安阳发电厂#9、10机组脱硝空预器和增压风机、引风机合并为一可行性研究报告.doc

大唐安阳发电有限责任公司#9、10
（2×320MW）机组脱硝改造

可行性研究报告

大唐安阳发电有限责任公司#9、10（2×320MW）机组脱硝改造 可行性研究报告

目 录
1 概述 5
1.1 项目概况及建设的必要性 5
1.2 工作依据 5
1.3 可行性研究工作范围 6
1.4 主要设计原则和设计指导思想 6
1.5 工作过程简介 7
2 公司概况 7
2.1 公司规模 7
2.2 安阳公司主要设备参数 8
2.3 厂址概述 10
2.4 工程地质及水文气象 10
2.5 水源 12
2.6 交通运输 13
2.7 主要热力控制方式和水平 13
3 脱硝设计参数及工艺方案的选择 13
3.1 燃煤煤质 13
3.2 烟气参数 19
3.3 SCR脱硝设计参数 20
3.4 系统脱硝效率的确定 20
3.5 脱硝工艺方案的确定 21
4 脱硝建设条件 29
4.1 脱硝反应剂的供应 29
4.2 脱硝场地 33
4.3 供水 33
4.4 供电 33
4.5 用气 34
4.6 用汽 34
4.7 公用系统参数 34
5 脱硝工程设想 35
5.1 脱硝装置总体布置 35
5.2 脱硝工艺系统及设备 35
5.3 电气部分 47
5.4 仪表和控制 50
5.5 土建部分 57
5.6水工、消防及暖通 60
6 环境效益及社会效益 61
6.1 评价依据的标准 61
6.2 烟气脱硝的环境及社会效益 62
6.3 其他污染防治效果的分析 63
7 节约和合理利用能源 63
7.1 工艺系统设计中考虑节能的措施 63
7.2 主辅机设备选择中考虑节能的措施 64
7.3 在材料选择时考虑节能的措施 64
7.4 节约用水的措施 64
7.5 节约原材料的措施 64
8 劳动安全和职业卫生 64
8.1 概述 64
8.2 催化剂废物处理安全 65
8.3 防电伤、防机械伤害及其它伤害 65
8.4 防暑、防寒、防潮 66
8.5 防噪声、防振动 66
9 生产组织与人员编制 67
9.1 生产运行管理 67
9.2 劳动定员 67
10 脱硝工程项目实施条件及轮廓进度 67
10.1 脱硝工程项目实施条件 67
10.2 工程项目的轮廓进度 67
11 风险评估 70
11.1 技术风险 70
11.2 经济评估 70
11.3 安全风险 70
12 投资估算及经济评价 71
12.1 投资估算 71
12.2 经济评价 73
13 结论 75
13.1 主要结论 75
13.2 主要技术经济指标 77
13.3 建议 78
附件一：河南省“十二五”主要污染物总量减排目标责任书 86
附件二：环境污染限期治理通知书 94
附件三：大唐安阳发电有限责任公司#9、#10机组空预器配合脱硝系统改造专题说明 96
附件四：大唐安阳发电有限责任公司#9、#10机组引风机改造专题说明 100
附件五：尿素供应意向书 105
附件：
附件1：河南省“十二五”主要污染物总量减排目标责任书
附件2：河南省环保厅《环境污染限期治理通知书》
附件3：大唐安阳发电有限责任公司#9、#10机组空预器配合脱硝系统改造专题说明
附件4：大唐安阳发电有限责任公司#9、#10机组引风机改造专题说明
附件5：尿素供货意向书
附图：
序号
图 名
1
脱硝系统流程图
2
脱硝装置在全厂平面位置图
3
脱硝反应器平立面布置图
4
还原剂制备车间布置图
5
脱硝供电原则接线图

