HJ 563 -2010 火电厂烟气脱硝工程技术规范 选择性非催化还原法.pdf

HJ 5632010 1 火电厂烟气脱硝工程技术规范 选择性非催化还原法 1 适用范围 本标准规定了火电厂选择性非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、建设项目竣工环境保护验收及建成后运行与管理的技术依据。本标准适用于火电厂（热电联产）燃煤、燃气、燃油锅炉同期建设或已建锅炉的烟气脱硝工程。供热锅炉和其他工业锅炉、炉窑，同期建设或已建锅炉的烟气脱硝工程可参照执行。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 536 液体无水氨 GB 12348 工业企业厂界环境噪声排放标准 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 50243 通风与空调工程施工质量验收规范 GB 50351 储罐区防火堤设计规范 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 21509 燃煤烟气脱硝技术装备 GB/T 50033 建筑采光设计标准 GBJ 87 工业企业噪声控制设计规范 GBJ 140 建筑灭火器配置设计规范 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 5029 火力发电厂建筑装修设计标准 DL/T 5035 火力发电厂采暖通风与空气调节设计技术规程 DL/T 5120 小型电力工程直流系统设计规程 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 固定污染源排放烟气连续监测系统技术要求及检测方法 HJ 5632010 2 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 选择性非催化还原法 selective non-catalytic reduction（SNCR）利用还原剂在不需要催化剂的情况下有选择性地与烟气中的氮氧化物（NOx）发生化学反应，生成氮气和水的方法。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，本标准中指选择性非催化还原法脱硝系统。3.3 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。3.4 氨逃逸质量浓度 ammonia slip 脱硝系统运行时空气预热器入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。3.5 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。3.6 锅炉最大连续工况 boiler maximum continuous rating 锅炉与汽轮机组设计流量相匹配的最大连续输出热功率时的工况，简称 BMCR 工况。3.7 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 脱硝系统设计前应收集附录 A 中规定的原始参数。4.2 新建锅炉加装脱硝系统的烟气设计参数宜采用 BMCR 工况、NOx和烟尘浓度为设计值时的烟气参数；校核值宜采用 BECR 工况下烟气量、NOx和烟尘浓度为最大值时的烟气参数。4.3 已建锅炉加装脱硝系统时，其设计工况和校核工况宜根据实测烟气参数确定，并考虑燃料的变化趋势。4.4 烟气参数应按 GB/T 16157 进行测试。5 总体要求 5.1 一般规定 5.1.1 SNCR 法适用于脱硝效率要求不高于 40%的机组。5.1.2 脱硝工程的设计应由具备相应资质的单位承担，设计文件应按规定的内容和深度完成报批和批准手续，并符合国家有关强制性法规、标准的规定。HJ 5632010 3 5.1.3 脱硝工程总体设计应符合下列要求：a）工艺流程合理；b）还原剂使用便捷；c）方便施工，有利于维护检修；d）充分利用厂内公用设施；e）节约用地，工程量小，运行费用低。5.1.4 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 SNCR 脱硝工程主要包括还原剂的储存与制备、输送、计量分配及喷射。5.2.2 还原剂的储存与制备包括尿素储仓或液氨（氨水）储罐，以及尿素溶解、稀释或液氨蒸发、氨气缓冲等设备。5.2.3 还原剂的输送包括蒸汽管道、水管道、还原剂管道及输送泵等。5.2.4 还原剂的计量分配包括还原剂、雾化介质和稀释水的压力、温度计量设备，以及流量的分配设备等。5.2.5 还原剂的喷射包括喷射枪及电动推进装置等。5.3 总平面布置 5.3.1 总平面布置应符合 GB 50016、GB 50222 和 GB 50229 等防火、防爆有关规范的规定。5.3.2 总平面布置应遵循设备运行稳定、管理维修方便、经济合理、安全卫生的原则，并应与电厂总体布置相协调。5.3.3 架空管线、直埋管线与沟道相接时，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。5.3.4 平台扶梯及检修起吊设施的布置应尽量利用锅炉已有的设施。5.3.5 管道及附件的布置应满足脱硝施工及运行维护的要求，避免与其他设施发生碰撞。5.3.6 尿素溶解和储存设备应就近布置在锅炉附近的空地上。