ABB测量产品在脱硝中的应用CNV6

1、 ABB Group December 14, 2021 | Slide 1MP FID PMU China测量产品在烟气脱硝中的应用业务发展及市场 黄俊东 目录目录市场机遇脱硝工艺介绍脱硝的主要工程公司脱硫仪表测点ABB测量产品在脱硝中的应用市场机遇市场机遇为什么要脱硝NOX 对人类健康和环境的影响对人类健康和环境的影响l低空臭氧的产生l光化学烟雾的形成l酸雨l各种潜在的致癌物质我国近年氮氧化物(NOx)大气污染物的主要来源是火力发电厂，目前火电厂每生产1000千瓦时的电力，相应产生2.1千克的氮氧化物中国电力氮氧化物排放状况中国电力氮氧化物排放状况l2000年 358.02万吨l2002年

2、 520.00万吨l2010年 594.74万吨（预计） ABB Group December 14, 2021 | Slide 3市场机遇市场机遇政策展望新修订的火电厂大气污染物排放标准将从2012 年开始实施。其中，从2012 年1 月1 日起，新建火电机组氮氧化物排放量要达到100 毫克/立方米；从2014 年7 月1 日起，除特殊机组排放量要求达到200毫克/立方米外，其余也均要求达到100 毫克/立方米。2009 年3 月23 日，环保部曾印发2009-2010年全国污染防治工作要点，其中表示：要全面开展氮氧化物污染防治。以火电行业为重点，开展工业氮氧化物污染防治。在京津冀、长三角和

3、珠三角地区，新建火电厂必须同步建设脱硝装置，2015 年年底前，现役机组全部完成脱硝改造。研究扶持政策，提高氮氧化物污染防治技术水平。（第三条第9 款）严格的氮氧化物排放标准将让火电脱硝成为“十二五”大气污染物减排的重中之重，也将给脱硝市场带来巨大的机会 ABB Group December 14, 2021 | Slide 4市场机遇市场机遇国内电力脱硝市场现状截至2010 年底，中国火电装机容量7.07亿千瓦。火电厂烟气脱硝机组投运容量约9000 万千瓦，已建脱硝机组装机容量占比仅13.7%加上十二五计划新增的2.6亿千瓦的新装机容量，若脱硝普及率从13.7%增长到100%，以150元/千

4、瓦时的建造费用计算，仅火电脱硝市场在“十二五期间将达到1300亿元的市场规模，其中自动化产品约占到10%，即130亿元（再细分见饼图）温度，压力，流量，物液位等现场仪表在脱硝中应用广泛，以60万千瓦机组为例，一套脱硝装置中现场仪表的金额不菲 ABB Group December 14, 2021 | Slide 5 ABB Group December 14, 2021 | Slide 6市场机遇市场机遇国内电力脱硝市场现状预计2013年及2014年上半年将成为脱硝建设的最高峰。根据“十二五”期间各个年份脱硝项目建设情况，预计2011年-2015年脱硝项目自动化产品投资额将相应呈现如下趋势根据

5、中国拟在建项目网统计，2011年火电脱硫脱硝在建、拟建项目117个，投资额达461.69亿元，具体项目信息如下表项目表目录目录市场机遇脱硝工艺介绍脱硝的主要工程公司脱硫仪表测点ABB测量产品在脱硝中的应用脱硝工艺烟气脱硝技术的分类：选择性催化还原法选择性催化还原法 ( SCR)非选择性催化还原法 (NSCR) 选择性非催化还原法 ( SNCR) 臭氧氧化吸收法活性炭联合脱硫/脱硝法等由于 SCR法脱硝效率高达 90%以上 ,运行可靠 ,是目前国内外应用最多且最为成熟的烟气脱硝技术之一。SCR烟气脱硝技术的发明权属于美国 ,而日本率先于 20世纪 70年代将其实现了商业化 。目前 ,这一技术在欧

