T/CAMIE 45.1-2026 工业锅炉烟气多污染物协同治理技术规范 第1部分:燃煤锅炉

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资源简介

ICS 01.020.40 CCS J88

团体标准

T/CAMIE 45.1—2026

工业锅炉烟气多污染物协同治理技术规范第 1部分:燃煤锅炉

Technical specifications for flue gas multi-pollutant synergistic control of industrial boilers—Part 1:Coal-fired boiler

2026-07-18实施 2026-06-18 发布

中国环保机械行业协会发布

目次

前言 Ⅲ

引言 V

1 范围 1

2 规范性引用文件 1

3 术语和定义 2

4 污染物和污染负荷 3

4.1 污染物 3

4.2 污染负荷 3

5 装备构成和工艺流程 4

5.1 装备构成 4

5.2 工艺流程 4

6 技术要求 5

6.1 通用要求 5

6.2 SCR脱硝系统 6

6.3 除尘系统 6

6.4 湿法脱硫系统 6

7 智能控制系统 7

7.1 通用要求 7

7.2 系统架构 7

7.3 协同控制 7

7.4 系统集成 8

7.5 系统安全 8

7.6 过程控制 8

8 性能测试 9

8.1 一般规定 9

8.2 性能测试 9

9 安全和环保 9

9.1 安全 9

9.2 环保 10

10 施工和验收 10

10.1 施工 10

10.2 验收 10

11 运行和维护 11

11.1 运行 11

I

11.2 维护 11

附录A(资料性) 智能控制系统的检测项目及要求 13

图1 燃煤工业锅炉烟气多污染物协同治理典型工艺流程图 5

表 1 烟气治理系统关键运行参数 9

表A.1 智能控制系统的检测项目及要求 13

前言

本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则》 的规定起草。

本文件是T/CAMIE 45《工业锅炉烟气多污染物协同治理技术规范》的第1部分。T/CAMIE 45 已经发布了以下部分:

——第1部分:燃煤锅炉;

——第2部分:生物质锅炉。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件由中国环保机械行业协会提出并归口。

本文件起草单位:浙江天蓝环保技术股份有限公司、浙江大学、江苏昆仑互联新能源集团有限公司、浙江水利水电学院、杭州天蓝净环保科技有限公司、嘉兴大学、杭州天璨节能环保技术有限公司、杭州中宜生态环境咨询有限公司、杭州天蓝环保设备有限公司、光大绿色环保管理(深圳) 有限公司。

本文件主要起草人:刘学炎、莫建松、刘越、徐志海、陈利栋、王海强、周必华、高珊、翁小乐、 张国伟、倪海波、李仁娜、唐炳更、王岳军、王小强、陈美秀、吴穹、舒欢忠、胡明、齐景伟、宋静。

本文件为首次发布。

II

引言

为统一工业锅炉烟气多污染物协同治理工程技术体系,规范装备、工艺、控制、检测及全流程运维管理要求,支撑工业锅炉烟气超低排放管控,制定本文件。

T/CAMIE 45《工业锅炉烟气多污染物协同治理技术规范》由两个部分构成。本文件为第1部分。 ——第1部分:燃煤锅炉。目的在于规定燃煤工业锅炉烟气多污染物协同治理的污染物、污染

负荷、装备构成、工艺流程、技术要求和智能控制系统,描述相应的性能测试方法,规定安全、环保、施工、验收、运行和维护的要求。

——第2部分:生物质锅炉。目的在于规定生物质工业锅炉烟气多污染物协同治理的污染物、 污染负荷、装备构成、工艺流程、技术要求和智能控制系统,描述相应的性能测试方法, 规定安全、环保、施工、验收、运行和维护的要求。

V

工业锅炉烟气多污染物协同治理技术规范第1部分:燃煤锅炉

1 范围

本文件规定了燃煤工业锅炉烟气多污染物协同治理的污染物、污染负荷、装备构成、工艺流程、技术要求和智能控制系统,描述了相应的性能测试方法,规定了安全、环保、施工、验收、 运行和维护的要求。

