某造紙廠2×110TH鍋爐SNCR法脫硝工程設(shè)計(jì)

某造紙廠2×110T/H鍋爐SNCR法脫硝工程設(shè)計(jì) 1 3 3 3 31.2.2地震狀況 3 31.2.4煙氣參數(shù) 3 4 4 4 51.2.9設(shè)計(jì)煙氣出口參數(shù) 5 5 6 71.5.1SNCR脫硝裝置的總體設(shè)計(jì)要求 71.5.2材料的要求 7 8 9 92.3電廠煙氣與脫硝 92.3.1不同國家燃煤電廠NOx排放標(biāo)準(zhǔn) 9 1 132.3.2我國燃煤電廠NOx排放現(xiàn)狀 2.3.3煙氣脫硝方法的選擇 17 3.3.1溫度 3.3.2停留時(shí)間 3.3.4NH?/NOx摩爾比 203.4.2氨水 3.4.3尿素 3.4.4小結(jié) 223.5.2尿素溶液的輸送 3.5.3尿素溶液的計(jì)量分配 233.5.4尿素溶液的噴射系統(tǒng) 233.6儲(chǔ)存與制備系統(tǒng)計(jì)算與說明 243.6.1系統(tǒng)反應(yīng)的計(jì)算 24 243.6.2尿素料倉的設(shè)計(jì) 26 273.6.3尿素溶解罐的設(shè)計(jì) 273.6.4尿素溶液混合泵 273.6.5尿素儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì) 28 293.7輸送系統(tǒng)計(jì)算與說明 29 293.7.2管道流速的設(shè)定 3.7.3管道管徑的計(jì)算 293.7.4管道管徑一覽表 333.7.5管道的長度及彎頭數(shù) 333.7.6管道參數(shù)一覽表 34 35 35 35 35 353.9.2選用泵的種類 37 37 38 395.1.2DCS系統(tǒng)概述 5.2DCS控制系統(tǒng)在SNCR中的應(yīng)用 41 43 436.2.1SNCR工藝投資成本 43 46.2.3系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用估算 4 附錄1SNCR工藝流程圖附錄2帶點(diǎn)控制的SNCR工藝流程圖附錄3平面布置圖附錄4設(shè)備一覽表某造紙廠2×110T/H鍋爐SNCR法脫硝工程設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)為某造紙廠2×110T/H鍋爐進(jìn)行煙氣脫硝技術(shù)改造，每臺(tái)鍋爐排放煙氣量為236000Nm3/h,其中氮氧化物含量為450mg/Nm3,其主要成分是一氧化氮(約占92.5%)和二氧化氮(約占7.5%)。爐膛出口煙氣溫度為750~890℃,要求經(jīng)脫硝處理后的煙氣氮氧化物含量低于180mg/Nm3。采用選擇性非催化還原法(SNCR),設(shè)計(jì)內(nèi)容包括SNCR脫硝工藝流程關(guān)鍵詞：氮氧化物催化還原SNCR煙氣脫硝Apapermill110T/Hboiler.Eachboilerfluegasemissionsof2hourwhichwhereinthenitrogenoxideThisdesignwillmakethefluegascontentofnitrogperstandardcubicmeterafterusingthedenitrificationteSelectivenon-catalyticreductiondenitrificationprocessflowdiagram,SNCRcomplsystemdesfKeywords:NitrogenoxidesCareduction(SNCR)gasdenit第一章緒論1.1設(shè)計(jì)背景氮氧化物(NOx)是大氣的主要污染物之一，在我國，氮氧化物的主要來源是煤炭的直接燃燒。近些年來，隨著造紙業(yè)的產(chǎn)能集中，工業(yè)污水治理的技術(shù)已逐漸發(fā)展成熟，工業(yè)鍋爐及水泥窯等排放出的尾氣，尤其是涉及燃煤的煙氣治理問題已逐漸成為新的研究方向。◎霧霾等惡劣的大氣污染正在逐年加重，控制NOx的排放也被各部門提上議事日程，成為“十二五”期間的主要任務(wù)之一。1.2設(shè)計(jì)任務(wù)概況對(duì)某造紙廠公司的自備電廠進(jìn)行鍋爐煙氣脫硝技術(shù)改造，使其排放的氮氧化物達(dá)到《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13223-2011)的要求。紙廠位于某風(fēng)景區(qū)東側(cè)，東臨京廣鐵路一公里、京珠高速公路兩公里，西臨107國道兩公里，交通便利。公司目前已形成制漿、造紙、熱電、廢水處理、產(chǎn)品營銷等門類齊全、功能完善的企業(yè)運(yùn)行系統(tǒng)，企業(yè)現(xiàn)年制漿能力10萬噸，成品紙年生產(chǎn)能力達(dá)到30萬噸以上；主要產(chǎn)品有膠版印刷紙、靜電復(fù)印紙、精書寫紙、輕型紙等。廠區(qū)處于地震相對(duì)穩(wěn)定區(qū)，地震基本烈度為6度。紙廠現(xiàn)有鍋爐基本信息見表1.1。設(shè)備型號(hào)數(shù)量2臺(tái)主要設(shè)計(jì)參數(shù)參數(shù)參數(shù)生產(chǎn)廠家某能源環(huán)保股份有限公司額定蒸汽溫度主蒸汽壓力排煙溫度給水溫度鍋爐設(shè)計(jì)效率84.1%單位數(shù)據(jù)備注爐膛出口煙氣溫度℃鍋爐出口飛灰濃度原始SO?排放極限值脫硫后SO?排放處理前NOx濃度極限值表1.3鍋爐使用煤種信息序號(hào)名稱符號(hào)設(shè)計(jì)校核1碳%2氫%3氧%4氮%5硫%6灰分%7水分%28發(fā)熱量9%序號(hào)名稱符號(hào)單位沉淀污泥渣麥糠污泥1%2%3%4%5%6%7%8熱值3999處理量1.2.7入爐設(shè)計(jì)混合燃料分析1臺(tái)爐各種工況負(fù)荷下，燃煤為設(shè)計(jì)煤種，不考慮沼氣。名稱符號(hào)單位100%負(fù)荷90%負(fù)荷80%負(fù)荷70%負(fù)荷60%負(fù)荷50%負(fù)荷%%%%%%%熱值極端最高極端最多年平均年平均相對(duì)濕度年平均降水量日最大降水量地震裂度/度6指標(biāo)備注出口NOx的濃度入口NOx≤450mg/Nm3NH?/NO?