华能北京热电有限责任公司14 号炉尿素热解制氨系统总承包工程初步设计说明书

北京国电龙源环保工程有限公司 TX008AC华能北京热电有限责任公司14号炉尿素热解制氨工程 初步设计TX008AC华能北京热电有限责任公司14号炉尿素热解制氨系统总承包工程 初步设计说明书检索号：TX008ACA北京国电龙源环保工程有限公司二七年一月总工程师：赵禹设计总工程师：吴敌校核：沈滨马汉军刘科伟徐明磊编写：吴敌马学东王利左艳峰王禹北京国电龙源环保工程有限公司工程设计证书建设部甲级第0175号工程咨询资格证书国家计委工咨甲第9707007号目录第1章 总则11.1 前言11.2 工程概述11.3 节能、节水、节约用地71.4 安全保护及工业卫生81.5 设计定员91.6 主要技术经技指标9第2章 工艺部分112.1 工艺说明112.2 工艺系统及主要设备选择132.3 系统运行方式162.4 设备布置172.5 辅助设施172.6 检修与起吊设施172.7 保温、油漆、防腐172.8 物料消耗表182.9 存在问题和建议18第3章 总图及土建部分193.1 项目场地条件和自然条件193.2 建筑、结构23第4章 电气部分274.1 概述274.2 供配电系统274.3 本工程与业主及清华同方的分界274.4 其它27第5章 仪表与控制部分305.1 概述305.2 控制方式305.3 设备选型305.4 气源和电源32第6章 环保部分336.1 采用的环保设计标准336.2 主要污染物源及防治措施33第7章 施工组织大纲357.1 概述357.2 施工总平面367.3 主要施工方案与大型机具配备377.4 工程文件、资料交付计划407.5 工程进度计划42第8章 主要设备材料清册498.1 工艺部分设备清册498.2 电气部分主要设备材料清册528.3 热控设备材料清册542 北京国电龙源环保工程有限公司 TX008AC华能北京热电有限责任公司14号炉尿素热解制氨工程 初步设计第1章 总则1.1 前言为了满足北京市政府的环保法规，改善北京市及周边的大气质量，华能北京热电有限责任公司（买方）将对其14号830t/h燃煤锅炉实施烟气脱硝技术改造。4台机组的SCR系统公用一套还原剂储存、制备及供应装置，将采用美国Fuel Tech公司的NOxOUT ULTRA尿素热解制氨技术，由北京国电龙源环保工程有限公司（卖方）总承包。卖方将为买方4台机组的烟气脱硝SCR提供一套完整的和功能齐全的尿素热解制氨装置，包括工艺设计，设备的选择、采购、运输、储存、制造、安装，基础处理、土建建（构）筑物的初步设计、施工，以及系统的调试、试验、检查、试运行、培训和最终交付投产等。卖方保证提供满足或高于买方在本项目所列标准要求的高质量的设计、设备及其相应的服务，并保证满足国家有关安全、消防、环保等强制性标准的要求。本初步设计是根据“华能北京热电有限责任公司14号炉尿素热解制氨系统”合同，采用美国Fuel Tech公司的NOxOUT ULTRA尿素热解制氨技术，在设计煤种及校核煤种、锅炉最大工况（BMCR）、尿素热解制氨系统能在锅炉40100%BMCR负荷条件下持续、安全地运行，并满足脱硝系统的氨需求量。烟气脱硝系统将于2007年8月4日进行单机试运、分部试运及整套试运，2、3号炉尿素热解系统的整套试运不应迟于2007年7月31日完成，1、4号炉尿素热解系统的整套试运不应迟于2007年9月30日完成。1.2 工程概述1.2.1电厂装机概况华能北京热电有限责任公司是以热定电、热电联产的热电厂，总装机容量845MW。1998年1月正式发电，1999年6月4台机组全部投产，1999年7月正式供热。4台机组分别由俄罗斯生产的供热式汽轮发电机和中德合作生产的液态排渣炉构成。1、2号机为T140/165130/15-2型双抽汽供热汽轮发电机组，3、4号机为T185/220130-2型单抽汽供热汽轮发电机组，14号锅炉均为830t/h超高压带飞灰复燃装置的液态排渣塔式直流炉。1.2.1.1 还原剂设计参数：基于买方的锅炉燃煤品质、烟气参数、脱硝效率及氨逃逸等方面的考虑，尿素热解制氨系统总承包方提供了脱硝所需氨耗。表11即为本工程的设计煤质、烟气参数及氨耗。表11 烟气脱硝系统的设计参数项 目内 容单位设计参数备 注煤质工业分析与化学分析收到基水分%15.1收到基灰分%4.78收到基挥发分%29.57收到基固定碳%50.55低位发热量MJ/kg24.53收到基碳%64.67收到基氢%4.18收到基氧%10.23收到基氮%0.79收到基硫%0.25SCR入口烟气参数标态、湿基Nm3/h720000以95%BMCR负荷为设计工况湿度%6.1温度380NOxmg/Nm3500已修正到6%O2，干烟气O2%2.74SCR出口烟气参数NOxmg/Nm350修正到6%O2，干烟气NH3L/L3SO2mg/Nm3815修正到6%O2，干烟气SO3mg/Nm354修正到6%O2，干烟气HClmg/Nm313修正到6%O2，干烟气HFmg/Nm330修正到6%O2，干烟气烟尘g/Nm37.299修正到6%O2，干烟气4台炉的最大氨耗总量脱硝效率%90氨逃逸率L/L3NH3/NO摩尔比0.92尿素耗量kg/h1000供氨系统还应至少有15%裕量1.2.1.2 给排水参数买方厂区内用水主要包括热网水、消防用水、工业用水、生活用水以及排放污水等。