本文件适用于采用“SCR 脱硝+布袋除尘/电除尘+石灰石/石灰-石膏脱硫”典型工艺(但不限于)的燃煤工业锅炉烟气多污染物协同治理工程,涵盖其设计、施工、验收和运行的全过程。

2 规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

GB 5083 生产设备安全卫生设计总则

GB/T 6719 袋式除尘器技术要求

GB 8978 污水综合排放标准

GB 12348 工业企业厂界环境噪声排放标准

GB/T 12801 生产过程安全卫生要求总则

GB 13223 火电厂大气污染物排放标准

GB/T 13869 用电安全导则

GB/T 13931 电除尘器性能测试方法

GB 14554 恶臭污染物排放标准

GB/T 16157 固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法

GB 18597 危险废物贮存污染控制标准

GB/T 19229.1 燃煤烟气脱硫设备第1部分:燃煤烟气湿法脱硫设备

GB/T 21508 燃煤烟气脱硫设备性能测试方法

GB/T 21509 燃煤烟气脱硝技术装备

GB/T 35209 烟气脱硝催化剂再生技术规范

GB/T 37785 烟气脱硫石膏

GB/T 40514—2021 电除尘器

GB 50058 爆炸危险环境电力装置设计规范

GB 50212 建筑防腐蚀工程施工规范

GB 50231 机械设备安装工程施工及验收通用规范

GB 50235 工业金属管道工程施工规范

GB 50264 工业设备及管道绝热工程设计规范

1

DL/T 260 燃煤电厂烟气脱硝装置性能验收试验规范

HJ 75 固定污染源烟气( SO₂、NOx、颗粒物)排放连续监测技术规范

HJ 76 固定污染源烟气( SO₂、NOx、颗粒物)排放连续监测系统技术要求及检测方法

HJ 179 石灰石/石灰-石膏湿法烟气脱硫工程通用技术规范

HJ 462 工业锅炉烟气治理工程技术规范

HJ 562 火电厂烟气脱硝工程技术规范选择性催化还原法

HJ 991 污染源源强核算技术指南锅炉

HJ 2020 袋式除尘工程通用技术规范

HJ 2028 电除尘工程通用技术规范

HJ 2053—2018 燃煤电厂超低排放烟气治理工程技术规范

HJ 2301 火电厂污染防治可行技术指南

3 术语和定义

HJ 462界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

协同治理 collaborative treatment

在同一治理设施内实现两种及以上烟气污染物的同时脱除,或为下一流程治理设施脱除烟气污染物创造有利条件,以及某种烟气污染物在多个治理设施间联合脱除。

[来源:HJ2053—2018,3.3] 3.2

选择性催化还原法 selective catalytic reduction(SCR)

在催化剂作用下,还原剂在特定温度范围内有选择性地与烟气中的 NO、发生化学反应,生成氮气和水的脱硝工艺。

3.3

氨逃逸 ammonia slip

脱硝反应后烟气中游离氨的质量浓度。

注:单位为毫克每立方米( mg/m³); 游离氨是指以NH₃分子存在的氨。

3.4

电除尘器 electrostatic precipitator

在高压电场内,使悬浮于气体中的粉尘受到气体电离的作用而荷电,荷电粉尘在电场力的作用下,向极性相反的电极运动,并吸附在电极上,通过振打或擦刷等方式使其从电极表面清除, 在重力的作用下落入灰斗的设备。

