近年来,国家、地方相继出台标准对燃煤电厂的NOx排放量、排放浓 度做出了明确的规定,并制定相关法规以规范电厂的排放行为并加大了惩 治力度。与此同时,各级政府在电量计划分配、脱销电价补偿、电力市场 交易资格、政府资金补偿等方面做出了积极的引导,基于以上原因,本电 厂决定对现有机组进行脱硝改造。 目前,计对NOx生产机理,国内燃煤电厂在减少NOx排放方面通常 采用两种措施,一是在燃烧过程中通过低NOx燃烧技术减少NOx生成, 二是对烟气进行NOX脱除处理。参考改造后的案例不难发现,低NOx燃 烧技术脱硝效率较低,只能将NOx排放量降到400mg/Nm3,而烟气脱硝技 术NOx脱除效果显著但投资大,综合考虑后本电厂选择较为常见的低NOx 燃烧器及SCR联合脱硝改造。 本文结合本厂机组实际情况,依托现有设备、场地、人力资源条件, 通过对国内外脱硝技术的研究,借鉴成熟的改造经验,在技术工艺、环境 效益、经济分析等方面进行了可行性研究,并针对脱硝改造工程制定监理 规划方案,为改造工程顺利开工并达到技改要求奠定基础。 关键词:脱硝;改造;可行性研究;评价 I 平北电力大学工程硕士专业学位报告 Abstract In recent years,national and local standards have been introduced for NOx emissions from coal-fired power plants, emission concentration to make a clearly defined and formulated relevant laws and regulations to regulate the behavior of the plant's emissions and increase the punishment to. At the same time,governments at all levels in the distribution of electricity plans, stock price compensation,power market trading qualifications, compensation and other aspects of government funds to make a positive guidance, based on the above reasons, the plant decided to transform the existing denitration unit. Currently, the production of NOx mechanism for domestic coal-fired power plants to reduce NOx emissions generally use two measures, one in the combustion process to reduce NOx generated by low NOx combustion technology, the second is for flue gas NOx removal treatment. After transformation, the reference case is not difficult to find a lower low NOx combustion technology denitrification efficiency, NOx emissions can be reduced 400mg/Nm3 drop, and flue gas denitrification technology NOx removal effect is significant but big investment, after considering the power plant choose more common low-NOx burners and SCR denitration joint reconstruction. Combined with the actual situation of the factory units, relying on existing equipment, facilities,human resources, through the domestic denitration technology research,learn the transformation of mature experience, in terms of process technology, environmental benefits,economic analysis conducted a feasibility study, concluded that the implementation of joint stock factory renovation project is feasible. Key words: Denitration,Reconstruction,Feasibility,System analysis ii 华北电力大学工程硕士专业学位报告 目录 臓 I Abstract II m-M i 1.1课题研究背景及意义 1 1.2国内外研究现状 1 1.3本文研究内容 2 1.3.1工作依据 3 1.3.2主要设计原则和设计指导思想 3 1.4设备工程监理在本报告中的应用 3 第二章工程简介 :5 2.1 5 2.2燃料状况 5 2.3锅炉现状 7 2.4 赋■ 7 第三章脱硝工程技术可行性分析 9 3.1燃煤锅炉NOX的生成机理 9 3.2 NOX排放的控制及处理方法 9 3.2.1低NOX燃烧技术 9 3.2.2烟气脱硝技术 10 3.3.