摩爾比SNCR脫硝效率%出口≤180mg/Nm3系統(tǒng)可用率%1.3設(shè)計(jì)內(nèi)容和任務(wù)(1)還原劑用量的設(shè)計(jì)(2)還原劑儲(chǔ)罐的尺寸、類型和布置方式的設(shè)計(jì)(3)還原劑儲(chǔ)倉的尺寸、類型和布置方式的設(shè)計(jì)(4)還原劑溶解池的尺寸、類型和布置方式的設(shè)計(jì)(5)輸送管道的大小、類型和布設(shè)方式的設(shè)計(jì)(6)管道管徑大小、管長及管部件類型的設(shè)計(jì)(7)閥門類型的選擇(8)泵參數(shù)及類型的選擇(9)噴槍類型的選擇(10)流量計(jì)的選擇(11)空壓機(jī)的選擇(12)設(shè)計(jì)計(jì)算書一份(包括工藝系統(tǒng)計(jì)算、各個(gè)構(gòu)筑物計(jì)算、工藝管道計(jì)算)(13)設(shè)計(jì)圖紙一套，要求采用CAD制圖，內(nèi)容包括①選擇性非催化還原(SNCR)脫硝技術(shù)工藝流程圖②選擇性非催化還原(SNCR)脫硝技術(shù)帶控制點(diǎn)的工藝流程圖③選擇性非催化還原(SNCR)脫硝工藝平面布置圖(4)《化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)(第一版)》(上冊(cè))(5)《環(huán)境工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)指南》(6)《大氣污染控制工程(第三版)》(7)《環(huán)境工程設(shè)備》(8)《煙氣脫硫脫硝技術(shù)手冊(cè)》1.5設(shè)計(jì)原則(1)SNCR脫硝系統(tǒng)滿足全天24小時(shí)的連續(xù)運(yùn)行，年運(yùn)行時(shí)間不小于8000小時(shí)；(2)裝置系統(tǒng)先進(jìn)、安全、可靠、便于運(yùn)行維護(hù)；(3)所有的設(shè)備和材料都是新的，并且與尿素溶液有關(guān)的設(shè)備、管道閥門及相關(guān)輔助都采用耐腐材質(zhì)；(4)兩年內(nèi)裝置連續(xù)使用率要大于95%;(5)工藝流程具有較強(qiáng)的可實(shí)施性、系統(tǒng)布置簡潔美觀、占地面積小、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低、經(jīng)濟(jì)效益好、便于觀察和監(jiān)視、運(yùn)行人員少；(6)要求SNCR脫硝裝置在調(diào)試過程中，不影響鍋爐的正常工作；(7)SNCR脫硝裝置能快速投入使用，在負(fù)荷調(diào)整時(shí)有良好的適應(yīng)性，在運(yùn)行條件下能可靠且穩(wěn)定地連續(xù)運(yùn)行，并具有以下運(yùn)行特性：能適應(yīng)窯爐的啟動(dòng)、停機(jī)及負(fù)荷變動(dòng)；(8)檢修時(shí)間間隔與機(jī)組的要求需一致，不增加機(jī)組的維護(hù)、檢修時(shí)間；(9)在設(shè)計(jì)上留有足夠的通道，滿足施工、檢修的吊裝要求。(1)所有關(guān)鍵設(shè)備、材料均為全新進(jìn)口，根據(jù)物性及工藝要求，氨水溶液管道材質(zhì)應(yīng)選用不銹鋼無縫鋼管，氨水溶液的相關(guān)設(shè)備、管道閥門及相關(guān)輔材材質(zhì)選用不銹鋼；稀釋水管道、壓縮空氣管道選用普通無縫鋼管，稀釋水管道、壓縮空氣管道的閥門及相關(guān)輔助材料選用碳鋼材質(zhì)。(2)所有隔熱表面最大溫度當(dāng)環(huán)境溫度<27℃時(shí)不超過50℃,當(dāng)環(huán)境溫度>27℃時(shí)保證不大于25℃加環(huán)境溫度。(3)鋼結(jié)構(gòu)和設(shè)備采用滿足區(qū)域防腐要求的優(yōu)質(zhì)油漆，涂刷不少于兩底第二章NO?控制技術(shù)及脫硝工藝選擇2.1NO?的產(chǎn)生機(jī)理大氣中NO?的來源主要有兩種，即自然來源和人為來源，人為來源是指在人類在生產(chǎn)活動(dòng)中產(chǎn)生的，如燃料的燃燒，化工生產(chǎn)等，其中以燃料燃燒產(chǎn)生的NOx最多。燃燒過程中形成的NO?分為三類。一類由燃料中固定氮生成的NO?,稱為燃料型NOx(fuelNOx)。天然氣中基本不含氮的氧化物，石油和煤中氮原子通常與碳或氫原子化合，大多為氨、氮苯以及其他胺類。這些氮化物的結(jié)構(gòu)可表示為R-NH2,其中R為有機(jī)基或氫原子。燃燒中形成的第二類NOx由大氣中的氮生成，主要產(chǎn)生于原子氧和氮之間的化學(xué)反應(yīng)。這種NOx只在高溫下形成，所以通常稱作熱力型NOx(thermalNOx)。在低溫火焰中由于含碳自由基的存在，還會(huì)生成第三類NOx,通常稱為瞬時(shí)NOx(promptNOx)。燃燒煙氣中NOx主要為NO和NO?,其中NO約占NOx總量的90%以上。2.2NOx的危害NO對(duì)血紅蛋白有很強(qiáng)的親和力，是氧的數(shù)十萬倍。NO一旦進(jìn)入血液中，就會(huì)取代氧化血紅蛋白中的氧，與血紅蛋白牢固地結(jié)合。長時(shí)間處于1~1.5mg/L的NO環(huán)境中易引起慢性咽喉炎、慢性支氣管炎等病變，高濃度NO中毒會(huì)導(dǎo)致肺部充血和水腫，嚴(yán)重時(shí)會(huì)窒息死亡。NO還會(huì)促使人體早衰、支氣管上皮細(xì)胞發(fā)生淋巴組織增生，甚至肺癌等疾病的發(fā)生。氮氧化物與碳?xì)浠衔锘旌蠒r(shí)，在陽光的照射下還會(huì)形成光化學(xué)煙霧，刺激人的眼睛，發(fā)生紅眼病，對(duì)人的鼻咽喉等呼吸器官有明顯的刺激作用，增大呼吸阻力。光化學(xué)煙霧對(duì)植物的損害，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使作物減產(chǎn)、樹木枯死氮氧化物還會(huì)導(dǎo)致酸雨酸霧的產(chǎn)生，破壞臭氧層，另外，氮氧化物也是導(dǎo)致霧霾的主要物質(zhì)之一。為了控制NOx的排放，大多數(shù)工業(yè)發(fā)達(dá)的國家和地區(qū)都頒布了明確的法律規(guī)定NOx的排放標(biāo)準(zhǔn)。美國1990年的《清潔空氣法修正案》(CAAA)、歐共體1988年發(fā)布的88/609/EEC號(hào)指令、日本1982年頒布的實(shí)施NOx的質(zhì)量控制規(guī)定等，都對(duì)這些國家減少NOx的排放起到了宏觀指導(dǎo)作用。1971年美國環(huán)保署頒布的《新固定源排放標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定了每個(gè)污染源的年7月9日以后，對(duì)火電廠氮氧化物的排放限值以績效標(biāo)準(zhǔn)(Ib/MWh)和單位輸入熱量的排放(Ib/MBtu)同時(shí)給出，2005年2月28日以后新建電廠的排放標(biāo)大于73MW(熱)以上的發(fā)電機(jī)組折合mg/Nm31971年8月17日～1978年9月18日建成的發(fā)電機(jī)組1978年9月18日～1997年7月9日之間建成的機(jī)組0.5～0.665%去除率1997年7月9日以后建成的發(fā)電機(jī)組早在1973年日本就對(duì)燃用化石燃料鍋爐提出了NOx排放標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)燃油燃?xì)忮仩t規(guī)定了NOx排放限值，并考慮了燃料性質(zhì)，鍋爐形式，煙氣量，投產(chǎn)時(shí)間等諸多因素。