IV

1 概述
1.1 项目概况及建设的必要性
安阳公司位于河南省安阳市区西部，距市中心约7 km。公司东面为安阳钢铁集团公司，北面为农村，西侧紧邻107国道绕城公路，安林公路及安李铁路在公司以南l km处从东向西通过。本可研为#9、#10两台300MW燃煤机组，机组采用单元布置，1993年6月通过环评批复，1998年投入运行，2010年汽轮机进行了通流部分改造，单机容量变为320MW。
根据《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011），安阳公司执行NOx允许排放浓度为200mg/Nm3。根据《河南省“十二五”主要污染物总量减排目标责任书》及《中国大唐集团公司“十二五”主要污染物总量减排目标责任书》要求，安阳公司#9、#10机组脱硝设施应于2015年投运，综合脱硝效率达到70%以上。根据河南省于2013年4月下发的《环境污染限期治理通知书》要求，公司#9机组应于2013年11月30日前完成脱硝设施建设，烟囱入口氮氧化物浓度应低于100mg/Nm3。根据河南省发改委《关于做好脱硝电价及脱硝设施运行管理工作的通知》要求，安阳公司需保证烟囱入口氮氧化浓度小时均值小于等于100mg/m3，才能享受脱硝电价。
目前本机组的燃煤主要以贫煤和烟煤掺烧，锅炉排放NOx实测浓度为≤900mg/Nm3，排放浓度无法满足国家和地方环保法规以及《"十二五"主要污染物总量减排目标责任书》的要求。因此，为满足国家和地方环保法规要求，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，推进电厂未来发展，建设绿色环保型电厂，安阳公司决定为本期2台320MW燃煤机组建设烟气脱硝装置，并委托国电环境保护研究院（以下简称环保院）对该工程进行可行性研究，为下阶段工作的顺利开展打下坚实的基础。
1.2 工作依据
1）河南省“十二五”主要污染物总量减排目标责任书；
2）中国大唐集团公司“十二五”主要污染物总量减排目标责任书；
3）河南省环保厅《环境污染限期治理通知书》
4）《中国大唐集团公司火力发电厂烟气脱硝技改工程可研报告内容深度暂行规定》；
5）《中国大唐集团公司燃煤发电企业氮氧化物排放控制指导意见（试行）》；
6）大唐安阳发电有限责任公司#9、10机组脱硝可研技术协议；
7）《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011）；
8）《火力发电厂脱硝系统设计技术导则》（Q/DG-J004-2010）；
9）《火力发电厂设计技术规程》（DL 5000-2000）；
10）《火力发电厂可研报告内容深度规定》（DL/T 5375-2008）；
11）《燃煤烟气脱硝技术装备》（GB/T 21509-2008）；
12）《火电厂烟气脱硝工程技术规范 选择性催化还原法》（HJ562-2010）；
13）与业主单位商定的其它技术原则。
1.3 可行性研究工作范围
参照《火力发电厂可行性研究内容深度规定》（DL/T 5375-2008）及《中国大唐集团公司火力发电厂烟气脱硝技改工程可研报告内容深度暂行规定》的要求，本阶段研究工作的主要内容包括：
1）根据电厂的燃料特性和环保要求，研究本脱硝项目建设的必要性；
2）研究脱硝吸收剂的供应条件，工程建设的场地条件，脱硝用电、用水、用汽（气）的供应条件等，分析是否满足本脱硝项目建设和建成后正常运行的需要；
3）选择脱硝工艺系统，提出初步的工程设计方案；
4）研究本项目的实施条件，提出工程建设的实施方案和轮廓进度；
5）分析本项目实施后的环境效益和社会效益，并提出防止二次污染的有效措施；
6）估算本项目的建设投资，分析项目实施后对电厂经济效益的影响。
1.4 主要设计原则和设计指导思想
1）本工程对安阳公司2×320MW机组的全烟气量进行脱硝净化处理。确定合适的脱硝效率，并留有适当余量，改造后锅炉烟气中的NOx排放浓度满足新的火电厂大气污染物排放标准。
2）脱硝工艺选择满足性能要求、成熟可靠的工艺。
3）脱硝装置不设置旁路烟道。
4）设计中积极采取节能、节水措施。
5）脱硝副产物的处理考虑长远环保规划要求，尽量避免带来新的环境污染。
6）本工程为技改工程，原则上应尽量减少对主机系统、设备的影响。
7）合理降低工程造价，除少量关键设备或部件国外采购外，其余设备及材料均由国内采购。
8）脱硝装置系统可用率≥99%，年利用小时数5500h。
9）脱硝装置设计寿命为20年。
10）工程建设模式按EPC总承包方式进行。
1.5 工作过程简介
2013年4月，环保院受大唐安阳发电有限责任公司委托，对该厂#9、#10（2×320MW）机组烟气脱硝项目进行可行性研究。环保院对该项目高度重视，成立了由主要技术人员组成的项目工作组，进行前期收集资料的工作，并就本工程的主要设计原则和方案与安阳公司进行了充分的交流沟通，在仔细计算、分析、研究、论证的基础上编制完成本可行性研究报告。
环保院参加本阶段研究工作的主要人员名单见本可研报告的签署页。在本可研报告的编制过程中，大唐安阳发电有限公司的有关领导和技术人员（名单见表1.5）在工作上给予了积极支持和密切配合，在此表示感谢。
表1.5 可研阶段安阳公司主要参加人员名单
序号
姓 名
职务/职称
1
王明军
副厂长（副总经理）
2
李贵兵
总工程师
3
樊永忠
副总工程师兼设备管理部部长
4
冯彦富
设备管理部副部长
5
张志峰
设备管理部副部长
6
张阿南
经营管理部副部长
7
崔植槐
锅炉点检
8
刘国华
锅炉主管
9
郭杰
电气主管
10
黄振宇
热控主管
11
田希攻
土建主管
12
姚衡
土建主管
13
魏录才
经营管理部主管