其来源及相关参数如下：l 热网水采用软化水作为补充水，热网水品质见表12。l 消防水取自全厂消防水主干线，消防水品质见表13。l 工业水接自全厂工业水供回水母管，工业用水品质见表14。l 除盐水品质见表15。l 生活用水取自厂区生活用水系统。l 要求脱硝还原剂制备系统的废水排放到污水井。表12 热网水品质序号项 目单 位数 据1供水压力MPa0.82供水温度603回水压力MPa0.34YDumol/L300表13 消防水品质序号项 目单 位数 据1总硬度mmol/L10122总磷mg/L2.5-3.03氯离子mg/L3004浊度NTU105碱度mmol/L2.04.06PH7.38.57供水压力MPa0.68关闭压力MPa0.39YDumol/L300表14 工业用水分析序号项 目单 位数 据1氯离子mg/L302总磷mg/L3.63总硬度mmol/L4.424PH值8.455碱度mmol/L5.06工业水泵台数台47扬程m408额定流量m3/h1000表15 除盐水品质序号项 目单 位数 据1总硬度（以CaCO3表示）ppm02导电性s/cm0.23金属物(铁，锌，铅，锰，铬，镍，铜) 总量ppm4钠g/l105正磷酸盐、砷、汞ppm6固体悬浮物NTU7硫酸盐ppm8PH值1.2.1.3 电源、压缩空气、蒸汽及燃油系统尿素热解制氨工程涉及的电源、压缩空气、蒸汽及燃油系统要求如下：l 脱硝还原剂公用系统的用电引自脱硫岛电气公用系统。l 杂用压缩空气系统的储气罐参数见表16。l 厂用蒸汽参数见表17。l 锅炉用油为0#柴油，品质分析见表18。表16 杂用空压机储气罐参数空压机启动压力0.4 MPa空压机停止压力0.76 MPa储气罐安全阀动作压力0.8 MPa压缩空气湿度无表17 蒸汽系统参数项目单位数据温度275压力MPa1.47表18 燃油品质序号项 目单 位备 注1油种#0轻柴油2凝固点23闭口闪点684低位热值MJ/kg45.131.2.1.4 控制系统脱硫岛公用系统为华能新锐控制公司PINE CONTROL 5000系统，全厂有完善的火灾报警和消防控制系统，以及电气接地网。1.2.2 尿素制氨系统工程概述1.2.2.1 项目名称和工程检索编号项目名称：华能北京热电有限责任公司14炉尿素热解制氨工程项目编号：TX008A1.2.2.2工程的规模及方式卖方将为买方14号830t/h燃煤锅炉的烟气脱硝SCR系统提供一套完整的和功能齐全的尿素热解制氨装置，包括工艺设计，设备的选择、采购、运输、储存、制造、安装，基础处理、土建建（构）筑物的初步设计、施工，以及系统的调试、试验、检查、试运行、培训和最终交付投产等。尿素热解技术将采用美国Fuel Tech公司的NOxOUT ULTRA尿素热解制氨技术。1.2.3 设计依据、设计输入及设计范围1.2.3.1 设计依据(1) 华能北京热电有限责任公司14炉尿素热解制氨系统合同及其技术附件。(2) 国家及电力行业有关“火力发电厂设计技术规程、规范和技术规定”。1.2.3.2 设计输入(1) 买方提供的煤质、灰份、水质、烟气等资料；(2) 买方提供的电厂机组建设资料和总平面布置资料；(3) Fuel Tech提供的有关资料；(4) 有关厂家设备资料；(5)火力发电厂设计技术规程DL5000-2000；(6) 有关专业现行有效的中华人民共和国电力行业标准DL系列；(7) 各有关专业所涉及的现行有效的中华人民共和国国家标准GBJ系列；(8) 北京国电龙源环保工程有限公司LY00C系列设计质量控制规定；(9)华能北京热电有限责任公司14炉尿素热解制氨工程初步设计计划大纲。1.2.3.3 设计范围卖方将负责以下范围的基本设计和详细设计：1) 所有因增加尿素热解制氨装置的场地设计；2) 所有因增加尿素热解制氨装置而产生的汽水管道、阀门等的设计；3) 因安装尿素热解制氨设备所需要的电气保护和控制系统； 4) 消防系统；5) 通讯系统；6) 电视监控摄像头。1.2.4 主要设计原则1.2.4.1设计原则工程的设计过程中，将执行以下原则1) 本工程采用尿素热解法制备脱硝还原剂，全厂4台锅炉共用一个还原剂储存与供应系统。2) 卖方提供的尿素热解制氨工艺和设备具有可靠的质量和先进的技术，能够保证高可用率、低用电量及低耗水量，完全符合环境保护要求，便于运行维护。3) 卖方提供的系统和设备应成熟，不采用任何带有试验/原始型/示范性的系统和设备，并具有至少在2个同容量的装置或更大的装置上成功运行了2年以上的业绩。4) 所有的设备和材料应是新的和优质的。5) 机械部件及其组件或局部组件应有良好的互换性。6) 确保人员和设备安全。7) 观察、监视、维护简单。8) 运行人员数量最少。