GB T 21509-2008 燃煤烟气脱硝技术装备.pdf
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1、Ics 1303040J 88 园目中华人民共和国国家标准GBT 2 1 509-20082008-03-12发布燃煤烟气脱硝技术装备Denitration equipment of coalfired flue gas2008-09-0 1实施宰瞀徽鬻瓣警糌瞥星发布中国国家标准化管理委员会厘111GBT 21509-2008目 次前言1范围”2规范性引用文件一3术语和定义一4工艺系统一41总体布置“42脱硝系统“43还原剂储运制备系统5技术要求51基本要求52技术性能要求一53材料和制造要求”54电气和控制要求”55安全环保职业卫生要求“56消防要求“6检验验收61装备验收62性能验收。7标
2、牌、标志、包装、运输和贮存“附录A(资料性附录)工艺布置及典型工艺流程一附录B(资料性附录)第一层催化捌人口烟气条件附录c(资料性附录)催化剂及催化剂设计选型的基础数据附录D(资料性附录)还原剂的制备及耗量的计算方法I1124445555566666678n”刖 罱GBT 2 1509-2008本标准的附录A附录D均为资料性附录。本标准由中国机械工业联合会提出并归口。本标准起草单位:机械科学研究总院、浙江大学热能工程研究所、江苏苏源环保工程股份有限公司、武汉凯迪电力环保有限公司、浙江菲达环保科技股份有限公司、北京博奇电力科技有限公司、浙江天地环保工程有限公司、中国华电工程(集团)有限公司、蓝天
3、环保设备工程有限公司、I_1 JII恒泰环境技术有限责任公司、中电投远达环保工程有限公司、西安热工研究院有限公司、江西省电力设计院。本标准主要起草人:高翔、孙克勤、李雄浩、葛介龙、郦建国、张涌新、吴树志、刘柏辉、沈明忠、付智明、杜云贵、许思龙、陈坚、任岷、张滨渭。本标准首次发布。燃煤烟气脱硝技术装备GBT 2 1509-20081范围本标准规定了燃煤烟气脱硝技术装备的定义、适用范围、工艺系统、技术要求、检验验收、标牌、标志、包装、运输和贮存等内容。本标准适用于燃煤锅炉选择性催化还原法(SCR)烟气脱硝需采用的技术装备。燃气、燃油、垃圾和生物质燃烧以及冶金化工行业的尾气需要采用SCR烟气脱硝技术
4、装备时可以参考执行。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。GBJ 87 1985工业企业噪声控制设计规范GB 150钢制压力容器GBT 191-2000包装储运图示标志(eqv ISO 780:1997)GB 536 1988液体无水氨(GBT 536-1988,neqIDcT 6221:1982)GB 2440-2001尿素GB 40531 固定式钢直梯安全技术条件
5、GB 40532 固定式钢斜梯安全技术条件GB 40533固定式工业防护栏杆安全技术条件GB 40534固定式工业钢平台GB 63881986运输包装收发货标志GBT 133061991 标牌GBT 13384-1992机电产品包装通用技术条件GB 14554恶臭污染物排放标准GBT 16157 固定污染源排气中颗粒物和气态污染物采样方法GB 18218-2000重大危险源辨识GB 50016-2006建筑设计防火规范GB 50017-2003钢结构设计规范GB 50040一1996动力机器基础设计规范GB 50057建筑物防雷设计规范GB 500581992爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范
6、GB 50160石油化工企业设计防火规范GB 50205-2001钢结构工程施工质量验收规范GB 50222-1995建筑内部装修设计防火规范GB 50229-2006火力发电厂与变电站设计防火规范GB 50236-1998现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范GB z12002工业企业设计卫生标准GB zz 2002工业场所有害因素职业接触限值JBT 47351997钢制焊接常压容器】GBT 21509-2008DLT 5072 1997火力发电厂保温油漆设计规程DLT 5153-2002火力发电厂厂用电设计技术规定安全生产法危险化学品安全管理条例危险化学品生产储存建设项目安全审查办法国家
