HJ 562 -2010 火电厂烟气脱硝工程技术规范 选择性催化还原法.pdf

HJ 5622010 1 火电厂烟气脱硝工程技术规范 选择性催化还原法 1 适用范围 本标准规定了火电厂选择性催化还原法烟气脱硝工程的设计、施工、验收、运行和维护等应遵循的技术要求，可作为环境影响评价、工程设计与施工、项目竣工环境保护验收及建成后运行与管理的技术依据。本标准适用于机组容量为 200 MW 及以上火电厂燃煤、燃气、燃油锅炉同期建设或已建锅炉的烟气脱硝工程。机组容量 200 MW 以下的燃煤、燃气、燃油锅炉及其他工业锅炉、炉窑，同期建设或已建锅炉的烟气脱硝工程时，可参照执行。2 规范性引用文件 本标准内容引用了下列文件中的条款。凡是不注日期的引用文件，其有效版本适用于本标准。GB 150 钢制压力容器 GB 536 液体无水氨 GB 2440 尿素 GB 12348 工业企业厂界噪声排放标准 GB 12801 生产过程安全卫生要求总则 GB 14554 恶臭污染物排放标准 GB 18218 危险化学品重大危险源辨识 GB 50016 建筑设计防火规范 GB 50040 动力机器基础设计规范 GB 50160 石油化工企业设计防火规范 GB 50222 建筑内部装修设计防火规范 GB 50229 火力发电厂与变电站设计防火规范 GB 50351 储罐区防火堤设计规范 GBJ 87 工业企业噪声控制设计规范 GB/T 16157 固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法 GB/T 20801 压力管道规范 工业管道 GB/T 21509 燃煤烟气脱硝技术装备 GBZ 1 工业企业设计卫生标准 DL 5009.1 电力建设安全工作规程（火力发电厂部分）DL 5053 火力发电厂劳动安全和工业卫生设计规程 DL/T 5032 火力发电厂总图运输设计技术规程 DL/T 5121 火力发电厂烟风煤粉管道设计技术规程 DL/T 5136 火力发电厂、变电所二次接线设计技术规程 DL/T 5153 火力发电厂厂用电设计技术规定 HJ/T 75 固定污染源烟气排放连续监测技术规范（试行）HJ/T 76 固定污染源烟气排放连续监测系统技术要求及检测方法 HJ 5622010 2 HG/T 20649 化工企业总图运输设计规范 SH 3007 石油化工储运系统罐区设计规范 危险化学品安全管理条例（中华人民共和国国务院令 第 344 号）危险化学品生产储存建设项目安全审查办法（国家安全生产监督管理局、国家煤矿安全监察局令 第 17 号）建设项目（工程）竣工验收办法（计建设1990 1215 号）建设项目竣工环境保护验收管理办法（国家环境保护总局令 第 13 号）3 术语和定义 GB/T 21509 确立的以及下列术语和定义适用于本标准。3.1 脱硝岛 denitrification island 包含为脱硝服务的建（构）筑物及控制系统在内的整套系统。3.2 脱硝系统 denitrification system 采用物理或化学的方法脱除烟气中氮氧化物（NOx）的系统，本标准中指选择性催化还原法脱硝系统。3.3 选择性催化还原法 selective catalytic reduction（SCR）利用还原剂在催化剂作用下有选择性地与烟气中的 NOx发生化学反应，生成氮气和水的方法。3.4 还原剂 reductant 脱硝系统中用于与 NOx发生还原反应的物质及原料。3.5 喷氨格栅 ammonia injection grid 将还原剂均匀喷入烟气中的装置。3.6 静态混合器 static mixer 实现还原剂与烟气均匀混合的装置。3.7 氨逃逸质量浓度 ammonia slip SCR 反应器出口烟气中氨的质量与烟气体积（101.325 kPa、0，干基，过量空气系数 1.4）之比，一般用 mg/m3表示。3.8 系统可用率 system availability 脱硝系统每年正常运行时间与锅炉每年总运行时间的百分比。