9) 尿素热解制氨系统能适应锅炉SCR脱硝装置的启动、停机及喷氨量变化要求。卖方保证不需要另外的和非常规的操作或准备，装置能以冷态、热态两种启动方式投入运行。10) 在设计上要留有足够的通道，包括施工、检修所需要的吊装与运输通道及消防应急通道。11) 本工程采用KKS标识系统，要求卖方提供的所有技术文件（包括图纸）和设备均采用KKS标识系统。12) 工程中的工作语言为中文，所有的文件、图纸均应为中文编写。1.3 节能、节水、节约用地1.3.1 节能设备的选择及系统的拟定，均进行优化设计，优化系统之间各个环节的布置和连接，系统简捷，尽量利用已有资源等，充分考虑减少尿素制氨装置的物耗。尿素颗粒筒仓的流化风才用电厂的压缩空气；尿素溶液储罐通过辅助蒸汽维持温度；稀释风通过蒸汽加热提高温度，减少热解室燃油耗量。1.3.2 节水尿素制氨系统用水统筹规划，合理使用，一水多用、复用。利用尿素溶液储罐加热蒸汽疏水来对溶解水加热，减少疏水排放量。1.3.3 节约用地合理优化布置，系统设备布置紧凑。在电厂脱硫装置东侧布置溶解车间，同时预留二期尿素制氨溶解车间的场地；热解设备布置在锅炉房SCR反应器侧的钢架内，减少占地。1.4 安全保护及工业卫生1.4.1 尿素制氨系统的主要安全问题尿素制氨装置在设计中尽可能做到安全、可靠，但仍难免有潜在的安全问题，必须提示：(1) 电伤电伤是指尿素制氨系统设备由于雷击或接地不良所造成的损坏并由此给工作人员带来的伤害， 高压电器设备由于运行人员的误操作及保护不当而给人员带来的伤害。(2) 机械伤害尿素制氨系统中有风机、水泵等机械设备。在运行和检修过程中如果操作不当或设备布置不当均有可能给工作人员造成伤害。(3) 其它伤害其它伤害包括:钢平台及钢楼梯踏板造成人员滑倒， 人员在高处作业时的跌倒等。1.4.2 安全防治措施(1) 防电伤措施电气设备应采取必要的保护设施、电气联锁装置以防止误操作；电气设备在设计中应严格执行带电部分不低于最小安全净距离。电气设备选用有五防设施的设备，对配电室加锁，严格执行工作票制度；在高压电气设备的周围按规程规定设置栅栏，遮拦或屏蔽装置；紧急事故采取声光显示及必要的其它指示信号，设置自动联锁装置以给出处理事故的方法；各元件的控制回路均设有保险、信号、监视、跳闸等保护措施；所有电气设备应有防雷击设施并有接地设施。(2) 防机械伤害措施所有转动机械外露部分均应加装防护罩或采取其它防护措施；设备布置应留有足够的操作空间和检修场地。(3) 其它伤害防止措施所有钢平台及钢楼梯踏板采用花纹钢板或格栅板以防人员滑倒；在楼梯、平台等处，周围应设置护脚和栏杆，以防滑跌；对可能有腐蚀性或有毒药品泄漏的地方应酌情设置围堰或防护罩或/和采取防腐措施,检修前应排空设备内液体,必要时予以清洗,遵照有关安全规定进行处理；沟道、地坑、箱池等应有盖板和防护设施。1.4.3 尿素制氨装置运行中可能造成职业危害的因素 (1) 噪声尿素制氨系统的某些设备在运行过程中产生噪声， 特别是风机等产生的机械噪声较大， 如不采取措施将对工作人员的健康带来一定的影响。1.4.4 劳动保护措施 (1) 为了减轻噪声对运行人员的身体健康造成的影响， 在设备订货时，根据工业企业噪声卫生标准向设备制造厂家提出限制设备噪声的要求，将设备噪声控制在允许范围之内。(2) 对工作场所采取必要的噪声防治措施，如隔声玻璃门，吸声顶棚等，以保护工作人员的身体健康。1.5 设计定员尿素制氨装置的控制水平较高，其中，尿素溶解车间的操作运行按每天运行一班设置，增加运行人员1名，计量分配及热解装置的正常运行及启停控制过程在主控制室内完成，运行人员由主体工程定员调整工作范围既可，不必增加定员。不考虑检修人员，检修人员由全厂统一考虑。1.6 主要技术经技指标尿素热解制氨装置出口参数(设计工况)：出口流量： 142 kg/ h炉 尿素热解率： 100 % 分解产物中NH3浓度： 5%分解产物温度： 260350分解产物压力： 4kPa(AIG前)尿素耗量： 250kg/h炉(规定品质)尿素制氨装置电耗： 150kW.h/h除盐水耗量 ： 250kg/h炉0号柴油耗量： 90kg/h 辅助蒸汽耗量： 5.7t/h (冬季最大)冲洗水耗量（除盐水）： 1t/h 检修用压缩空气耗量： 6Nm3/min (压力0.8Mpa)仪用压缩空气耗量： 0.57Nm3/min (压力0.8Mpa)主设备噪音(离设备1m远) 85 dB尿素制氨装置可用率 99 % 第2章 工艺部分2.1 工艺说明2.1.1 概述为了满足北京市政府的环保法规，改善北京市及周边的大气质量，华能北京热电有限责任公司（买方）将对其14号830t/h燃煤锅炉实施烟气脱硝技术改造。4台机组的SCR系统公用一套还原剂储存、制备及供应装置，将采用美国Fuel Tech公司的NOxOUT ULTRA尿素热解制氨技术。2.1.2 工程设计的主要特点1) 14号炉的烟气脱硝系统采用尿素热解法来制备与供应脱硝还原剂。2) 系统装置为4台机组的SCR系统公用。并考虑为二期4300MW机组的SCR系统预留空间位置。