其主要控制的目标。燃料型NOx是指燃料中的氮化合物在燃烧过程中热分解后又氧化而的NOx，其主要生成路径如图4所示。由于N-H键和N-C键的远比NN键要小得多，燃料型NOx的生成要比热力型NOx容易得多，是其生成NOx的最主要来源，约占NOx生成总量的60-80%图4 燃料型NOX生成机理煤中的燃料氮一部分在高温下转变成挥发分氮，另一部分留在焦炭中焦炭氮。从图4可见，挥发分氮和焦炭氮在一定的条件下又生成NO2。燃料氮转化成挥发分氮的比例、挥发分氮以及焦炭氮转化生成NO都和燃烧温度、过量空气系数、空气与燃料的混合情况等燃烧特性有关。3、氮氧化物减排技术工业锅炉燃煤烟气中氮氧化物的治理主要分为燃料脱氮技术、燃烧中脱氮技术和燃烧后脱氮技术三种途径，目前燃烧中脱氮技术和燃烧后脱氮技术在燃煤锅炉上应用的较多，燃烧后脱氮技术主要应用到烟气脱硝净化技术更适合旧锅炉设备的改造。燃料脱氮技术、燃烧中脱氮技术和燃烧后脱氮技术的工艺机理即把已生成的NOX还原为N2从而脱除烟气中的NOX，按其治理工艺又分为湿法和干法。湿法烟气脱硝，即利用液体吸收剂将NOX溶解的原理来净化燃煤烟气，实现烟气脱硝，其最大的障碍是NO很难溶于水，该工艺应用复杂。干法烟气脱硝，与湿法烟气脱硝技术相比，干法烟气脱硝技术的优点是：基本投资低，设备及工艺过程简单，脱出NOx的效率也较高，无废水和废弃物处理，目前有多种NOx控制技术应用于燃煤锅炉。（a）选择性催化还原技术（SCR）SCR技术使用SCR催化剂，NOx脱除效率最高（超过90%），是当前NOx控制技术中最广泛应用的技术，但是SCR技术需要使用昂贵的SCR催化剂和建设单独的SCR反应器，其投资成本在各种NOx控制技术中也最高。其昂贵的成本以及占地较大的SCR反应器限制了SCR技术在场地已经较为紧张的中小锅炉上的应用。（b）再燃技术再燃技术通过改变炉内燃烧方式，可以进一步降低燃烧生成的NOx。在电站锅炉上的经验表明，燃烧方式的改变会引起炉膛热负荷分布的变化，从而影响过热器、再热器以及尾部受热面的热负荷，同时受再燃燃料燃烧特性的限制，不完全燃烧损失增大。再燃成本不高，以炉膛烟道为反应器，改造相对于SCR较为容易，不完全燃烧损失对中小锅炉影响不大，但是中小锅炉尤其是链条锅炉燃烧方式和电站锅炉差别较大，此外炉膛尺寸较小，常规再燃并不适用，需要开发新的再燃方式，难度较大。（c）先进再燃技术先进再燃在利用再燃燃料还原NOx的基础上，在再燃区后部引入氨基还原剂继续还原NOx，使NOx脱除效率大大提高，但再燃技术中存在的改变锅炉热负荷和降低锅炉效率的问题依然存在，同时由于加入氨基还原剂，还容易造成氨泄漏形成二次污染。先进再燃在应用于中小锅炉改造上，存在与再燃类似的问题。（d）选择性非催化还原技术（SNCR）SNCR技术在锅炉炉膛适当的位置喷入含氮的还原剂，将烟气中的NO选择性的还原为N2和水，投资成本较低，NOx脱除效率中等，不需要催化剂，改造方便，但是由于对温度和流动的要求比较苛刻，在电站锅炉的实际应用中NOx脱除效率偏低（30-50%），存在较多的氨泄漏（10-20ppm），限制了它在电站锅炉的推广。中小锅炉的尺寸比较小，混合相对比较容易，SNCR技术成本低，改造简便，中小锅炉NOx脱除改造上具有优势。（e）层燃锅炉低NOx燃烧系列集成技术针对燃煤工业锅炉的燃烧特性和NOx生成规律，山东大学国家工程实验室开发了层燃锅炉低NOx燃烧系列集成技术。根据不同煤种、不同炉型、不同运行方式、不同控制指标，选择单元方案，协同实现煤层燃过程的NOx经济高效控制。