2 公司概况
2.1 公司规模
安阳公司规模为一期2×320MW机组、二期2×300MW机组，本可研为一期工程，始建于1994年5月，1998年12月一期2台机组全部投运，并于2001年2月通过了原国家环保总局组织的竣工环保验收； 2008年12月二期2台机组全部投运。
2.2 安阳公司主要设备参数
2.2.1 锅炉参数
锅炉为东方锅炉厂生产的DG1025／18.2-II4亚临界自然循环汽包锅炉，单炉膛，一次中间再热，四角切圆燃烧，平衡通风，钢构架，固态排渣，燃煤锅炉。
表2.2.1 锅炉主要设计参数
型　　号
DG1025/18.2-Ⅱ4型
锅炉编号
11731，1996年制造
制 造 厂
东方锅炉（集团）股份有限公司
项　　目
单位
B-ECR
B-MCR
过热蒸汽流量
t/h
935
1025
再热蒸汽流量
t/h
777.5
847.8
汽包工作压力(表压)
MPa
18.2
18.53
过热蒸汽出口压力(表压)
MPa
17.3
17.4
过/再热蒸汽出口温度
℃
540/540
540/540
再热蒸汽进口压力 (表压)
MPa
3.42
3.82
再热蒸汽出口压力 (表压)
MPa
3.21
3.63
再热蒸汽进口温度
℃
316
325
给水温度
℃
268
273
空预器进口风温
℃
55
55
空预器出口一/二次风温
℃
360.8/349.4
365/353
排烟温度
℃
133
158

2.2.2 空预器参数
型式：每台锅炉配置2台东方锅炉厂配套供货的回转式三分仓容克式空预器
型号：LAP10320/883
蓄热元件：蓄热元件高度自上而下分别为800mm、800mm、300mm，热端和中温段材料为Q235A/B；冷端材料为考登钢。
2.2.3 引风机参数
每台炉配置两台50%容量的双吸入离心式引风机。
表2.2.3 引风机参数
序号
项　　目
技术参数
1
型号
Y4-2×73-3№29F
2
型式
双吸入离心式
3
容积流量（m³ /s）
MCR:264.6 90%MCR:238.1 TB:304.2
4
出口全压(Pa)
MCR:3480 90%MCR:2818.8 TB:4530
5
介质温度
145℃
6
介质密度
0.862kg/m³
7
调节型式
变速（变频）调节
8
主轴转速
740/590 rpm
9
临界转速
1030 rpm
10
风机最高效率
85.5%
11
制造厂家
沈阳鼓风机厂
12
电动机额定功率
2250kW
13
电动机额定电压
6000V
14
电动机型号
YDKK1000-2-8／10
15
电动机额定电流
265A
16
风机转子飞轮矩
26000 kg.m

2.2.4 增压风机参数
每台炉配置1台100%容量的静叶可调轴流式引风机。
表2.2.4 增压风机参数
名称
数量
类型/型号
技术参数
生产厂家
#9、10机增压风机
2
风机型号：ANT40e6(V13+4℃)
静叶可调
电机型号：YKK800-12W
功率：2000 kW
电压：6000 V
风机流量：Q=587.38 m3/s
静压头：P=2530 Pa（#9）P=2660 Pa（#10）
转速：480 r/min
介质温度：131 ℃
额定电流：245A
转速：496 r/min
成都电力机械厂