1974年又補(bǔ)充了燃煤鍋爐NOx的排放限值，之后經(jīng)過多次修訂和強(qiáng)化，對(duì)鍋爐NOx排放限值詳見表2.2。表2.2日本燃煤電廠NOx排放標(biāo)準(zhǔn)圓氣體排放速度適用范圍1983年9月10日以后開始建設(shè)的燃煤電廠1975年12月10至1987年3月31日之間建設(shè)的燃煤電廠1987年4月1日以后建設(shè)的燃煤電廠1973年8月10日至1987年3月31日之間建設(shè)的電廠1987年4月1日以后開始建設(shè)的燃煤電廠1988年歐洲共同體發(fā)布了88/609/EEC導(dǎo)則，該導(dǎo)則適用于12個(gè)國家的熱功率大于50MW的燃燒裝置大氣污染物排放限值，并要求歐盟各國在1990年底前對(duì)建造的新污染源的污染物排放控制盟各國的現(xiàn)有工廠以1980年的排放量為基準(zhǔn)，到1993年排放總量削減10%,1998年前削減30%。之后經(jīng)過多次修改，于2001年發(fā)布了新的導(dǎo)則，對(duì)新建和現(xiàn)有火電廠的NOx限值提出嚴(yán)格要求。具體見表2.3。表2.3歐盟2001/80/ECNOx排放限值新建或已有機(jī)組@燃料類型限值(mg/Nm3)固態(tài)：50～500MWth偏遠(yuǎn)地區(qū)600;600(從2016年7月1日起)500;200(從2016年7月1日起)650;1300(揮發(fā)分<10%)液態(tài)：50～500MWth偏遠(yuǎn)地區(qū)偏遠(yuǎn)地區(qū)2.3.1.4中國的標(biāo)準(zhǔn)我國1991年頒布了《燃煤電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13223-1991),之后歷經(jīng)1996年、2003年和2011年三次修訂，1996年修訂的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中對(duì)新建1000t/h以上的鍋爐(對(duì)應(yīng)300MW機(jī)組)規(guī)定了NOx的排放濃度要求，對(duì)于其他鍋爐的NOx排放則沒有要求。2003年修訂的定了燃煤、燃油鍋爐的NOx排放限值。2011年修訂的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》,將新建、已建脫硝裝置和預(yù)留脫硝場(chǎng)地的燃煤電廠氮氧化物排放限值由200mg/m3調(diào)整為100mg/m3,火電廠脫硝標(biāo)準(zhǔn)較2003年制定的標(biāo)準(zhǔn)-2011)中對(duì)燃煤鍋爐氮氧化物排放的要求見表2.4。表2.4火力發(fā)電鍋爐及燃?xì)廨啓C(jī)組大氣NO?排放濃度限值④序號(hào)燃料和熱能轉(zhuǎn)化設(shè)施類型污染物項(xiàng)目限值/mg.m-31燃煤鍋爐氮氧化物(以NO?計(jì))全部2以油為燃料的鍋爐氮氧化物(以NO?計(jì))新建燃油鍋爐現(xiàn)有燃油鍋爐3以氣體為燃料的鍋氮氧化物(以NO?計(jì))天然氣鍋爐其他氣體燃料鍋爐天然氣燃?xì)廨啓C(jī)組注：(1)采用W型火焰爐膛的火力發(fā)電鍋爐，現(xiàn)有循環(huán)流化床火力發(fā)電鍋爐，以及2003年12月31日前建成投產(chǎn)或通過2.3.1.5其他國家和地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)其他國家和地區(qū)氮氧化物排放標(biāo)準(zhǔn)見表2.5國家裝機(jī)容量或熱輸入排放標(biāo)準(zhǔn)mg/m3澳大利亞燃料燃燒設(shè)備加拿大所有熱輸入>264GJ/h的新鍋爐新西蘭中國香港印尼1996年起2000年起韓國1999年1月1日墨西哥1996年起1998年1月1日菲律賓1998年1月1日中國臺(tái)北泰國與美國、日本以及歐盟的排放標(biāo)準(zhǔn)相比較，可以看出，我國燃煤機(jī)組氮氧化物的排放限值與歐盟規(guī)定的限值相當(dāng)，比美國的標(biāo)準(zhǔn)寬松，日本的標(biāo)準(zhǔn)明顯嚴(yán)于我國。與許多亞太國家相比，我國的氮氧化物排放標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)來說還是較為嚴(yán)格的。由于我國燃煤電站所使用的煤質(zhì)與外國有一定的區(qū)別，所以制定的標(biāo)準(zhǔn)也有出入，但是這些標(biāo)準(zhǔn)是符合我國實(shí)際情況的，有現(xiàn)實(shí)意義。長期以來，我國的能源結(jié)構(gòu)始終以煤為主，78%左右的電力裝機(jī)是以煤為燃料的火電機(jī)組，84%的發(fā)電量來自煤電，這一結(jié)構(gòu)給環(huán)境保護(hù)帶來了巨大的挑戰(zhàn)。2000年我國所排放的NOx總量約為1200萬噸，其中火電廠排放的NOx占35.8%,約430萬噸，2004年我國NOx排放量為1860萬噸，電力行業(yè)約占670萬噸，2007年我國火電NOx排放量為838萬噸，比2003年的597.3萬噸增加近40.3%,2010年該數(shù)據(jù)增到1050萬噸，預(yù)計(jì)到2020年我國氮氧化物的排放量將達(dá)到2900萬噸°,如果不加以控制，NOx將對(duì)我國大氣環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。我國歷年來氮氧化物排放情況見圖2-1。基于此，“十二五”期間，國家將加強(qiáng)對(duì)氮氧化物的控制力度。圖2.1我國歷年火電廠排放氮氧化物情況2.3.3煙氣脫硝方法的選擇根據(jù)NOx的產(chǎn)生機(jī)理，NOx的控制根據(jù)時(shí)間可分為燃燒前脫硝、燃燒過程脫硝、燃燒后脫硝。燃燒前脫硝主要是對(duì)燃料進(jìn)行脫硝處理，主要有加氫脫硝和對(duì)燃料的洗選，燃前脫硝技術(shù)至今尚未發(fā)展很好。燃燒中的脫硝技術(shù)主要有①低溫燃燒；②低氧燃燒；③循環(huán)流化床燃燒技術(shù)；④低氮燃燒；⑤煤粉濃淡分離；⑥煙氣再循環(huán)技術(shù)；燃燒后脫硝是主要的脫硝技術(shù)。分為干法脫硝，半干法脫硝和濕法脫硝。①干法脫硝包括選擇性非催化還原法(SNCR)、選擇性催化還原法(SCR)和電子束聯(lián)合脫硫脫硝法等；②半干法有活性炭聯(lián)合脫硫脫硝法等；③濕法有臭氧氧化吸收法、酸吸收法、堿吸收法、氧化吸收法和絡(luò)鹽吸收法。目前通行的煙氣脫硝技術(shù)是低NOx燃燒技術(shù)(LNBs);選擇性非催化還原法(SNCR)和選擇性催化還原法(SCR)。我國低NOx燃燒技術(shù)開始于20世紀(jì)80年代，主要有低氮燃燒器技術(shù)、不能滿足較高的NO?排放標(biāo)準(zhǔn)，NOx的脫除率一般為40%,最高只能達(dá)到50%。