火力发电厂脱硝系统设计技术导则

中国电力工程顾问集团公司企业标准StandardofChinaPowerEngineeringConsultingGroupCorporationQ/DG1-J004-2010火力发电厂脱硝系统设计技术导则DesignTechnologyGuideforDenitrationSystemofFossilFuelPowerPlant2010-03-29发布2010-04-30实施中国电力工程顾问集团公司发布火力发电厂脱硝系统设计技术导则Q/DG1-J004-2010中国电力工程顾问集团公司企业标准本文件的知识产权为中国电力工程顾问集团公司所有，任何单位或个人未经许可不得复制和使用，违者将被追究法律责任！I目次前言...............................................................................II1范围.............................................................................12规范性引用文件...................................................................13术语和定义.......................................................................24总则.............................................................................55SCR烟气反应系统..................................................................66SNCR烟气反应系统及SNCR/SCR混合烟气反应系统.....................................187还原剂储存及制备系统............................................................278控制系统........................................................................539设计计算........................................................................59附录A（资料性附录）催化剂..........................................................69附录B（资料性附录）还原剂的物理及化学参数..........................................75火力发电厂脱硝系统设计技术导则Q/DG1-J004-2010中国电力工程顾问集团公司企业标准本文件的知识产权为中国电力工程顾问集团公司所有，任何单位或个人未经许可不得复制和使用，违者将被追究法律责任！II前言本导则是根据中国电力工程顾问集团公司“关于下达2006年度中国电力工程顾问集团公司新开科技项目计划的通知”（电顾科技[2006]51号）的安排编制的。烟气脱硝是控制锅炉氮氧化物排放的一种污染防治工艺。在对国内外火力发电厂烟气脱硝系统设计和运行调研的基础上编制完成本导则。本导则的附录A和附录B为资料性附录。本导则由中国电力工程顾问集团公司标准化工作技术标准委员会提出并归口。本导则由中国电力工程顾问集团华东电力设计院起草并负责解释。本导则参加单位：中国电力工程顾问集团西南电力设计院。本导则主要起草人：袁果、马爱萍、叶勇健、蔡冠萍、吴东梅、马杰、张睿、缪震昆、潘炎根、郑培钢、施建昌、黄平。火力发电厂脱硝系统设计技术导则Q/DG1-J004-2010中国电力工程顾问集团公司企业标准本文件的知识产权为中国电力工程顾问集团公司所有，任何单位或个人未经许可不得复制和使用，违者将被追究法律责任！1火力发电厂脱硝系统设计技术导则1范围本导则规定了火力发电厂烟气脱硝系统设计原则和要求。本导则适用于选择性催化还原法（SCR）、选择性非催化还原法（SNCR）及SNCR/SCR混合脱硝技术烟气脱硝系统的设计。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本导则的引用而成为本导则的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准。然而，鼓励根据本导则达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注明日期的引用文件，其最新版本适用于本导则。GB150钢制压力容器GB536液体无水氨GB2440尿素GB16591输送无水氨用橡胶软管和软管组合件规范GB50016建筑设计防火规范GB50028城镇燃气设计规范GB50057建筑物防雷设计规范（2000年版）GB50058爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB50160石油化工企业设计防火规范GB50219水喷雾灭火系统设计规范GB50229火力发电厂和变电站设计防火规范GB/T8163流体输送用无缝钢管GBZ2工作场所有害因素职业接触限值DL5000火力发电厂设计技术规程DL/T620交流电气装置的过电压保护和绝缘配合DL/T621交流电气装置的接地DL/T960燃煤电厂烟气排放连续监测系统订货技术条件DL/T5121火力发电厂烟风煤粉管道设计技术规程火力发电厂脱硝系统设计技术导则Q/DG1-J004-2010中国电力工程顾问集团公司企业标准本文件的知识产权为中国电力工程顾问集团公司所有，任何单位或个人未经许可不得复制和使用，违者将被追究法律责任！