2.2.5 除尘器参数
每台炉配置2台电除尘器。

表2.2.5 除尘器主要参数
项目
#9炉
#10炉
型号
2台2FAA3×45M-2×88-125
2台2FAA3×45M-2×88-125
型式
双室四电场烟气水平进出的卧式
双室四电场烟气水平进出的卧式
制造厂
福建龙净环保股份有限公司改造
福建龙净环保股份有限公司改造
烟气流通面积
2×220 m²
2×220 m²
设计除尘效率
≥99%
≥99%
除尘器的阻力
≤300 Pa
≤300 Pa
处理最大烟气量
2×299.25 m³／s
2×299.25 m³／s
电场内负压
工作负压-5000Pa
工作负压-5000Pa
烟气温度
140℃(正常)155℃(最高) 露点温度：80℃
140℃(正常)155℃(最高) 露点温度：80℃
入口最大含尘量
15.4～25 g/m³
15.4～25 g/m³

2.3 厂址概述
大唐安阳发电有限公司位于河南省安阳市区西部，华祥路1号，距市区约7km。电厂东面为安阳钢铁集团公司，西侧紧邻华祥路，安林公路及安李铁路在电厂以南1km处从东向西通过。
2.4 工程地质及水文气象
2.4.1 工程地质
本厂区地基土主要由人工堆积层（Qs）杂填土和第四系全新统冲洪积（Q4al+pl）层黄土状粉质粘土、黄土状粉土、粉质粘土、粉细砂和卵石组成。勘探深度内揭露的岩土地层依据物理及工程特性可分为10层（编号（1）层-（10）层），其包括亚层。
（1）层杂填土：色杂，主要成份为煤灰、砖块、混凝土、粘性土等，稍湿，松散。整个厂区均有分布，主要为前期工程场平回填所成，部分地段为素填土，均匀性差。
（2）层黄土状粉质粘土：褐黄、黄褐色，见竖向大孔隙、白色网纹。稍湿，可塑，具中压缩性。整个厂区均有分布，层位稳定。
（3）层黄土状粉土：褐黄、淡黄色，含少量螺壳，见竖向大孔隙、白色网纹，局部砂质含量较高。稍湿，中密，具中压缩性。整个厂区均有分布，层位稳定。
（4）层粉细砂：淡黄、棕黄色，主要成份为石英、长石，局部为中粗砂。稍湿，稍密，具中压缩性。该层在厂区零星分布，多呈透镜体分布在（3）层中、下部。
（5-1）层黄土状粉质粘土：褐黄色，含少量姜结石，局部富集，胶结成层，见大孔隙、白色网纹。湿，软塑，具中-高压缩性。该层在厂区零星分布，多呈透镜体分布在（5-2）层上部。
（5-2）层黄土状粉质粘土：褐黄色，含较多量姜结石（粒径2-5cm），局部富集，胶结成层，见大孔隙、白色网纹。稍湿，可塑，具中压缩性。整个厂区均有分布，层位稳定。
（6）层黄土状粉土：褐黄色，含少量螺壳、姜结石，见竖向大孔隙、白色网纹。局部砂质含量较高。稍湿，中密，具中压缩性。整个厂区均有分布，层位稳定。
（7）层粉细砂：桔黄、棕黄色，主要成份为石英、长石，质纯，局部为砾砂、中粗砂。稍湿，中密，具中压缩性。该层在厂区零星分布，多呈透镜体分布在（6）层中、上部。
（8-1）层黄土状粉质粘土：褐黄色，含少量螺壳，见大孔隙、白色网纹。湿，软塑，具中-高压缩性。该层在厂区零星分布。
（8-2）层黄土状粉质粘土：褐黄色，含少量螺壳，见大孔隙、白色网纹。湿，可塑，具中压缩性。整个厂区均有分布，层位稳定。
（9）层粉细砂：淡黄色，主要成份为石英、长石，局部分布有较多量姜结石，一般直径3-8cm，最大超过20cm，多呈不规则状。湿，中密，具中压缩性。该层在厂区零星分布。
（10-1）卵石：主要成份为石英砂岩、石灰岩，分选性差，磨圆度一般，多棱角状，少数浑圆状，直经3-7cm，最大达15cm以上，含有多量砾石，中粗砂及少量粘性土。其上部或中部普遍分布有团块状胶结或半胶结层，一般厚度15-30cm，局部达50cm，在水平和垂向上均具不连续性。湿，中密，具低压缩性，为良好桩端持力层。其间分布（10-1）层粉土、（10-2）层粉细砂。
（10-2）层粉质粘土：褐黄色，含少量螺壳、姜结石及较多量砂粒。局部呈粉土状。稍湿，中密，具中压缩性。该层分布在（10-1）层的中部，厚度变化大，其埋藏深度变化也大，部分地段呈多层状分布。
（10-3）层粉细砂：淡黄色，主要成份为石英、长石，局部分布有团块状胶结或半胶结层。湿，中密，具中压缩性。该层在厂区零星分布，多呈透镜体分布在（10-1）层中部，厚度变化大，其埋藏深度变化也大，部分地段呈多层状分布。
2.4.2 地震状况
厂区区域地质稳定，无大的断裂带通过，地震抗震设防烈度为8度，场地地震水平向动峰值加速度为0.199g。
2.4.3 水文气象
多年平均相对湿度： 65%
最小相对湿度： 0%
多年平均气温： 14.3℃
最高气温： 41.7℃
最低气温： -21.7℃
多年平均气压： 1007.7hPa
最高气压： 1040.3hPa
最低气压： 981.2hPa
年均降水量： 570.1mm
历年最小降水量 271.9mm 1965年
历年最大降水量 1182.2mm 1963年
年最大风速： 22m/s
年平均风速： 2.5m/s
年最大积雪深度： 23cm
年均蒸发量： 2015.6mm
主导风向： 年最多风向为南风，频率为18.5%，
次多风向为北北东风，频率为11.4%，
年平均风速2.5m/s，静风率8.2%。
2.5 水源
脱硝用水为冷却水，对于尿素法需要溶解尿素用的去离子水。冷却水来自电厂工业水管网；去离子水来自电厂水处理系统。
表2.5 水质参数
序号
检测项目
工业水
循环水
1
全固形物(mg/L)
347.80
615.60
2
悬浮物(mg/L)
5.00
20.80
3
PH 25℃
8.10
8.68
6
总硬度(mmol/L)
5.58
8.87
7
硫酸盐(mg/L)
61.31
111.45
8
氯化物(mg/L)
17.50
31.50
9
溶解固形物(mg/L)
342.00
594.80
10
化学耗氧量(mg/L)
4.80
6.24