3) 每台锅炉的SCR系统配备一套尿素溶液热解系统。4) 尿素热解系统通过燃用柴油的方式，为尿素转换为氨气提供所需能量，并考虑充分利用厂用蒸汽加热稀释空气的方式来优化系统设计，以最大限度的减少燃料的消耗。2.1.3 设计范围1) 尿素颗粒储存溶解系统：筒仓、除尘器、称重给料机、尿素溶解罐、尿素溶液混合泵、配置车间地坑泵。2) 尿素溶液储存系统：尿素溶液储罐、加热器、尿素溶液给料泵。3) 计量分配热解系统：计量分配模块、热解室、燃烧器、稀释风机、暖风器。4) 由主系统接出的水、蒸汽、压缩空气等辅助系统的设计。2.1.4 设计基础数据2.1.4.1 颗粒尿素品质如果采用颗粒尿素配置尿素溶液，其质量要求为： l 工业或农用等级(满足国标GB2440-2001要求)的合格尿素，用于产生尿素溶液；l 自由NH3 5000g/g，缩二脲5000g/g；l 正磷酸盐（作为PO4）6g/g，悬浮固态物 10g/g。2.1.4.2 除盐水（稀释用）水质l 总硬度（以CaCO3表示）150g/gl 导电性 250s/cml SiO215g/gl 金属物(铁，锌，铅，锰，铬，镍，铜) 总量1g/gl 钠5g/gl 正磷酸盐、砷、汞1g/gl 固体悬浮物10NTUl 硫酸盐10g/gl pH值约792.1.4.3 50尿素溶液品质如果直接采购50尿素溶液，其质量要求为： l 淡黄色或清澈或轻微浑浊的液体；l 比重1.131.15；l pH值约为710；l 自由 NH3 5000g/g；缩二脲5000g/g；l 正磷酸盐3g/g；l 悬浮固态物5g/g；l 水硬度（CaCO3）10g/g。2.1.5 性能保证2.1.5.1 性能保证尿素热解制氨系统应满足SCR工艺的要求，具体如下性能指标：l 单台尿素热解制氨系统绝热分解室出口的氨产量为142kg/h。l 绝热分解室出口分解产物中的NH3浓度不超过5%，温度不超过400，且不低于260，AIG接口压力不小于4kPa。l 尿素热解制氨装置的可用率在最终验收前不低于99%。装置的可用率定义：A：装置统计期间可运行小时数。B：装置统计期间强迫停运小时数。2.2 工艺系统及主要设备选择 2.2.1 工艺描述本工程选用尿素热解工艺。尿素粉末储存于储仓，由称重给料机输送到溶解罐里，用除盐水将固体尿素溶解成50%的尿素溶液，通过尿素溶液混合泵输送到尿素溶液储罐；尿素溶液经由给料泵、计量与分配装置、雾化喷嘴等进入绝热分解室，稀释空气经加热后也进入分解室。雾化后的尿素液滴在绝热分解室内分解，生成的分解产物为NH3、H2O和CO2，分解产物经由氨喷射系统进入脱硝烟道。工艺的反应如下： CO(NH2)2 NH3 + HNCO 尿素 氨 + 异氰酸 HNCO + H2O NH3 + CO2异氰酸 + 水 氨 + 二氧化碳2.2.1 工艺设备2.2.1.1 尿素筒仓设置1只尿素筒仓（93m3），筒仓容量按4台机组满负荷3天运行设计（每天24小时）。尿素筒仓为碳钢制造，并配检修起吊设备。尿素通过给料机输送到尿素溶解罐。筒仓应设计成锥形底立式罐，“锥形”斗部应有不小于60的斜度，顶部有3的坡面，在筒仓的顶部有密封的防尘检查/进入门。筒仓设计考虑配备流化风来防止尿素吸潮、架桥及堵塞。筒仓配有布袋过滤器，洁净气中最大含尘量不超过50mg/Nm3。为到达顶部检修布袋除尘器和料位计的目的，安装有扶梯。在筒仓的卸料口装有关断装置和卸料装置，筒仓出口的设计应能控制尿素输送量以及避免堵料的功能。在筒仓出口设有取样口和取样装置，以便化验和控制尿素的品质。2.2.1.2 称重给料机配置一套带计量的给料机为尿素溶解罐输送固态尿素。给料机的出力为18t/h。对于尿素给料量设有计量手段，并且计量信号接入DCS系统实现显示、统计等功能。2.2.1.3 尿素溶解罐设置一只尿素溶解罐，体积为20m3。在溶解罐中，用已经被尿素储罐加热器疏水或辅助蒸汽直接加热的除盐水制成50%的尿素溶液。溶解罐除设有水流量和温度控制系统外，还采用输送泵系统将化学剂从储罐底部向侧部进行循环，使化学剂更好的混合。2.2.1.4 尿素溶液储罐设置两只尿素溶液储罐，总容量按4台机组满负荷运行5天（每天24小时）用量设计，每个罐的体积为150m3。使用盘管式蒸汽加热。储罐为立式平底结构，基础为现浇钢筋砼混凝土结构。储存罐是依据电厂所在地区可能出现的最恶劣天气温度、地震带、风力以及清洁等情况所设计。2.2.1.5 尿素溶液混合泵尿素溶液混合泵为不锈钢本体，碳化硅机械密封的离心泵，两台泵一运一备，并列布置。此外，溶液混合泵还利用溶解罐所配置的循环管道将尿素溶液进行循环，以获得更好混合。2.2.1.6 尿素溶液循环装置该装置是独立的高流量、高压输送系统，布置在尿素溶液储罐附近。尿素溶液循环装置使尿素溶液不断的在计量分配模块和储罐之间循环。该装置具有如下多个功能：l 提供尿素溶液通过计量分配模块输送到喷射区域所需压力；l 过滤尿素溶液以保证喷射装置的稳定运行；l 补充溶液输送途中损失的热量以防还原剂结晶；共设置两套尿素溶液循环装置，每套装置包括两台离心泵、在线过滤器、在线加热器。