单元技术包括如下内容：）煤层燃过程N元素前移途径改变技术研究表明，煤中的含氮结构相对比较稳定，对于高挥发分煤，主要的氮析出一般在温度高于950时才会发生，此时煤己失重10%。在温度低于700时，基本没有HCN和NH3等前驱产物析出，焦油氮是主要的氮析出物。在高温下脱除挥发分时，氮的释放速率大于其余挥发分，导致焦炭中的N/C比小于原煤中的N/C比。在挥发分热解过程中，燃料中的氮一部分随挥发分析出，这部分氮被称为挥发分氮；而另一部分留在焦炭中，被称为焦炭氮。燃料中的氮在挥发分和焦炭中的分配比例受多种因素的影响，主要包括：煤种、温度、加热速率、停留时间、压力和氧气水平。对于低阶煤，氮组分的析出远慢于挥发分的析出，这主要是由于在低阶煤热解早期水分和小分子热解产物的迅速析出。对于中等煤阶的煤种，氮析出速率基本与挥发分析出速率相同；而对于高阶煤如低挥发分的贫煤和无烟煤，氮的析出速率反而要快于煤的失重速率。由于煤脱除挥发分的程度随温度升高不断增大，初级脱挥发分放出的焦油等物质，其含氮量与原煤接近；次级脱挥发分放出甲烷、氢气等气体，导致半焦N/C比升高；而随热解温度进一步升高，挥发分氮大量析出，导致煤焦N/C比趋于下降。基于上述理论研究，提出了与关键参数：煤种、温度、加热速率、停留时间、压力和氧气水平等关联的N元素前移途径改变技术。通过匹配调整上述关键参数，实现煤层燃过程的自主低NOx排放过程。）低过量空气系数与贫氧燃烧结合的低NOX燃烧技术针对燃料型NOx控制机理的研究已开展了近半个世纪，有试验表明，HCN是热解首先析出的物质，而NH3则在焦炭氧化及低阶煤的高温热解过程中析出。煤热解过程中释放的HCN量很少，但其余含N组分在高化学当量比气氛下会迅速转化为HCN。因此可以认为煤在高温主燃烧区域燃烧过程中，HCN是最稳定的含N产物。具体过程如下：HCNNH3燃料NO2NONON2N2 + ONO + NO2 + NNO + ON + OHNO + H可以看出，燃料N首先以HCN和NH3的形式析出，在氧化性气氛下被氧化成NO；如果在还原性气氛下，HCN和NH3起到还原作用而将NO还原成N2；同时NO也可以在焦炭的表面被还原成N2。HCN是进一步反应生成NO还是N2主要取决于反应气氛下的化学当量比。如果在富燃料气氛下，且保证充足的反应时间，燃料N会生成少量的NO和大量的N2。基于上述理论研究，提出了协同考虑煤层燃过程燃尽与低NOx生成的“低过量空气系数与贫氧燃烧结合的低NOx燃烧技术”。）气固异相催化还原NOx技术图5为煤燃烧或气化过程中N组分的反应机理示意图。煤在热解的过程中，挥发分N会生成中间产物HCN和NHi(R1)，然后中间产物会被氧化为NOx (R2)或把NOx还原为N2(R3)，而焦炭N在燃烧或者气化过程中则会被氧化为NOx (R4)。值得一提的是，NOx (高温下主要是NO)在焦炭表面又会被还原为N2(R5)。R9+O2,CO2,H2OR41-XN(HCN, NHi)+CHiR6R2R3+NOx+Ox (OH)焦炭灰挥发分热解R1NOxN2+焦炭R5图5 煤燃烧/气化过程中NOx生成和还原的反应示意图基于上述理论研究，采用固定床催化反应与气固流态化催化反应耦合实现的“气固异相催化还原NOX技术”，利用层燃炉内丰富的焦炭颗粒催化表面，在适宜的条件下，实现对已经生成的NOX的还原控制。）空气分级与再燃结合技术针对不同技术选择，可以将空气分级与再燃技术相结合，共同实现高低NOX排放控制指标。