選擇性催化還原脫硝技術(shù)是指在催化劑的存在下，氨基還原劑與煙氣中氮氧化物反應(yīng)生成無害的氮?dú)夂退畯亩_(dá)到煙氣脫硝效果的一種脫硝技術(shù)。該技術(shù)脫硝效率高，最高可達(dá)90%,技術(shù)發(fā)展成熟，但是耗費(fèi)較大，適用于此法的脫硝效率約為40%-60%,SNCR建設(shè)周期短、投資少、脫硝效率中等，比較適合于中小型燃煤鍋爐脫硝改造項(xiàng)目，SNCR技術(shù)是已投入商業(yè)運(yùn)行的比較成熟的煙氣脫硝技術(shù)。三種方法優(yōu)缺點(diǎn)見表2.6。術(shù)脫銷效工程造價(jià)(萬元)運(yùn)行費(fèi)用(萬元/年)經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析性價(jià)比不能保證達(dá)標(biāo)排放系統(tǒng)可靠性不高差煙風(fēng)系統(tǒng)阻力小，可忽略不需要更換引風(fēng)機(jī)良600-700(不含更換引風(fēng)15-20(不含風(fēng)機(jī)電量增加)投資高，經(jīng)濟(jì)效益差引風(fēng)機(jī)壓頭余量不足，需更換引風(fēng)耗電增加15%較差(1)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，不需改變現(xiàn)有鍋爐的設(shè)備設(shè)施，只需在現(xiàn)有鍋爐的(2)系統(tǒng)投資小，不需要昂貴的催化劑，運(yùn)行成本低，有很大的經(jīng)濟(jì)優(yōu)(3)系統(tǒng)占地面積?。?4)系統(tǒng)阻力小，對(duì)鍋爐的正常運(yùn)行影響??；(5)建設(shè)周期短，可盡早投入使用，適用于中小鍋爐的改建。第三章SNCR工藝流程詳述在無催化劑的條件下，利用氨氣或尿素等還原劑將鍋爐中的煙氣還原為無毒無害的N?和水的一種煙氣脫硝方法。3.1化學(xué)原理利用NH?、尿素等還原劑噴入爐內(nèi)與NOx進(jìn)行選擇性反應(yīng)，不用催化劑，因此必須在高溫區(qū)加入還原劑。還原劑噴入爐膛溫度為850~1250℃的區(qū)域，該還原劑(尿素)迅速熱分解成NH?并與煙氣中的NOx進(jìn)行SNCR反應(yīng)生成N?,該方法是以爐膛為反應(yīng)器。研究發(fā)現(xiàn)，在爐膛800～1250℃這一狹窄的溫度范圍內(nèi)、在無催化劑作用下，NH?或尿素等氨基還原劑可選擇性地還原煙氣中的NOx,基本上不與煙氣中的O?作用，據(jù)此發(fā)展了SNCR法。在800～1250℃范圍內(nèi)，NH?或尿素還原NOx的主要反應(yīng)為：1、NH?為還原劑2、尿素為還原劑總反應(yīng)為：4NO+2CO(NH?)?+O?→4N?+3.2工藝流程SNCR的系統(tǒng)流程圖如圖3.1所示。系統(tǒng)由還原劑儲(chǔ)存、還原劑溶液的配置、還原劑的蒸發(fā)、系統(tǒng)噴射部分以及自動(dòng)控制系統(tǒng)組成。爐膛壁面上安裝有還原劑噴嘴，還原劑通過噴嘴噴入煙氣中，并與煙氣混合，反應(yīng)后的煙氣流出鍋爐。氨是以氣態(tài)形式噴入爐膛，而尿素是以液態(tài)噴入。n口鍋爐煙氣空氣圖3.1SNCR工藝流程示意圖不同還原劑有不同的反應(yīng)溫度范圍，此溫度范圍稱為溫度窗。NH?的反應(yīng)最佳溫度區(qū)為850～1100℃。實(shí)驗(yàn)表面，當(dāng)溫度超過1100℃時(shí)，NH?會(huì)被氧化成NO,反而造成NOx排放濃度增大。其反應(yīng)為：而當(dāng)溫度低于900℃時(shí)，反應(yīng)不完全，造成還原劑流失，使NOx還原率降低，對(duì)下流設(shè)備產(chǎn)生不利的影響，造成新的污染。可見溫度過高或過低都不利于對(duì)污染物排放的控制。任何反應(yīng)都需要時(shí)間，所以在合適的溫度范圍內(nèi)必須保證還原劑在煙氣中有足夠的停留時(shí)間，以期發(fā)生還原反應(yīng)。在相同條件下，還原劑有較長的停留時(shí)間，脫硝效果更好。在此時(shí)間內(nèi)，NH?或尿素等還原劑與煙氣的混合、水的蒸發(fā)、還原劑的分解和NOx的還原等步驟須全部完成，一般要求時(shí)間為0.5s。而霧化狀態(tài)的氨在分解爐的停留時(shí)間長短取決于反應(yīng)爐體的尺寸、煙氣流經(jīng)反應(yīng)爐體的速度、溶液霧化狀況、霧場(chǎng)與煙氣混合的形式等因素。尿素氨水的停留時(shí)間一般在0.3-0.5s之間。有實(shí)驗(yàn)表明停留時(shí)間從100ms升至500ms,NOx最大還原率可從60%升至83%左右。還原劑與煙氣的混合程度決定了反應(yīng)的進(jìn)程和速度，還原劑和煙氣在分解爐內(nèi)是邊混合邊反應(yīng)，混合的效果直接決定了脫銷效率的高低。SNCR脫硝效率低的主要原因之一就是混合問題，例如，局部的NO濃度過高，不能被還原劑還原，導(dǎo)致脫硝效率低；局部的NOx濃度過低，還原劑未全部發(fā)生還原反應(yīng)，導(dǎo)致還原劑利用率低還，增加氨逃逸。因此，還原劑與煙氣的混合程度的充分與否，直接影響脫硝成果。資料顯示，SNCR系統(tǒng)的NH?/NOx比控制在1.0～2.0之間時(shí)，脫硝效率較理想。超過2.5時(shí)，雖有利于NOx還原率增大，但同時(shí)氨逃逸也會(huì)增大，這將會(huì)增加運(yùn)行成本。3.4還原劑的選擇脫硝還原劑在整個(gè)脫硝系統(tǒng)中是最大的耗品，其使用成本直接影響到脫硝系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)評(píng)估，因此還原劑的選擇是很重要的環(huán)節(jié)。目前SNCR脫硝系統(tǒng)最常用的還原劑有：無水氨、氨水和尿素。火電廠脫硝還原劑的選擇應(yīng)考慮以下因素：(1)運(yùn)輸和儲(chǔ)存的安全性；(2)使用過程的便捷性(包括對(duì)員工的技術(shù)要求和管理);(3)發(fā)生事故可能造成的經(jīng)濟(jì)和其他影響；(4)操作許可的批復(fù)；(5)占地面積；(6)投資和運(yùn)行費(fèi)用。無水氨，即液氨，無色氣體，有刺激性惡臭，GB12268-90中規(guī)定的編號(hào)為23003的危險(xiǎn)品。氨蒸氣與空氣混合物爆炸極限為16～25%,93℃以上時(shí)亦有爆炸危險(xiǎn)，若有石油或其他可燃性物質(zhì)存在時(shí)，則危險(xiǎn)性更高。氨氣具有腐蝕性，如與氨直接接觸，會(huì)刺激皮膚，灼傷眼睛，可導(dǎo)致眼睛暫時(shí)失明，嚴(yán)重時(shí)會(huì)永久失明。長期暴露在氨氣環(huán)境中，會(huì)對(duì)肺部有害，產(chǎn)生咳嗽或呼吸急促等癥狀，嚴(yán)重時(shí)，會(huì)導(dǎo)致呼吸系統(tǒng)積水甚至是死亡。