2.6 交通运输
安阳市地处河南省北部，京广铁路、京珠高速公路、107国道等均穿境而过，境内省、县、乡三级公路网络十分发达，整个区域交通条件均较好。
2.6.1铁路运输
安阳公司所处位置紧邻京广铁路，前期已建有铁路专用线，自安李支线上的安阳西站接轨。铁路专用线自公司南端进入厂区并向北延伸，铁路专用线长度约1.53km。
2.6.2公路运输
公司的位置紧邻107国道，公司大门正对107国道南侧。公司已建成专用运煤道路，在厂区北部从107国道接入，前期建有汽车衡站。
2.7 主要热力控制方式和水平
大唐安阳发电有限责任公司采用机、炉、电集中控制方式，配以少量的就地操作和巡回检查。能在单元控制室内实现：机组的启动/停止；机组正常运行工况的监视和调整；机组异常工况的报警和紧急事故处理。采用分散控制系统，以大屏幕显示器、操作员站CRT和键盘为监视和控制中心，实现单元机组的机、炉、电的集中监控。
3 脱硝设计参数及工艺方案的选择
3.1 燃煤煤质
3.1.1 原设计煤种及煤质
本机组原设计煤质为鹤壁统配煤和安阳地方煤掺烧，掺烧比例为1:1。
原设计燃煤煤质分析资料见表3.1.1-1。
表3.1.1-1 原设计煤质分析资料
名 称
单位
设计煤种
校核煤种
收到基低位发热量
kJ/kg
24110
22190
收到基全水份
%
3.62
6.51
干燥无灰基挥发份
%
15.85
16.8
收到基灰份
%
25.62
28.2
收到基碳
%
61.49
57.9
收到基氢
%
3.09
2.54
收到基氧
%
4.07
3.33
收到基氮
%
1.28
1.02
收到基硫
%
0.83
0.68

