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2、研究 项目管理 商业规划 百度下载 工程设计 工艺标准 质量标准 土地评估 投资分析 开发战略 市场调研 前期定位 产品建议 项目建议 研究报告 实施方案 营销方案 采购管理 项目管理 成本管理 运作管理 危机管理 发展战略品牌管理 企业诊断 企业咨询 设备管理 渠道管理国家综合甲级证书号：A144004317沙角C电厂脱硝工程可行性研究报告F0171E37K -A01广东省电力设计研究院2011年03月 广州批 准:邓广义审 核:杨佳珊汪少勇万承军霍沛强周 锐王立平黄长华张世浪校 核:林 群杨 莉杨 桂谭卫国陈 胤张晓燕杨 晖李伟科杨清发编 写:毛建锋王 桓梁 石毛卫兵蔡 进梁中军周 妍吴阿
3、峰赵 俊罗 伶杨佳珊沙角C电厂脱硝工程可行性研究报告目 录1 概 述11.1 项目背景11.2 研究范围21.3 报告编制依据21.4 主要编制原则21.5 简要的工作过程32.1 厂址条件及自然条件42.2 燃料及供水62.3 电厂机组状况72.4 厂区总平面布置112.5 电厂主要控制方式及控制水平112.6 除灰渣方式123 脱硝工程建设条件133.1 脱硝还原剂供应133.2 脱硝建设场地184 脱硝工艺方案选择194.1 设计基础参数194.2 几种脱硝工艺简介204.3 脱硝工艺方案选择234.4 选择性催化还原烟气脱氮法(SCR)265 脱硝工程设想305.1 工艺系统及设备30
4、5.2 水工与消防465.3 电气系统465.4 仪表及控制475.5 灰输送系统495.6 土建建筑与结构505.7 脱硝装置的总体布置515.8 主要设备材料清单535.9 供货与服务范围586 环境保护与环境效益636.1 环境保护标准636.2 脱硝系统主要排放源及治理措施636.3 脱硝工程的环境与社会经济效益647 节约和合理利用能源667.1 工艺系统设计中考虑节能的措施667.2 主辅机设备选择中考虑节能的措施667.3 在材料选择时考虑节能的措施667.4 节约用水的措施667.5 节约原材料的措施668 安全与劳动保护688.1 安全688.2 职业卫生699 生产管理与人
5、员编制709.1 生产管理709.2 人员编制7010 项目实施及轮廓进度7110.1 项目实施条件7110.2 项目实施办法7210.3 项目实施过程问题7210.4 项目实施轮廓进度7211 投资估算与财务评价7411.1 投资估算7411.2 财务评价7612 主要结论与建议8012.1 结论8012.2 建议8013 附件及附图8013.1 投资估算附表8113.2 附图81- 96 -1 概 述1.1 项目背景沙角C电厂位于广东省东莞市虎门镇，为广东省主力发电厂之一。沙角发电厂C厂总装机容量为1980MW(3660MW)，电厂全套发电设备由国外进口，年发电能力可达130亿千瓦时，电厂
6、于1992年正式动工，由GEC-ALSTHOM公司采用交钥匙的方式承包兴建，1996年6月三台机组正式移交商业运行。沙角C电厂积极履行社会责任，全面推进节能减排工作，为建设资源节约型、环境友好型社会作出贡献。2004年建设了工业废水“零排放”工程，每年可节约淡水170万吨，减少工业废水排放170万吨。2009年，实施“工业废水处理厂中水作为煤场喷淋水源”项目改造，进一步提高了工业废水的利用率。沙角C电厂采用高效静电除尘器，除尘效率达99.3%；2006年建设投运了三台机组烟气脱硫工程，脱硫投运率达95%以上，脱硫效率达90%以上，每年可减少二氧化硫排放约4万吨，减少烟尘排放约36万吨，对改善珠
