一、概述
　　 2006年10月5日，宁海电厂4号机组脱硝工程最后一片催化剂的安装就位，标志着浙江省首台600MW大型机组脱硝示范工程的安装结束。火电厂烟气中除了排放二氧化硫可造成酸雨污染外,氮氧化物的排放对环境的影响也比较严重,为了保护环境,减少SO2、NOx等有害物质的排放,国家规定新建火电必须配套安装脱硫设备,但脱硝(NOx)在我国还属新型环保技术,也是我国火电厂环保必须直面的重要课题。

　　 二.脱硝技术概况
　　 1.NOx的形成原因。NOx是NO和NO2的统称,火电厂烟气中的NOx主要是煤燃烧产生的。通常,燃烧生成的NOx由超过90%的NO和小于10%的NO2 组成。依据氮氧化物生成机理,可分为热力型、燃料型和快速型NOx3类,其中快速型NOx生成量很少,可以忽略不计。热力型NOx是指当炉膛温度在1350℃以上时,空气中的氮气在高温下被氧化生成NOx，当温度足高时,热力型NOx可达20%。燃料型NOx指的是燃料中的有机氮化物在燃烧过程中生成的NOx，其生成量主要取决于空气燃料的混合比。燃料型NOx约占NOx总生成量的75%～90%。
　　 2.烟气脱硝工艺。目前通行的烟气脱硝工艺大致可分为干法、半干法和湿法3类。其中干法包括选择性非催化还原法(SNCR)、选择性催化还原法(SCR)、电子束联合脱硫脱硝法；半干法有活性炭联合脱硫脱硝法；湿法有臭氧氧化吸收法等。在众多脱硝方法当中,SCR脱硝工艺以其脱硝装置结构简单、无副产品、运行方便、可靠性高、脱硝效率高、一次投资相对较低等诸多优点,在日本和欧美得到了广泛的商业应用。

　　 三、宁海电厂烟气脱硝工艺及安装技术特点
　　 1.脱硝工艺及方法
　　 宁海电厂4号机组烟气脱硝方法采用日立公司的选择性触媒还原烟气脱硝系统(SCR法)。这套脱硝系统主要用来将锅炉排放烟气中的氮氧化物分解成无害的氮气和水,其反应方程式如下：

4NO+4NH3+O2 4N2+6H2O

6NO2+8NH3 7N2+12H2O
　　 烟气脱硝SCR系统包括氨气制备系统和脱硝反应系统两部分组成。通过向反应器内喷入脱硝反应剂NH3,将NOx还原为氮气。由于此还原反应对温度较为敏感,故需加入催化剂,以满足反应的温度要求,增强反应活性。
　　 在整个脱硝SCR系统中稳定、可靠的氨气制备系统是不可缺少的，宁海脱硝工程采用纯氨法制备氨气。液氨从液氨槽车由卸料压缩机送入液氨储槽,再经过蒸发槽蒸发为氨气后通过氨缓冲槽和输送管道进入锅炉区,通过与空气均匀混合后由分布导阀进入SCR反应器内部反应。SCR反应器布置在省煤器和空气预热器(空预器)之间。其优点是烟气温度高,满足了催化剂活性要求；缺点是烟气中的飞灰含量高,对催化剂的防磨损和防堵塞的性能要求较高。氨气在SCR反应器的上方,通过一种特殊的喷雾装置和烟气均匀分布混合,混合后烟气通过反应器内触媒层进行还原反应。烟气经过还原反应后经空气预热器热回收后进入静电除尘器。
2.脱硝工程安装技术特点
2.1脱硝反应系统