2.2.1.7 计量分配模块计量分配模块是用于精确测量并独立控制输送到每个喷射器的尿素溶液的装置。计量分配模块布置在热解室附近，计量模块用于控制通向分配模块的尿素流量的供给。该装置将响应电厂DCS提供的反应剂需求信号。分配模块控制通往多个喷射器的尿素和雾化空气的喷射速率，空气和尿素量通过这个装置来进行调节以得到适当的气/液比并最终得到最佳的SCR反应剂。计量装置调整尿素流量、激活或关闭喷射区域或控制区域流量来响应氨需量信号。2.2.1.8 带喷射器组的热解室热解室利用柴油作为热源，来完全分解尿素。在所要求的温度下，热解室提供了足够的停留时间以确保尿素到氨的100%转化率。热解室的容积是依据尿素分解所需的体积来确定。热空气将通过燃烧器控制装置以维持适当的尿素分解温度。尿素经过喷射器注入到热空气，尿素的添加量是由SCR反应器需氨量来决定的，负荷跟踪性将适应锅炉负荷变化要求。系统将在热解室出口处提供空气/氨气混合物。燃烧器装置由一个燃烧器、电子点火导引装置和一台火焰扫描仪组成。这些设备由一个经认可的燃烧器管理系统组合起来，控制燃烧器的燃烧。燃烧器安装了一个热电偶以便控制管道出口温度。喷射器组完全由不锈钢制造。喷射器将通过热解室侧面插入。每一喷射器组件包括用于插入调整的调节器、用于尿素溶液和雾化空气的快速接头。2.2.1.8 稀释风机稀释风机提供足够的空气量将氨气充分稀释，氨/空气混合物中的氨体积含量小于5%。每台锅炉设两台高压离心式鼓风机，一运一备。为尿素热解提供助燃空气，并用于氨的稀释。布置在锅炉房内并尽可能的布置在热解室附近 。稀释风机应能适应锅炉40100%BMCR负荷下的正常运行，并留有一定裕度：风量裕度不低于10%，风压裕度不低于20%。尿素热解制氨主要设备配置表如下：序号名称规 格 及 技 术 要 求单位数量1尿素颗粒储仓V933个12称重计量给料机Q18t/h台13尿素溶液溶解罐V20m3台14尿素溶液混合泵Q40m3/h，H=20m台25配置车间地坑泵Q20m3/h，H=15m台16尿素溶液储罐V150m3台27尿素给料泵Q20m3/h，H=80m台228尿素溶液电加热器N10kW台29计量分配装置IZM-142套410绝热分解室DC-142套411燃烧器BT55MM套412尿素溶液喷射器SLP3-I-NFTL-A套413稀释风机Q=4300Nm3/h P=6000Pa台82.3 系统运行方式尿素热解制氨装置运行模式与锅炉运行相协调，确保启动方式上的快速投入与停止，在负荷调整时有良好的适应特性：l 尿素热解制氨系统能在锅炉40100%BMCR负荷条件下持续、安全地运行，并满足脱硝系统的氨需求量。l 尿素热解制氨系统与机组运行方式相匹配，能满足下述锅炉负荷波动，且处于稳定的运行状态。阶跃负荷变化：负荷50%BMCR 5% BMCR/分钟负荷50%BMCR 10% BMCR/分钟负荷等变率：70100%负荷范围内上升速度 5% BMCR/分钟5070%负荷范围内上升速度 3% BMCR/分钟小于50%负荷范围内上升速度 2% BMCR/分钟l 当接到紧急停机命令时，系统具有在15至30秒内将氨供应从142kg/h(100%容量)削减到0kg/h的能力，并且不会造成氨浓度超过电厂最大事故限值。l 尿素热解制氨系统不允许有氨气的泄漏。l 在某一设备故障停运时，例如泵等，尿素系统具有供应相应所需氨气量的能力。氨气生产能力不会减少到每台炉142kg/h(100%容量)以下。2.4 设备布置尿素热解制氨装置布置满足工艺的需要,有利施工安装、运行维护，并考虑交通运输和电厂整体美观和谐的需求。热解室和计量分配模块、稀释风机布置在SCR反应器侧的锅炉38.7m层钢架上，充分利用电厂锅炉房内现有空间，并考虑工艺布置要求。尿素溶解车间布置位于4号炉脱硫岛东侧，该区域长约34m，宽约24m，布置14炉尿素溶解车间，同时预留二期脱硝尿素制氨溶解车间。进出尿素溶解车间的管道，局部增加管架，其余尽量利用电厂原有厂区管架，节约占地，即能节约投资，又能兼顾电厂整体美观要求。2.5 辅助设施由于本项目为电厂脱硝工程的配套工程，不考虑另设单独的化学试验室、金属加工车间等辅助车间和设施。2.6 检修与起吊设施在尿素颗粒筒仓顶部，考虑其设备的维修和更换配件，配检修起吊装置。2.7 保温、油漆、防腐2.7.1 保温保温材料采用岩棉，所有保温的保护层采用0.75mm的铝合金板进行包敷。2.7.2 油漆所有设备管道根据工艺和布置的要求采用相适应的防腐措施, 设备、箱罐、管道的外表面按常规电站设计有关要求涂刷油漆及选择油漆颜色，色彩与全厂相协调并取得买方认可。2.8 物料消耗表项 目单位数量备 注1尿素耗量kg/h炉250规定品质2除盐水耗量kg/h炉2503电耗（所有连续运行设备轴功率）kW15040号柴油耗量kg/h90按入口稀释风温140计5仪用压缩空气Nm3/min0.570.60.8MPa6检修用压缩空气Nm3/min60.60.8MPa7蒸汽t/h5.7P=1.47MPa，T=275，冬季8冲洗用水（除盐水）t/h1短时，不经常2.9 存在问题和建议2.9.1 尿素溶解罐盘管蒸汽加热器尿素溶液配置，是批量生产的。