7、三角的大气环境质量，促进社会可持续发展发挥了积极的作用。本次脱硝系统改造项目是拟在电厂3台机组上进行安装烟气脱硝装置。随着我国经济的快速发展和环保法规的实施和加强，新的火电厂大气污染物排放标准更加严格。沙角C电厂处于珠江三角洲地区，珠江三角洲地区的污染属于复合型大气污染，随着烟气脱硫设备的安装和运行，二氧化硫的排放量将逐步得到控制，并导致氮氧化物污染问题凸现出来。近年来我省氮氧化物排放对酸雨形成的贡献呈上升趋势，酸雨中硝酸根离子与硫酸根离子的比值上升趋势明显，加强氮氧化物的污染控制已提到了议事日程。国外发达国家早已经把对NOx的控制放到防治酸雨的首位，纷纷制定严格的燃煤电厂NOx排放浓度标准，
8、我省是一个燃煤大省，随着电力工业的持续发展，用于发电的煤量必将逐年增加，NOx排放量也必将逐年增加，从严控制燃煤电厂NOx排放已成为必要。2008年2月，广东省环境保护局转发省发展改革委关于做好全省火电机组脱硝工程建设的通知(粤环含【2008】166号)，通知强调：“目前已经建成投运未安装脱硝装置的省内火电机组(不包括计划关停的小火电机组)业主单位应根据机组运行寿命、场地建设条件等实际情况，抓紧组织研究脱硝工程建设方案，因地制宜采用合适的脱硝技术”。2011年1月13日，广东省环保厅广东省火电厂降氮脱硝工程实施方案（粤环【2011】3号）文件，进一步明确要求了广东省火电厂降氮脱硝工程实施方案。
9、广东省粤电集团有限公司沙角C电厂在安全生产的同时，充分考虑对社会与公众的责任，提出建设绿色环保电站的目标，公司环境保护工作的指导思想是：强调企业发展与环境的协调，在满足国家环境保护要求的条件下，结合公司发展战略，积极建设高效环保型、节水型火电机组，努力实现“烟囱不冒烟、厂房不漏汽、废水不外排、噪声不扰民、灰渣再利用”的环保型电站建设目标。本项目就是在公司环境保护工作的指导思想下，对3台机组实施脱氮，对国内火电厂降低氮氧化物排放具有积极的意义。1.2 研究范围参照火力发电厂可行性研究报告内容深度规定(DL/T5375-2008)的要求，本可行性研究的范围主要包括以下内容：脱硝工程的建设条件烟气脱
10、硝工艺方案脱硝工程设想脱硝还原剂的来源及供应脱硝工程对环境的影响脱硝工程的投资估算及运行成本分析1.3 报告编制依据(1) 省环保局转发省发改委关于做好全省火电机组脱硝工程建设的通知的通知(粤环函2008166号)；(2) 省发改委关于做好全省火电机组脱硝工程建设的通知(粤发改能2008102号)；(3) 广东省环保厅广东省火电厂降氮脱硝工程实施方案（粤环【2011】3号）文件。(4) 相关的参考文件。1.4 主要编制原则(1) 脱硝机组规模本工程脱硝机组规模按3660MW考虑，安装3套处理100%烟气量的脱硝装置。(2) 烟气脱硝工艺按选择性催化还原法(SCR)考虑。(3) 脱硝装置的设计效
11、率，根据电厂的实际情况，脱硝系统的设计效率按80%设计和90%设计进行比选。(4) 脱硝装置不设烟气旁路，为保证建设期间不影响锅炉机组运行，设临时旁路。(5) 脱硝还原剂采用外购液氨，尿素作为备选。(6) 尽量避免在脱硝过程中带来新的环境污染。(7) 脱硝工程设备采购, 按关键设备进口、大部分设备国内配套的方式实施。主要设备将通过招投标择优选用。(8) 脱硝设备年利用小时按6800h考虑。(9) 装置设计寿命大于25年。(10) 系统可用率98%。(11) 工程建设模式，暂按业主单位负责自筹部分资金，政府贴息贷款，对脱硝工程实现招投标，确定具有成熟经验和实力的国内公司承担工程的基本设计(核心部
12、分设计由国内公司的国外技术支持方完成)、详细设计和设备供货，工程建设(施工、安装)、调试、试运行、消缺等工作由业主方完成，即按EP+C建设模式考虑。1.5 简要的工作过程(1) 2010年12月中旬，我院接到沙角C电厂关于委托开展脱硝工程可行性研究的委托函。(2) 2011年1月10日，我院各专业人员对沙角C电厂现场进行了实地考查，并与业主单位技术交流。(3) 2011年2月下旬，我院完成沙角C电厂脱硝工程可行性研究报告初稿。2 电厂工程概况2.1 厂址条件及自然条件2.1.1 厂址概况沙角C电厂位于广州市东南约99km的珠江口东岸，装机容量为3660MW，属广东省东莞市虎门镇辖区。厂址北距虎