[来源:GB/T 40514—2021,3.1,有修改] 3.5

低低温电除尘器 low-low temperature electrostatic precipitator

处理烟气温度在酸露点以下的干式电除尘器。

注:低低温电除尘器入口烟气温度低于烟气酸露点温度3 ℃~5℃,燃用中低硫煤时一般为90 ℃±5℃。

2

3.6

袋式除尘器 bag house

利用纤维滤料制作的袋状过滤元件来捕集含尘气体中固体颗粒物的设备。

3.7

多效催化剂 multi-functional catalyst

具备高效脱硝、抑制SO₂ 氧化和降低氨逃逸的复合催化剂。

3.8

燃煤烟气湿法脱硫设备 coal-fired flue gas wet desulphurization equipment

用于去除燃煤烟气中二氧化硫( SO₂) 的湿法脱硫工艺的成套设备。

注:主要包括石灰石/石灰-石膏湿法、氨法、镁法、钠碱法等湿法烟气脱硫工艺的装置、组件、系统集成、 解决方案和相关服务。

3.9

脱硫增效构件 desulfurization efficiency-enhancing component

安装在烟气湿法脱硫系统中,尤其是湿法烟气脱硫塔内部,用于提高 SO₂ 脱除效率、降低运行能耗的特定部件、装置或结构。

3.10

人工智能算法 artificial intelligent algorithm

模拟并拓展人类智能,通过从数据中学习、分析和推理,实现对复杂工业过程进行预测、优化和决策的计算机算法。

3.11

智能控制系统 intelligent control system

能够实时采集烟气治理系统运行数据,并利用内嵌的人工智能算法进行优化控制、预测性维护和智能决策,以实现污染物稳定达标排放和系统能耗最低化的自动化控制系统。

4 污染物和污染负荷

4.1 污染物

4.1.1 燃煤工业锅炉烟气中的主要污染物包括颗粒物、二氧化硫( SO₂)、 氮氧化物( NOx)、 三氧化硫( SO₃) 和氨( NH₃)。

4.1.2 主要污染物的来源按生产环节可分为以下两类:

a) 燃烧源:燃料燃烧过程直接产生的污染物,包括颗粒物、SO₂、NO、及部分SO₃;

b) 治理过程源:烟气治理过程中产生的污染物,包括催化氧化产生的 SO₃ ( 如选择性催化还原脱硝中SO₂的氧化)以及未反应而逃逸的NH₃。

4.2 污染负荷

4.2.1 根据工程设计需要,应收集以下原始资料,主要包括但不限于:

a) 燃煤性质,包括煤质工业分析、元素分析、灰熔融性等;

b) 飞灰成分,包括Na₂O、Fe₂O₃、K₂O、SO₃、Al₂O₃、SiO₂、CaO、MgO、MnO₂和飞灰可燃物等;

c) 飞灰比电阻,包括实验室比电阻和工况比电阻;

d) 飞灰粒度、真密度、堆积密度、粘附性、安息角等;

e) 湿法脱硫系统出口雾滴浓度;

f) 烟气露点温度、烟气含湿量;

3

g ) 水、电、蒸汽等消耗品的介质参数;

h) 烟道布置图以及厂区总平图。

4.2.2 根据工程设计需要,污染物设计负荷的确定及烟气参数的选取遵循以下规定:

a ) 污染物设计负荷应在理论计算(按HJ 991的规定执行)基础上,结合燃煤煤质波动、锅炉负荷变化、操作方式及同类工况实测值等因素进行综合校核,烟气量计算方法按HJ991 的规定执行。

b) 脱硝系统设计应采用锅炉最大连续工况( BMCR)、 燃用设计煤种和校核煤种时的烟气温度和NOx¹, 其中宽负荷脱硝设计还应取得锅炉部分负荷工况时的烟气参数;

c) 除尘器设计应采用锅炉最大连续工况( BMCR)、 燃用设计煤种和校核煤种时的烟气量、烟气温度和颗粒物,其中对于设计煤种,烟气量另加10%裕量,烟气温度另加10℃~15℃;

d) 脱硫系统设计宜采用锅炉最大连续工况( BMCR)、 燃用设计煤种和校核煤种时的烟气量、 烟气温度和SO₂, 其中对于设计煤种,烟气温度宜另加15℃。

5 装备构成和工艺流程

5.1 装备构成

5.1.1 燃煤工业锅炉烟气多污染物协同治理工艺装备由 SCR 脱硝系统、除尘系统和石灰石/石灰- 石膏脱硫系统构成。

5.1.2 各子系统的主要设备组成如下:

a) SCR 脱硝系统:包括氨存储与供给单元、SCR 反应器、多效催化剂层(或模块)和吹灰器等;

b) 除尘系统分为布袋除尘器或电除尘器,布袋除尘器包括除尘器本体、过滤装置、清灰装置、 灰斗和输灰装置等;电除尘器主要由机械本体和电气两大部分组成,机械本体部分包括阴阳极系统、清灰系统、壳体、灰斗、进口封头、出口封头、气流分布装置、平台扶梯、绝缘子室和高压进线等,电气部分包括高压供电电源、低压自动控制装置,可配置上位机或集散控制系统( DCS) 等;