　　 脱硝反应系统由触媒反应器、氨喷射系统系统组成，主要设备有支撑钢架、进口烟道、氨喷射器、顶部烟道、SCR反应器、出口烟道、氨喷射管道等组成，以锅炉中心线为基准，左右两侧对称布置。侧视图如下：
脱硝反应系统的安装前期分两半进行，主力吊机为250吨履带吊（塔式状态）。钢架吊装的过程中穿插中部烟道、脱硝出口烟道的临抛工作，完成后再吊装剩余部分。
　　 SCR反应器选用施工现场临抛组装的方案，反应器临抛拼装前确认钢结构缓装位置正确，根据SCR反应器的基础布置图纸在搁置钢梁上划线并按照要求安装好反应器基础和滑块及侧墙板的止晃装置，并根据图纸设计要求在钢梁上找正并焊接完毕。然后吊装SCR反应器下部的前后墙板至指定位置、找正，吊装到位后墙板两侧用临时支撑固定牢靠，前后墙板吊装前必须按要求在立柱底部、基础上焊接好滑块，且不允许损伤滑动面。
　　 安装且固定好SCR反应器下部的前后墙板后开始吊装反应器下部的左右侧墙板和密封件，按照图纸要求连接并找正完毕后，且对角线相差保证在6mm内，然后内部布置桁架进行加强，检查并验收合格后开始吊装SCR反应器上部，同样先吊装后墙板并用螺栓与SCR反应器下部的立柱连接并加固，再吊装前墙板至相应位置并用螺栓与立柱连接并加固，接着吊装SCR反应器的左右侧墙板至相应部位，按照图纸中的要求进行拼接并加固，最后在反应器内部布置桁架加强。
　　 氨喷射器吊装前必须确认方向正确，确认方法是氨喷射管道平行的一排管口朝向锅炉方向，因为朝电除尘方向会导致氨喷射管道安装空间狭小。
　　 进口烟道安装过程中注意与省煤器灰斗出口连接的织物补偿器向下预留膨胀量，因为省煤器灰斗的向下膨胀超过150mm，如果不预留则会导致补偿器膨胀量不够而拉裂。
反应器内催化剂材料以TiO2为载体,并掺入V2O5和WO3等活性成分。
　　 它的活性温度范围从280℃～400℃不等，所以催化剂安装后即开始损耗，宁海电厂催化剂的吊装时间放在冲管之后，这样可以延长催化剂的使用寿命。催化剂为日立公司所生产的板式催化剂，分两层布置，每块重量在1.3吨左右，吊装时分两边同时进行，固定端布置卷扬机吊到高空平台上，然后用设计好的电动跑车接进反应器内。扩建端用50t汽车吊吊到高空后用电动跑车接进再用手拉葫芦转向就位。
　　 为了防止催化剂积灰降低脱硝效率，在每层催化剂上部安装有声波吹灰器。吹灰介质为检修用压缩空气，压力为0.6～0.7Mpa，吹扫频率为72次/小时。压缩空气通过一个3.3立方米的储气罐为催化剂吹灰系统供气。
2.2氨气制备系统
氨气制备系统包括液氨储存、制备、供应系统，主要设备有液氨卸料压缩机、储氨罐、液氨蒸发槽、氨气缓冲槽、稀释风机、混合器、氨气稀释槽、废水泵、废水池等。此套系统提供氨气供脱硝反应使用。液氨的供应有液氨槽车运送，利用液氨卸料压缩机将液氨由槽车输入储氨罐内，将储槽中的液氨输送到液氨蒸发槽内蒸发为氨气，经氨气缓冲槽来控制一定的压力及其流量，然后与稀释空气在混合器中混合均匀，再送达脱硝系统。氨气系统紧急排放的氨气则排入氨气稀释槽中，经水的吸收排入废水池，再由废水泵送至厂区废水出来系统进行处理。
氨气制备系统中所有氨管道阀门均为进口，采用英制尺寸，现场的阀门反法兰均按实际情况加工。液氨储罐设计为一端固定，一端膨胀后可以微滑，安装时注意不可将两端支座全部浇注。液氨储存及供应系统保持系统的严密性防止氨气的泄漏和氨气与空气的混合造成爆炸是最关键的安全问题。基于此方面的考虑本系统的卸料压缩机、液氨储槽、氨气温水槽、氨气缓冲槽等都备有氮气吹扫管线。在液氨卸料之前通过氮气吹扫管线对以上设备分别要进行严格的系统严密性检查和氮气吹扫,防止氨气泄漏和与系统中残余的空气混合造成危险。

四、结论
　　 宁海电厂4号机组烟气脱硝工程是浙江省安装的第一套600MW机组配套脱硝系统。这套系统的设计融合了国外在烟气脱硝方面的先进技术,系统自动化程度高,值得我们学习借鉴。目前,国内烟气脱硝技术尚处于起步阶段,宁海电厂通过引进日立的脱硝技术,可以促进脱硝技术的国产化进程。