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1（供参考）火电机组烟气净化脱硝装置通用安装说明书上海电气电站环保工程有限公司2015年1月2目录一.前言·······················································3二.烟气脱硝装置介绍···········································3三.安装内容···················································9四.安装前的准备工作··········································10五.安装的总体要求············································12六.氨区的安装要点············································20七.钢支架安装要点············································23八.反应器及烟道安装··········································24九.反应器及烟道保温层的安装··································33十.气、液、电、仪四通········································36十一.附图·················································37-393一.前言本安装说明书系供本项目安装单位设备安装及施工时使用，其中对安装质量的要求是必须执行的；对本说明书提出的安装方案则仅供参考。安装单位可根据自己的条件和经验自行编制更好的安装指导文件。本说明书为通用说明书，内容包括火电机组配一台、或二台脱硝反应器脱硝反应器，施工时根据总图及供货范围，选择有关条款。烟气脱硝装置是电厂四大环保设备之一（四大环保设备一般指为烟气除尘、烟气脱硫、烟气脱硝、水处理）。由于电厂排出的烟气量很大，所以除尘、脱硫、脱硝均为大型设备。要使设备能发挥应有的除尘、脱硫、脱硝功能，除了精心设计，认真制造外，细致的安装工作是必不可少的。大型设备安装工作量大，安装环节多，安装要求高,这是必然的，安装脱硝装置也不例外。但只要思想重视，在施工组织上能周密安排，事先作出各项计划，是可以做到按时高质量完成安装任务的。本电厂的（SCR）烟气脱硝装置项目的安装有以下特点：1.是国内自行设计制造的大型烟气脱硝设备，能否按计划按时投运，并达到预期效果，是对我们包括安装工作在内的各项工作的考验。2.根据系统设计安排，烟气脱硝装置是直接联接在锅炉出口烟道上的，这就是说，必须在锅炉点火之前完成所有安装工作，并进行了初步调试。锅炉点火后再进行最终调试，随即就要正式投运。因此，烟气脱硝装置的安装和锅炉的安装是完全同步的。和除尘、脱硫一样，不完成装置的全部安装工作，锅炉便无法点火。3.有可能和锅炉主体部分同时安装，必然造成在场地、吊装工具的使用和劳力的安排上出现矛盾，需要现场指挥部门有高度的协调能力，才能保证安装工作有条不紊地进行。二.烟气脱硝装置介绍（选择性催化还原，SelectiveCatalyticReduction,简称SCR）概述：●NOx的危害电厂排出的废气中含有许多以气体、固体形式存在的有害物质，氮氧化合物也是其中的一种。氮氧化合物是氮气和氧气相化合而生成的气态化合物的总称（简称NOx）,它包括NO、NO2、N2O等5种气体，但一般电厂所排出的烟气中NOx的成份主要是NO，要4占NOx量的90%以上。我国目前NOx年排放量约为1200万吨，其中电厂排放约占1/3，其余为汽车及其他排放。