13、门镇约9km，距东莞市约24km，东南距深圳市约70km，厂址南侧濒临伶仃洋交椅湾，西南侧珠江口对岸为广州市南沙经济技术开发区，是广州市远洋航道的出入口、必经之地。在沙角C电厂的西侧是已经建成的沙角B电厂（2350MW燃煤机组）和沙角A电厂（3200MW+2300MW燃煤机组），至目前为止，该厂址总装机容量已达3880MW。2.1.2 交通运输2.1.2.1 水路电厂面临珠江口内伶仃洋，建港条件良好，C厂岸墙距主航道约1300m左右，建有一座5万t级泊位的煤码头，运煤船可直接停靠已建成的煤码头，电厂由水路至广州57km，至深圳82km，出珠江口可直通南海海域。此外，电厂沿岸还设有点火油码头和顺
14、岸式安装设备码头（即重件码头）各一个，安装设备码头长100m，前沿水深4m，本工程可利用该码头运输大型设备及土建施工材料、安装材料等。2.1.2.2 陆路电厂至太平镇建有太沙公路，属国标三级公路、混凝土路面，路面宽14m，桥面宽14+20.5m，最小曲率半径15m，最大坡度4.6%，设计荷载为汽-20，挂-100。太沙公路在虎门镇附近与广深高速公路、107国道连接，广深高速公路、107国道目前是连接广州与深圳的主干公路，本工程使用的部分设备及材料也可通过汽车运输解决。2.1.3 水文气象电厂所在地区属南亚热带季风气候区，气候条件复杂多变，具有气候温和，雨量充沛，阳光充足，受台风影响大且季节长，
15、暴雨特多，季风交替，海陆风长年影响等特点。气象特征如下：历年最高高潮位：2.10m(珠江基面)历年最低低潮位：-1.84m(珠江基面)多年平均高潮位：0.63m(珠江基面)多年平均低潮位：-0.97m(珠江基面)多年平均潮差：1.60m(珠江基面)历年最大涨潮潮差：2.90m历年最大落潮潮差：3.36m五十年一遇高潮位：2.34m百年一遇高潮位：2.46m百年一遇最低潮位：-2.24m最大年降雨量：2326mm最小年降雨量：972.20mm最大日降雨量：443.40mm最大时降雨量：83.90mm历年平均气压：101.070kPa历年最高气温：37.90历年最低气温：-0.5历年平均气温：22
16、.8历年平均相对湿度：79%历年最低相对湿度：50%全年主导风向为南南东(SSE)，次主导风向为北西(NW)，每年台风次数57次不等，其中强台风占66%，最大风速30m/s。2.1.4 工程地质根据本工程地质勘测报告，场地为滨海回填区，填土之下为海相松散沉积物、坡、残积土。下伏下古生界变质岩系。各地层分述如下： (1)素填土；(2)淤质土；(3)细砂；(4)冲积粉质粘土；(5)粉土；(6)坡积粉质粘土；(7)残积粉质粘土；(8)强风化石英片麻岩；(9)经风化石英岩；(10)中风化石英片麻岩；(11)中风化石英岩。2.2 燃料及供水2.2.1 煤种及煤质2.2.1 煤种及煤质本工程设计煤种为澳大
17、利亚烟煤，校核煤种为神府东胜煤。煤质资料如下表2.2-1所示。表2.2-1 煤质资料名称符号单位设计煤种校核煤种煤质（应用基）水份Wy9.2312.00灰份Ay12.4613.00挥发份Vr25.0627.33固定碳53.2547.67碳份Cy64.3660.51氢份Hy4.153.62氧份Oy8.289.94氮份Ny0.890.70含硫量Sy0.630.43低位发热量Qdwkcal/kg59805445kJ/kg2503722797高位发热量Qgwkcal/kg62615715kJ/kg2621323927灰变形温度T112001130灰软化温度t212901160灰熔化温度T3131012