4、各工艺的技术方法分析根据以上对脱硝工艺的简单介绍，控制燃煤锅炉NOx排放有很多种方法，各种脱硝工艺工程投资和脱硝效率各不相同，脱硝工艺的技术路线的选择可根据以下几个方面综合考虑：（1）NOx排放浓度和排放量必须满足国家和当地政府环保要求。（2）脱硝工艺要做到技术成熟、设备运行可靠。（3）根据工程的实际情况，尽量减少脱硝装置建设的初投资、将来的维护费用。（4）脱硝剂要有稳定可靠的来源。（5）脱硝装置占地，布置应合理。（6）脱硝装置的国产化率。（7）脱硝工艺脱硝还原剂、水合能源等消耗少，尽量减少运行费用。常用的烟气脱硝法是SNCR和SCR。SNCR法系统简单，不需要催化剂，投资和运行费用较低，NOx脱除效率中等（40%60%），改造方便，系统占地面积小，但是对温度和流动有一定的要求。SCR法需要使用昂贵的SCR催化剂和建设单独的SCR反应器，投资成本较高，催化剂容易老化或中毒，所以要定期更换，一般三年左右就要更换，运行成本高，而且形成的硫酸氢铵容易对设备造成腐蚀和堵塞。烟气脱硝技术及经济比较技术名称SCRSNCR还原剂NH3为主氨水或尿素溶液反应温度3004008501100反应器需要建设不需要催化剂需要，且定期更换，价格贵不需要脱硝效率8090%3060%还原剂喷射位置多选择于省煤器与SCR反应器之间的烟道内炉膛SO2/SO3转化会无NH3逃逸35ppm1015ppm对空气预热器影响NH3与SO3易形成NH4HSO4，造成堵塞或腐蚀无促进的氧化，造成堵塞或腐蚀的几率小系统压损1000pa左右无燃料影响高灰分会磨耗催化剂，碱金属氧化物会钝化催化剂无锅炉影响受省煤器出口烟气温度影响受炉膛内烟流及温度分布情形影响占地面积大小投资高低运行费用高低从上表可以看出，SCR法无论从初投资还是运行费用上，都将远高于SNCR法。根据上述分析，我公司根据用户设备的实际情况、工作现场及运行成本分析和操作的情况建议在本项目中采用选择性非催化还原法(SNCR)与低氮燃烧技术作为主要脱硝工艺进行实施，保证脱硝效率在70%以上。四、SNCR工艺技术方案设计指导思想和原则 1、 工艺符合环保部门减排核算要求；2、选择尿素做脱硝剂，3、根据企业现场情况采取切实可行的工艺流程和装备结构，以最小的改造费用和运行费用投入、确保烟气脱硝达标； 4、建成后的脱硝系统应能以最优化的工艺实现最大的社会效益和经济效益； 5、选用先进、可靠的SNCR脱硝工艺方法，在确保脱硝效率的同时有效的保障系统运行的经济性与安全性；6、充分结合用户的客观条件和要求，因地制宜，最大程度利用现有资源和有限场地空间，优化结合，制定具有针对性，切合实际的技术方案； 7、在重视设备使用寿命长、高效性的同时，在设备的整个系统布置上紧凑、合理、美观，工艺流程简捷。五、设计依据标准、政策和规范 设计中采用的主要规范、标准及相关政策文件(1)锅炉大气污染物排放标准 GB 13271-2011(2)大气污染物综合排放标准 GB 16297-1996(3)环境空气质量标准 GB 3095-1996(4)工业炉窑大气污染物排放标准 GB 9078 (5)工业固体废物贮存、处置场污染控制标准 GB 18599 六、SNCR脱硝技术系统设计1、概述SNCR技术是在锅炉炉膛适当的位置喷入含氮还原剂，将烟气中的NO选择性的还原为N2和水，其主要优点投资成本较低，NOx脱除效率中等，不需要催化剂，改造方便，因工业燃煤锅炉的尺寸比较小，混合相对比较容易，用SNCR技术改造简便，所以在工业燃煤锅炉的NOx脱除改造上具有优势。但是对其运行控制水平要求较高。