7、安全生产监督管理局、国家煤矿安全监察局令(第17号)建设项目竣工环境保护验收管理办法国家环境保护总局令第13号3术语和定义下列术语和定义适用于本标准。31燃煤烟气脱硝技术装备denitration equipment of coalfired flue gas用于脱除烟气中氮氧化物(脱硝)的工艺系统装备,包括与工艺直接相关的设备以及工艺附属的公用设备。32选择性催化还原法(SCR)selective catalytic reduction利用还原剂在催化剂作用下有选择性地与烟气中的氮氧化物(主要是一氧化氮和二氧化氮)发生化学反应,生成氮气和水,从而减少烟气中氮氧化物排放的一种脱硝工艺。33还原
8、剂reductant使烟气中氮氧化物还原的物质。34催化剂catalyst促使还原剂选择性地与烟气中的氮氧化物在一定温度下发生化学反应的物质。35SCR反应器SCR reactor燃煤烟气脱硝技术装备中选择性还原脱除氮氧化物的反应装置。36氨氮摩尔比NH3NOmolar ratio喷人氨的物质的量与SCR反应器入口氮氧化物物质的量之比。37喷氨混合系统ammonia injection and mixing system在SCR反应器进口烟道内将经空气稀释后的氨气喷人及与烟气均匀混合的系统,一般有喷氨格栅(ammonia injection grid)、烟气混合器(flue gas mixer
9、)等技术。38氨逃逸ammonia slipSCR反应器出口烟气中氨的浓度。39so,s03转化率smsq conversion rate烟气中的二氧化硫(SO:)在SCR反应器中被氧化成三氧化硫(SO。)的百分比。按公式(1)计算:x一急舢。州,GBT 21509-2008式中:xSO。S03转化率,;Mss0。的摩尔质量,单位为克每摩尔(gt001);MssSO。的摩尔质量,单位为克每摩尔(gm01);S,。sCR反应器出口的SO。浓度(标准状态,干基,过剩空气系数14),单位为毫克每立方米(ragm3);S。,scR反应器人口的SO。浓度(标准状态,干基,过剩空气系数14),单位为毫克每
10、立方米(mgm3);s:。scR反应器人口的SO。浓度(标准状态,干基,过剩空气系数14),单位为毫克每立方米(mgm3)。310装备可用率availability脱硝装备每年正常运行时间与锅炉每年总运行时间的百分比。按公式(2)计算:y一学100(2)式中:Y装备可用率,;A锅炉每年总运行时间,单位为小时(h);B脱硝装备每年因自身故障导致的停运时间,单位为小时(h)。311脱硝效率denitration efficiency脱硝装备脱除的Nq量与未经脱硝前烟气中所含NO:量的百分比。按公式(3)计算: 一毕100_一丁“式中:r 脱硝效率,;C,scR反应器人El烟气中N0工的浓度(标准状
11、态,干基,过剩空气系数14),单位为毫克每立方米(mgm3);C:SCR反应器出口烟气中Nq的浓度(标准状态,干基,过剩空气系数14),单位为毫克每立方米(mgm3)。312催化剂活性catalyst activity催化剂促使还原剂与氮氧化物发生化学反应的能力。按公式(4)计算:一s妾Xln【,一志式中:催化剂活性(标准状态,湿基),单位为米每小时(mh);vf实验室测试通过催化剂的烟气流量(标准状态,湿基),单位为立方米每小时(m3h)s。催化剂单元(与工程上安装的单元尺寸相同)的表面积,单位为平方米(m2);” 氨氮摩尔比等于1条件下的脱硝效率,。313装备压力降differential
12、 pressure of equipment脱硝装备进口和出口烟气平均全压之差,单位为帕斯卡(Pa)。GBT 21509-20084工艺系统41总体布置411 燃煤烟气脱硝技术装备的总平面布置应符合GB 50016、GB 50160、GB 50222和GB 50229等防火、防爆有关规范的规定。412燃煤烟气脱硝技术装备的工艺布置方案可根据节能、降耗、增效的原则进行选择。工艺布置及典型工艺流程参见附录A。413脱硝系统应进行计算机数值模拟和物理流场模型优化试验。414喷氨混合系统一般布置在SCR反应器进口烟道内。415氨气稀释系统应靠近SCR反应器布置。416还原剂储运制备系统的布置位置应考虑
