ValueEngineering·163·RetrofitSchemeofFlueGasDenitrificationinGas-firedPowerPlantsandKeyPointsAnalysis燃气电站烟气脱硝改造方案及要点分析杨卫国淤YANGWei-guo曰马飞龙于MAFei-long曰席亚宾淤XIYa-bin曰李洪涛于LIHong-tao曰纪运广于JIYun-guang（淤广东惠州天然气发电有限公司，惠州516082；于河北科技大学机械工程学院，石家庄050018）（淤GuangdongHuizhouNaturalGasPowerGenerationCo.，Ltd.，Huizhou516082，China；于SchoolofMechanicalEngineering，HebeiUniversityofScienceandTechnology，Shijiazhuang050018，China）摘要院燃气电站作为NOx排放污染源之一，对其进行低NOx排放技术改造是有必要。针本文以某燃气电站的改造设计方案为例，就工艺设计和系统设计的步骤和方法进行了介绍，并指出了设计中的关键问题。以期为今后的脱硝改造工程提供设计指导和技术支持。Abstract:AsoneofthesourcesofNOxemissionpollution,gas-firedpowerplantsarenecessarytocarryoutlowNOxemissiontechnicaltransformation.Thisarticletakesthetransformationdesignplanofagas-firedpowerplantasanexample,introducesthestepsandmethodsofprocessdesignandsystemdesign,andpointsoutthekeyissuesinthedesign,withaviewtoprovidingdesignguidanceandtechnicalsupportforfuturedenitrificationrenovationprojects.关键词院燃气电站；烟气；NOx；改造方案Keywords:gas-firedpowerplant；fluegas；NOx；transformationplan中图分类号院X773文献标识码院A文章编号院1006-4311（2020）14-0163-030引言NOx是形成雾霾的主要因素，火电厂等重点行业的NOx排放状况越来越重视。我国于2011年制定了关于火电厂烟气排放的标准《火电厂大气污染物排放标准GB13223-2011》，以烟气污染物的排放量，其标准指出限3制NOx排放标准为50mg/m。但一些经济较为发达的地区对于污染物排放管理的更加严格，例如北京的NOx排放标准为30mg/m3，深圳则要求E级机组和F级机组排放标准分别为25mg/m3和15mg/m3。美国也规定大于250MW的燃气发电机组NOx排放浓度应低于30mg/m3[1]。因此，烟气中NOx含量低于30mg/m3将是燃气电站的主流排放标准。控制NOx的方法，根据生成时间段可分为两大类[2-3]：一是NOx生成中控制技术（燃烧侧控制），具体方法有低过剩空气燃烧、分级燃烧和烟气再循环等；二是NOx生成后控制技术燃烧（烟气侧控制），具体的方法有选择性非催化还原法（SNCR）、选择性催化还原法（SCR）、等离子体过程脱硝和吸收吸附法。对于燃烧侧的控制方案，很难将NOx含量降为50mg/m3，燃气电站为达到的低于30mg/m3的排放标准[4]，则必须采用烟气侧的控制方案，鉴于SCR是目前国内外电站脱氮的主流技术，本文亦对其进行分析。1改造工程概述某LNG电厂建设规模为6套F级机组，其中，一期工程3台390MW机组，二期扩建3台460MW燃气蒸汽联合循环热电联产机组。每套机组包括各包括1台低NOx燃气轮机、1台燃机发电机、1台蒸汽轮机、1台汽机发电机、1台无补燃三压再热型余热锅炉及其相关的辅助设备，其单套系统示意图如图1所示。