6、洲、 日本、 美国等发达国家和地区已得到了广泛的应用。我国 SCR技术的研究始于 20世纪 90年代。采用 SCR技术的项目约占在建脱硝项目总容量的 70%。 ABB Group December 14, 2021 | Slide 8脱硝工艺脱硝工艺SCR介绍选择性触媒还原法- ( Selective Catalytic Reduction)设置触媒触媒（即催化剂装置组件）装置于锅炉省煤器出口与空气预热器入口之间，其作用为使喷入之氨与烟气中NOx加速反应实现脱硝在此情况时，其有效反应温度范围约在320oC 400oC之间，满足了催化剂活性要求。但烟气没有通过除尘装置，粉尘浓度大对催化剂的防磨损

7、和防堵塞的性能要求较高。 （高尘高尘 型型不需加热）最普遍使用的化学反应剂化学反应剂（还原剂）为氨气（可由氨水及液氨制备）与尿素 ABB Group December 14, 2021 | Slide 9SCR介绍介绍系统组成n反应器/催化剂系统n烟气/氨的混合系统n氨的储备与供应系统（氨区）n烟道系统n的控制系统锅炉锅炉NH3 喷注喷注脱硝反应器脱硝反应器空气预热器空气预热器NH3 混合器混合器 蒸发器蒸发器NH3 液化罐液化罐静电除尘器静电除尘器引风机引风机烟囱烟囱换热器换热器 增压风机增压风机脱硫系统脱硫系统送风机送风机SAH蓄压器蓄压器SCR介绍介绍基本流程图（液氨）触媒反应单元触媒反

8、应单元化学反应剂储存及制备单元（氨区）NOXNH3N2H2OSCR介绍介绍化学反应机理副作用方程式SO2 + 1/2 O2NH3 + SO3 + H2OSO3 NH4 HSO44 NO + 4 NH3 + O2 4 N2 + 6 H2O7 N2 + 12 H2O6 NO2 + 8 NH3基本反应方程式采用气氨（NH3NH3）作为反应剂锅炉省煤器排出的高温烟气从垂直（或水平）布置的催化剂反应塔催化剂反应塔混合穿过在催化剂的作用下NH3NH3将NOxNOx还原分解成无害的氮气（N2N2）和水无二次污染。催化剂是对 NOX 具有很高反应活性的钛钨具有很高反应活性的钛钨基材料，基材料， 催化剂主要成份

9、是催化剂主要成份是 TiO2 ，再添加再添加 V2O5 WO3 及其它特殊成及其它特殊成 份。份。脱硝反应效果主要取决于可用的活性区域（几何表面面 积，空隙体积、活性催化剂成分的浓度）、燃气温度和试剂 浓度。平衡好的过程将保持适当的残余 NOX NH3 输出水输出水 平。因此说平。因此说 SCR 性能主要取决于催化剂的性质。性能主要取决于催化剂的性质。 脱硝反应器的总括图脱硝反应器的总括图垂直流型 ABB Group December 14, 2021 | Slide 13支撑框支撑框架架反应器就是催化剂组件的主要载体反应器就是催化剂组件的主要载体核心硬件核心硬件反应器及催化剂组件/触媒催化剂

10、组件催化剂组件催化剂型式催化剂型式化学反应剂化学反应剂n反应剂纯度最高n原料成本最低n设备成本最低n高危险性的原料n运输和存储问题n容易运输n浓度低于20%时不划分为高危险性的原料n比无水氨危险性n需要更大的运输设备以及更频繁的运输n需要更大的储存罐n蒸发成本n安全的原料 (化肥)n干态或湿态n容易运输n工艺复杂n成本昂贵 n存储的问题由于反应器前需要喷入气态氨，制氨有如下三种主要方式当氨用气量大时，采用液氨缴节省 成本，特别大机组氨消耗量较多更经济。国内运行机组运用比较多的是液氨液氨作为制氨的原料化学反应剂储存和制备化学反应剂储存和制备 ABB Group December 14, 2021

