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脱硝工程施工与验收主编：孟祥泽副主编：孟令晋周少坤李玉亭参加编写人员：郭瓒、叶志涛、郝子龙、黄山、倪达明、孙其胜、张升坤李笑飞、李运明。中国电力出版社内容提要《脱硝工程施工与验收》是为了适应我国脱硝工程快速发展的新形势，提高脱硝工程施工与验收的技术和管理水平精心编写而成的。全书共分10章，介绍了脱硝工程和脱硝工程的基本结构、特点，并重点介绍了脱硝工程施工管理、技术管理、脱硝工程吊装、各项建构筑场、电气与热控施工、质量管理、工程质量验收、工程监理及施工技术档案编制等全部施工内容和管理环节，体现了脱硝工程施工的全过程，并将常用的施工质量验收记录表格作为附录。前言随着我国经济的发展，在能源消费中带来的环境污染也越来越严重。其中，大气烟尘、酸雨、温室效应和臭氧层的破坏已成为危害人民生存的四大杀手。火电厂发电使燃烧的煤中会产生大量含有硝废气，这些废气排入大气会产生污染形成酸雨。随着我国经济实力的增强，耗电量也将逐步加大。目前，我国已经开展了大规模的烟气脱硝项目，火电厂的脱硝设备则是用来处理这些含有大量硝废气的装置。对煤进行脱硝处理，分为燃烧前脱硝、燃烧中脱硝、燃烧后脱硝。燃烧前脱硝主要是加氢脱硝、洗选；燃烧过程中脱硝，主要采用低氮燃烧器等控制氮氧化物的生成；燃烧后脱硝即烟气脱硝技术，是将生成后的氮氧化物从烟气中脱除。烟气脱硝也是目前发达国家普遍采用的减少氮氧化物排放的方法，能达到较高的氮氧化物脱效率，主要包括干法烟气脱硝技术和湿法烟气脱硝技术。其中，干法脱硝技术主要有：选择性催化还原技术（SCR）、选择性非催化还原技术（SNCR），以及SCNR/SCR混合法、电子束照射法等。湿法脱硝技术主要有：利用火电厂锅炉已安装的烟气脱硫装置，进行适当调整来实现脱硝；另一种是将一氧化氮氧化为二氧化氮，再用液体进行吸收。后者脱硝效率高，但用水量大，存在水污染，很少使用。采取何种技术，需要根据国家和地方排放标准、政策及中长期的发展趋势、区域环境保护的重要性、政府补贴等情况而定。目前，国内外烟气脱硝大部分采用SCR法。为促进火电厂的减排工作，保证脱硝设备的运行可靠，培养施工队伍，提高脱硝设备的安装质量，规范施工工艺，我们根据国内有关火电厂脱硝工程的施工经验，有关设备资料，并参考已经出版的有关文献，编写了此书。本书由山东电力建设第一工程公司孟祥泽主编、华电莱州发电有限公司孟令晋、山东信义集团周少坤、山东电力建设第一工程公司李玉亭副主编，参加编写的还有：山东电力建设第一工程公司郭瓒、叶志涛，国网山东省电力公司滨州供电公司郝子龙和山东电力建设第一工程公司黄山、倪达明、孙其胜、张升坤李笑飞、李运明。由于编者能力和水平有限，书中难免存在缺点和错误，望广大同行批评指正。编者2016年1月目录前言第一章脱硝原理与工艺简介第一节脱硝工程主要原理简介第二节脱硝工程工艺系统简介第二章脱硝工程的工程施工管理第一节施工准备工作第二节施工组织机构设置和人力资源计划第三节施工计划管理及进度计划编制第四节施工总平面布置与施工力能供应第五节现场文明施工管理第六节工程材料设备与施工机械的管理第三章脱硝工程的施工技术管理第一节脱硝工程施工技术管理的基本内容第二节施工组织设计的编制第三节作业指导书或施工方案的编制第四节图纸会检技术交底和设计变更管理第五节编写工程技术总结第四章脱硝工程施工质量管理第一节质量管理体系第二节压力容器压力管道的安装管理第三节施工质量管理第五章脱硝土建工程施工第一节模板工程施工第二节混凝土工程施工第三节砌筑工程施工第四节屋面工程施工与内外墙装修施工第五节钢结构制作与安装第六章脱硝工程安装第一节施工准备第二节吊装工艺第三节冬季施工措施第七章脱硝电气与热控安装第一节电缆桥架的制作与安装第二节电缆管的加工与敷设第三节电缆敷设第四节电缆头制作第五节配电装置的安装第六节盘柜安装第七节电气调试第八节脱硝工程热控设备施工第八章脱硝工程建设监理第一节监理服务范围