工业锅炉脱硝使用的还原剂目前使用最多是氨与尿素，以氨作为还原剂时，既可以用液氨也可以用氨水，液氨必须在压力容器中运输和储存，需要获得许可证，有较高的安全要求，且必须考虑由于氨泄漏或运输问题导致的SNCR系统的停运。以尿素作为一种无毒无害的还原剂，在运输和储存过程中更加安全，通常工业燃煤锅炉优先考虑的脱硝技术方案是采用尿素作为还原剂的脱硝系统。以尿素为还原剂其主要化学反应式为：CO(NH2)22NH2+CONH2+NON2+H2OCO+NON2+CO2以尿素为还原剂的SNCR系统在烟气脱硝中主要分为尿素溶解与存储系统、药液喷射系统、压缩空气系统以及PLC在线监测系统。（1）、尿素溶解与存储系统：系统简述：尿素溶解于存储系统主要实现尿素的溶解于尿素的存储功能。尿素由上料机提升至溶解罐内，于溶解罐内被水溶解，制备为质量浓度为50%浓度的尿素溶液，经过一次过滤之后由输送泵输送进入尿素储罐，在尿素储罐中稀释为质量浓度为10%的尿素溶液，以备待用。系统组成：尿素溶解与存储系统主要由上料机、搅拌器、输送泵、输送管路、自来水管路、尿素储罐、加热器、液位计、超声波料位仪、电磁阀、排污阀以及管道阀门组成。尿素与溶解系统设备参数表序号设备数量型号参数备注1溶解罐2个LBTX-RJ-V180025002搅拌器2台3上料机2台LBSL-SL-V4输送泵2台Q=10m3/h,P=4bar5尿素储罐2个LBTX-CC-V200030006液位计4个7超声波料位仪2个10加热器2套11排污阀4个12输送管路5套LBTX-SS-V13闸阀4个14逆止阀2个15电磁阀6个（2）、药液喷射系统系统简述：药液喷淋系统主要实现药液从尿素储罐输送到锅炉经过喷枪喷入锅炉内部的过程。系统组成：药液喷淋系统主要由尿素喷淋泵、喷淋管道、喷枪、流量计、压力表、以及管道阀门组成。尿素喷射系统设备参数表序号设备数量型号参数备注1喷淋泵4台Q=2m3/h H=50M2喷淋管道5套3喷枪24个FM54流量计5套DN205压力表2套DN206闸阀8个7逆止阀4套8电磁阀8套（3）、压缩空气系统系统简述：压缩空气系统主要应用于喷枪，喷枪采用双流体雾化喷枪，应用压缩空气对尿素溶液进行雾化。系统组成：空气压缩机、压缩空气管路、流量计、压力表以及管道阀门等组成。（4）、PLC自动控制系统系统简述：PLC自动控制系统实现整个脱硝系统的自动化制，根据锅炉负荷以及温度场变化来达到自动控制的目的。（1）、总则与控制方案设计方案,严格符合国家和国际安全生产、安全运行、安全控制的标准。自动控制系统,负责脱硫生产线内所有电器设备运行,并满足处理工艺。我们为用户:系统设计，并提供设备安装、备件供货、系统调试及用户培训，并满足用户其它控制系统的兼容和上级监控。（2）、DCS、PLC控制系统设计 、系统闭锁关系设计 集中控制系统主要实现的功能 整个生产系统投入集控后，参与集控设备值守人员可以节省许多，而只需留下巡检人员，定时观察现场设备的运行状况。 根据工艺要求，生产系统控制采用PLC集中联锁与现场就地两种控制方式，在集控室进行集中监控。两种控制方式可以通过现场编程组态进行方便的转换；参加集控设备的生产顺序按逆流方向闭锁逐台延时启动，在正常生产情况下，停车顺序为先停后续设备，然后逐台延时按顺序方向将设备上的物料卸完后，程序停车延时时间可通过现场调试整定 。 在现场操作站上设停车按钮，出现事故时故障设备停车，闭锁料源方向的所有生产流程设备，控制室上位机人机界面中设事故紧急停车按钮。在生产的过程中，如哪台设备故障，则该台设备和受其闭锁的设备立即停车，不受其闭锁的设备仍按程序停车。 