要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要作者简介院杨卫国（1970-），男，陕西武功人，学士，工程师，研究方向为天然气热电联产技术研究及工程管理。1、压气机；2、燃烧室；3、燃气轮机；4、余热锅炉；5、汽轮机；6、凝汽器；7、凝结水泵；8、除氧器；9、给水泵；10、发电机.图1电站单套系统示意图未改造前机组均采用M701F3型低NOx燃烧器，NOx排放浓度为51.25mg/m3。改造预期在性能保证（纯凝工况）设计条件下，燃机出口（脱硝装置入口）烟气NOx含量不大于25ppm（15%O2，干态）时，SCR脱硝装置的性能满足表1的要求。表1脱硝装置性能参数名称NOx脱硝率脱硝出口NOx浓度（15%O2、干态）NH3逃逸率（15%O2、干态）催化剂化学寿命单位%Mg/Nm3Mg/Nm3小时数值逸80臆30臆2.524002工艺设计及要点2.1SCR工艺设计SCR脱硝工艺采用选择性催化还原方法，即在装有催化剂的反应器（即余热锅炉）里，烟气与喷入的氨，在催化剂的作用下发生还原反应，生成无害的N2和H2O，实现脱除氮氧化合物的目的[5]。化学还原反应：·1·NOx的脱除率由如下公式计算：—脱硝效率%；—反应器进口NOX浓度；盐水在线混合稀释成20%氨水溶液经氨水输送泵送至—反应器出口NOX浓度。10%氨水溶液后，SCR经喷雾化直接喷区，一路先与除入余热锅炉进口烟道内，在高温烟气的作用下迅速汽化形成氨气并与烟气充分混合，当氨气和烟气到达催化剂区域发生脱硝反应，O。使还原剂与烟气中的NOx生成无毒、无污染的N2和H2NOx气氨的喷入量满足机组当前运行负荷条件下脱除量值计算的需要量。控制系统通过NH3需要量，并将计算结果反馈给氨水流量调SCR进出口NOx分析仪测节阀以控制氨的供给量。每个氨水溶液支管均设有手动阀门，可以在运行调试期间对每个喷喷入的氨量进行流量微调，使喷入的氨与对应的NOx浓度匹配，一旦调好则固定阀门，不再调整。每个压缩空气支管均设有手动阀门和压力调节阀，压力调节阀由喷供货厂家提供。催化剂在一定温度范围内运行，当运行温度高于催化剂的最高温度限值时，陶瓷材质的蜂窝式催化剂将发生烧结和脆裂；当运行温度低于催化剂的最低温度限值时，容易生成硫酸氢铵，生成的硫酸氢铵附着在催化剂表面将堵塞催化剂孔，导致催化剂活性降低，影响脱硝效率。催化剂的最低温度与烟气中NH3和SO高，催化剂的最低温度限值越高。3的浓度有关，两者浓度越SCR最低运行温度必须高于催化剂的最低温度限值，否则停止喷入氨，停运SCR装置。SCR进口设有完成脱硝反应后的净烟气通过烟囱排放到大气。NOx/O在2分析仪、温度变送器，在SCR出口设置有温度变送器、NH3逃逸分析仪。SCR反应器的进、出口设置可远传的压力监测装置。脱硝装置采用氨水制备还原剂。氨水供应系统（氨水站）包括氨水卸料泵、氨水储罐、氨水输送泵、废水泵、废水坑等。氨水由氨水罐车运送至现场，通过卸料泵，将氨水由罐车输入储罐内储存，氨水储罐内的氨水通过输送泵输送到SCR区，除盐水从余热锅炉附近的除盐水母管上引接，氨水供应系统按3台余热锅炉共用设计。氨水溶液稀释及喷射系统布置在SCR反应区域，按每台余热锅炉配1套设计。2.2工艺设计要点在整个工艺中，烟气均匀性是保证脱硝效率的必要条件，要通过计算机仿真模拟数值计算来验证并修正烟气系统的设计，使烟气的均匀性偏差控制在合理范围内。根据试验结果，在余热炉入口烟道设置17支氨水喷，使喷入烟道内的氨水迅速汽化并与烟气充分混合，经余热炉受热面梳理后进入催化剂区域的烟气均匀性分布满足设计要求。试验结果以流体模型试验报告的形式单独提供。33.1系统设计及要点总体布置价值工程脱硝装置由SCR反应器系统和氨水供应系统两部分组成。SCR反应装置的主要设备位于SCR区域，即余热炉内区域和余热炉构架内，氨水供应系统（氨水站）布置于远离锅炉主厂房的区域。氨水供应系统的氨水溶液通过厂区氨水溶液管道送至SCR反应器区域。厂区氨水溶液管道沿厂区综合管架布置。3.2SCR催化剂均匀布置在余热炉截面内。催化剂采用单层布置，SCR反应系统布置在余热炉内，余热炉截面成矩形，反应系统即每台余热锅炉布置一层蜂窝式催化剂。