18、10可磨度（哈氏）4954灰特性分析符号单位设计煤种校核煤种SiO264.0336.71Al2O320.5013.99Fe2O35.9711.36CaO5.7522.92TiO20.900.00MgO0.351.28SO31.209.30Na2O0.201.23K2O0.430.73P2O50.67-2.3 电厂机组状况2.3.1 电厂规模沙角发电厂C厂总装机容量为1980MW(3660MW)，电厂全套发电设备由国外进口，电厂于1992年正式动工，由GEC-ALSTHOM公司采用交钥匙的方式承包兴建，1996年6月三台机组正式移交商业运行。2.3.2 电厂主要设备及参数2.3.2.1 锅炉锅炉
19、为引进美国CE公司的亚临界压力中间再热强制循环汽包炉CC+RR-70。锅炉本体采用一次中间再热，过热蒸汽采用一级喷水减温调温，采用燃烧器摆角及一级喷水减温调节再热汽温。四角偏置同心圆燃烧方式，平衡通风，最低稳燃负荷为30%BMCR。锅炉主要参数如下：项 目 单 位设计煤（国产煤）校核煤（进口煤）BMCRTMCRECR50%MCRBMCRTMCRECR50%MCR汽包压力MPa19.519.419.2710.6519.519.419.2710.65主蒸汽流量t/h2100.12038.91969.71050.02100.12038.91969.71050.0主蒸汽压力MPa18.218.1618
20、.1010.518.218.1618.1010.5主蒸汽温度540540540540540540540540主蒸汽压力损失MPa1.311.241.170.941.311.241.170.94再热蒸汽流量t/h1836.71788.41733.4955.11836.71788.41733.4955.1再热器进口压力MPa4.364.254.122.204.364.254.122.20再热器进口温度332.6330.9328.2334332.6330.9328.2334再热蒸汽压力损失MPa0.200.200.190.110.200.200.190.11再热器出口压力MPa4.164.053.9
21、32.934.164.053.932.93再热器出口温度542.7542.7542.7542.7542.7542.7542.7542.7给水温度275273.2271234275273.2271234省煤器压力损失MPa0.400.390.380.260.400.390.380.26省煤器出口水温325324323288325324323288炉膛出口过剩空气系数1.201.201.201.201.201.201.201.20锅炉效率（高位热值）%87.7887.8287.9788.8587.9888.0188.0088.95燃料消耗量（高位热值）t/h26225524814223823222
22、6130环境温度2222222222222222空预器进口风温25.325.325.331.425.225.225.230.2空预器出口二次风温319317308268316314312267空预器出口一次风温309307298264308307305264空预器进口风压，二次风Pa2.852.732.651.522.792.672.581.52空预器进口烟温357355351290352350347287空预器出口烟温（未修正）132131127112133132131113空预器出口烟温（已修正）126126122106127126125107炉膛至省煤器出口烟气阻力kPa1.171.11