按式（1）计算：100%ABA可用率 （1）式中：A锅炉每年总运行时间，h；B脱硝系统每年总停运时间，h。3.9 锅炉最大连续工况 boiler maximum continuous rating 锅炉最大连续蒸发量下的工况，简称 BMCR 工况。3.10 锅炉经济运行工况 boiler economic continuous rating 锅炉经济蒸发量下的工况，对应于汽轮机机组热耗保证工况，简称 BECR 工况。4 污染物与污染负荷 4.1 新建锅炉加装脱硝系统时，设计工况宜采用 BMCR 工况下的烟气量、NOx和烟尘浓度为设计值时的烟气参数；校核工况宜采用 BECR 工况下烟气量、NOx和烟尘浓度为最大值时的烟气参数。4.2 已建锅炉加装脱硝系统时，其设计工况和校核工况宜根据脱硝系统入口处实测烟气参数确定，并考虑燃料的变化趋势。4.3 烟气参数应按 GB/T 16157 进行测试。HJ 5622010 3 5 总体要求 5.1 一般规定 5.1.1 脱硝岛的总体设计包括总平面布置、竖向布置、管线综合布置、绿化规划等，应与火电厂的总体设计相协调，并满足下列要求：a）工艺流程合理，烟道短捷，满足防火、防爆、防毒的要求；b）交通运输方便；c）处理好脱硝系统与电厂设施、生产与生活、生产与施工之间的关系；d）方便施工，有利于维护检修；e）充分利用厂内公用设施；f）节约用地，工程量小，运行费用低。5.1.2 应装设符合 HJ/T 76 要求的烟气排放连续监测系统，并按照 HJ/T 75 的要求进行连续监测。5.2 工程构成 5.2.1 工程主要包括还原剂系统、催化反应系统、公用系统和辅助系统。5.2.2 还原剂系统包括还原剂储存、制备、供应等设备。5.2.3 催化反应系统包括烟道、氨的喷射及混合装置、稀释空气装置、反应器、催化剂等。5.2.4 公用系统包括蒸汽系统、废水排放系统、压缩空气系统等。5.2.5 辅助系统包括电气系统、热工自动化系统、采暖及空气调节系统、烟气排放连续监测系统等。5.3 总平面布置 5.3.1 一般规定 5.3.1.1 总平面布置应遵循的原则包括：设备运行稳定、管理维修方便、经济合理、安全卫生等。5.3.1.2 总平面布置应考虑的因素包括：脱硝岛的平面竖向布置、污染物处理处置工艺单元的构筑物安排、综合管线的布置等。5.3.1.3 架空管线、直埋管线与岛外沟道相接时，应在设计分界线处标明位置、标高、管径或沟道断面尺寸、坡度、坡向管沟名称、引向何处等。有汽车通过的架空管道净空高度为 5.0 m，室内管道支架梁底部通道处净空高度不低于 2.2 m。5.3.2 还原剂区 5.3.2.1 还原剂区可布置于厂区内，也可布置于厂区外。新建电厂还原剂储存应纳入厂区总平面布置统筹规划，并宜考虑机组再扩建时的条件。还原剂区与其他建（构）筑物的距离应符合 GB 50160 的规定。5.3.2.2 改、扩建电厂场地布置困难时，还原剂储存设施可布置在厂外，但选址要求应符合 DL/T 5032及 HG/T 20649 中的有关规定。5.3.2.3 采用液氨作为还原剂时，还原剂区应单独设置围栏，设明显警示标记，并应考虑疏散距离。5.3.2.4 还原剂区地坪宜低于周围道路标高。5.3.2.5 液氨储罐区宜设环形消防道路，场地困难时，可设尽头式道路，但应设回转场地，并符合GB 50229 的规定。5.3.2.6 还原剂区的设备宜室外布置，液氨储罐应设置防止阳光直射的遮阳棚，遮阳棚的结构应避免形成可集聚气体的死角。5.3.2.7 还原剂区内场地应设水冲洗装置，在低处设截水沟集中排至废水坑。5.3.2.8 还原剂区内电气柜小室电缆进线沟应进行隔离处理，防止泄漏的氨气进入电气柜小室。5.3.2.9 当采用尿素作为还原剂时，绝热分解室或水解反应器可布置在还原剂区或就近布置在反应器区。HJ 5622010 4 5.3.3 反应器区 5.3.3.1 反应器宜布置在省煤器与空气预热器之间，并靠近锅炉本体。