设起、停设备预告信号及禁起故障报警信号；在系统正常生产起车时，先通过声音预警信号预告，当系统参与集控的设备没有禁起信号发出的情况下，系统按正常程序生产。系统集控投入使用后，系统所有设备开，停按钮全部参与联锁。所有的故障报警信号均存入数据库，并可以随时进行查询。通过集控系统的报警记录，工作人员可以很方便的查找出故障设备，并通知维修人员进行检修，缩短了故障的查找时间，便于更快的解决出现的故障，使生产正常进行。由于设备的起停是按事先设定好的时间和程序进行的，避免了由于人工起停判断的失误而造成的某些故障和时间浪费，提高了生产效率。 、系统配置现场信号通过S7-300 PLC模板采集，随着现场数据量的多少可任意增减模板和扩展机架。再通过程序进行运算，将运算完的数据上传到上位机，通过界面显示并根据设定值进行报警。 、上位系统设计控制室内设置1台研祥工业控制计算机，并配备19 液晶CRT作为监控和通讯终端（SCADA），完成整个烟气脱硫生产系统的实时监控任务。工控机执行报警及故障报警和生产管理报表。 、上位机系统功能如下：显示整个烟气脱硝生产系统工艺流程图；显示整个烟气脱硝生产系统所有设备状态；具有整个烟气脱硝生产系统所有设备的启动停止控制面板；具有整个烟气脱硝生产系统所有生产系统信；具有整个烟气脱硝生产系统设备报警信息；数据采集顺序控制报警事件处理和操作记录生产过程模型图及动态数据更新报表处理 、下位系统的（ PLC）设计（3）、 PLC的监控范围公用辅助系统（尿素溶液制备系统、尿素溶液输送系统、压缩空气系统等）；电气系统（包括脱硫变低压电源回路的监视和控制以及UPS的监视等），具体以电气部分相关范围要求为准； （4） 、控制室，电子设备间及控制装置室设备脱硫装置控制室、电子设备间及控制装置室设备均设至在工艺楼，在脱硫控制室后布置有电子设备间及工程师室等。室内应布置脱硫PLC机柜、电源盘以及热控配电箱等设备。在脱硫控制室内布置有PLC操作员站、工控机、火灾报警装置等。 （5） 、脱硝系统控制设备供货范围包括PLC硬件设备（PLC HMI配电柜、控制机柜、端子柜、继电器柜、操作员站、工程师站等、工控机）和软件（系统软件，编程组态软件）2、技术方案1、SNCR技术在现有锅炉上进行SNCR改造，不需要改变现有锅炉的设备设置，只需增加尿素溶解罐、尿素储罐、尿素喷射装置及压缩空气系统，系统结构比较简单。但温度对SNCR还原反应的影响明显，严格选择最佳温度窗口是本工艺的关键，而且要达到有效的脱硝效果，还必须在温度窗口达到足够的停留时间。本案锅炉的燃烧方式本身就是一种低氮燃烧的方式，其烟气出口温度在800-1000之间，正好在SNCR的最佳温度窗口区间；另外本案锅炉的烟气在这一温度区间的停留时间较长，非常适合SNCR脱销工艺。已有的SNCR改造工程证实：在燃煤锅炉上采用SNCR脱销工艺可以获得比较高的、稳定的脱销效果，一般脱销效率能达到50-60%。因此对本方案锅炉脱销的改造采用SNCR工艺是合理的。以尿素为还原剂的SNCR工艺原理如图所示作为还原剂的固体尿素，首先在溶解罐中被溶解制备成浓度为50%的尿素浓溶液，尿素浓溶液经输送泵输送至尿素储罐，在尿素储罐中进行稀释，稀释为10%浓度的尿素溶液，再经过计量分配装置的精确计量分配至每个喷枪，经喷枪喷入炉膛，在锅炉烟气出口窗（该区烟气温度在8501100之间）与烟气充分混合，将烟气中的NOx还原为氮气分子（N2）和水蒸气，反应后的烟气流出锅炉，随烟气排入大气，达到脱除NOx的目的。