燃烧器改造方案选择 11 3.4烟气脱硝工2方案选择 12 3.4.1烟气脱硝方案选择 12 3.4.2反应剂的比较及确定 13 3.5施工条件分析 14 3.5.1脱硝场地 14 3.5.2 供电 15 3.5.3供水、用气、用汽 15 3.6液氨陳应 15 第四章脱硝改造方案 16 4.1脱硝装群体布置 16 华北电力大学工程硕士专业学位报告 4.2 17 4.2.1工艺说明 17 4.2.2主要设计性能参数 17 4.2.3脱硝工艺系统 18 4.2.4关于反应器旁路烟道分析 21 4.2.5加装SCR装置对锅炉主机设备的影响 22 第五章脱硝改造节能、安全、环保分析 25 5.1脱销改造的节能节水措施 25 5.1.1工艺系统设计中考虑节能的措施 25 5.1.2主辅机设备选择中考虑节能的措施 25 5.1.3在材料选择时考虑节能的措施 25 5.1.4节约用水的措施 25 5.1.5 节约原材料的措施 25 5.2 26 5.2.1环境标准 26 5.2.2环境影响分析 26 5.2.3社会效益分析 26 5.2.4噪声环境影响分析、防治措施及绿化 27 5.2.5 其它 27 5.3劳动安全和职业卫生 27 5.3.1还原剂安全 27 5.3.2防火、防爆 28 5.4生产组织与人员编制 28 第六章投资估算及经济评价 29 6.1 29 6.1.1投资估算编制依据 29 6.1.2其他说明 29 6.1.3投资概况 29 6.1.4投资分析 30 6.1.5运行成本敏感性分析 30 6.1.6 随 31 6.2经济评价 31 6.2.1经济效益分析依据 31 6.2.1评价条件 31 — II — 华北电力大学工程硕士专业学位报告 6.2.3综合经济评价 32 第七章脱硝工程设备监理规划 33 7.1工禾呈概况 33 7.1.1监理工作范围 33 7.1.2工程建设特点 33 7.2监理工作内容 33 7.2.1安全控制 33 7.2.2质量控制 34 7.2.3进度控制 34 7.2.4投资控制 34 7.2.5合同管理 35 7.2.6信息管理 35 7.2.7组织协调 35 7.3工程项目监理目标 35 7.3.1总体目标 35 7.3.2综合目标 35 7.3.3管理目标 36 7.3.4安健环目标 36 7.3.5其他目标 36 7.4规划总结 36 第八章结论与建议 37 隨 37 詩減 37 攻读硕士报告期间发表的报告及其他成果 52 蘭 53 作者简介 54 III 华北电力大学工程硕士专业学位报告 第一章绪论 1.1课题研究背景及意义 随着我国经济的高速发展,经济发展模式已由GDP至上的发展模式转到可持续 发展的道路上,且由于近些年环境问题频发,雾霾、“PM2.5”等名词也让民众的环 保概念从水质、土地污染进一步扩展到了大气污染。 当前我国大气污染仍以煤烟型污染为主。由于脱硫技术的广泛应用,且近年来 我国一些湖泊蓝藻频发等迹象表明,国内大气污染首恶已经由硫氧化物(SOx)变 为氮氧化物(NOx)。我国大气污染物中约90%的NOx源于石油、煤、天然气等矿 物燃料的燃烧,其中煤的燃烧约占70%,电力行业排放量约占50%。因此,为确保 应对全球气候变化,建设环境友好型社会,国家节能减排十二五”规划要求控制 主要污染物排放总量,同时把新建机组“脱确”确定为约束性指标,以控制NOx 的排放_。 最新的《火电厂大气污染物排放标准》对燃煤机组NOx排放浓度限值进行新的 限制,标准规定自2015年1月1日起,第一、第二时段燃煤锅炉排放浓度应小 于400mg/Nni3,其中重点地区排放浓度应低于200 mg/Nm3。参照此标准,国内大 部分燃煤机组都需要进行脱硝技术改造,而在重点地区的机组,将全部要实施脱硝 改造〖3]。 C电厂所在城市为靠近首都北京的国家重点旅游城市,属于环境敏感区域,对 环境条件要求较高。为满足国家和地方环保法规及本工程环境影响评价批复要求, 改善本地区的大气环境质量,确保电力与环境的可持续协调发展,树立集团品牌形 象,推进电厂未来发展,建设绿色环保型电厂,C电厂在2011年提出了 2X330MW 燃煤机组烟气脱5肖改造项目。 为争取项目的尽快幵展,本文对该项目工程进行可行性研究,为C电厂在后续 的项目决策提供前提与保障,同时可作为获得项目融资的凭证和依据。C电厂可以 此可行性研究为参考,提髙管理水平以促进项目顺利开展并完成。 1.2国内外研究现状 NOx排放的控制可选择燃烧前、燃烧中和燃烧后分别控制。目前,很少人研究 燃烧前脱硝,大部分研究都围绕燃烧中和燃烧后NOx的排放控制。燃烧中通过各种 技术手段,抑制或还原燃烧过程中生成的NOx,来降低NOx排放的所有控制方法 统称为低NOx燃烧技术,燃烧后产生的NOx控制措施称为烟气脱销技术。燃煤电 站锅炉主要应用的烟气脱硝技术包括选择性催化还原技术(SCR)、选择性非催化还 原技术(SNCR)和SCR/SNCR混合脱硝技术。 I ——1 — 华北电力大学工程硕士专业学位报告 国外脱硝技术应用较早,日本、欧洲、美国先后实施工业脱硝改造,煤电机组 烟气脱硝工程中,通常采用低NOx燃烧技术、烟气SCR脱硝技术、SNCR技术。 低NOx燃烧技术是指在燃烧过程中控制NOx的生成量;烟气脱硝技术是脱除锅炉 排放烟气中的NOx,SCR技术是较为成熟、可靠的烟气脱硝技术,商业应用最为广 泛。 德国是国际上NOx控制技术研发应用最先进的成员国之一,近年来德国燃煤电 厂不断通过幵发新型低NOx燃烧系统、安装烟气脱確装置、同时对落后锅炉进行燃 烧优化调整和技术改造,以降低NOx的排放。但由于单独采用低NOx燃烧系统难 以实现NOx低限值排放,因而德国燃煤电厂目前以安装含二级脱氮技术的烟气脱氮 装置(如SCR脱销装置)来降低烟气中NOx的排放。日本已基本解决降尘和二氧 化硫污染问题,而NOx污染成为日本不容忽视的主要问题,日本主要采取改进燃烧 方式和烟气脱硝措施降低NOx排放,其中脱确方式大多为30尺法[4-16]。 国内脱硝技术起步较晚,第一台被国家批准建设实施烟气脱摘的电站机组为浙 江国华宁海电厂4号机组j批准的时间为2004年。随着国家越来越重视环保问题,脱 硝技术逐渐幵始应用于工业领域。2004年,国家环保总局公布了新的5火电厂大气污 染物排放标准6GB13223-2003,明确要求“第3时段火力发电锅炉须预留烟气脱除氮 氧化物装置空间”,同时规定处于第三时段的燃料煤所含挥发分大于20%的电厂,其 氮氧化物的排放浓度不得超过450mg/Nm3。而目前的新《火电厂大气污染物排放标 准》二次报批稿中,2012年1月1円起新建电厂氮氧化物的排放浓度不得超过 200mg/Nm3,京津唐、长三角、珠三角等重点地区新建电厂氮氧化物的排放浓度不得 超过lOOmg/Nm3。近年來,随着各大企业的社会责任感的加强,特别是NOx排放的大 户一电力企业的节能减排工作的大力开展,很多电力企业把控制NOx的排放作为工 作的重要内容