11、 | Slide 16液氨的存储液氨的存储氨气的制备氨气的制备管道及阀门管道及阀门氨喷射氨喷射液液NH3 储储存罐存罐NH3 蒸蒸发发器器NH3 稀稀释释罐罐液液NH3 装装载设载设置置化学反应剂储存和制备化学反应剂储存和制备室外液氨站造价估计造价估计不同的的化学试剂 ABB Group December 14, 2021 | Slide 18目录目录市场机遇脱硝工艺介绍脱硝的主要工程公司脱硫仪表测点ABB测量产品在脱硝中的应用 ABB Group December 14, 2021 | Slide 20国内主要烟气脱硝工程公司国内主要烟气脱硝工程公司概述概述与脱硫不同，烟气脱硝SCR的核心装

12、置脱硝反应器一般位于省煤器后，空预器前，这使锅炉厂家有一定的技术优势-上海电气，哈锅，东锅，北京巴威烟气脱硝与烟气脱硫，除尘等都是去除烟气中的污染物，二期相互之间有密切的相关性，这样使专业的烟气处理公司，尤其是在脱硫方面有丰富经验的公司在开展脱硝业务也有天然的优势-武汉凯迪，福建龙净，中环（苏源）工程，清华同方烟气脱硝的项目还暂时集中在电力行业的新建项目或老电厂的脱硝项目新建，这样使隶属于各电力集团内部的工程公司在中标率上有优势-国电龙源，华电工程，国华环保，大唐环境，中电投远达国内主要烟气脱硝公司国内主要烟气脱硝公司技术引进情况国外方国外方中方中方提供技术提供技术合作方式合作方式德国德国FB

13、E公司公司国电龙源国电龙源氨SCR技术转让美国巴威美国巴威B&W武汉凯迪武汉凯迪氨SCR技术转让美国巴威美国巴威B&W北京巴威北京巴威氨SCR技术转让日本日本IHI上海电气集团公司上海电气集团公司氨SCR技术转让巴布科克日立巴布科克日立BHK大唐环境大唐环境氨SCR技术转让日立日立BHK中环工程（原苏源环保）中环工程（原苏源环保）氨SCR技术转让日立日立BHK浙大能源浙大能源氨SCR技术转让日本日本MHI（三菱）（三菱）华电环保华电环保氨SCR技术转让日本日本MHI（三菱）（三菱）哈尔滨锅炉厂哈尔滨锅炉厂氨SCR技术转让丹麦托普索丹麦托普索龙净环保龙净环保氨SCR技术合作德国鲁

14、奇德国鲁奇(LEE)东方锅炉厂东方锅炉厂氨SCR技术转让日本日本JEE(NKK)常州三立环保设备常州三立环保设备氨SCR合资意大利意大利TKC清华同方清华同方氨SCR技术转让意大利意大利TKC中电投远达中电投远达氨SCR技术转让韩国纳米化学韩国纳米化学山大华特山大华特催化剂技术技术合作美国美国Fuel Tech国家电站燃烧中心国家电站燃烧中心SNCR/尿素SCR技术合作部分建成及在建项目 ABB Group December 14, 2021 | Slide 22 ABB Group December 14, 2021 | Slide 23 ABB Group December 14, 202

15、1 | Slide 24目录目录市场机遇脱硝工艺介绍脱硝的主要工程公司脱硫仪表测点ABB测量产品在脱硝中的应用仪表测点脱硝系统氨制备区属于爆炸性气体混合场合，氨气是IIC气体，所有仪表及定位器应防爆防腐，需隔爆Exd及本安型执行机构（关断型）全部采用气动型（防爆型）以满足防爆要求制备区到SCR的管道所有仪表及定位器同样应防爆防腐氨喷射格栅喷嘴流量分区计量，通常由一孔板流量计安装在调节管路上SCR反应器进口测量NO及O2的流量SCR反应器出口测量NO及NH3在烟气中的含量（气分） ABB Group December 14, 2021 | Slide 26某脱硝装置的现场仪表清单（部分，对应AB

16、B产品） 2*300MW ABB Group December 14, 2021 | Slide 27名 称数量元件类型测量位置测量区域流量计4质量流量计液氨输入-加氨SCR区1差压/电磁废水回收处理公用工程4差压孔板稀释风流量测量SCR区4热式烟气流量SCR区压力差压变送器14微负压/压力反应器SCR区2压力/差压液氨罐氨区8压力/差压蒸发器、缓冲罐氨区温度检测热电偶24K型热电偶SCR入口和出口SCR区温度检测热电阻6防爆双支热电阻蒸发器，缓冲罐等氨区液位计5磁翻板液氨罐氨区5超声波/蒸发器氨区O2分析仪8气分反应器进、出口SCR区NOx分析仪8气分反应器进、出口SCR区NH3分析仪2气分