原设计煤种计算燃煤量见表3.1.1-2。
表3.1.1-2 机组燃煤量列表
项 目
小时耗煤量t/h
2×300MW
2×120.4
3.1.2 实际燃煤煤质情况
目前安阳公司燃煤主要以山西小矿汽运煤和山西火运煤为主，分别约占总燃煤来源的44%和33%；统配煤来源不稳定，鹤壁统配煤2012年约占总来煤的15%，2013年仅占全厂总来煤的2%，各煤源点煤质参数如表3.1.2-1所列。
表3.1.2-1 2013年1~4月各煤源点煤样测试结果

所占比例%
收到基低位
发热量KJ/kg
干燥基全硫%
干燥无灰基挥发份%
收到基灰份%
全水份%
鹤壁矿务局
2
17838.16
0.49
21
32.23
11.76
山西地区火运
33
19806.78
2.06
18.93
28.08
9.98
河南小矿汽运
11
20007.67
1.06
33.02
17.23
17.53
山西小矿汽运
44
21554.44
0.95
33.19
16.52
14.56
蒲白火运
10
16773.5
2.69
24.14
37.77
7.85
陕西地区火运
22116.91
0.61
37.36
14.42
13.8
安阳小矿汽运
20379.28
0.58
37.25
17.08
16.23
郑州小矿汽运
19857.01
1.26
31.19
17.3
18.08
襄垣西故煤矿
22136.98
0.71
36.09
14.25
14.75
河北小矿汽运
19003.24
1.06
33.96
22.24
15.39
河南直供
13539.33
0.65
23.56
31.6
23.75
山西直供
21403.79
3.61
16.84
21.68
11.9

公司燃煤采取配煤掺烧等措施，实际近三年来入炉煤质工业分析如表3.1.2-2所列。
表3.1.2-2 近三年入炉煤质工业分析
月份
低位发热量
KJ/KG
Mar水份%
Aar灰份%
Ad灰份%
Vdaf挥发份%
St,ar%
2011年
1月份
17353
9.6
36.80
40.64
20.73
0.96
2月份
16605
9.3
38.69
42.62
22.3
0.95
3月份
16790
10.2
37.27
41.67
21.27
0.9
4月份
17169
9.8
37.14
41.08
21.25
1
5月份
17586
11
35.33
39.65
20.81
1.02
6月份
17460
11.3
35.75
40.29
21.63
1.2
7月份
17993
12.1
33.29
37.89
21.64
1.09
8月份
18254
12.5
32.15
36.67
21.4
1.11
9月份
17421
13.3
32.93
37.98
21.51
1.1
10月份
17533
14.6
30.98
36.26
20.81
1.26
11月份
16245
13.5
35.07
40.47
23.09
1.16
12月份
17066
13
33.59
38.6
21.77
1.2
均值
17358
11.29
35.24
39.68
21.37
1.06
2012年
1月份
18280
12.3
30.49
34.74
22.28
1.28
2月份
19204
14.0
26.31
30.58
24.38
1.05
3月份
19382
14.4
24.22
28.37
31.87
0.95
4月份
18632
14.6
25.88
30.30
30.02
1.12
5月份
19016
12.8
26.47
30.10
28.18
1.06
6月份
18571
14.1
26.77
31.11
26.20
1.31
7月份
18667
15.8
24.16
28.66
28.29
0.94
8月份
18798
12.43
28.03
31.96
22.70
0.93
9月份
18354
11.88
30.83
34.94
20.61
1.05
10月份
19832
10.99
26.40
29.64
27.13
1.16
11月份
19585
11.70
26.66
30.15
25.55
1.08
12月份
18451
12.84
28.67
32.88
25.23
0.97
均值
18931
13.47
26.53
30.60
26.90
1.07
2013年
1月份
18944
14.3
24.63
28.70
26.92
1.16
2月份
20793
13.8
20.78
24.11
27.40
1.06
3月份
19721
11.0
27.03
30.33
27.66
1.08
均值
19551
13.24
24.54
28.24
27.24
1.12