NOx在催化剂的催化作用下氧化还原为N气氨和烟气中的2和H剂采用催化剂支架支撑在余热炉内。在余热炉顶部，2O。催化设置有催化剂装卸孔，用于将催化剂吊装进出余热炉。1工程采用Cream公司生产的蜂窝式催化剂。催化剂按132层设计，催化剂模块按催化剂布置个催化剂模块。烟气沿水平方向通过催化剂层。每层6伊22布置，每台余热锅炉共计25个测试块，用于停炉时对催化剂运行情况进行检测。催化剂的节距根据烟气参数进行合理设计，避免阻力过大。催化剂模块设有密封装置，能防止烟气短路以影响脱硝性能。催化剂性能如表2所示。表2催化剂技术数据项目名称单位数据催化剂类型蜂窝式催化剂基材活性化学成分TiO2催化剂模块尺寸（长）催化剂模块尺寸（宽）mmTiO2、V催化剂模块尺寸（高）mm19202O5、WO3单个模块的重量mm970催化剂节距催化剂体积（单台余热锅炉）mmkg~3670催化剂化学使用寿命m32.5小时数催化剂机械寿命年2400054.93.3氨水供应系统10水在线混合稀释成浓度不超过20%氨水溶液经氨水输送泵送至10%的氨水溶液后，经喷SCR区，先与除盐雾化直接喷入余热炉入口烟道内。每台炉配置17只喷，1管均设有手动阀门，可以在运行调试期间对每个喷喷支，布置在余热锅炉入口烟道的圆周方向上，其余喷16支。喷共分成4组。每个氨水溶液支其中心喷入的氨量进行流量微调，使喷入的氨与对应的NOx浓度匹配，一旦调好则固定阀门，不再调整。每个压缩空气支管均设有手动阀门和压力调节阀，压力调节阀由喷供货厂家配套提供。除盐水引自锅炉区附近的除盐水母管，除盐水用于稀释20%氨水溶液，除盐水管道上设有就地压力表，以便检测管道压力是否正常。每台锅炉设有两台除盐水增压泵（1运1备），除盐水增压泵为立式离心泵，材质304不锈钢，设计流量0.4m33.4/h，扬程60m。3.4.1系统设计要点催化剂填装系统能方便催化剂的安装、拆除及更换催化剂模块装载专用设备包括手动葫芦、催化剂装卸ValueEngineering·165·钢绞线在高墩悬浇刚构0#块托架预压中的应用ApplicationofSteelStrandinPreloadingofHighPierSuspensionCastingRigidFrame0#BlockBracket李丽LILi（中铁十四局集团第三工程有限公司，济南250300）（TheNo.3EngineeringCo.，Ltd.ofChinaRailway14thBureauGroupCorporation，Ji'nan250300，China）摘要院高墩连续刚构0#块采用堆载预压预压施工时间长，功效低，尤其大跨度刚构施工更为明显。凯羊高速公路摆捞河大桥悬浇刚构0#块施工托架体系采用液压千斤顶张拉钢绞线来模拟荷载，将面荷载模拟成等效的多点集中荷载来实现预压。通过采用液压千斤顶张拉钢绞线预压能够很好的解决高墩连续刚构0#块预压难题，为同类工程施工提供借鉴。Abstract:High-piercontinuousrigidframe0#blockadoptspreloadingandpreloadingconstructiontimeislong,andtheefficiencyislow,especiallytheconstructionoflarge-spanrigidframeismoreobvious.Theconstructionbracketsystemofthependantrigidframe0#blockoftheBailaoRiverBridgeofKaiyangExpresswayadoptshydraulicjacktensioningsteelstrandtosimulatetheload,andthesurfaceloadissimulatedasanequivalentmulti-pointconcentratedloadtoachievepreload.Byadoptinghydraulicjacktensioningsteelstrandpre-compression,itcansolvethepre-compressionproblemofhigh-piercontinuousrigidframe0#block,andprovidereferenceforsimilarengineeringconstruction.