17、SCR区SCR区气动执行机构4执行机构调节型气动SCR区全开全关电动头24执行机构风门挡板SCR区开关型气动执行机构13执行机构氨区调节型气动执行机构3执行机构氨区防爆型压力开关4压力开关氨区流量测量仪表规范氨系统和稀释空气系统流量测量采用孔板环室取样加差压变送器进行测量。(1) 用于远传的流量测量传感器应带有420mADC两线制信号输出(2) 采用节流方式测量流量时,应采用环室取样方式。应带有引出管以便于与差压测量管路接连。节流装置的前后的直管段长度应符合规定。(3) 介质流向应用箭头准确标志在测量孔板或喷嘴上。(4) 一个节流装置上安装2个或以上变送器时, 取样孔的对数应与之相适应。(5)

18、 应对被测介质的密度、压力、温度变化进行补偿。(6) 流量测量孔板、喷嘴和测点位置的安装应根据其所在管路的规范要求确定。(7) 烟气流量测量采用插入式反吹扫进口产品, 最终所选用产品由业主方书面确认。(8) 各种流量计应有就地指示。 ABB Group December 14, 2021 | Slide 28流量测量仪表规范-续差压式流量计应用研究在SCR工艺中，为了计算喷入的NH2量，必须实时检测烟气流量。由于锅炉烟风道截面积很大，风量难以直接测量，通常做法是测量烟道内的烟气流速，用烟气流速乘以烟道面积，求得烟气量适用于测量大截面气体流速的差压式流量计一般有由取压部件（传感器）、导压部件和压

19、力测量部件（如差压变送器等）构成虑到SCR区域烟气的高温、高尘、大截面及振动等特点，普通皮托管型流量计不适合选用；选用均速管流量计时应要求传感部件具有防磨、防腐、耐高温等特性，传感部件应防堵在SCR区域内，流速测量点应选择在喷氨格栅至SCR反应器入口或SCR反应器内。如果喷氨格栅至SCR反应器入口流场均匀，应优先选择该段；如果工艺布置原因或流场原因不能把流量测点布置在该段，也可以选择布置在反应器内的第一层或第二层催化剂入口上方，但应注意吹灰系统及支撑梁的影响 ABB Group December 14, 2021 | Slide 29压力测量仪表规范烟道和氨系统压力测量需要选传的信号采用压力变

20、送，氨区采用氨压力表。(1)系统监视与控制用回路的输入压力和差压，应采用压力/差压变送器测量。压力/差压测点位置应根据相应管路或容器的规范要求确定。并安装一次隔离阀、二次隔离阀、排污阀及管接头。(3) 所有压力/差压测量应根据被测介质的参数提供以下部件：一次隔离门，二次门与平衡阀。用于清洁压力管道的排污阀。(4) 阀门应为焊接式或外螺纹连接, 阀体采用不锈钢。一次门，排污门阀门应选用进口阀门。(5) 所有变送器应就近集中安装在测点附近的仪表保护箱内。当仪表置于保温柜或保护箱中，应设计排污门及排污总管路。(6) 所有压力/差压变送器的管接头应采用英制螺纹（1/2NPT或1/4NPT）转为公制螺纹

21、(M201.5)，以便于维护与检修。(7) 应为所有烟气压力、流量变送器和压力计提供干燥、纯净的吹扫空气。并提供反吹扫防堵风压取样装置。(8) 如果仪表取样管路中是液体，压力变送器应考虑静压头对测量值的影响。(9)变送器应是二线制的, 输出420mA信号。(10) 所有变送器能对应零到满量程的测量范围，并有过流保护措施。变送器在满量程时误差0.1%，线性误差0.1%，所有就地安装的变送器(压力、液位或类似的)应有就地液晶指示(0-100%)。(11) 变送器防护等级不低于IP65(12) 差压型变送器应能过压保护来防止一侧的压力故障对其产生的损害 ABB Group December 14,