整个系统由还原剂储存罐、还原剂溶解罐，输送泵，尿素溶液运输泵泵，空压机、还原剂加热装置、尿素溶液分配器、喷射装置、雾化器，溶解罐搅拌机，调节阀、控制阀、逆止阀、电磁阀，管道，流量计、液位计，锅炉改造，土建工程，电气设备和控制仪表及DCS等系统组成。尿素是以液态喷入，尿素相对氨做为还原剂而言极具优势，尿素为无毒，无挥发性的固体，运输贮存更安全且占地面积小，尤其尿素溶液的液滴够在炉膛内穿透的更远，能更好地加强与烟气的充分混合，而对于其他还原剂而言在大型锅炉上是很困难的。2、低氮燃烧技术低NOx燃烧原理示意图如下，工程实施中以实际设计结构和参数为准。具体包括三个系统和三个工作区域，三个系统为烟风调整系统、选择性气固分离系统和测量控制系统；三个工作区域为化学当量比调整区、炉内还原区和炉内燃尽区。将燃烧用的空气分两阶段送入，先将理论空气量的70%-80%及20%30%的高温烟气从炉排底部送入，使燃料在缺氧富燃料条件下燃烧，燃料燃烧速度和燃烧温度降低，燃烧生成CO；而且燃料中N将分解生成大量的NHi中间产物，这部分气体产物在还原性气氛下直接以N2形式释放，或将已有的NO还原分解，因而抑制了燃料型NOx的生成。然后，将燃烧用空气的剩下部分以二次风形式送入炉膛，使炉排上产生的大量可燃气体进入空气过剩区域（作为第二级）燃尽。虽然这时空气量多，但由于火焰温度较低，所以，在第二级内也不会生成较多的NOx，因而总的NOx生成量是降低的。采用空气分级燃烧技术可以降低20%-50%的NOx排放。具体方法为：a.烟气回抽：在链条炉主燃区一、二、三、四、五、六、七风室采用烟气回抽技术，从空气预热器后抽出约占总风量20%的烟气，通过烟气回抽风机及气固分离器送入一、二、三、四、五、六、七风室，与一、二、三、四、五、六、七风室的进风混合，同时减少一次风的送入量利用分段风室电动插板门调节进入分段风室烟气量及一次风量使主燃区乏氧燃烧，以降低氮氧化物的形成。b.二次风燃烧：增设锅炉炉膛前后拱二次风，使二次风附近燃烧区控制在富氧以下，二次风采用膜过滤技术可使进入二次风的含氧量40%左右，以处使主燃区产生大量的还原性气体及挥发份在此区域内燃尽，该区域燃烧温度低很难生成氮氧化物，因此此处燃烧为低氮燃烧。同时由富氧膜技术的应用，空气过量系数的减小，还原气体的燃尽，锅炉的节煤率可提高4%左右；同时炉膛温度场上移，有利进现行的SNCR脱硝。七、在线监测系统1、烟气监测系统介绍做为脱硝工程的完善项目，需要安装烟气在线检测系统，本系统采用技术成熟的西门子产品，该产品检测精度高，信息传输稳定，性能可靠，是一种多功能环境监测系统，主要用于对工业锅炉，电厂锅炉、工业窑炉等污染源烟道气中烟尘浓度、SO2、NOX浓度等进行动态连续监测，通过对烟气流速、氧、压力、温度、湿度等参数的测定，对系统数据自动换算为标准状态值，记录污染物的排放总量和排放时间，并将烟尘、SO2、NOX等主要污染物的浓度和排放总量通过污染源监控网络系统传送到管理部门，为环保部门加强监管力度，实行实时管理、总量控制提供科学依据。2、系统组成烟气连续监测系统由烟尘浓度监测子系统、气态污染物（SO2、NOX）监测子系统、烟气排放参数（烟气温度、流（量）速、O2 量）监测子系统和系统控制及数据采集子系统（DAS）组成。通过直接加热采样测定烟气中上述监测项目的实时数据，并能集中采集、处理、存储和输出。当系统配置有多个测量探头时，每个探头在每小时的测量时间不少于15min，其测定结果为该小时的监测结果平均值。系统运行第一年的数据采集率不低于95。