雖然大部分時(shí)間都在安全使用，但一旦事故發(fā)生，它將形成一個(gè)致命的毒云對(duì)周圍的人群造成嚴(yán)重的傷害。根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》,液氨儲(chǔ)罐與周圍建筑物的防火間距不小于15m,即使按最緊湊的方式布置，液氨儲(chǔ)罐區(qū)也要超過2000m2的布置場(chǎng)地。氨水與無水氨都屬于危險(xiǎn)化學(xué)品，含氨大于50%的氨溶液，其危險(xiǎn)編號(hào)為23003,含氨在35%～50%的氨溶液，其危險(xiǎn)編號(hào)為82503。脫硝用的氨水濃度通常是20%～25%,無色透明液體，易分解出氨氣，且隨著溫度的升高，分解速度加快，可形成爆炸性氣氛，若溫度過高，容器有開裂和爆炸的危險(xiǎn)。如果逸出，氨水液體擴(kuò)散范圍較無氨水小，濃度范圍易控制，但有強(qiáng)烈的刺激性氣味，通常不需壓力容器儲(chǔ)存，相對(duì)無水氨安全，但接觸限值與無氨水對(duì)人體的影響是一樣的。從運(yùn)輸角度看，氨水因濃度較低(僅19%～29%),與人接觸的頻率較無氨水(99%以上)多4倍，所以在這一點(diǎn)上，氨水比無氨水更佳。尿素是白色或淺黃色的結(jié)晶體，易溶于水，水溶液呈中性反應(yīng)。與無水氨和氨水相比，尿素是無毒、無害的化學(xué)品、是農(nóng)業(yè)中常用的肥料，無爆炸性，完全不需考慮其危險(xiǎn)性。尿素在運(yùn)輸、儲(chǔ)存中無需考慮危險(xiǎn)性，也無需制定緊急預(yù)案處理突發(fā)事故。對(duì)于三種還原劑的優(yōu)缺點(diǎn)比較見表3.1。還原劑優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)建議沒有溢出危險(xiǎn)，設(shè)備投資成本低推薦使用氨水如果溢出，蒸汽濃度較低不推薦液氨還原劑和蒸發(fā)成本最低；氨儲(chǔ)罐體積小安全問題，二次污染不使用結(jié)合表3-1及三種還原劑的性能比較，從還原劑的安全性能、對(duì)環(huán)境的危害程度及紙廠的運(yùn)行成本考慮，尿素在安全性及價(jià)格穩(wěn)定方面占有一定優(yōu)勢(shì)。相對(duì)于無水氨和氨水，尿素是無毒無害的藥品，在運(yùn)輸、儲(chǔ)存中完全沒有危險(xiǎn)性，無需制定緊急預(yù)案處理突發(fā)事故，而且采用尿素為還原劑，無需對(duì)工人進(jìn)行安全操作培訓(xùn)，可以減少管理費(fèi)用。尿素的貯存也相對(duì)更安全，由于是安全可靠的還原劑，不存在安全防護(hù)的占地限制，其占地僅為300m2左右，也無需經(jīng)過復(fù)雜的審批手續(xù)。并且中國是全球最大的尿素生產(chǎn)國，可以就近根據(jù)本工程實(shí)際情況綜合考慮，選擇尿素作為脫硝還原劑。3.5尿素SNCR工藝①以尿素為還原劑的SNCR系統(tǒng)，其工藝流程為：將尿素固體顆粒卸載至尿素料倉，經(jīng)由計(jì)量給料裝置進(jìn)入溶解池，在加熱的條件下將尿素固體可以配置成質(zhì)量濃度為50%的尿素溶液，經(jīng)輸送泵送至尿素溶液儲(chǔ)罐，對(duì)儲(chǔ)罐中要求，配制成不同濃度的尿素溶液，從而達(dá)滿足不同溫度區(qū)域的要求。尿素SNCR脫硝工藝流程包括：1、尿素溶液的儲(chǔ)存與制備；2、尿素溶液的輸送；3、尿素溶液的計(jì)量分配；4、尿素溶液的噴射系統(tǒng)。見空空氣爐爐膛稀稀釋水溶溶解水爐尿素料倉尿素顆粒經(jīng)料倉倒入溶解池中，同時(shí)向溶解池中加入適當(dāng)溫度的熱水，將尿素制備成質(zhì)量濃度為50%的尿素溶液。經(jīng)輸送泵將制備好的尿素溶液送至尿素溶液儲(chǔ)罐儲(chǔ)存。對(duì)于尿素溶液的儲(chǔ)存與制備系統(tǒng)有以下幾點(diǎn)說明：1、以尿素溶液的總儲(chǔ)存量不小于所對(duì)應(yīng)的SNCR系統(tǒng)在鍋爐最大工況下5天(24小時(shí))的總消耗量為要求來設(shè)計(jì)，本設(shè)計(jì)取7天(24小時(shí))2、尿素溶解設(shè)備宜布置在室內(nèi)，尿素溶液儲(chǔ)存設(shè)備宜布置在室外。設(shè)備間距應(yīng)滿足施工、操作和維修的要求，結(jié)合電廠所在地域條件考慮尿素溶液3、尿素筒倉至少設(shè)置一個(gè)，應(yīng)設(shè)計(jì)成錐形底立式碳鋼灌，并且應(yīng)設(shè)置熱風(fēng)流化裝置和振動(dòng)下料裝置，以防止固體尿素吸潮、架橋及結(jié)塊堵塞。4、尿素溶解罐應(yīng)至少設(shè)置一座，材料采用不銹鋼制造。5、尿素溶解罐應(yīng)設(shè)置人孔、尿素或尿素溶液入口、通風(fēng)孔、攪拌器口、液位表、溫度表口和排放口。6、尿素溶解罐和尿素溶液儲(chǔ)罐之間應(yīng)設(shè)置輸送泵，輸送泵可采用離心泵。對(duì)于輸送系統(tǒng)的要求：1、多臺(tái)鍋爐可共用一套尿素溶液輸送系統(tǒng)。尿素溶液輸送泵宜采用多級(jí)2、輸送系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置加熱器。加熱器的功率應(yīng)滿足補(bǔ)償尿素溶液輸送途中熱量損失的需要。尿素溶液輸送系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置過濾器每臺(tái)鍋爐宜配置一套計(jì)量分配系統(tǒng)，計(jì)量分配系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置空氣過濾器。爐前噴射系統(tǒng)共分為5層，從上至下依次為第1噴射層、第2噴射層、第3噴射層、第4噴射層、第5噴射層。每一噴射層均由尿素溶液、霧化蒸汽以及噴槍組成。其中，每一層噴槍的布置均在爐膛折焰角附近。對(duì)于噴射系統(tǒng)有如下要求：噴射系統(tǒng)應(yīng)盡量考慮利用現(xiàn)在鍋爐平臺(tái)進(jìn)行安裝和維修。多噴嘴噴射器應(yīng)有足夠的冷卻保護(hù)措施以使其能承受反應(yīng)溫度窗口區(qū)域的最高溫度，可采用風(fēng)冷冷卻。多噴嘴噴射器應(yīng)有伸縮機(jī)構(gòu)，當(dāng)噴射器不使用、冷卻水流量不足、冷卻水溫度高或霧化空氣流量不足時(shí)，可自動(dòng)將其從鍋爐中抽出以保護(hù)噴射器不受損壞。每臺(tái)鍋爐應(yīng)設(shè)置一套爐膛溫度監(jiān)測(cè)儀。宜結(jié)合常用煤種及運(yùn)行工況進(jìn)行SNCR計(jì)算流體力學(xué)和化學(xué)動(dòng)力學(xué)模型試驗(yàn)，以確定最優(yōu)溫度區(qū)域和最佳還原劑噴射模式。