同时经过系统优化，尿素颗粒溶解过程中的温度要求，通过尿素溶液储罐的盘管蒸汽加热器的疏水与溶解车间地坑内的除盐水混合加热来提供，不足部分由辅助蒸汽直接加热提供。这样设置后，既节约了工质，利用蒸汽疏水来解决尿素溶解时的需热量，又使系统更加简洁合理。2.9.2 稀释风暖风器为降低热解室的柴油耗量，利用电厂的辅助蒸汽对稀释风进行加热，此暖风器为管道式，直径为1200mm，长约2000mm，经过保温后，体积会进一步加大，管道式暖风器的事故率非常小，如果每个稀释风机出口均设置一个暖风器，对系统安全稳定性的提高作用非常小，而且会更加加剧热解室区域的布置困难程度。建议采用两个稀释风机出口母管设置一个暖风器。第3章 总图及土建部分3.1 项目场地条件和自然条件3.1.1厂址概述华能北京热电有限责任公司位于北京市东南郊高碑店南路。电厂所在位置的原始地貌较为平坦，场地标高在30.95m-35.6m（北京市高程系）之间，西北高东南低，自然地面坡度在0.12%左右。电厂所在土地全部为耕地和果园。3.1.2环境条件气温多年年平均气温： 11.8C多年极端最高气温： 44.7C多年极端最低气温： -27.4C多年最热月（7月份）平均气温： 25.7C多年最冷月（1月份）平均气温： -4.2C多年平均最高气温： 18.5C多年平均最低气温： 5.0 C湿度多年年平均相对湿度： 56% 多年最大月平均相对湿度； 87% 多年最小月平均相对湿度； 24% 多年8月平均相对湿度； 79% 多年1月平均相对湿度； 39% 最近5年炎热期（7、8、9月）频率10%的日平均湿球温度及相应的气象要素：频率10%的日平均湿球温度及相应的气象要素出现日期（年月日）日平均湿球温度（C）日平均相对湿度（%）日平均气压（mb）95080824.986996.4多年逐月平均气温、气压及相对湿度：多年逐月平均气温、气压及相对湿度 月项目1234567气温（C）-4.2-1.65.213.720.124.225.7气压（hPa）1016.61015.21010.21003.9998.9994.6992.9相对湿度（%）39454746516177月项目89101112全年平均气温（C）24.419.412.74.2-2.111.8气压（hPa）996.71004.01009.81014.21016.31006.1相对湿度（%）796255454556降雨多年平均降水量： 626.4mm多年月最大降水量： 473.5mm多年一日最大降水量： 161 mm多年最长连续降水量： 285.4mm多年最长连续无降水日数： 124 d多年年平均风速： 2.5 m/s多年最大冻土深度： 68 cm多年最大积雪厚度： 22 cm风向全年主导风向为S、NW；夏季主导风向为S ；冬季主导风向为NW。最大风速30年一遇10m高10min平均最大风速为26.8m/s。50年一遇10m高10min平均最大风速为27.5m/s。多年最多雷暴日数： 51 d多年平均雷暴日数： 36.6 d3.1.3工程地质3.1.3.1 地形地貌电厂位于华北平原西北边缘的北京平原，在地貌单元上属冲洪积缓倾斜平原和扇缘洼地，有古河道分布，为金钩河古河道。场地地形平坦，地面标高在32.5532.70m，现为草地。 3.1.3.2地层岩性本次勘测最大孔深30.00m，表层为人工填土（由场地整平时堆填形成），下部为第四系地层，由粘性土、砂类土和碎石类土、粘性土组成，现分述如下：素填土（0）：黄褐色，以粘性土为主，含少量砖块、卵石，含植物根系，为厂区整平时堆填，经过碾压，中密状态，湿，层底埋深1.802.80m，相应标高30.7529.90m，一般厚度2.002.80m，平均厚度2.30m。标准贯入试验锤击数67击（未修正，下同），平均击数6.5击。第一层（）：由粉土、粉质粘土组成，广泛分布，其成层特点是粉土和粉质粘土以互层、薄夹层存在，土质不均匀，分为两个亚层。1层：黄棕色粉质粘土和粉土，层底埋深5.006.00m，相应标高27.7026.55m，一般厚度2.204.20m，平均厚度 3.25m。粉质粘土：可塑状态，含氧化铁、云母，含姜石较多，无摇震反映，稍有光泽反映，干强度中等、韧性中等，属中压缩性土，标准贯入试验锤击数56击，平均击数5.5击。粉土：中密状态，含氧化铁、云母，湿，摇震反映中等，无光泽反映，干强度低、韧性低，属中压缩性土，标准贯入试验锤击数1024击，平均击数17.6击。该层局部夹粉砂透镜体，中密状态。2层：灰褐色粉土和粉质粘土，为沼泽相或积水洼地沉积，层底埋深9.7010.40m，相应标高23.0022.20m，一般厚度4.004.80m，平均厚度4.45m。粉土：中密状态，湿很湿，含有机质，局部夹粉质粘土，摇震反映中等，无光泽反映，干强度低、韧性低，属中压缩性土，标准贯入试验锤击数1125击，平均击数16.2击。