（1）现场监测仪器A、烟尘浓度测量单元测量原理根据朗伯-比尔定律，单色平行光束进入充满气体和颗粒物的烟气时，光强因烟气颗粒物对光的吸收和散射作用而减弱的原理，测定系统的不透明度进行设计，其光源采用先进的半导体激光光源，稳定性好，光束集中，使用寿命长。并采用双光程测定，测量程度高，能定期自动校正零点、量程，使测量数据可靠，采用抗污染能力强的结构，光窗污染自动补偿，使测量值更为精确，维修简便、维护工作量小。单元组成烟尘测量单元采用外置结构，由发射光源、接收器和空气吹扫系统组成。B、SO2、NOx、O2分析仪单元测量原理直接抽取红外分析法采用红外气体分析测量原理，红外光束通过滤光片、样气池到达检测器，在样气池与红外光源之间有一个同步马达带动的切光器，将红外光束变成交替的脉冲光尖，如果样气池中有吸收，由微流量传感器产生脉冲电信号。检测部分由两个吸收室构成。吸收带中心部分在检测器前吸收室首先被吸收，而边缘部分被后吸收室吸收，前后吸收室之间通过一个微流量传感器相连。单元组成本单元由采样泵、样气预处理、分析仪表和校准系统组成。C、皮托管流速计ZL-LSII皮托管流速计的一次元件皮托管采用先进工艺生产与检定，并配套有罗斯蒙特（ROSEMOUNT）3051CD1型高精度传感器，经过温度压力补偿，使流量测量结果更加精确，并符合国家相关环境保护标准规定。皮托管流速计的测量结构主要包括差压变送器、皮托管、反吹电磁阀、温度压力补偿等。D、温度变送器技术参数：量程：0300分析方法：热电阻输出信号：420mA（2）数据采集和处理单元A、工作原理采用性能优良的工控机、数据采集卡和I/O卡，实现各测量单元输出的420mA信号和各种状态输入的采集，并完成系统的测量、标定、反吹等工作的控制。同时系统提供模拟、数字等多种输出方式，可实现与环保部门的连接。B、单元组成本单元由工控机、A/D采集卡、I/O卡、继电器控制板、端子板、现场软件等组成。C、通信单元监测数据通过无线/有线方式传输给省、市环保部门污染源监控网络系统连接，以满足环保管理部门的需要。软件功能包括：基本信息、参数信息的设置；实时数据采集；数据查询、打印；数据上传；远程监控和远程故障诊断。（3）系统安全A、电源系统本系统设计采用电厂或当地供电电源，供电电压如偶尔或短时间下降到正常的90%时，本设备可正常运行，没有损坏和质量下降。 B、烟道设备保护本系统包含的各设备均具有防尘、防水能力，能够适应长期在外工作的要求。C、数据安全安全控制系统由物理安全、网络安全、系统安全、信息安全、应用安全和安全管理几个系统组成。3、设备技术参数汇总表序号项目内容技术参数/指标1系统数据： TGH-YX型烟气排放连续监测系统1.1烟气温度限制（最高/最低）（）3001.2设备对振动的要求无强烈震动1.3整个系统压缩空气要求 无油、干燥、洁净1.4最大气流量（m3/s）0.05 m3/s1.5平均气流量（m2/s）0.00002 m3/s1.6要求的最小压力（Pa）400000Pa1.7所有采样设备的用电容量（KW）5KW2采 样 系 统2.1采样流量 (L/min)2L/min2.2流量误差 (L/min)0.1L/min2.3热管温度 () 1402.4热管温度变化 ()53测 尘 仪3.1制造厂家 太原中绿环保技术有限公司3.2设备型号ZL-YCII3.3测量范围（高/低）（mg/Nm3）01000;20000mg/Nm3 3.4精确度(%)1%3.5误差(%)5%3.6响应时间1 S3.7零点漂移（24h） 2%FS（24h）3.8全幅漂移（24h）5%FS（24h）3.9分辨率0.1 mg/Nm3 