23、1.080.331.101.050.980.31省煤器出口到空预器出口烟气阻力kPa1.371.191.170.421.321.161.100.422.3.2.2 空气预热器本工程配备ABB公司设计制造的回转空气预热器。空预器的相关参数如下：序号项目单位技术规范1型号31-1/2-VI（T）802数量台22转子速度主传动（电动）r/min1辅传动（气动）r/min1/153传热元件热段（高度/）mm914中间热段（高度）mm813冷段（高度）mm305备用层（高度）mm3054设计漏风率8%2.3.2.3 中速磨煤机原磨煤机采用的是ABB-CE磨煤机制造厂的碗式磨煤机（HP983），设计煤种煤
24、粉细度R9018.4，其相关参数如下：额定出力65.455t/h设计煤种出力53.084t/h校核煤种出力47.677t/h数量6台额定一次风量 98.182t/h电动机电源3kV/3ph/50Hz电动机功率448kW转速975r/min2.3.2.4 一次风机原一次风机采用美国NOVENCO风机制造厂生产的双级动叶可调轴流风机，相关参数如下：型号 AST-1928/1250型型式 双级动叶可调轴流风机数量 2台TB工况流量 243720m3/h风压 7.5-9.5kPa电动机电压等级 10kV电动机功率 1679kW转速 1490r/min2.3.2.5 送风机原送风机采用美国NOVENCO
25、风机制造厂生产的动叶可调轴流式风机，相关参数如下：型号 ASN-2800/1400N型型式 单级动叶可调轴流式数量 2台流量 806400m3/h风压 3.0kPa电动机电压等级 10kV电机额定功率 1679kW转速 992r/min2.3.2.6 引风机原引风机采用美国NOVENCO风机制造厂生产的离心式风机，相关参数如下：型号 CSDC-3550/2248型型式 双速双吸离心风机数量 2台流量 1937088/1717503m3/h风压 进口：-5.254/-4.076kPa 出口：0.6474/0.5129kPa电动机电压等级 10kV低速电机额定功率 2313kW高速电机额定功率 3
26、357kW转速 740/590r/min2.3.2.7 静电除尘器除尘器为ABB ENVIRONMENT SYSTEMS/FLAKT公司产品，四室四电场，主要参数如下：数量 1台型号 3P2CH 2C 35D 4F/15.75x49.215x59.058满负荷烟温 128除尘效率 99.3%集尘总面积 151200m22.3.2.8 脱硫增压风机原脱硫增压风机采用Denmark HOWDEN风机制造厂生产的动叶可调轴流式风机，相关参数如下：型号 Variax ANN-5150/2500B型型式 动叶可调轴流式风机数量 1台BMCR工况流量 3490560m3/hBMCR工况全压升 2900Pa
27、TB工况流量 3933720m3/hTB工况全压升 3900Pa电动机电压等级 10kV电机额定功率 4800Kw(#1、3炉)、5500Kw（#2炉）转速 596r/min2.4 厂区总平面布置沙角C电厂现已经建设了3台660MW机组。主厂房区布置在厂区中心地段，固定端朝东，扩建端朝西，由东向西依次为电厂13机组，锅炉朝南，面向伶仃洋，电厂向北出线。在主厂区的东侧和西侧均有电厂的附属设施，东南是煤场和码头。2.5 电厂主要控制方式及控制水平2.5.1 厂级自动化系统沙角C电厂设置有厂级监控信息系统，系统设有与各单元机组的分散控制系统(DCS)、各辅助系统控制系统及电网监控系统(NCS) 的网
28、络通讯接口，收集和处理工艺系统生产过程数据，为厂级监控信息系统提供所需的全厂生产过程信息。从而实现全厂生产过程的统一管理，优化管理，提高全厂安全、经济运行的水平。2.5.2 机组热工自动化水平沙角C电厂#1#3机组在同一集控室机、炉、电集中控制。与机组运行密切相关的各辅助系统（空压机、厂用电公用部分）接至公用DCS系统，实现在集控室集中监控。单元机组以分散控制系统(DCS) 作为机组监视和控制的核心，由分散控制系统(DCS) 实现机组的数据采集(DAS)、模拟量控制(MCS)、顺序控制(SCS)、锅炉炉膛安全监控(FSSS)、发电机变压器组保护及厂用电系统等功能，并配汽机电液控制系统(DEH)