3.6儲(chǔ)存與制備系統(tǒng)計(jì)算與說明由表1-7可知，設(shè)計(jì)燃燒產(chǎn)生NOx的量為450mg/Nm3,設(shè)計(jì)排放值按180mg/Nm3計(jì)，則脫硝效率為：每臺(tái)鍋爐出口最大煙氣排放量為263000Nm3/h,兩臺(tái)鍋爐共排放煙氣則共排放NOx的量為：因?yàn)镹Ox中NO占92.5%,NO?占7.5%,則煙氣中：NO的含量：236.7×92.5%=218.95kg/h1、NO的處理量：218.95×60%=131.37kg/h2、NO?的處理量：17.75×60%=10.65kg/h4、逃逸的氨用量計(jì)算設(shè)氨氮比為1.5,則爐膛內(nèi)每次噴射消耗的氨的理論量為：總的氨投放量為：116.07+2.63=118.70kg/h則尿素的用量1、尿素儲(chǔ)罐中尿素溶液的質(zhì)量濃度為50%,則每小時(shí)消耗濃度為50%的尿素溶液的量為每小時(shí)消耗的溶解水量為M水=209.47kg/h容積流量為：Mi÷pi=418.94÷1122÷3600=0.0001m3/s2、投入爐膛反應(yīng)的尿素溶液的質(zhì)量濃度為10%,則每小時(shí)消耗濃度為10%的尿素溶液的量為每小時(shí)消耗的稀釋水量為M'水=2094.7×(1-10%)=1885.23kg/ht————SNCR系統(tǒng)在最大工況下運(yùn)行的時(shí)間，取7天(24小時(shí))圓整為26Nm3。D————尿素料倉的直徑，mH————尿素料倉的高，取3m設(shè)置1套錐形底立式尿素筒倉，“錐形”斗部的斜度為60°,筒倉體積為26Nm3,直徑為3.40m,高度3m,制作材料采用碳鋼，錐形內(nèi)襯不銹鋼。筒倉設(shè)計(jì)考慮配備流化風(fēng)或振動(dòng)裝置來防止尿素吸潮、架橋及堵塞。設(shè)置兩只尿素溶解罐，每只溶解罐體積設(shè)計(jì)為3Nm3,采用兩套螺旋給料機(jī)將固體尿素輸送到溶解罐。在溶解罐中，用去離子水制成50%的尿素溶液。當(dāng)尿素溶液溫度過低時(shí)，蒸汽加熱系統(tǒng)啟動(dòng)使溶液的溫度升高。材料采用304不銹鋼，內(nèi)襯防腐材質(zhì)。尿素溶液配制采用計(jì)量罐方式。溶解罐設(shè)有水流量和溫度控制系統(tǒng)，另外還采用輸送泵將尿素從儲(chǔ)罐底部向側(cè)部進(jìn)行循環(huán)，使尿素更好地結(jié)合。尿素溶液混合泵為不銹鋼本體，碳化硅機(jī)械密封的離心泵，每只尿素溶解罐設(shè)兩臺(tái)泵，一臺(tái)運(yùn)行一臺(tái)備用，并列布置。尿素混合泵利用尿素溶解罐所配置的循環(huán)管道將尿素溶液進(jìn)行循環(huán)，以獲得更好的混合。取62.80Nm3。因?yàn)槟蛩卦谧矒?、受熱的情況下溶易生成氨氣，根據(jù)工程資料，本設(shè)計(jì)留出20%左右的空間來防止尿素儲(chǔ)罐的壓力過高，所以尿素儲(chǔ)罐的體積設(shè)計(jì)為V?=75.36Nm3,共設(shè)置兩座儲(chǔ)罐，則每座儲(chǔ)罐的體積為37.68Nm3,圓整為取3.20m。尿素具有腐蝕性，需要特殊材料制作的容器儲(chǔ)存，根據(jù)《火電廠煙氣脫硝工程技術(shù)規(guī)范(選擇性非催化還原法)》(HJ563-2010)中有關(guān)規(guī)定，尿素溶液儲(chǔ)罐宜采用玻璃鋼(FRP)或不低于304的不銹鋼制造。本設(shè)計(jì)中尿素儲(chǔ)罐的材質(zhì)采用304不銹鋼。304不銹鋼是一種通用性的不銹鋼材料，防銹性能比200系列的不銹鋼材料要強(qiáng)。耐高溫方面也比較好，一般使用溫度極限小于650℃。304不銹鋼還具有優(yōu)良的不銹耐腐蝕性能和較好的抗晶間腐蝕性能。故尿素儲(chǔ)罐選用不銹鋼304作為制造材料。根據(jù)工程實(shí)際情況，本設(shè)計(jì)選用兩座尿素儲(chǔ)罐，分為A和B,用來儲(chǔ)存配置好的尿素溶液，儲(chǔ)罐A和B輪流工作，默認(rèn)為A儲(chǔ)罐，當(dāng)A儲(chǔ)罐液位偏低時(shí)換B儲(chǔ)罐工作。每座儲(chǔ)罐容積為38Nm3,高5.0m,直徑3.20m,制作材料選用304不銹鋼。儲(chǔ)罐為立式平底柱形結(jié)構(gòu)，裝有液面、溫度顯示儀、人孔、梯子、通風(fēng)孔及蒸汽加熱裝置(保證溫度高于結(jié)晶溫度50℃),儲(chǔ)罐基礎(chǔ)為混凝土結(jié)構(gòu)，儲(chǔ)罐放置于室外，四周加有隔離防護(hù)欄。3.7輸送系統(tǒng)計(jì)算與說明根據(jù)本工程中的工藝物料及工藝要求，尿素溶液管道選用管材主要為不銹鋼304無縫鋼管，尿素溶液管道閥門及相關(guān)輔材用不銹鋼304材質(zhì)。工藝水、壓縮空氣選用普通鍋爐用碳鋼管，壓縮空氣管道閥門及相關(guān)輔材選用普根據(jù)《化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》(下冊(cè))流體常用流速范圍以及溶液等的體積流率確定各種輸送管道流速和流量，見表3.1。序號(hào)管道名稱流量m3/s流速m/s11#尿素溶液輸送管22#尿素溶液輸送管33#尿素溶液輸送管44#尿素溶液輸送管55#尿素溶液輸送管51#稀釋水輸送管61#壓縮空氣輸送管72#壓縮空氣輸送管根據(jù)《化工管路設(shè)計(jì)手冊(cè)(下冊(cè))》,按預(yù)先選取的介質(zhì)流速計(jì)算管徑時(shí)，可由下式確定：(1)1#尿素溶液輸送管管徑，取DN=80mm。(2)2#尿素溶液輸送管管徑計(jì)算故，2#尿素溶液輸送管取DN=105mm。(3)3#尿素溶液輸送管管徑計(jì)算故，3#尿素溶液輸送管取DN=221mm。(4)4#尿素溶液輸送管管徑計(jì)算故，4#尿素溶液輸送管取DN=172mm。(5)5#尿素溶液輸送管管徑計(jì)算故，5#尿素溶液輸送管取DN=76mm。(6)1#稀釋水輸送管管徑計(jì)算故，1#稀釋水輸送管取DN=252mm。(7)1#壓縮空氣輸送管管徑計(jì)算故，1#壓縮空氣輸送管取DN=390mm。