入炉煤收到基灰分的变化情况如图3.1.2-1所示，从图中可以看出，入炉煤的收到基灰分最大值为2011年，近两年来逐渐降低，因此脱硝设计煤质灰分按照2011年的平均值选取，为35.25%。
图3.1.2-1 2011.1~2013.4月入炉煤灰分统计

入炉煤收到基硫分的变化情况如图3.1.2-2所示，从图中可以看出，入炉煤的收到基硫分基本均在1%以上，2013年5月所做的脱硝摸底测试值硫分为1.37%，本可研脱硝设计煤质硫分取1.37%，基本涵盖电厂的燃煤硫分范围。
图3.1.2-2 2011.1~2013.4月入炉煤硫分统计

入炉煤低位发热量的变化情况如图3.1.2-3所示，从图中可以看出，入炉煤的低位发热量均低于原设计值24110kJ/kg，基本在18500kJ/kg左右，本可研脱硝设计煤质低位发热量取18500kJ/kg。

图3.1.2-3 2011.1~2013.4月入炉煤低位发热量统计

3.1.3 脱硝摸底测试煤质情况
2013年5月安阳公司委托相关单位所做的脱硝摸底测试中，测试煤质情况如表3.1.3-1所列。
表3.1.3-1 摸底测试煤质分析数据
项 目
符号
单位
320MW工况
240MW工况
160MW工况
工业分析
收到基水分
Mar
%
8.0
9.4
8.2
空干基水分
Mad
%
1.08
1.36
1.16
收到基灰分
Aar
%
27.72
25.25
28.62
干燥无灰基挥发分
Vdaf
%
23.98
28.67
25.82
收到基固定碳
FCar
%
48.86
46.61
46.87
收到基低位发热量
Qnet,ar
kJ/kg
20950
21050
20660
元素分析
收到基硫
St,ar
%
1.00
0.82
1.37
收到基碳
Car
%
54.70
54.92
53.32
收到基氢
Har
%
2.82
3.01
2.83
收到基氧
Oar
%
4.76
5.70
4.83
收到基氮
Nar
%
1.00
0.90
0.83

3.1.4 脱硝设计煤质
综合以上煤质数据，分析确定本工程脱硝设计煤质数据如表3.1.4-1所列，飞灰成分如表3.1.4-2所列。
表3.1.4-1 入炉设计煤质成分分析数据
序号
项 目
单位
数 值
1
燃煤量
t/h
155
2
低位发热量
MJ/kg
18.5
3
收到基硫份
%
1.37
4
收到基氧
%
4.83
5
收到基氢
%
2.83
6
收到基氮
%
0.83
7
收到基水份
%
8.2
8
收到基灰份
%
35.25
9
收到基碳
%
46.69
10
干燥无灰基挥发分
%
21

表3.1.4-2 灰成分分析数据
项 目
符号
单位
数值
痕量元素
氟
F
µg/g
124
氯
Cl
%
0.030
砷
As
µg/g
9
铅
Pb
µg/g
34
汞
Hg
µg/g
0.136
灰成分分析
三氧化二铁
Fe2O3
%
6.22
三氧化二铝
Al2O3
%
29.80
氧化钙
CaO
%
6.38
氧化镁
MgO
%
1.48
二氧化钛
TiO2
%
1.56
二氧化硅
SiO2
%
48.30
三氧化硫
SO3
%
2.70
氧化钾
K2O
%
1.21
氧化钠
Na2O
%
0.54
灰熔融特性
变形温度
DT
℃
1390
软化温度
ST
℃
1450
半球温度
HT
℃
1460
流动温度
FT
℃
1470