按照某电厂资料，电厂烟气中NOx平均浓度为350mg/Nm3(最大600mg/Nm3)，因而一台1000MW发电机组每小时排放NOx量为：2.8728×106×（1-0.091）×350×10-6=2.8728×106×0.909×350×10-6=914kg注：2.8728×106为湿烟气量，应减去9.1%的水蒸汽量。每天排放NOx量为：24×914=21936kg=21.936吨每年按300天计算为：300×21.936=6580.8吨电厂共2台机组（即2×1000MW）全年可排放NOx：2×6580.8=13161.6吨≈1.3万吨当NOx排放达最大值时（600mg/Nm3时）全年排放NOx总量可达600/350×1.3=2.23万吨由此可知排放量是很大的。NOx的危害主要有五个方面，一是对人体的直接伤害。对人来说，NOx是有毒气体，当空气中NOx含量超过限制值时，即开始对人体造成伤害，这一点和SOx相仿。二是NOx在空中扩散或溶入地表面、水中，最终形成酸雨，将对大面积树木和农作物造成重大伤害，甚至大片森林枯死，农作物严重减产等。三是NOx比重和大气相近，在一定条件下会升入大气层顶部，能破坏臭氧层。四是NOx中的N2O能产生温室效应，其严重性在于N2O形成温室效应的能力是CO2的200～300倍。五是NOx具有丰富营养作用，能对水域造成危害。这就是为什么世界上许多国家都十分重视烟气脱硝的原因。●方法和原理5对烟气脱硝的研究开始于上个世纪八十年代初，主角是美国、德国和日本的一些企业和研究机构。烟气脱硝技术成熟于上个世纪八十年代后期到九十年代初，以后即形成商品，走向市场。以日本为例，到1993年，日本已安装了715套烟气脱硝装置，仅电厂就安装了153套，而电厂的烟气处理量却占715套烟气总处理量的80.4%,这表明电厂使用的脱硝装置，其烟气处理总能力要比其他行业大得多。除电厂外，其他如石油、化工、冶金、造纸、垃圾焚烧等行业应用也很普遍。对烟气进行脱硝处理的方法很多，一般可分干法脱硝和湿法脱硝两大类，而以干法更为普遍。主要原因是干法脱硝的工艺流程简单、脱硝效率高（可达92%以上），无需供水和进行废水处理。就干法脱硝而言，方法也很多，已有实际应用的就有十余种，其中应用最广的脱硝方法首推选择催化还原法。据目前一些统计资料显示，在用的脱硝装置中，干法脱硝装置总台数占全体脱硝装置总台数的76.2%,而烟气处理量则占97.8%,也就是说大烟气量的脱硝处理大都采用干法，而在干法脱硝中采用选择性催化还原法的在台数上占73.8%,在烟气量上占94.7%，也就是说绝大多数大烟气量的脱硝处理都采用干法中的选择性催化还原法工艺，即SCR工艺，本电厂也采用了这一工艺。SCR工艺本质上就是在一定温度条件下（280～400℃），借助于催化剂的帮助，用氨（NH3）来还原NOx的过程，主要反应式为：4NH3+4NO+O24N2+6H2O及4NH3+2NO2+O23N2+6H2O上述第一个反应式是主要的，因为电厂烟气中的NOx中NO占95%左右，NO2只占很少一部分。上述反应只有在催化剂的帮助下才能发生。催化剂主要由金属氧化物构成基体，如V2O5、TiO2等。早期曾用Pt、Pd等贵金属作为催化剂成份，但因其选择性低及能促使烟气中的SO2转变成SO3，带来很大的副作用，从而被淘汰。TiO2等原料经过一系列加工最后挤压成蜂窝状方形柱体，其高度为1m左右。方形柱体截面上开出许多小方孔，小方孔尺寸有4×4、5×5、6×6、7×7等几种，方孔壁厚约1mm。把许多蜂窝状柱体并行排列起来，成为一个开满小方孔的完整截面。另一种催化剂制成平板，平板与平板有规则组合起来形成长方体截面，平板与平板之间有间隙。两种型式的催化剂各有优缺点。烟气垂直地通过这个截面，虽然经过时接触时间不到1秒钟，但已经完成了选择性的还原反应，NOx被还原成N2、H2O。6●SCR烟气脱硝装置的设备组成SCR烟气脱硝装置主要由氨存储和供应系统及脱硝反应器两大部分组成。氨存储和供应系统：SCR烟气脱硝所用原料为液氨（氨气经压缩后成为液体），由专业化工企业生产后供应市场，再用专用槽车装运，送往用户。