5.3.3.2 对新建或扩建机组，反应器宜垂直布置在空气预热器上方。6 工艺设计 6.1 一般规定 6.1.1 脱硝系统应与锅炉负荷变化相匹配。6.1.2 脱硝系统不得设置反应器旁路。6.1.3 在催化剂最大装入量情况下的设计脱硝效率不得低于 80%。6.1.4 氨逃逸质量浓度宜小于 2.5 mg/m3。6.1.5 SO2/SO3转化率应不大于 1%。6.1.6 系统可用率应不小于 98%，使用寿命和大修期应与发电机组相匹配。6.1.7 脱硝系统应能在锅炉最低稳燃负荷和 BMCR 之间的任何工况之间持续安全运行，当锅炉最低稳燃负荷工况下烟气温度不能达到催化剂最低运行温度时，应从省煤器上游引部分高温烟气直接进入反应器以提高烟气温度。6.1.8 脱硝系统的烟气压降宜小于 1 400 Pa，系统漏风率宜小于 0.4%。6.2 脱硝系统流程 脱硝系统一般由还原剂系统、催化反应系统、公用系统、辅助系统等组成，流程见图 1。入口NO2量出口NO2量 图 1 典型火电厂烟气 SCR 脱硝系统流程图 6.3 还原剂系统 6.3.1 一般规定 还原剂主要有液氨、尿素和氨水，其选择应按照项目环境影响评价文件、安全影响评价文件的批复确定。还原剂区内的压力容器的设计应符合 GB 150 的规定。6.3.2 液氨还原剂 6.3.2.1 液氨应符合 GB 536 的要求。HJ 5622010 5 6.3.2.2 液氨运输工具宜采用专用密封槽车。6.3.2.3 液氨卸料可通过氨压缩机进行，在与槽车接口处宜设置与排放系统相连的管道，用于卸氨前后排出管道中的空气。6.3.2.4 液氨槽车卸料应采用万向充装管道系统。6.3.2.5 液氨储存和制备装置应符合 GB 536、GB 18218、危险化学品安全管理条例和危险化学品生产储存建设项目安全审查办法的有关规定。6.3.2.6 在地上、半地下储罐或储罐组，应按 GB 50351 设置非燃烧、耐腐蚀材料的防火堤。6.3.2.7 还原剂区应安装相应的气体泄漏检测报警装置、防雷防静电装置、相应的消防设施、储罐安全附件、急救设施设备和泄漏应急处理设备等。6.3.2.8 液氨储罐容量宜按照全厂脱硝系统设计工况下连续运行 35 d（每天按 24 h 计）所需要的氨气用量来设计。6.3.2.9 液氨储罐应布置在还原剂区边缘的一侧，并应在明火或者散发火花地点的全年最小频率风向的上风侧，其装卸站应靠近道路（或铁路）。6.3.2.10 氨气制备和储存装置（液氨蒸发器）的出力应按设计工况下氨气消耗量的 120%设计。6.3.2.11 还原剂区应有控制氨气二次污染的措施。6.3.2.12 氨储存设备及运输管道上应有氮气输入管道。6.3.2.13 还原剂区的设备宜采用气动执行机构。6.3.3 尿素还原剂 6.3.3.1 尿素应符合 GB 2440 的要求。6.3.3.2 尿素制氨系统有水解和热解两种方式，两种工艺的典型系统流程参见附录 A。6.3.3.3 尿素制氨系统应能连续、稳定地供应脱硝运行所需要的氨气流量，并满足负荷波动对氨供应量调整的响应要求。6.3.3.4 尿素颗粒储仓的容量宜按全厂脱硝系统设计工况下连续运行 35 d（每天按 24 h 计）所需要的氨气用量来设计。6.3.3.5 由尿素颗粒储仓到尿素溶解罐的输送管路应设有关断装置和避免堵料的措施。6.3.3.6 尿素溶解罐宜布置在室内，各设备间的连接管道应保温。6.3.3.7 所有与尿素溶液接触的设备等材料宜采用不锈钢材质。6.3.3.8 当采用尿素水解工艺制备氨气时，尿素水解反应器的出力宜按脱硝系统设计工况下氨气消耗量的 120%设计。6.3.3.9 当采用热解工艺制备氨气时，每套反应器应设置 1 台绝热分解室，分解室进出口气体分配管道宜设置调节风门，分解室和计量分配装置应靠近反应器布置。6.3.3.10 所有设备应采取冬天防冻、夏天防晒措施。6.3.4 氨水还原剂 6.3.4.1 采用氨水作为还原剂时，宜采用质量分数为 20%25%的氨水溶液。6.3.4.2 氨水运输工具宜采