22、2021 | Slide 30温度测量仪表规范温度测量:承包方提供的热电偶均采用K分度号的热电偶，热电阻采用Pt100双支铂热电阻并采用三线制。就地温度计要求采用万向型抽芯式双金属温度计，不得采用水银温度计。凡承包方配套的远传仪表、变送器（二线制）应采用420mA DC标准信号，精度值应不低于0.2%。热电偶应选用不锈钢保护套管，采用双支热电偶。对于烟气测量，测温元件应为防磨型。热电阻可用于电动机线圈，冷却水等测点。应采用双支铂热电阻(分度号Pt100)及不锈钢保护套管。对于轴承等振动部件进行温度测量时应采用专用的耐振型热电阻。所有热电阻及热电偶其引出线应有防水式接线盒。所有热电偶和热电阻温度

23、计应根据管路来选择螺纹连接型或焊接型。测温元件安装的插入深度应符合相应的标准。试验测点应预留。测温装置的布置应尽可能开孔倾斜向下，暂未使用的测点也应安装插座并有保护盖。带刻度的双金属温度计只用于就地指示，精度不低于1.5%，表盘尺寸为150。必要时应为无振动安装，使显示仪表远离振动场所。 ABB Group December 14, 2021 | Slide 31液位测量产品规范液氨罐的就地液位采用磁翻板液位计（带开关量输出），远传采用超声波液位计。用于集中控制，监视用的水位、液位、料位信号，所采用的变送器应具有420mADC信号输出。料位测量取样位置和测量装置的安装位置应具有代表性，满足运行

24、监视和调节、保护的要求，并不受容器内液体波动、料仓内灰尘等的影响。液位指示计的指示范围为整个容器/水箱。箱体或筒仓内料液位测量：应采用合适的测量方式, 以保证其测量的可靠性与精确性。料位测量采用一体化超声波物位计（带就地指示）。就地液位指示计应采用磁翻板带远传液位计、液位计应加隔离阀装置，以便检修维护。 ABB Group December 14, 2021 | Slide 32执行机构产品规范A.全开全关电动头要求选用全智能一体化增强型、防电磁干扰、防震、380VAC供电电动头，能直接接受开、关无源接点控制指令。在管道震动强烈处或环境温度高处，应采用一体化的分体电动头，随电动头配供分体接插件

25、及预制电缆（长度待定）。每个电动头至少应分别配供两对独立的DPDT型开限位开关、两对独立的DPDT型关限位开关、一对独立的“在就地控制方式”开关、一对独立的“电源故障和过力矩故障”开关。开关接点容量应大于220VAC，3A，或110VDC 3A。有自保持投入/解除功能，且能接受控制指令信号：开电动门、关电动门、停电动门。B.调节型电动执行机构的动作次数为：1200次/每小时；每个调节型电动执行机构应配供一个内供电的位置发送器，输出420mA信号，并能接受来自DCS的420mA控制信号，每个调节型电动执行机构应为带伺服放大器一体化结构，并有防震、断电、断信号保护功能，对于特殊的电动执行机构还应有

26、发生故障时快速关闭或快速打开功能。每个电动头要求380VAC供电；电动执行机构的全行程开或关时间应在20秒到50秒之间可调C.气动执行机构控制的阀门至少应分别提供一对开限位开关和一对关限位开关，所有气动调节阀均具有断信号、断电源、断气源保护功能，并具有智能阀门定位器功能，能够接受420mADC控制信号，气动调节阀能提供420mADC阀位反馈。 ABB Group December 14, 2021 | Slide 33目录目录市场机遇脱硝工艺介绍脱硝的主要工程公司脱硫仪表测点ABB测量产品在脱硝中的应用 ABB Automation Products GmbH December 14, 202