和内容第二节工程项目监理目标和措施第三节施工阶段的质量与进度及安全控制第九章脱硝项目建设工程验收第一节脱硝工程验收的目的与依据第二节脱硝工程验收第十章脱硝工程文件管理与竣工移交资料编制第一节脱硝工程文件资料管理第二节脱硝工程竣工移交资料的编制附录1脱硝工程土建专业常用表格附录2脱硝安装工程机务专业常用表格附录3脱硝安装工程电气专业常用表格附录4脱硝安装工程热控专业常用表格第一章脱硝原理与工艺简介第一节脱硝工程主要原理简介一、氮氧化物的性质氮氧化物包括多种化合物，包括一氧化二氮、一氧化氮、二氧化氮、三氧化二氮、四氧化二氮和五氧化二氮等。在氮的氧化物中，除二氧化氮外，其它氮氧化物性质不稳定。在光照、水或热环境中，变成二氧化氮那及一氧化氮，一氧化氮又变成二氧化氮。环境中接触到的氮氧化物，主要是一氧化氮和二氧化氮。造成环境污染的主要是一氧化氮和二氧化氮，当氮氧化物排入大气后，经过一系列的化学、物理作用，造成许多环境问题，如雾霾。一氧化氮为无色气体，相对分子质量为30.01，熔点为-163.6℃，沸点为-151.5℃，在蒸汽状态时，溶于乙醇、二硫化碳，微溶于水和硫酸。在20℃，水中的溶解度为4.7%，性质不稳定，在空气中时易被氧化成二氧化氮。二氧化氮在-11℃以下时为无色固体，在21.1℃以下是暗褐色液体，在21.1℃以上时，为红棕色气体，有刺鼻气味。蒸汽状态的二氧化氮溶于碱、二硫化碳和氯仿，微溶于水，性质稳定。二、氮氧化物污染物的来源大气中的氮氧化物主要来自自然和人为排放。自然生成的氮氧化物主要来源于微生物的活动、生物体的分解、火山喷发、雷电、平流层光化学过程等。人为排放的氮氧化物主要由人类的生活和生产活动产生并排放进入大气。主要的排放源为：（1）化石燃料的燃烧产生的氮氧化物，如燃煤电厂、交通车船和飞机燃料燃烧等。（2）生产过程中产生的氮氧化物，如硝酸生产、冶炼等（3）处理废弃物过程产生的氮氧化物，如垃圾和污泥的焚烧等。人为排放的氮氧化物主要来源于化石燃料的燃烧过程，随着中国经济的发展，氮氧化物的排放呈现增长趋势。三、氮氧化物生成机理在实际的处理过程中，一般讲氮氧化物分为热力型NOx和燃料型NOx，和快速型NOx。1.热力型NOx的生成机理热力型NOx是指空气中的N2在高温下与O2反应生成氮氧化物。由于氮气分子分解所需要的活化能比较大，所以该反应需要在高温下才能进行。当温度低于1350℃时，几乎不生成热力型NOx，当反应温度升高，温度小于1500℃时，NO生成量很少，当温度大于1500摄氏度时，温度每增加100摄氏度，反应速率增大6-7倍。热力型NOx的生成是一种缓慢的反应过程，温度是影响NOx生成量的最重要因素，其作用大于O2浓度和反应时间。随着温度的升高，NOx的生成速速率达到峰值，温度更高时，哟与发生高温分解反应而有所降低。在高温下，热力型NOx生成反应为：N2+O2→2NO2NO+O2→2NO22.燃料型NOx的生成机理燃料型NOx是燃料中的氮化合物在燃烧的过程中氧化分解生成。燃料型氮氧化物生成温度低。在初始阶段，生成速率受温度影响巨大。燃料型氮氧化物的生成量受锅炉运行状况影响，燃料型NOx生成量占锅炉排放总量的60%~80%。3.快速型氮氧化物快速性氮氧化物的生成，是1971年Fenimore通过实验发现的，碳氢化合物燃料在燃烧浓度过高时，在燃烧区附近会快速生成NOx。其生成速率取决于反应过程中空气的过剩条件和温度。对于大型燃煤电站锅炉，以上三种类型的氮氧化物中，燃料型氮氧化物占主要。在温度足够高时，热力型氮氧化物生成量占20%，快速型氮氧化物在燃烧过程中的生成量很少。四、影响燃煤电站氮氧化物生成的主要因素燃煤电站排放的烟气中，氮氧化物主要来自于燃料的燃烧。实际工况条件中，有很多因素影响烟气中的氮氧化物，有燃料种类的影响，有运行条件的影响，也有锅炉负荷的影响。1.燃料特性影响煤炭挥发分中的各种元素比例会影响氮氧化物的生成量，煤炭中氧/氮比值越大，氮氧化物生成量越大；在同样氧/氮比值下，氮氧化物生成量还与过量空气系数有关，过量空气系数大，转化率高，使氮氧化物生成量增加。