(8)2#壓縮空氣輸送管管徑計(jì)算3.7.4管道管徑一覽表序號(hào)管道名稱流速(m/s)11#尿素溶液輸送管22#尿素溶液輸送管33#尿素溶液輸送管44#尿素溶液輸送管55#尿素溶液輸送管61#稀釋水輸送管71#壓縮空氣輸送管82#壓縮空氣輸送管3.7.5管道的長度及彎頭數(shù)序號(hào)管道名稱管道長度(m)90°彎頭數(shù)數(shù)量(條)11#尿素溶液輸送管62222#尿素溶液輸送管2233#尿素溶液輸送管0144#尿素溶液輸送管80155#尿素溶液輸送管2561#稀釋水輸送管1171#壓縮空氣輸送管2282#壓縮空氣輸送管253.7.6管道參數(shù)一覽表序號(hào)管道名稱流量/m3s-1管長90°彎數(shù)材質(zhì)11#尿素溶液輸送管—622不銹縫鋼管22#尿素溶液輸送管2233#尿素溶液輸送管114管80155#尿素溶液輸送管2561#稀釋水輸送管11碳鋼71#壓縮空氣輸送管2282#壓縮空氣輸送管25(1)尿素溶液管道閥門選用不銹鋼材質(zhì)(2)稀釋水管道選用普通碳鋼材質(zhì)序號(hào)管道名稱管數(shù)(條)閥門(個(gè))閥門類型閥門阻力系數(shù)11#尿素溶液輸送管21球閥22#尿素溶液輸送管21球閥33#尿素溶液輸送管11球閥44#尿素溶液輸送管51球閥55#尿素溶液輸送管11球閥61#稀釋水輸送管22球閥71#壓縮空氣輸送管51球閥82#壓縮空氣輸送管21球閥序號(hào)管道名稱液體最高水位泵的名稱11#尿素溶液輸送管5尿素溶液投加泵22#尿素溶液輸送管尿素溶液投加泵33#尿素溶液輸送管——44#尿素溶液輸送管55#尿素溶液輸送管尿素溶液投加泵51#稀釋水輸送管—根據(jù)《化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》下冊(cè)P4-3泵的分類及適用范圍可以確定尿素管道應(yīng)選用離心泵，,所選用泵的參數(shù)見下表：名稱功率總數(shù)備用參考型號(hào)投加泵m3臺(tái)1立式多級(jí)離心泵第四章混合系統(tǒng)的選用序號(hào)110%尿素溶液2液體3壓縮空氣4單根噴槍液體5單根噴槍氣體名稱噴槍規(guī)格氣液比為10.97:1單位根總數(shù)材質(zhì)不銹鋼316(1)1#壓縮空氣管選用渦流流量計(jì)(2)4#尿素溶液輸送管選用轉(zhuǎn)子流量計(jì)(3)1#稀釋水輸送管選用轉(zhuǎn)子流量計(jì)設(shè)備名稱空壓機(jī)規(guī)格功率(kw)單位臺(tái)總數(shù)1備用1材質(zhì)第五章電氣和自動(dòng)控制系統(tǒng)5.1自動(dòng)控制方案概述SNCR系統(tǒng)公用部分采用獨(dú)立的DCS控制系統(tǒng)，不僅能實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)噴射還原劑，還能提供系統(tǒng)配料的自動(dòng)控制，并能保證脫硝系統(tǒng)隨鍋爐運(yùn)行負(fù)荷的變化而變化，使鍋爐脫硝系統(tǒng)能長期、可靠運(yùn)行。DCS是分散控制系統(tǒng)的簡稱，國內(nèi)一般習(xí)慣性稱為集散控制系統(tǒng)。它是一個(gè)由過程控制級(jí)和過程監(jiān)控級(jí)組成的，以通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶的多級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。DCS系統(tǒng)綜合了計(jì)算機(jī)、通訊、顯示和控制等4C技術(shù)，其特點(diǎn)是分散控制、集中操作、分級(jí)管理、配置靈活、操作方便。該系統(tǒng)的技術(shù)概述如下：(1)系統(tǒng)主要有現(xiàn)場(chǎng)控制站(I/O站)、數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)、人機(jī)接口單元 (操作員站OPS、工程師站ENS)、機(jī)柜、電源等組成。系統(tǒng)具備開放的體系結(jié)構(gòu)，可以提供多層開放數(shù)據(jù)接口；(2)硬件系統(tǒng)在惡劣的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)具有高度的可靠性、維修方便、工藝先進(jìn)。底層漢化的軟件平臺(tái)具備強(qiáng)大的處理功能，并提供方便的組態(tài)復(fù)雜控制系統(tǒng)的能力與用戶自主開發(fā)專用高級(jí)控制算法的支持能力；易于組態(tài)，易于使用。支持多種現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)以便適應(yīng)未來的擴(kuò)充需要；(3)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)采用合適的冗余配置和診斷至模件級(jí)的自診斷功能，具有高度的可靠性。系統(tǒng)內(nèi)任一組件發(fā)生故障，均不會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的工作；(4)系統(tǒng)的參數(shù)、報(bào)警、自診斷及其他管理功能高度集中在CRT上顯示和在打印機(jī)上打印，控制系統(tǒng)在功能和物理上真正分散；DCS整個(gè)系統(tǒng)的可利用率至少為99.9%;系統(tǒng)平均無故障時(shí)間為10萬小時(shí)，實(shí)現(xiàn)了核電、火電、熱電、石化、化工、冶金、建材諸多領(lǐng)域的完整監(jiān)對(duì)鍋爐脫硝系統(tǒng)自動(dòng)控制工程設(shè)計(jì)遵循以下技術(shù)目標(biāo)和原則：(1)標(biāo)準(zhǔn)化。本工程設(shè)計(jì)及其實(shí)施都按照國家、地方的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。本設(shè)計(jì)所選用的系統(tǒng)、設(shè)備、產(chǎn)品和軟件都符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或主流模式。(2)先進(jìn)性。工程的整體方案將保證具有先進(jìn)性特征?？紤]到電子信息技術(shù)的飛速發(fā)展，本設(shè)計(jì)在技術(shù)上將適度超前，所采用的設(shè)備，產(chǎn)品和軟件不僅成熟而且能代表當(dāng)今世界的技術(shù)水平。(3)實(shí)用性。本工程設(shè)計(jì)將以用戶需求分析著手，并以得到用戶認(rèn)可的需求為目標(biāo)來開展工作，保證滿足目前及將來的各種需要。(4)合理性和經(jīng)濟(jì)性。在保證先進(jìn)性的同時(shí)，以提高工作效率，節(jié)省人力和各種資源為目標(biāo)進(jìn)行工程設(shè)計(jì)，充分考慮系統(tǒng)的實(shí)用和效益，爭取獲得最大的投資回報(bào)率。(5)安全性和可靠性。安全和可靠是對(duì)動(dòng)力能源的基本要求，是本集成系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)所追求的主要目標(biāo)。(6)模塊化和可擴(kuò)充性。集成管理系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)將是結(jié)構(gòu)化和模塊化具有很好的兼容性和可擴(kuò)充性，既可使不同廠商的設(shè)備產(chǎn)品綜合在一個(gè)系統(tǒng)中，又可使系統(tǒng)能在日后得以方便地?cái)U(kuò)充，并擴(kuò)展另外廠商的設(shè)備產(chǎn)品。(7)方便性和舒適性。