3.2 烟气参数
3.2.1 烟气量
（1）根据锅炉原设计煤质理论计算烟气量为102万Nm3/h(干基，6%O2)。
（2）根据脱硝设计煤质理论计算烟气量为103万Nm3/h(干基，6%O2)。
（3）脱硫装置原设计烟气量为110万Nm3/h(干基，6%O2)。
（4）2013年脱硝摸底测试时，测试省煤器出口烟气量为112万Nm3/h干基，6%O2)。
综合以上数据，分析认为脱硫装置原设计烟气量基本涵盖电厂各种运行工况下的烟气量，因此脱硝设计烟气量确定为110万Nm3/h（干基，6%O2）。
3.2.2 NOx浓度
（1）2013年脱硝摸底测试时，测试省煤器出口NOx排放浓度，负荷240MW时为850 mg/Nm3（干基，6%O2），负荷320MW时为810 mg/Nm3，需要说明的是，测试中320MW时省煤器出口氧量为2.1%，为非正常燃烧状态，因此该测量数值比实际值偏小。
（2）通过调取安阳公司日常运行记录，锅炉NOx排放浓度为≤900mg/Nm3（干基，6%O2）。
本期机组锅炉型式为四角切圆，燃煤以贫煤、烟煤为主，根据安阳公司的实际排放情况，且参考《中国大唐集团公司燃煤发电企业氮氧化物排放控制指导意见（试行）》，经安阳公司与相关单位协商确定了本期机组低氮燃烧改造后的NOx排放浓度，为450 mg/Nm3（干基，6%O2）。
考虑到NOx排放浓度随燃煤煤质及机组负荷波动情况，本工程SCR设计入口NOx浓度留有适当余量，按NOx浓度550mg/Nm3（干基，6%O2）进行设计。
3.2.3 烟气温度
机组设计时BMCR工况省煤器出口烟气温度为403.7°C。
机组日常运行最低负荷约为148MW，通过调取日常运行时省煤器出口烟气温度，结合2013年脱硝摸底测试数据，确定了省煤器出口烟气温度，如下表3.2.3-1所列。
表3.2.3-1 测试省煤器出口烟气温度
序号
项目
单位
工况1
工况2
工况2
工况3
工况4
1
机组负荷
MW
BMCR
320
240
160
148
2
省煤器出口烟温
°C
403.7
401
375
340
327.8

3.2.4 飞灰浓度
（1）2013年脱硝摸底测试时，省煤器出口烟尘浓度最大值为32g/Nm3（标干，6%O2）；
（2）根据脱硝设计煤质收到基灰分35.25%计算烟尘浓度约为46g/Nm3（标干，6%O2）。
本次改造烟尘浓度按46g/Nm3（标干，6%O2）设计，基本涵盖所有燃煤灰分情况。
3.3 SCR脱硝设计参数
根据锅炉运行统计数据，结合2013年5月的脱硝摸底测试，确定了SCR脱硝设计参数如表3.3-1所列。
表3.3-1 脱硝设计烟气参数
序号
项目
单位
数值
备注
1
烟气流量
Nm3/h，湿基，实际氧
1022067
BMCR
2
烟气流量
Nm3/h，干基，6%O2
1100000
BMCR

烟气流量
工况
2569249
BMCR
3
省煤器出口处烟气温度
℃
403.7
BMCR
4
省煤器出口处烟气静态压力
kPa
-0.96
BMCR
5
烟气灰分
g/Nm3
46
BMCR
6
NOx
mg/Nm3
550
BMCR，干基@6%O2
7
O2
%vol.
3.5
BMCR，湿基
8
CO2
%vol.
15.76
BMCR，湿基
9
H2O
%vol.
7.75
BMCR，湿基
10
N2
%vol.
74.48
BMCR，湿基
11
SO2
mg/Nm3
3860
BMCR，干基@6%O2
12
SO3
mg/Nm3
60
BMCR，干基@6%O2

3.4 系统脱硝效率的确定
根据《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011），大唐安阳发电有限责任公司#9、#10机组按时间段划分执行的NOx允许排放浓度为200mg/Nm3，根据河南省环保厅下发的《环境污染限期治理通知书》要求，本期机组的出口氮氧化物排放浓度应小于100mg/Nm3；为满足国家和地方环保法规要求，本期机组脱硝改造效率应不小于82%，考虑到我国的环保排放标准日趋严格，通过与安阳公司的充分沟通交流，本次SCR脱硝改造效率设计为不小于84%，排放浓度为不大于88 mg/Nm3。
3.5 脱硝工艺方案的确定
3.5.1 燃煤锅炉NOx的生成机理
煤燃烧过程中产生的氮氧化物主要是一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2），在煤燃烧过程中氮氧化物的生成量和排放量与煤的燃烧方式，特别是燃烧温度和过量空