27、1 | Frank Frenzel | Slide 35ME2质量流量计质量流量计S-shape double tube designDN 15 DN 801/2 3“0.1 % / 0.15 % / 0.25 % / 0.4 % o.r.Up to 1 g/lEHEDG certifiedTmedium -50 200 C (-58 356 F)Polished tubes and fittingsMC2HygienicS-shape double tube designDN 15 DN 1501/2 6“0.1 % / 0.15 % / 0.25 % / 0.4 % o.r.Up to 1

28、 g/lTmedium -50 200 C (-58 356 F)Standard pressure rating up to PN100 / ASME CI 600Higher pressure ratings on requestMC2Single bent tubeDN 1.5 / 3 / 6 / 10 / 151/16“ / 1/8“ / 1/4“ / 1/2“0.15 % / 0.25 % / 0.4 % o.r.10 g/lTmedium -50 180 C (-58 356 F)Standard pressure rating up to PN100 / ASME CI 600H

29、igher pressure ratings on requestMS2l三个三个PT100温度传感器提供精确的温度补偿温度传感器提供精确的温度补偿l长达数小时的连续标定长达数小时的连续标定l可选标准和扩展的密度精度可选标准和扩展的密度精度优异的密度测量性能标准标准: : 0.005 kg/dm 5g/l or 0.5%扩展扩展: : 0.001 kg/dm 1g/l or 0.1%重复性重复性: : 0.0001 kg/dm 0.1g/l or 0.01% 热式质量FMT500-IGl一体型或分体型，分体型电缆长度可达一体型或分体型，分体型电缆长度可达 50 米米l可实现多种安装方式可实现多

30、种安装方式l量程比量程比 1:150l最大工作压力最大工作压力: 40 bar l工作温度：工作温度： -25 +150 / 300ClATEX 0区区 认证认证l转换器可磁棒操作转换器可磁棒操作l最多可储存最多可储存4组特征曲线组特征曲线l标定装置获得标定装置获得DKD认可认可l全球独一的可实现过程气体标定全球独一的可实现过程气体标定均速管流量计均速管流量计Torbarl 独特的剖面形状有效取得稳定的差压信号独特的剖面形状有效取得稳定的差压信号l 独特的复合内腔结构，提高测量精度独特的复合内腔结构，提高测量精度l 整体式外管提供最佳强度整体式外管提供最佳强度l 测量口径管径：测量口径管径：1

31、3mm至至5000mm（特殊结构可以到（特殊结构可以到8m）l 适合方形或矩形截面管道适合方形或矩形截面管道l 可在线插拔可在线插拔l 采用采用ABB差压或多参数变送器，出厂前整体校验差压或多参数变送器，出厂前整体校验l 永久压力损失小，意味着能耗更低，显著降低成本永久压力损失小，意味着能耗更低，显著降低成本仪表口径仪表口径: :DN32000 1/10“80“最小电导率最小电导率: : 5 S/cm过程连接过程连接: :法兰型法兰型DIN, ASME, JIS,AS内衬材料内衬材料: :Hard/Soft RubberPTFE, PFA, ETFE电极材质电极材质: :1.4571316Ti

32、, Hast. B,Hast. C, Titanium, Tantalum, Platinum-Iridium过程温度过程温度: :180 C防护等级防护等级: :IP 67, IP 68安装尺寸安装尺寸: :ISO 13359供电电源供电电源: : 85 - 253 V AC16.8 31.2 V DC ProcessMasterIn preparationIn preparationStandard精度及压力比精度及压力比 accuracy/turn-down Accuracy 0.075% Rangeability of upto 100多种通讯协议多种通讯协议 protocol 多种应

33、用多种应用 application 多参数多参数 Multi-Variable 安全型安全型 TUV SIL2/SIL3 certified transmitters工具软件工具软件 software Smart VisionOff line configuration tool产品介绍-2600T - A Complete Family卓越性能卓越性能 满足您的需要满足您的需要MODBUS差压变送器差压变送器 Differential Pressure高静压高静压差压变送器：用于电站，油气输送管线 High static (, 41Mpa, 410 bar 6000 psi) working pressure option for power plants, pipeline or oil and gas production.高真空高真空差压变送器：用于真空蒸馏塔和蒸发器 High vacuum (down to 0.067 kPa abs 0.01 psia) for vacuum distil