此外，煤炭中硫/氮比值也会影响到二氧化硫和氮氧化物的排放量，S和N氧化时会相互竞争，因此在锅炉烟气中随二氧化硫排放量的增加，氮氧化物排放量降低。2.锅炉过剩空气系数影响当空气不分级时，降低过剩空气系数，会起到降低反应区内氧浓度的目的，因而对热力型氮氧化物和燃料型氮氧化物的生成有明显的控制作用。采用这种方法可以降低15%左右的氮氧化物，但是燃烧效率会下降。3.锅炉燃烧温度的影响锅炉燃烧温度会影响氮氧化物的生成量，较低的温度能有效减少热力型氮氧化物生成量。在950℃内，热力型氮氧化物生成量可以忽略不计。同时，燃料型氮氧化物生成量也会随温度的降低而减少，当炉内温度升高是，氮氧化物的生成量增加。4.锅炉负荷的影响增加负荷，增加给煤量，燃烧室以及尾部受热面处的烟气温度随之增加，燃料型氮氧化物生成量随之增加。5.炉型的影响燃煤电厂一般采用煤粉锅炉及循环流化床锅炉。采用的燃烧器类型一般包括直流燃烧器和旋流燃烧器。炉型的影响实际上是炉膛温度和温度分布方式的影响。所有试验和测量数据表明，氮氧化物排放浓度随炉膛温度升高而增加。6.停留时间影响燃烧区内，若氧气充足。释放出的氮停留时间越长，则生成的氮氧化物越多。反之，若氧气缺乏，延长燃烧区中的停留时间，使氮氧化物与中间产物反应充分，因而使氮氧化物生成量减少。五、NOx控制技术1.NOx控制技术分类燃烧前NOx控制技术，燃烧前控制NOx的技术就是处理燃料，降低煤中含氮量，煤中的氮多以有机物形式存在，通常含量在0.5%-2.5%，降级煤炭中含氮量，控制NOx的产生。燃烧中NOx控制技术，即低氮燃烧技术，通过改进燃烧方式和生产工艺，如采用空气分级燃烧、低氮燃烧器、燃料分级燃烧、烟气循环等技术。燃烧后NOx控制技术，即烟气脱硝技术，把已生成的NOx还原为N2，从而脱除烟气中的NOx。2.燃烧中NOx控制技术为了控制燃烧中NOx的生成量，可以通过选择煤种，选用低含氮量的煤种，控制NOx生成。选择炉型，采用IGCC也可以降低NOx生成量。（1)低氧燃烧。低氧燃烧是使燃烧过程尽量在接近理论空气系数(α=1)的条件下进行，使空气中的过量氧含量尽量降低，降低燃烧过程中NOx生成量。低氧燃烧技术在实际应用时，不仅可以降低NOx的排放量，而且锅炉排烟热损失减少，提高锅炉热效率。但是炉内氧的浓度降低到3%以下时，会造成CO浓度的急剧增加，造成燃料未完全燃烧热损失，同时飞灰也会引起飞灰含碳量的增加，导致燃烧效率降低，使锅炉的燃烧经济性降低。另外，还可能造成炉壁结渣和腐蚀。因此，在使用低氧燃烧技术时，要兼顾燃烧效率、锅炉效率和降低NOx等要求。通常情况下，该技术可以使NOx排放量降低15%~20%。（2)燃料分级燃烧。燃料分级燃烧，又称为燃料再燃技术，是指在燃烧室内，设置一次燃料欠氧燃烧的NOx还原区段以控制NOx最终生成量的一种技术。NOx在遇到烃根CHi和未完全燃烧产物CO、H2、C和CnHm时发生NOx的还原反应。利用这一原理，把炉膛高度自下而上依次分为主燃区，再燃区和燃尽区。燃料分级燃烧是将80~85%的燃料送入主燃区，在空气过剩系数α＞1的条件下燃烧。其余15-20%燃料则在主燃区上部合适位置喷入形成再燃区。再燃区内，空气过剩系数α＜1，再燃区使形成的NOx还原，同时抑制NOx的生成量。再燃区上方布置燃尽区，时未完全燃烧的产物燃烧完全。见图1-1。采用燃料分级燃烧技术可以达到30%以上的脱除NOx效果。图1-1燃料分级燃烧示意图（3)空气分级燃烧。空气分级燃烧技术是目前应用广泛的低NOx燃烧技术，主要原理是将燃料用风分为一、二次风，减少煤粉燃烧区的空气量，提高煤粉浓度，推迟一、二次风混合时间。这样，在炉膛内形成一个空气过剩系数为0.8左右的富燃料区，降低NOx的生成。燃烧不完全的烟气，与二次风混合，使燃料完全燃烧，最终空气分级燃烧可以使NOx生成量降低30~40%。见图1-2。图1-2空气分级燃烧示意图（4)烟气再循环。烟气再循环技术也