5.3.7 尿素溶液稀释设备尽可能紧靠锅炉布置，一般以地脚螺栓的形式固定在紧邻锅炉的 0 m 标高的空地上。5.3.8 计量分配设备应就近布置在喷射系统附近锅炉平台上，以焊接或螺栓的形式固定。5.3.9 若采用液氨还原剂，氨区宜布置在地势较低的地带；还原剂区应单独设置围栏，设立明显警示标记，并应考虑疏散距离。5.3.10 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。5.3.11 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。5.3.12 在地上、半地下储氨罐或储氨罐组，应按 GB 50351 设置非燃烧、耐腐蚀材料的防火堤。6 工艺设计 6.1 一般规定 6.1.1 脱硝系统氨逃逸质量浓度应控制在 8 mg/m3以下。6.1.2 脱硝系统对锅炉效率的影响应小于 0.5%。6.1.3 脱硝系统应能在锅炉最低稳燃负荷工况和 BMCR 工况之间的任何负荷持续安全运行。6.1.4 脱硝系统负荷响应能力应满足锅炉负荷变化率要求。6.1.5 脱硝系统应不对锅炉运行产生干扰，也不增加烟气阻力。6.1.6 还原剂储存系统可几台机组共用，其他系统按单元机组设计。6.1.7 脱硝系统设计和制造应符合安全可靠、连续有效运行的要求，服务年限应在 30 年以上，整个寿HJ 5632010 4 命期内系统可用率应不小于 98%。6.2 还原剂选择 6.2.1 脱硝工艺中常用的还原剂主要有尿素、液氨和氨水。6.2.2 火电厂烟气脱硝系统一般采用尿素为还原剂，系统主要由尿素溶液储存与制备、尿素溶液输送、尿素溶液计量分配以及尿素溶液喷射等设备组成。6.2.3 以液氨和氨水为还原剂的脱硝系统一般适用于中小型锅炉，其工艺要求参见附录 B。6.3 尿素溶液储存和制备系统 6.3.1 宜将尿素制备成质量浓度为 50%的尿素溶液储存。6.3.2 尿素溶液的总储存容量宜按照不小于所对应的脱硝系统在 BMCR 工况下 5 d（每天按 24 h 计）的总消耗量来设计。6.3.3 尿素溶解设备宜布置在室内，尿素溶液储存设备宜布置在室外。设备间距应满足施工、操作和维护的要求，结合电厂所在地域条件考虑尿素溶液管道的保温。6.3.4 尿素筒仓应至少设置一个，应设计成锥形底立式碳钢罐，并设置热风流化装置和振动下料装置，以防止固体尿素吸潮、架桥及结块堵塞。6.3.5 尿素溶解罐应至少设置一座，采用不锈钢制造。6.3.6 尿素溶解罐应设有人孔、尿素或尿素溶液入口、尿素溶液出口、通风孔、搅拌器口、液位表、温度表口和排放口等。6.3.7 尿素溶解罐和尿素溶液储罐之间应设置输送泵，输送泵可采用离心泵。6.3.8 尿素溶液储罐应设两座，并设伴热装置。6.3.9 尿素溶液储罐宜采用玻璃钢（FRP）或不低于 304 不锈钢制造。6.3.10 尿素溶液储罐的开口应有人孔、尿素溶液进出口、通风孔、液位表、温度表口和排放口。6.3.11 尿素溶液储罐外壁应设有梯子、平台、栏杆和液面计支架。6.3.12 在喷入锅炉前，尿素溶液应与稀释水混合稀释，稀释后的质量浓度不得大于 10%。6.3.13 稀释混合器宜采用静态混合器。6.3.14 稀释用水宜采用除盐水。6.3.15 每台锅炉宜配置一套稀释系统。6.3.16 尿素溶液稀释系统应设置过滤器。6.3.17 每台锅炉应设计两台稀释水泵，一台运行，一台备用。流量设计裕量应不小于 10%，压头设计裕量应不小于 20%。6.4 尿素溶液输送系统 6.4.1 多台锅炉可共用一套尿素溶液输送系统。6.4.2 尿素溶液输送泵宜采用多级离心泵。6.4.3 每套输送系统应设计两台输送泵，一台运行，一台备用。6.4.4 输送系统应设置加热器。加热器的功率应能满足补偿尿素溶液输送途中热量损失的需要。6.4.5 尿素溶液输送系统应设置过滤器。6.5 尿素溶液计量分配系统 6.5.1 每台锅炉宜配置一套计量分配系统。6.5.2 计量分配系统应设置空气过滤器。6.6 尿素溶液喷射系统 6.6.1 尿素 SNCR 是在锅炉炉膛高温区域（8501 250）喷入尿素溶液。6.6.2 喷射系统应尽量考虑利用现有锅炉平台进行安装和维修。6.6.3 多喷嘴喷射器应有足够的冷却保护措施以使其能承受反应温度窗口区域的最高温度，而不产生任何损坏。HJ 5632010 5 6.6.4 多喷嘴喷射器应有伸缩机构，当喷射器不使用、冷却水流量不足、冷却水温度高或雾化空气流量不足时，可自动将其从锅炉中抽出以保护喷射器不受损坏。6.6.5 每台锅炉应设置一套炉膛温度监测仪。6.6.6 宜结合常用煤种及运行工况进行 SNCR 计算流体力学和化学动力学模型试验，以确定最优温度区域和最佳还原剂喷射模式。6.7 二次污染控制措施 6.7.1 脱硝系统设计过程中应考虑二次污染的控制措施，废气、废水、噪声及其他污染物的防治与排放，应执行国家及地方现行环境保护法规和标准的有关规定。6.7.2 脱硝系统应采取控制氨气泄漏的措施，厂界氨气的浓度应符合 GB 14554 的要求。6.7.3 单独采用 SNCR 法时，应严格控制脱硝系统产生的氨逃逸，当 SNCR 法和 SCR 法联合使用时，应采取控制氨逃逸和 SO2/SO3转化率的措施。6.7.4 脱硝系统应采取有效的隔声、消声、绿化等降低噪声的措施，噪声和振动控制的设计应符合GBJ 87 和 GB 50040 的规定，厂界噪声应符合 GB 12348 的要求。6.8 突发事故应急措施 若采用液氨作为还原剂，