电厂在配置SCR烟气脱硝装置时，作为液氨的用户，必须有一套完整的设备来接受，以便储存液氨、加工气化和正确安全地向反应器提供氨气。氨气的物理性能的一个特点是在空气中，若氨浓度接近15～28%范围时遇有火星即发生爆炸。因此液氨的存储和氨的供应将把安全因素放在首位。氨的存放将按危险品存放来考虑，并严格遵守国家颁布的有关法令。液氨容器则按压力容器有关标准进行设计和制造。通常氨系统设备会按防火要求被布置在厂内一个较偏僻的角落里，周围一定距离内无任何发生明火的可能性，并且设置了通畅的环形通道，以便一旦发生事故可以很方便地扑救处理。这个区域即所谓氨区。本装置氨区里的设备流程图见附图1。最左端为载重10t的液氨罐装槽车。槽车上有2组接口，上组为气态氨接口（淡灰色细线），下组为液氨接口（深灰色细线）。槽车来到现场时，2个鹤嘴枪分别与上下接口对准接牢后，即可操作相应的阀门接受槽车中的液氨。本氨系统设三座液氨储罐，相互并联。可通过操作阀门来决定先灌哪个储罐，灌多少；也可通过阀门操作决定先使用哪个储罐中的液氨。槽车中液氨的排出是通过向槽车上部空间输入高压氨气把液氨压出来的。高压氨气是通过连通液氨储罐上部饱和氨蒸汽获得的，通过氨气压缩机将氨气增压，可卸空槽车。另外槽车中余下的氨气，可通过氨压缩机反向旋转把氨气压回储罐。氨区一般设N台液氨储罐，每罐设计储存液氨Xt。N台储罐共储存液氨NXt,可共N台1000MW机组烟气脱硝装置2周之用，因本安装书为通用，不同的用户可能不同。液氨不能直接注入反应器，必须先进行气化使之成为氨气。气化过程通过气化器实现。气化器为一密闭容器，中部设有盘管，盘管外流动着约52℃的热水，盘管中则充满了液氨，在热的作用下，液氨被蒸发成氨气自动流入氨气罐存储，并准备进入反应器。52℃热水来自热水罐。热水罐中间液设有蒸汽喷管，内通低压蒸汽，用蒸汽加热水。用水的温度参数控制蒸汽流量。温水在液氨蒸发器和热水罐之间的回路中循环，使得液氨7的气化过程得以连续进行。为了收集液氨储槽处可能漏出（渗出）的少量液氨及冲洗水，设置了相应的地沟和废水罐，在罐边设置了水泵，以将废液随时泵出。另外，在各阀门的易泄漏处、安全阀的排放点，均有可能有液氨溢出，此时将通过管道汇集到稀释槽中进行稀释后，再泵至废水处理系统。为了在夏天降低氨罐周围环境温度，在液氨储罐上空，设置了水喷淋器，当环境温度达到一定值时，即自动喷出冷却水雾，以降低气温。另外还在氨区设置了洗眼器及氮气吹扫接口。整个氨区设备通过各种相应的检测仪表和自动化仪器、电器装置，实现了完全的自动化控制。系统能自动可靠地适时向反应器注入所需的氨气。为保证安全并及时发现氨泄漏，在氨区内4个点设置了氨检漏报警仪。脱硝反应器：脱硝反应器安置在锅炉后面的钢结构支架上。脱硝反应器是烟气脱硝装置的主体设备，含有NOx的烟气就是在反应器里完成还原反应的。脱硝反应器的一般布置见总图。反应器总体上类似一座矩形容器，内分三层，从上往下数分别为第一层、第二层和第三层。每层均由矩形网格式框架构成。框架上整齐地布满了N个放置催化剂的篮子，对1000MW机组，单台布置的反应器排列方式为横向8格，纵向27~28格，双台布置的反应器排列方式为横向6格，纵向18格，每格放置一个催化剂单元，最大一种共放置224个催化剂单元。催化剂为陶瓷状脆性材料，为减少相互间的冲击，在催化剂单元之间以及催化剂和篮子内壁之间放置了软性纤维填料。为防止催化剂单元上部因积灰而堵孔，在篮子上方设有金属网和尖角向上的压条。反应器在结构上设计成3层。由于暂时只要求脱硝效率为45%~60%，所以只在第一层和第二层上放置了催化剂，第三层暂时空着。今后环保要求提高时，将在第三层放置催化剂，此时脱硝的效率可达到90%以上。上述数据供参考，具体设计应根据烟气参数和技术协议规定。在网格式框架外部用δ=6的钢板封闭起来，形成封闭的烟气通道。在第一层框架上部设置了和网格式框架外形一致的支持梁，梁的两边各伸出受力牛腿。支持梁是反应器主要的受力件，它承受着全部催化剂和壳体的重量，并把重量传递到钢支架上。在支