1.1 系統(tǒng)概述
尿素水解法制氨系統(tǒng)包括尿素儲存間、斗提機(jī)、尿素溶解罐、尿素溶液給料泵、尿素溶液儲罐、尿素溶液輸送裝置、尿素水解反應(yīng)器及控制裝置等。
尿素儲存于儲存間，由斗提機(jī)輸送到溶解罐里，用除鹽水將干尿素溶解成約50%質(zhì)量濃度的尿素溶液，通過尿素溶液給料泵輸送到尿素溶液儲罐。尿素溶液經(jīng)由輸送泵進(jìn)入水解反應(yīng)器，水解反應(yīng)器中產(chǎn)生出來的含氨氣流送至反應(yīng)區(qū)，被熱風(fēng)稀釋后，產(chǎn)生濃度小于5%的氨氣進(jìn)入氨氣—煙氣混合系統(tǒng)，并由氨噴射系統(tǒng)噴入脫硝系統(tǒng)。系統(tǒng)產(chǎn)生的蒸汽冷凝水回收至疏水箱中，作為系統(tǒng)沖洗及溶液配置用水。系統(tǒng)排放的廢氨氣由管線匯集后從廢水池底部進(jìn)入，通過分散管將氨氣分散入廢水池中，利用水來吸收安全閥排放的氨氣。
賣方所設(shè)計(jì)的尿素制氨工藝應(yīng)滿足：還原劑的供應(yīng)量能滿足鍋爐不同負(fù)荷與脫硝效率的要求，調(diào)節(jié)方便、靈活、可靠。尿素儲存區(qū)與其他設(shè)備、廠房等要有一定的安全防火距離，并在適當(dāng)位置設(shè)置室外防火栓，設(shè)有防雷、防靜電接地裝置。尿素制氨工藝應(yīng)配有良好的控制系統(tǒng)。
尿素溶解罐、尿素溶液儲罐、尿素溶液輸送裝置、尿素水解反應(yīng)器等為2臺機(jī)組的SCR系統(tǒng)公用。
1.2 主要設(shè)備
(1) 尿素儲存間
賣方為買方設(shè)計(jì)一個尿素儲存間，尿素顆粒儲存間的容量按兩臺機(jī)組脫硝系統(tǒng)設(shè)計(jì)工況下連續(xù)運(yùn)行5d（每天按24h計(jì)）所需要的尿素用量來設(shè)計(jì)。
(2) 尿素溶解罐
設(shè)置一座不銹鋼材質(zhì)的尿素溶解罐，每只尿素溶解罐配1臺斗提機(jī)。將尿素輸送到溶解罐。在溶解罐中，用去除鹽水制成約50%的尿素溶液。當(dāng)尿素溶液溫度過低時，蒸汽加熱系統(tǒng)啟動使溶液的溫度高于80℃（確保不結(jié)晶）。材料采用SS304不銹鋼。有效容積按2臺鍋爐BMCR工況下1天的用量設(shè)計(jì)。
尿素溶液給料泵為不銹鋼本體，碳化硅機(jī)械密封的離心泵，設(shè)兩臺泵一運(yùn)一備，并列布置。此外，溶液給料泵還利用溶解罐所配置的循環(huán)管道將尿素溶液進(jìn)行循環(huán)，以獲得更好混合。
(3) 尿素溶液儲罐
尿素溶液經(jīng)由尿素溶液給料泵進(jìn)入尿素溶液儲罐。設(shè)置兩只尿素溶液儲罐，滿足5天的系統(tǒng)用量（40~60%尿素溶液）要求。儲罐采用SS304不銹鋼制造。儲罐為立式平底結(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（保證溶液溫度高于配制濃度對應(yīng)的結(jié)晶溫度5℃以上）等。儲罐基礎(chǔ)為混凝土結(jié)構(gòu)，儲罐露天放置時，四周加有隔離防護(hù)欄，并應(yīng)考慮現(xiàn)場其他情況變量包括地震帶，風(fēng)載荷、雪載荷和溫度變化等。罐體外實(shí)施保溫。
設(shè)置尿素溶液伴熱管道系統(tǒng)。尿素溶液管道由尿素溶解罐及儲罐的加熱蒸汽疏水進(jìn)行伴熱。蒸汽管道將從廠區(qū)輔助蒸汽母管上引接。
(4) 尿素溶液輸送泵
設(shè)置一套尿素溶液供應(yīng)裝置，為水解反應(yīng)器的脫硝裝置供應(yīng)尿素溶液。尿素溶液輸送泵為不銹鋼本體，碳化硅機(jī)械密封的離心泵，設(shè)兩臺泵一運(yùn)一備，并列布置。
(5) 尿素水解系統(tǒng)
尿素水解系統(tǒng)包括尿素水解反應(yīng)器模塊、計(jì)量模塊等。
濃度約40-60%的尿素溶液被輸送到尿素水解反應(yīng)器內(nèi)，飽和蒸汽通過盤管的方式進(jìn)入水解反應(yīng)器，飽和蒸汽不與尿素溶液混合，通過盤管回流，冷凝水由疏水箱、疏水泵回收。水解反應(yīng)器內(nèi)的尿素溶液濃度可達(dá)到40～60%，氣液兩相平衡體系的壓力約為0.48～0.6MPa，溫度約為136～160℃。水解反應(yīng)器中產(chǎn)生出來的含氨氣流入計(jì)量模塊，然后與機(jī)組來熱一次風(fēng)在氨氣-空氣混合器處稀釋，最后進(jìn)入氨氣－煙氣混合系統(tǒng)。水解器材質(zhì)為316L。
2臺爐設(shè)置2臺水解反應(yīng)器，一用一備，水解反應(yīng)器布置在尿素車間，單臺水解反應(yīng)器設(shè)備出力滿足兩臺爐BMCR負(fù)荷下設(shè)計(jì)入口NOx濃度時氨耗量。
水解反應(yīng)器為該系統(tǒng)的核心設(shè)備具體要求如下：
水解反應(yīng)器設(shè)置有氣相泄壓及液相泄壓等多套安全措施。
尿素溶液供應(yīng)及尿素水解反應(yīng)器的制氨能力有10%的裕量。
水解反應(yīng)器使用壽命不少于30年。尿素水解反應(yīng)器的布置在尿素區(qū)。保證機(jī)組在任何工況下尿素水解反應(yīng)器能滿足脫硝反應(yīng)，不影響脫硝效率。
水解反應(yīng)器材質(zhì)采用316L不銹鋼，不需要額外添加壓縮空氣等防腐措施即滿足使用需求。采用撬裝模塊化供貨，撬裝模塊需要集成與水解器本體相連的所有閥門、管道、儀表及電伴熱控制系統(tǒng)等。水解器模塊上所有尿素溶液和氨氣管線均需要設(shè)置電伴熱系統(tǒng)，其電伴熱系統(tǒng)需要集中顯示在電伴熱控制柜上顯示。水解反應(yīng)器模塊須設(shè)置4級安全保護(hù)措施，包括但不限于關(guān)斷蒸汽輸入、泄放水解器內(nèi)氣相壓力、泄放水解器內(nèi)液相溶液、安全閥起跳、爆破片爆破等。水解器撬裝模塊上集成氨氣管道自動清洗吹掃裝置，其集成的水解器壓力、液位測點(diǎn)需設(shè)置冗余。
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