13、厂区主导风向的影响。417还原剂储运制备系统区域与周围建筑物防火间距应符合GB 50016、GB 50160的规定。42脱硝系统421喷氨混合系统4211 喷氨混合系统的设计应考虑防腐、防堵、防磨和热膨胀。4212喷氨混合系统应具有良好的抗热变形性和抗振性。4213在喷氨混合系统上游和下游可分别设置导流和整流装置。422 SCR反应器4221 SCR反应器设置的数量应根据锅炉容量、反应器大小和脱硝系统可靠性要求等确定。4222 SCR反应器宜采用钢结构,并考虑检修维护措施,设置必要的平台扶梯。钢结构设计应符合GB 50017的规定,并充分考虑耐热、热膨胀等方面的要求。4223 SCR反应器的设
14、计压力应当与锅炉设计一致,瞬时不变形承载能力按照炉膛抗爆压力考虑。4224 SCR反应器内的设计流速一般在4 ms6 ms之间选择。4225 SCR反应器内的催化剂一般设有一层或多层初装层,并预留备用层或附加层,备用层与初装层的技术要求一致,附加层是在原有的初装层上直接加装一定高度模块的催化剂。4226 SCR反应器整体结构设计应充分考虑在第一层催化剂人口的烟气流速偏差、烟气流向偏差、烟气温度偏差以及NH。N旺摩尔比偏差等。第一层催化剂入口烟气条件参见附录B。4227 SCR反应器设计应考虑堵塞、磨损等情况,应能适应锅炉各种工况以及负荷变化和启停的要求。4228 SCR反应器应设置足够大小和数
15、量的人孔门,并设有催化剂取样口。4229 SCR反应器进出口应设置补偿器来吸收来自锅炉及自身的轴向位移、径向位移、角位移和振动。42210应防止大粒径灰进入SCR反应器,并设置清灰设施和采取防止积灰措施。42211 SCR反应器应设置催化剂模块安装、维护及更换所必须的起吊装置和平台。42212锅炉加装SCR反应器,应核算锅炉尾部烟道防爆压力、锅炉钢架结构荷重、基础荷载等;应核算加装SCR反应器后烟气温度及阻力变化对锅炉尾部烟气系统的影响(如引风机压头的变化等);应充分考虑SCR反应器对锅炉整体及锅炉尾部的布置、空预器腐蚀等的影响。423催化剂4231 SCR反应器内承装的催化剂可选择蜂窝式、板
16、式、波纹式或其他形式,以满足脱硝工艺要求。催化剂形式、催化剂中各活性成分含量以及催化剂用量应根据具体烟气特性、飞灰特性和灰分含量确定。催化剂及催化剂设计选型的基础数据参见附录C。4232催化剂正常工作温度范围一般控制在320C425。4233催化剂层数的配置及寿命管理模式应进行综合技术经济比较,优选最佳模式。催化剂在设计4GBT 21509-2008寿命内应能有效保证系统运行脱硝效率及各项技术指标。4234当催化剂活性下降致使脱硝系统不能达到预期规定的脱硝效率时,需加装或更换催化剂。4235催化剂模块应布置紧凑,并留有必要膨胀间隙。4236催化剂模块间应设计有效防止烟气短路的密封装置,密封装置
17、的寿命应不低于催化剂的使用寿命。424烟气旁路4241脱硝系统可以根据需要设置省煤器烟气旁路。43还原剂储运制备系统431燃煤烟气脱硝技术装备一般选择氨气作为还原剂。氨气可由液氨、氨水或尿素等原料制得。还原剂的制备及耗量的计算方法参见附录D。432根据还原剂制备原料自身的特性及供应情况确定还原剂制备原料的储量和储存方式,总储量可按燃煤烟气脱硝技术装备在锅炉BMCR工况下3 d7 d的总消耗量来设计。433采用液氨作为氨气来源时,液氨的品质应符合GB 536的要求。采用尿素作为氨气来源时,尿素应符合GB 2440的要求。采用氨水作为氨气来源时,氨水浓度一般为2030。434氨空气混合器内氨与空气
18、的混合比饲应符合GB 536的防爆规定。435系统应设有紧急停止供氨的措施,当出现下列情况时,应自动停止供氨。scR脱硝装备出现故障(含还原剂储运制备系统发生泄露情况)时;scR反应器的人口烟气温度在320C425之外时;氨气稀释比例高于8(体积百分比)时。436当氨逃逸超过380mgm3(标准状态,干基,过剩空气系数14)时,系统应根据情况减少或停止供氨。437液氨储罐的设计应遵循GB 150。438氨水储罐可采用钢制常压容器。439尿素应贮于场地平整、阴凉、通风干燥的仓库内,包装件堆放整齐,堆叠高度应小于7 m,其储仓、输送装置应采取防潮、防尘措施。4310当采用液氨或氨水作为氨气来源时,
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