2DL/T5390火力发电厂和变电站照明设计技术规定HG20581钢制化工容器材料选用规定HG20585钢制低温压力容器技术规定HG/T20570.2安全阀的设置和选用HG/T20570.6管径选择HG/T20570.14人身防护应急系统的设置SH3007石油化工储运系统罐区设计规范SH3063石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范国家质量技术监督局质技监局锅发[1999]154号《压力容器安全技术监察规程》Q/DG1-Q001火力发电厂初步设计劳动安全专篇编制导则Q/DG1-Q002火力发电厂初步设计职业卫生专篇编制导则3术语和定义3.1选择性催化还原法（SCR）selectivecatalyticreduction利用还原剂在催化剂作用下有选择性地与烟气中的氮氧化物（主要是一氧化氮和二氧化氮）发生化学反应，生成氮气和水，从而减少烟气中氮氧化物排放的一种脱硝工艺。3.2选择性非催化还原法（SNCR）selectivenon-catalyticreduction在没有催化剂的条件下，利用还原剂有选择性地与烟气中的氮氧化物（主要是一氧化氮和二氧化氮）发生化学反应，生成氮气和水，从而减少烟气中氮氧化物排放的一种脱硝工艺。3.3SNCR/SCR混合法hybridSNCR/SCR是选择性非催化还原法与选择性催化还原法的组合。先将还原剂喷入温度为850℃-1250℃的烟气内进行脱硝，再让烟气通过布置在温度为300℃-420℃的烟道内的催化剂层进一步脱硝的方法。3.4催化剂catalyst促使还原剂选择性地与烟气中的氮氧化物在一定温度下发生化学反应的物质。3.5还原剂reductant使烟气中氮氧化物还原的物质。3.6SCR反应器SCRreactor火力发电厂脱硝系统设计技术导则Q/DG1-J004-2010中国电力工程顾问集团公司企业标准本文件的知识产权为中国电力工程顾问集团公司所有，任何单位或个人未经许可不得复制和使用，违者将被追究法律责任！3烟气脱硝系统中选择性还原脱除氮氧化物的反应装置。3.7氨氮摩尔比NH3/NOxmolarratio喷入氨的摩尔数量与SCR反应器入口氮氧化物的摩尔数量之比。3.8喷氨混合系统ammoniainjectionandmixingsystem在SCR反应器进口烟道内将经空气稀释后的氨气喷入及与烟气均匀混合的系统，一般有喷氨格栅（ammoniainjectiongrid）、烟气混合器（fluegasmixer）等技术。3.9氨逃逸ammoniaslipSCR反应器出口烟气中氨的浓度，以ml/m3表示。3.10SO2/SO3转化率SO2/SO3conversionrate烟气中的二氧化硫（SO2）在SCR反应器中被氧化成三氧化硫（SO3）的百分比。按公式（3.10）计算：1002333S2iioSSSSMMX（3.10）式中：X－SO2/SO3转化率，%；Ms2－SO2的摩尔质量，单位为克每摩尔（g/mol）；Ms3―SO3的摩尔质量，单位为克每摩尔（g/mol）；SO3O一SCR反应器出口的SO3浓度（标准状态，干基，过剩空气系数1.4），单位为毫克每立方米（mg/m3）；SO3i－SCR反应器入口的SO3浓度（标准状态，干基，过剩空气系数1.4），单位为毫克每立方米（mg/m3）；SO2i—SCR反应器入口的SO2浓度（标准状态，于基，过剩空气系数1.4），单位为毫克每立方米（mg/m3）。3.11脱硝效率denitrationefficiency脱硝装备脱除的NOx量与未经脱硝前烟气中所含NOx量的百分比，按公式（3.11）计算：100)1(12CC（3.11）式中：η一脱硝效率，%；火力发电厂脱硝系统设计技术导则Q/DG1-J004-2010中国电力工程顾问集团公司企业标准本文件的知识产权为中国电力工程顾问集团公司所有，任何单位或个人未经许可不得复制和使用，违者将被追究法律责任！4C2―SCR反应器出口烟气中NOx的浓度（标准状态，干基，过剩空气系数1.4），单位为毫克每立方米（mg/m3）；C1一SCR反应器入口烟气中NOx的浓度（标准状态，干基，过剩空气系数1.4），单位为毫克每立方米（mg/m3）。3.12催化剂活性catalystactivity催化剂促使还原剂与氮氧化物发生化学反应的能力。按公式（3.12）计算：1001lncfSVk（3.12）式中：k一催化剂活性（标准状态，湿基），单位为米每小时（m/h）；Vf―实验室测试通过催化剂的烟气流量（标准状态，湿基），单位为立方米每小时（m3/h）；Sc―催化剂单元（与工程上安装的单元尺寸相同）的表面积，单位为平方米（m2）；η―氨氮摩尔比等于1条件下的脱硝效率，％。3.13装备压力降differentialpressureofequipment脱硝装备进口和出口烟气平均全压之差，单位为帕［斯卡］（Pa）。3.14高含尘布置highdustarrangementschemeSCR装置布置在锅炉省煤器和空气预热器之间的方式。3.15低含尘布置lowdustarrangementschemeSCR装置布置在烟气除尘器或脱硫装置之后的方式。3.16催化剂初装层数initialinstalledcatalystlayers初始安装的催化剂层数。3.17比表面积catalystgeometryspecificsurfacearea单位体积催化剂的几何表面积，单位为平方米每立方米（m2/m3）。3.18催化剂模块catalystmodel催化剂模块是将催化剂单元组装在一个框架之内，以便装卸及在SCR反应器中的安装。3.19催化剂节距catalystpitch火力发电厂脱硝系统设计技术导则Q/DG1-J004-2010中国电力工程顾问集团公司企业标准本文件的知识产权为中国电力工程顾问集团公司所有，任何单位或个人未经许可不得复制和使用，违者将被追究法律责任！5催化剂节距（pitch）是用于蜂窝式、板式催化剂的几何参数。如图所示，节距p是催化剂孔的宽度加上催化剂孔壁壁厚a。3.20催化剂失活catalystdeactivation即为催化剂失去催化性能。通常分为两类，化学失活和物理失活。化学失活被称