关键词院悬浇刚构；钢绞线；张拉；托架预压Keywords:cantileveredrigidframe；steelstrand；tension；bracketpreload中图分类号院U445文献标识码院A文章编号院1006-4311（2020）14-0165-031工程概况摆捞河大桥为跨越摆捞河而设，主桥为65m+120m+65m一联三跨预应力混凝土连续刚构桥，全长250m，采用上下行分离的两幅桥，宽21.5m。12#、13#墩为主墩，由两片薄壁墩组成，薄壁墩为矩形空心截面，横桥向7.0m，顺桥向2.5m，两片墩间净距为5.0m，墩高分别为72m和77m。墩身上端与箱梁固结，下端与承台固结。根据桥梁结构形式，采用托架现浇0#块和挂篮施工普通块段的施工方案。主桥上部箱梁为变截面单箱单室断面，箱梁顶板宽10.5m，底板宽6.0m翼缘悬臂长2.25m；箱梁高度（梁高以裸箱梁低侧腹板处箱梁顶面到箱梁底面的距离计）在主墩与箱梁相接的根部断面梁高为7.2m，现浇段和合拢段梁高均为3.0m，其余梁底下缘按2.0次抛物线变化，0号梁要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要作者简介院李丽（1979-），女，山东嘉祥人，研究方向为路桥施工。段总长13m，在于墩身对应的10m范围内等梁高（为7.2m），两边各1.5m范围内位于抛物线上。2托架预压方案选择由于墩身较高悬臂浇刚构0#块施工采用三角托架做为支撑结构。托架安装完毕后为确保该托架使用安全，必须进行预压，以检验托架的稳定性、安全性及变形等，消除自身非弹性变形，测定弹性变形关系曲线，从而确定立模标高，为预拱度的预留提供依据。现浇支架预压一般采用堆载预压，采用混凝土预制块堆载预压。本桥桥墩高达77m，0#块荷载比较大，预压混凝土块采用塔吊吊装速度慢，严重影响工期。经过充分考虑采用液压千斤顶张拉钢绞线来模拟荷载，将面荷载模拟成等效的多点集中荷载进行预压。由于千斤顶为后期箱梁张拉用千斤顶，不需要购买，不光大大节约工期费用也大大节约。因此选用液压千斤顶张拉钢绞线预压0#块方案。4结论以当前燃气电站SCR烟气脱硝改造的实例，介绍了工艺设计和系统设计的详细步骤和方法，提出几点燃气电站SCR烟气脱硝改造工程的应注意的技术要点，供后续脱硝改造工程借鉴及进一步探讨。参考文献院[1]刘志坦，李玉刚，王凯.中国燃气电厂烟气排放现状及趋势[J].中国电力，2018，51（1）：147-153.[2]赵毅，王佳男.燃煤电厂烟气脱硝技术发展综述[J].化工技术与开发，2017，46（6）：34-37.[3]邢亚丽，楚立宾.烟气脱硝系统在燃气蒸汽联合循环机组上的应用研究[J].中国高新技术企业，2013（26）：76-78.[4]吕同波，李建浏，胡永锋.SCR法烟气脱硝技术在燃气余热锅炉上的工程应用[J].节能技术，2009，27（153）：65-68.[5]马键.脱硝催化剂选择、失效原因及预防措施探讨交流[J].热电技术，2019（4）：49-56.栅格板。催化剂模块通过余热炉本体顶部设置的电动葫芦从余热锅炉的人孔，由地面吊至炉顶的催化剂装载门内。在各层催化剂支架上均可安置手动葫芦，并铺设催化剂装卸栅格板。通过手动葫芦将催化剂模块吊装到催化剂支架上的安装位置，每四个催化剂模块叠装在一层催化剂支架上，顶部两层叠装3个催化剂模块。催化剂模块安装自下而上。待一层安装完毕后，将手动葫芦与栅格板转至上一层安装铺设，再进行该层催化剂模块的安装。待催化剂模块安装完毕后，取出手动葫芦与栅格板，完成催化剂模块的装卸工作。3.4.2氨水流量的控制每台余热锅炉机组应配置1套氨水流量控制系统，根据SCR进出口NOx浓度，控制系统自动计算达到规定脱硝效率所需氨水耗量，并反馈信号给氨水流量调节阀，氨水流量调节阀相应地调整氨水流量的供应。
