福建后石电厂600MW机组烟气脱硝系统及工艺特点介绍

电力18讯：    福建漳州后石电厂由台塑美国公司( PlasticsCorp USA) 投资兴建,由华阳电业有限公司建设和运行。电厂设计装机容量为6 ×600 MW。三大主机采用三菱公司产品,锅炉设备选用为三菱重工神户造船厂(MHI. KOBE) 设计制造的MO - SSRR 型超临界直流锅炉。为满足环保要求,锅炉岛设置两台除尘效率达99. 85 %的双室五电场静电除尘器、烟气脱硝和烟气海水脱硫装置。其中脱硫装置是目前国内电力系统内安装的最大的海水脱硫设施。烟气脱硝装置是我国大陆600 MW 机组安装的第一台烟气脱硝处理装置。
  

后石电厂烟气脱硝流程及设计参数



1、  脱硝方法及工艺流程



后石电厂600 MW 机组脱硝采用炉内脱硝和烟气脱硝相结合的方法。炉内脱硝的方式采用PM型低NOX 燃烧器加分级燃烧(三菱MACT 炉内低NOX 燃烧系统) 脱硝法,脱硝效率可达65 %以上,排放NOX 浓度在180 ppm 左右。烟气脱硝方式采用日立公司的选择性触媒还原烟气脱硝系统(SCR法) 。这套脱硝系统主要用来将锅炉排放烟气中的氮氧化物分解成无害的氮气和水,化学反应式如下:

4NO + 4NH3 + O2 ―4N2 + 6H2O

6NO2 + 8NH3 ―7N2 + 12H2O

NO + NO2 + 2NH3 ―2N2 + 3H2O



液氨从液氨槽车由卸料压缩机送入液氨储槽,再经过蒸发槽蒸发为氨气后通过氨缓冲槽和输送管道进入锅炉区,通过与空气均匀混合后由分布导阀进入SCR 反应器内部反应,SCR 反应器设置于空气预热器前,氨气在SCR 反应器的上方,通过一种特殊的喷雾装置和烟气均匀分布混合,混合后烟气通过反应器内触媒层进行还原反应过程。脱硝后烟气经过空气预热器热回收后进入静电除尘器。每套锅炉配有一套SCR 反应器,每两台锅炉公用一套液氨储存和供应系统。该系统工艺流程如下:
  

2、  烟气脱硝( SCR) 系统设计规范




烟气脱硝系统及工艺特点



后石电厂烟气脱硝SCR 系统包括氨气制备系统和脱硝反应系统两部分组成。



1、脱硝反应系统



脱硝反应系统由触媒反应器、氨喷雾系统、空气供应系统所组成。



u       烟气线路



SCR 反应器位于锅炉省煤器出口烟气管线的下游,氨气均匀混合后通过分布导阀和烟气共同进入反应器入口。烟气经过烟气脱硝过程后经空气预热器热回收后进入静电除尘器。



u       SCR 反应器



反应器采用固定床平行通道型式,反应器为自立钢结构型。触媒底部安装气密装置,防止未处理过的烟气泄漏。



u       SCR 触媒



SCR 系统所采用的触媒型式为平板式,其特点如下:高活化性及寿命长;低压力降、紧密性、刚性且容易处理。触媒元件主要是不锈钢板为主体,再镀上一层二氧化钛(TiO2 ) 作为触媒活化元素。不锈钢板在镀二氧化钛前需进行处理成为多孔性材料,烟气平行流过触媒元件使压力降到最低。后石电厂烟气脱硝触媒由三层触媒单位所组成触媒区块,反应器内触媒容积380 m3 。



u       氨P空气喷雾系统



氨和空气在混合器和管路内充分混合,再将此混合物导入氨气分配总管内。氨P空气喷雾系统含供应函箱、喷雾管格子和喷嘴等。每一供应函箱安装一个节流阀及节流孔板,可使氨P空气混合物在喷雾管格子达到均匀分布。氨P空气混合物喷射配合NOX 浓度分布靠雾化喷嘴来调整。



u       SCR 控制系统



每台机组的烟气脱硝反应系统的控制都在本机组的DCS 系统上实现。



l         控制原理



SCR 烟气脱硝控制系统利用固定的NH3/NOX摩尔比来提供所需要的氨气流量,进口NOX 浓度和烟气流量和乘积产生NOX 流量信号,此信号乘上所需NH3/NOX 摩尔比就是基本氨气流量信号,摩尔比的决定是在现场测试操作期间来决定并记录在氨气流控制系统的程序上。若氨气因为某些连锁失效造成喷雾动作跳闸,届时氨气流控制阀关断。SCR 控制系统根据计算出的氨气流需求信号去定位氨气流控制阀,实现对脱硝的自动控制。通过在不同负荷下的对氨气流的调整,找到最佳的喷氨量。



l         氨供应



氨气流量可依温度和压力修正系数进行修正。从烟气侧所获得的NOX 讯号馈入具能计算所需氨气流量的功能。控制器利用氨气流量控制所需氨气,使摩尔比维持固定。操作温度最初设定点如下表所示:









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