3.10监测方法浊度法3.11环境温度限制（最低/最高）（）-20453.12用电设备容量（KW）0.05KW3.13仪用空气要求： 仪表气3.14警报输出超标报警3.15输出信号型式420mA DC4SO2 NOX分 析 仪4.1制造厂家 太原中绿环保技术有限公司4.2设备型号ZL-model0114.3测量范围（高/低）（mg/Nm3） 01500mg/Nm3；015000mg/Nm3自动切换4.4精确度(%)1%4.5误差(%)5%4.6检出下限0.01 mg/Nm34.7零点漂移（24h） 0.5 mg/（m324h）；2%满量程/周4.8全幅漂移（24h）2.5%满量程/24h；5%满量程/周4.9线性度（%）1.5%4.10分析方法直接采样，非分散红外吸收法4.11环境温度限制（最低/最高）（）535 0300(介质温度)4.12用电设备容量（KW）0.5 KW4.13仪用空气要求无4.14警报输出 继电器输出4.15输出信号型式420mA DC5O2 分 析 仪5.1制造厂家太原中绿环保技术有限公司5.2设备型号ZL-model0115.3测量范围（高/低）（%）025%5.4精确度（%）1.5%5.5误差2%5.6响应时间30s5.7采样方法直接采样5.8分析方法电化学5.9环境温度限制（最低/最高）（）5355.10用电设备容量（KW）0.5KW5.11输出信号型式420mA DC6PT1 系列皮托管流速计（含压力传感器）6.1制造厂家太原中绿环保技术有限公司6.2设备型号ZL-LSII6.3测量范围（高/低） 030 m/s6.4精密度（%）5%6.5响应时间1s6.6监测方法压差传感法（皮托管）6.7仪用空气要求仪表气6.8输出信号型式420mA DC6.9压力变送器量程：-1010kPa分辨率10pa精密度4%；7温 度 测 定 仪7.1制造厂家北京昆仑海岸7.2设备型号ZL-JW Pt1007.3测量范围（高/低）03007.4精确度（%）3 %7.5分辨率17.6监测方法热电阻7.7环境温度限制（最低/最高）（）-20457.8用电设备容量（KW）0.01KW7.9输出信号型式：420mA DC8数 据 采 集 系 统8.1制造厂家研华8.2设备型号IPC-610H8.3防尘要求IP658.4环境温度限制（最低/最高）（）-2045(环境温度)8.5用电设备容量（KW）0.3KW 4、主要烟气在线监测系统设备表序号项目名称单位数量备注1在线监测设备套12监测平台个13“之”字梯座14专用仪表套15、安装技术要求（1）选择探头安装位置：按照国家环保部门相关要求，安装位置应远离拐点，选择在距地面1520米左右的地方，或烟囱前横向直管段处（横向长度应大于管道直径的35倍）。（2）在安装位置做安装平台，并做安全护栏。安装平台应在安装孔位置的下面1米，平台宽度应大于1.5米，承重应大于700kg，护栏高度应大于1.5米。（3）电、气源要求：采用三相五线供电,安装电源过压、过载和漏电自动保护装置，分析小室与取样探头之间梯形桥架规格为150100毫米，分析小室和取样探头都需要电源（220VAC）和压缩空气（5-6MPa）。（4）分析小室要求：分析仪器为精密仪器，必须安装在一个良好的环境，应防震、防尘、防水、防腐蚀，温度应控制在525，建议安装空调，冬天为防止冷冻，应有暖气设施；分析小室距离取样点应不远于20米，分析小室使用面积应不小于33米，最好为砖混结构，要求制作“保护地线”，用于机柜、仪器外壳等的接地保护，接地电阻应小于4，地线不能接在烟囱的避雷网上。八、水、