29、、汽机紧急跳闸系统(ETS)、汽机监视仪表系统(TSI)、锅炉吹灰控制、自动电压调节装置(AVR) 和自动准同期装置(ASS) 等自动化设备，对锅炉、汽机、发电机变压器组保护及厂用电系统等进行控制与监视。机组运行人员在单元控制室内以LCD操作员站为主，对机组进行运行管理。2.5.3 辅助车间热工自动化控制沙角C电厂各辅助车间为独立的控制系统，设有除盐补充水控制室、循环水控制室、燃料控制室、燃油控制室等，采用可编程控制器(PLC)与就地上位机工业控制机(PC)构成的计算机控制系统，就地设置控制室及巡检、调试维护站等。电厂的各辅助车间与公用DCS系统连接，系统运行信息实现在集控室集中监视。2.6
30、除灰渣方式沙角C电厂原除灰系统采用正压气力输送系统，将省煤器及除尘器排灰经气力输送管道输送到灰库。根据资料，除灰系统设计出力为73.27 t/h，现在设计输送灰量约60t/h70t/h，除灰系统目前运行正常。省煤器输送单元因灰量较少，每2小时输送1次。3 脱硝工程建设条件3.1 脱硝还原剂供应3.1.1 脱硝还原剂用量烟气中主要通过以下还原反应来去除其中的NOx：4NO+4NH3+O24N2+6H2O6NO2+8NH37N2+12H2O在以上反应中，都需要NH3作为还原剂来还原烟气中的氮氧化合物。NH3即为脱硝还原剂。一般来说，脱硝剂目前主要有三种来源：液氨，氨水和尿素。针对本工程而言，三种脱
31、硝还原剂的耗量分别如下表3.1-1：表3.1-1 脱硝还原剂消耗量脱硝效率液氨(99.6%)氨水(Wt25%)尿素(N：Wt46.1%)1660MW机组80%消耗量(kg/h)3041216537储存量(t )46.8187.382.790%消耗量(kg/h)3411364601.8储存量(kg)52.5210.192.7注：脱硝还原剂的计算基于以下前提：(1) 入口NOx浓度为450mgNm3(干态，6%O2)(2) NH3泄漏率为3ppm(3) 储存容量按7d，每天22h考虑3.1.2 液氨法制氨3.1.2.1 工艺流程液氨法制氨工艺简单, 脱硝系统所需的气氨由液氨蒸发槽制得。 液氨蒸发槽
32、为螺旋管式，管内为液氨管外为温水浴。以蒸气通过管道加热温水，或者直接用电将水加热，再以温水将液氨汽化，蒸气流量根据蒸发槽本身水浴温度控制调节。生成氨气被稀释风机的空气稀释成氨气体积含量为5%的混合气体后送入烟气系统。液氨法工艺流程图如图3.1-1所示：图3.1-1 液氨法制氨工艺流程图3.1.2.2 工艺系统组成液氨储存、制备、供应系统包括液氨卸料压缩机、储氨罐、液氨蒸发槽、氨气缓冲槽、稀释风机、混合器、氨气稀释槽、废水泵、废水池等。此套系统提供氨气供脱硝反应使用。液氨的供应由液氨槽车运送，利用液氨卸料压缩机将液氨由槽车输入储氨罐内，储槽中的液氨输送到液氨蒸发槽内蒸发为氨气，经氨气缓冲槽来控制
33、一定的压力及其流量，然后与稀释空气在混合器中混合均匀，再送达脱硝系统。氨气系统紧急排放的氨气则排入氨气稀释槽中，经水的吸收排入废水池，再经由废水泵送至废水处理厂处理。3.1.2.3 方案技术特点液氨法制氨方案技术特点如下：(1) 此方案技术成熟，运行业绩最多。目前广东省内实施脱硝的新、扩建工程都是采用液氨法制氨方案；(2) 系统初投资少，运行费用低；(3) 此方案是采用液氨做还原剂，根据我国危险化学物品名表(GB12268-90)和重大危险源辨识(GB18218-2009)的有关规定，液氨、氨水构成危险货物，液氨在生产、储存场所超过10t时构成重大危险源。因此，在液氨储存和制备系统设计、建造和