粉质粘土：软塑可塑状态，含有机质，局部夹粘土和粉土薄层，无摇震反映，稍有光泽反映，干强度中等、韧性中等，为中高压缩性土，本层土强度低，力学性质差，标准贯入试验锤击数5击。第二层（）：由砂类土和碎石类土组成，层底埋深17.4019.00m，相应标高15.3013.55m，一般厚度7.709.00m，平均厚度 8.35m，只有部分钻孔揭穿。本层表现出自上至下由细颗粒（粉细砂）向粗颗粒（中砂、卵砾石）逐渐过渡的沉积特征。粉细砂：灰褐黄褐色，以石英、长石为主，颗粒均匀，含少量圆砾，中密密实状态，饱和，标准贯入试验锤击数2850击，平均击数35.8击。中砂：黄棕色，以石英、长石为主，中密密实状态，饱和，含少量圆砾、卵石。标准贯入试验锤击数2865击，平均击数40.3击。圆砾：杂色，岩性成分复杂，中密密实状态, 饱和,一般粒径220mm，含混砂40%，含卵石510%。重型动力触探试验锤击数62击。只在局部分布。卵石：亚浑圆形，杂色，岩性成分复杂，中密密实状态，一般粒径2030mm，最大粒径50mm，混砂、圆砾3545%。重型动力触探试验锤击数40125击，平均击数72.6击。第三层（）：由粉土和粉质粘土组成，层顶埋深17.4019.00m，相应标高15.3013.55m，本次勘测未揭穿此层，揭露最大厚度11.20m。粉土：黄褐色，中密状态，湿很湿，摇震反映中等，无光泽反映，干强度低、韧性低，属低中压缩性土，标准贯入试验锤击数1217击，平均击数14.3击。粉质粘土：黄褐色，可塑状态，无摇震反映，稍有光泽反映，干强度中等、韧性中等，属中压缩性土，标准贯入试验锤击数58击，平均击数6.3击。3.1.3.3地下水本次勘测期间，场地内存在两层地下水：上层滞水和承压水。上层滞水的水位，一般埋深为5.005.70m，相应标高27.6026.90m，分布不连续，只在局部分布，且水量较少，其来源主要受大气降水影响。承压水含水层为层砂类土和碎石类土层，水位埋深10.8011.60m，相应标高21.8020.95m，水头高度0.201.10m，平均水头高度0.90m。承压水试样水质简分析结果，地下水中SO42-=248.3 mg/L，Mg2+= 77.2mg/L，总矿化度为1290mg/L，Cl-=260.6mg/L，PH值为7.66，游离CO2=6.6mg/L，HCO3-=6.9mmol/L。地层按强透水层考虑，环境类型为类， 按干湿交替作用考虑，经判定，地下水对混凝土结构无腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋具弱腐蚀性，对钢结构具中等腐蚀性。根据北京市城郊区19711973年地下水最高水位等值线图，厂址区历史最高水位标高为31.00m。近35年，场地水位变化不大。3.1.3.4地震效应根据建筑抗震设计规范（GB 50011-2001），场地抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度值为0.20g，设计地震分组为第一组。场地地面下20m深度内以粉质粘土、粉土、砂类土、卵砾石为主，本次勘测在N2和N3钻孔中进行了剪切波速试验，场地土层等效剪切波速值在231.60242.19m/s，根据北京平原地区第四系覆盖层等厚线图，场地覆盖层厚度大于50m，依照建筑抗震设计规范（GBJ 50011-2001），判定建筑场地类别为类。脱硝装置抗震措施符合本地区抗震烈度提高一度即8度的要求设计。3.1.4 交通运输铁路运输：电厂燃煤通过铁路专用线运至厂区。电厂铁路专用线从热电厂西南方向的百子湾车站北端牵出线接轨出岔，距厂区约1.3km。线路等级为级，牵引定数为4000t/列，牵引类型为内燃机车。厂区内铁路配线设运煤线6股，运油线4股，材料线1股，临时安装铁路线2股。公路运输：电厂主要进厂道路与北京市的高碑店路连接。高碑店路为北京市规划的次干道，红线宽50m，机动车道宽16m，两侧非机动车道宽各6m，中间隔离带宽2.5m，路面为沥青路面。电厂的进厂道路规划红线宽30m，机动车道宽12m，路面为沥青路面。本工程所需吸收剂及其它物品均可通过公路运输，运输条件良好。3.2 建筑、结构3.2.1 设计范围尿素溶解车间的建筑、结构设计。厂区管架，厂区管架尽量利用现有的管架，局部增加新管架。热解室的平台，热解室支撑在原锅炉钢架上，锅炉钢架的核算及加固不在此设计范围。3.2.2净空和尺寸平台扶梯与设备及其他构筑物的最小净空高度不小于2.2m，平台宽度尽量不小于1.0m。除非另外指出，安装工作需要的通道在所有方向上比最大搬运件与搬运工具加在一起的尺寸大0.3m。3.2.3 平台及格栅如果没有另外规定，所有钢结构平台都要覆盖热浸锌钢格栅板。钢格栅要水平排列，而且在任何方向看都是统一的形式，每块钢格栅由焊在平台上的螺钉固定,不允许采用螺钉夹固定。为避免引起视觉误差，钢格栅板的栅条排列应成45度角，不接受栅条垂直排列。所有格栅边缘和切边用与格栅材料同样尺寸的钢条封闭。所有格栅经过热浸镀锌处理，镀层应均匀，并且尽可能牢固粘附，以便在格栅正常使用时不会引起镀层脱落和断裂, 不能进行冷镀锌处理。