我們提供的熱水DCS在使用和操作上將是十分方便和舒適的，將為DCS的擁有者、管理者及其客戶提供最有效的信息服務(wù)，提供高效、舒適、便利和安全的工作環(huán)境。(8)靈活性。系統(tǒng)提供管理人員和用戶靈活移動(dòng)和變更設(shè)備的可能。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分為操作層、IO層、控制層、儀表層。(1)儀表傳感器層：設(shè)有各類傳感器、變送器、執(zhí)行器、電磁閥、電動(dòng)閥等組成，用于數(shù)據(jù)采集和執(zhí)行控制層的指令，變送器提供4-20MADC信號(hào)，其他傳感器按行業(yè)規(guī)約提供信號(hào)。(2)控制層：控制層采用現(xiàn)場(chǎng)總線；由分布I/O裝置C基座(裝有組裝的I/O板卡)互聯(lián)組成，分別對(duì)各自系統(tǒng)I/O點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)控、信號(hào)調(diào)理、整定、變換等，并有一定邏輯分析、數(shù)值運(yùn)算能力。(3)IO層：由控制器本體組成，主要通過自適應(yīng)專家系制。鍋爐燃料調(diào)節(jié)，送風(fēng)量調(diào)節(jié)，煙道氧量修正，等鍋爐常規(guī)控制。5.2DCS控制系統(tǒng)在SNCR中的應(yīng)用為了保證系統(tǒng)的可靠性和提高性價(jià)比，每臺(tái)鍋爐的SNCR噴射系統(tǒng)納入鍋爐DCS控制系統(tǒng)中，因此每臺(tái)鍋爐的SNCR噴射系統(tǒng)采用一個(gè)遠(yuǎn)程I/O站，DCS系統(tǒng)CPU仍采用原有DCS的CPU,工作站及系統(tǒng)軟件也采用原有設(shè)備。尿素溶液儲(chǔ)存站采用一套DCS控制系統(tǒng)分別對(duì)尿素溶液的儲(chǔ)存系統(tǒng)進(jìn)行集中監(jiān)視和控制。在輔助系統(tǒng)控制室內(nèi)以彩色CRT/鍵盤作為主要的監(jiān)視和控制手段，同時(shí)預(yù)留與DCS控制系統(tǒng)的通訊接口，方便在中央控制室進(jìn)行監(jiān)視在正常工作時(shí)，每隔一個(gè)時(shí)間段記錄燃燒系統(tǒng)及SNCR運(yùn)行工況數(shù)據(jù)，包括熱工實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)、設(shè)備運(yùn)行狀況等。當(dāng)故障發(fā)生時(shí)系統(tǒng)將及時(shí)記錄故障信息?，F(xiàn)場(chǎng)操作員終端可存儲(chǔ)大量信息，自動(dòng)生成工作報(bào)表及故障記錄，存儲(chǔ)的信息可通過查詢鍵查詢。系統(tǒng)中面向用戶的是操作員站層的工程師站和操作站，對(duì)系統(tǒng)的監(jiān)控管理可以在這些工程師站上進(jìn)行組態(tài)。企業(yè)信息管理層網(wǎng)絡(luò)中客戶機(jī)(設(shè)在控制中心)的數(shù)量由WEB服務(wù)器授權(quán)，DCS系統(tǒng)中不同類型、層次的用戶經(jīng)過授權(quán)都可建立自己的操作站。它們和各應(yīng)用子系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)，將系統(tǒng)輸入輸出的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成網(wǎng)絡(luò)操作站能選址，識(shí)別和利用的統(tǒng)一格式；并按一定的時(shí)間間隔刷新數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中的數(shù)據(jù)；同時(shí)它是響應(yīng)各操作站業(yè)務(wù)請(qǐng)求，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)應(yīng)用中點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊的服務(wù)管理裝置機(jī)電設(shè)備運(yùn)行和檢測(cè)數(shù)據(jù)的匯集與積累。DCS集成系統(tǒng)與操作員站相連，通過系統(tǒng)提供接口匯集各種設(shè)備的運(yùn)行和檢測(cè)參數(shù)，并對(duì)各類數(shù)據(jù)進(jìn)行積累與總計(jì)。各種泵、風(fēng)機(jī)、鍋爐運(yùn)行時(shí)間、爐排電機(jī)運(yùn)行時(shí)間和配電柜電流、電壓等參數(shù)進(jìn)行積累與總計(jì)，以便更好地(1)機(jī)電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視監(jiān)視機(jī)電設(shè)備、鍋爐組、各種泵、開/關(guān)狀態(tài)，運(yùn)行正常/非正常狀態(tài)等數(shù)據(jù)，通過接口以實(shí)時(shí)方式與DCS系統(tǒng)連接，DCS系統(tǒng)通過監(jiān)視工程師站可以進(jìn)行設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的集中監(jiān)視和履歷數(shù)據(jù)的查詢。(2)報(bào)警顯示當(dāng)系統(tǒng)設(shè)備如鍋爐組、各種泵出現(xiàn)故障或意外情況時(shí)，集成系統(tǒng)將利用其報(bào)警功能在監(jiān)視工程師站上顯示相應(yīng)的報(bào)警信息并提示相應(yīng)的處理方法，供維修人員參考使用。網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)以其獨(dú)特的包容性，將DCS連接到集成系統(tǒng)中，讓各種信息跨系統(tǒng)共享并在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)上分布。這種多服務(wù)器結(jié)構(gòu)和對(duì)等通訊的分布式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，能夠提供極其強(qiáng)大的應(yīng)用服務(wù)功能，具有足夠的實(shí)時(shí)性、開放性、可擴(kuò)性和靈活性。而且網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)軟，硬件本身符合當(dāng)今前瞻的國際工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。第六章脫硝經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析(1)立足