34、运行等方面必须要遵循各种安全规范要求。此外，采用液氨法工艺还需通过严格的安全评价审批手续。(4) 方案占地大约1000m2（未考虑安全间距）。3.1.3 尿素法制氨方案(备选)尿素制氨工艺有水解法和热解法两种。采用水解工艺方法在市场上的趋势是所占份额越来越少，因此目前热解工艺发展迅速。在中国，华能北京热电厂4台机组和石景山京能热电厂4200MW机组脱硝系统，还有华能玉环电厂41000MW机组、香港青山电厂等还原剂制备均采用尿素热解工艺。3.1.3.1 尿素水解尿素水解制氨工艺原料为干态颗粒尿素，使用高温高压蒸汽对尿素溶液进行水解，水解终产物为气氨、二氧化碳和水蒸气的混合物，减压稀释后进入SCR
35、喷氨格栅系统。(1) 工艺原理(NH2)2CO + H2O + Heat 2NH3 + CO2.尿素水溶液与水在加热条件下进行分解反应，生成气态的氨、二氧化碳和水蒸汽的混合物，与空气稀释混合后作为烟气脱硝系统的还原剂使用。(2) 工艺流程首先将颗粒尿素送入尿素溶解槽，用水解器出来的液体进行溶解，不足时用除盐水补充，配制成一定浓度的尿素水溶液(40%wt)，然后用泵送入尿素水解器，尿素水解器采用2.5MPa(A)的蒸汽进行直接加热，尿素在水解器内水解为氨和二氧化碳。水解器出口含氨气体送脱硝系统使用，水解器出来的液体返回尿素溶解槽作溶解液使用。3.1.3.2 尿素热解(1) 工艺原理300650C
36、尿素热解反应方程式如下：300650CCO(NH2)2 NH3 + HNCOHNCO + H2O NH3 + CO2该工艺将首先将尿素溶于水制成水溶液，然后进入热解室分解为氨(NH3)并通过SCR系统中氨气喷射格栅(AIG)提供脱硝系统所需的还原剂(NH3)。(2) 工艺流程尿素颗粒与去离子水配制成指定浓度(4060%)溶液后输送至尿素溶液储罐储存，配制好的尿素溶液通过高流量循环模块(HFD)输送到计量分配模块(MDM)，该计量模块能根据系统氨需量自动控制尿素溶液进入流量，并利用压缩空气将尿素溶液雾化并通过喷头喷入热解室(DC)内，与经由稀释风机、换热器和电加热器输送过来的高温空气混合热解，生
37、成NH3、H2O和CO2，分解产物与稀释空气混合均匀并喷入脱硝系统。尿素热解工艺流程如图3.1-2所示，图3.1-2 尿素热解流程示意图3.1.3.3 两种尿素法制氨方案比较尿素法该制氨工艺的主要优点是安全、可靠，避免了SCR系统直接使用液氨或氨水带来的运输、储存和运行中所面临的相关人身安全和环境污染问题；但方案初投资较大，运行费用较高。热解法虽然需消耗少量的热烟气，但对锅炉热效率影响较小，系统简单，调节能力强，氨逃逸控制好，易于操作；水解法系统复杂，负荷变化时易生成高分子固态物，氨腐蚀容器管线材质不安全，调节性能差，电耗相对较大。3.1.4 三种脱硝还原剂的选择与比较脱硝剂的成本中，运输成本
38、占到了很大一部分。氨水中有效的部分只有14，其余都是水，带来了额外的运输和储存成本。所以仅就消耗的费用而言，氨水是不经济的。但是液氨运输和储存具有一定的危险性。采用液氨和氨水作为脱硝剂，其系统基本一致，氨水的储罐容量要大于液氨储罐容量(取决于氨水浓度，一般为25%，v/v)。相对来说，尿素是三种催化剂中单价最贵的一种。尿素的售价要高于氨水与液氨，而且尿素需要进行复杂的反应才能生成NH3，系统较使用氨水或液氨要复杂得多。只有当电厂附近没有氨水或者液氨供应商、使用槽车运输氨水因运输成本增加导致其价格与尿素相当时，才会考虑使用尿素。或者是当地的法令极为严格，使用槽车运输液氨或者氨水不允许的时候，才会使用尿素。三种脱硝还原剂的比较列于表3.1-4。表3.1-4 各种还原剂的比较项目液氨氨水尿素还原剂费用便宜(100%)贵(约150%)最贵 (约180%)运输费用便宜贵便宜安全性要求很高，有法律规定要求高无特殊要求储存条件高压常规大气压常规大气压干态(加热干燥空气)储存方式液态(箱罐)