如果钢格栅要割切或焊接，则要重新镀锌。所有平台边缘都应设置有至少高于平台100mm的护板，护板最小厚度是3mm。3.2.4 栏杆所有平台和扶梯应按国家标准在每边都安装栏杆。栏杆高度按规范设计，应不小于：平台和通道 1050mm20m标高及以上的平台和通道 1200mm楼梯 900mm栏杆支撑杆间的距离为 800mm1000 mm支撑杆不能固定在踢脚板上栏杆的最小外径34mm。每米栏杆抵挡的水平推力不小于3000kN。3.2.5 扶梯设计SCR装置设备运行和维护的扶梯。直爬梯的设置应征求业主同意。扶梯的倾斜角度尽可能统一，超过60的斜角不能采用。3.2.6 钢爬梯爬梯高度大于3600mm或爬梯安装在较高的地方（垂直高度2500mm），必须配备保护圈。3.2.7 技术要求土建结构设计应遵循：国家最新实行的或将要实行的有关标准、规范和规定现行的电力行业标准其中包括建筑设计执行的主要规范如下：建筑设计防火规范 GBJ16-87 (2001版)工业建筑防腐蚀设计规范 GB50046-95建筑结构荷载规范 GB50009-2001建筑抗震设计规范 GB50011-2001建筑地基基础设计规范 GB50007-2002混凝土结构设计规范 GB50010-2002钢结构设计规范 GB50017-2003火力发电厂与变电所设计防火规范GB50229-96火力发电厂设计技术规程DL5000-2000及生产工艺及各有关专业的设计条件图及说明。3.2.3 主要设计技术参数场地抗震设防烈度为8度设计基本地震加速度值为0.20g，设计地震分组为第一组3.2.4 主要建筑材料3.2.4.1 混凝土现浇混凝土构件： C25C40预制混凝土构件： C25C40预应力钢筋混凝土构件： C40素混凝土及垫层： C10防渗混凝土：混凝土内掺水泥用量的10%左右的膨胀剂，抗渗达到W6、W8级设备基础二次灌浆采用抗收缩混凝土灌浆料.3.2.4.2 钢 材钢筋：HPB235(级钢 ) fy=210N/mm2 HRB335(级钢 ) fy=310N/mm2 钢材： Q345B fy=315N/mm2 Q235B fy=215N/mm2高度不大于700mm的构件可采用轧制“”型钢。吊车钢轨：轧制吊车钢轨，采用Q235BZ fy=215N/mm23.2.5 结构形式热解室附近设钢平台； 尿素溶解车间：钢筋混凝土框架，水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）复合地基处理。第4章 电气部分4.1 概述本工程采用尿素热解方案生成脱硝催化剂氨气，主要由尿素溶解和尿素溶液热解两部分组成，分别位于脱硫岛旁的脱硝溶解公用区和脱硝反应器旁的尿素溶液热解区域。本工程共设4个尿素溶液热解室，与4台炉的脱硝反应器对应，由于负责热解部分的美国燃料公司尚未对热解部分进行电负荷提资，所以目前尚未算出热解部分的总负荷容量。4.2 供配电系统本工程采用380/220V供配电系统。本工程在尿素溶解区设溶解区公用MCC，由业主从脱硫PC段提供两路380/220V电源，一路工作，一路备用，两路电源采用电源自动切换装置自动切换。尿素溶液热解系统位于主厂房内脱硝反应器旁，此系统的负荷并入反应器系统MCC，由我公司提电负荷资料，由清华同方负责设计、提供配电回路。本工程不设保安段，所需UPS电源接入业主的脱硫UPS系统。4.3 本工程与业主及清华同方的分界1）溶解区公用MCC开关柜由我公司提供，电源及总电源电缆由业主提供，分界点为MCC进线开关接线端子。2） 热解系统电源并入脱硝MCC，开关柜由清华同方提供，热解系统的动力电缆由我公司提供（控制电缆见仪控部分），分界点为开关的接线端子。3）我公司供货的电气设备之间的连接电缆由我公司设计、供货。4) 尿素热解制氨系统的电缆通道、接地等的设计、施工分界点在系统区域分界线外一米处。4.4 其它4.4.1 防雷接地系统尿素溶解车间位于烟囱附近，经计算烟囱顶部的避雷针保护范围满足该系统的直击雷保护要求，故不另设防雷设施。溶解及热解系统内主要的电气设备将在其两侧设置两个接地点与本系统接地网或全厂接地网连接。建筑物的室内接地网将与室外接地网有可靠的电气连接。接地系统所用材料本着与主厂房一致的原则，室外选用60x6镀锌扁钢，室内选用40x4镀锌扁钢。4.4.2 电缆及电缆敷设尿素热解制氨系统内动力电缆采用聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套铜芯电缆。尿素热解制氨系统内的电缆设施以架空桥架为主，辅以电缆沟和穿管。电缆桥架及埋管均采用热镀锌。除采用阻燃电缆外，在本工程内将有防火阻燃的可靠措施。在墙洞、盘柜开孔处使用防火堵料封堵。电缆沟进入建筑物入口处以及电缆沟内分段处设置防火阻燃墙。4.4.3 照明及检修北京国电龙源公司负责设计尿素溶解区域范围内所有的建筑照明、区域照明及设备照明，美国燃料公司负责设计热解区域的各类照明。两个区域均设置交流正常照明系统，在各建筑和