c ) 石灰石/石灰-石膏脱硫系统:包括制浆单元、吸收单元、脱硫增效及余热回收单元、石膏脱水单元和脱硫废水处理单元等;

d) 智能控制系统:包括硬件设备和软件系统。硬件设备主要包括工业控制计算机、检测仪表、 传感器、执行器、DCS/PLC 系统、交换机、路由器、工业级通信模块、数据采集终端和网络适配器;软件系统主要包括数据采集与预处理模块、人工智能算法模块、通信协议与接口软件、用户界面和监控系统等。

5.2 工艺流程

5.2.1 烟气依次经过 SCR 脱硝系统、除尘系统和石灰石/石灰-石膏脱硫系统,最终经烟囱排放。 各系统间的切换、联锁控制及运行优化由智能控制系统统一管理。

5.2.2 燃煤工业锅炉烟气多污染物协同治理典型工艺流程见图1。

1本文件中所涉及的颗粒物浓度、SO₂ 浓度、NO₄ 浓度均指标准状态下干烟气,并折算到对应行业规定的基准氧含量时的数值。

4

袋式/电除尘系统

燃煤锅炉烟气

SCR脱硝系统

烟囱

石灰石/石灰-石膏脱硫系统

智能控制系统

图 1 燃煤工业锅炉烟气多污染物协同治理典型工艺流程图

6 技术要求

6.1 通用要求

6.1.1 燃煤工业锅炉烟气多污染物协同治理系统应与锅炉负荷变化相匹配,在锅炉最低稳燃负荷 (30% BMCR) 和锅炉最大连续蒸发量( BMCR) 之间的任一工况下均能持续、安全运行。

6.1.2 系统的设计性能应满足以下基本指标:

a) 系统可用率不低于98%;

b) 系统使用寿命及大修周期与锅炉主体的大修周期协调一致;

c) 系统总漏风率不大于3%;

d) 采用电除尘器系统总阻力不大于3500 Pa, 采用布袋除尘器系统总阻力不大于4500 Pa;

e) SCR 脱硝系统(含进出口烟道)的综合温降不大于10℃。

6.1.3 在设计条件下,系统的污染物排放应满足以下要求:

a) 当要求实现超低排放时,出口颗粒物、SO₂、NO、浓度及氨逃逸满足对应行业规定的超低排放限值(10mg/m³、35mg/m³、50 mg/m³);

b) 当未要求超低排放时,出口颗粒物、SO₂、NO、排放浓度符合GB 13223的规定;

c) 当用户提出严于上述要求的设计指标时,按用户要求执行。

6.1.4 脱硝系统设计应符合以下规定:

a) 出口NO 浓度小于50 mg/m³, 脱硝效率满足设计要求;

b)S O₂/SO₃转化率小于0.8%;

c ) 氨逃逸不超过2.0 mg/m³。

6.1.5 除尘系统设计应符合以下规定:

a) 出口粉尘浓度小于10mg/m³, 除尘效率满足设计要求;

b) 若采用低低温除尘器,SO₃ 脱除效率不小于50%。

6.1.6 脱硫系统设计应符合以下规定:

a) 出口 SO₂浓度小于35mg/m³, 脱硫效率满足设计要求;

b) SO₃脱除效率不小于50%;

c) 湿法脱硫综合除尘效率不小于50%。

6.1.7 烟气排放口连续监测系统( CEMS) 的设置应符合HJ 75和HJ 76的规定,并应依法与生态环境主管部门联网。

5

6.2 SCR 脱硝系统

6.2.1 SCR 脱硝反应器本体应符合GB/T 21509 和HJ 562的规定。

6.2.2 氨存储与供应装置符合下列规定:

a ) 还原剂可采用尿素或氨水,还原剂储仓的有效容积宜按满足本系统在设计工况下连续运行

5 d~7d 的消耗量确定;

b) 还原剂供应系统至少配置两台供应泵,管道应设调节阀与计量装置实现用量的精确控制,同时配备回流循环装置;

c) 氨水可采用氨水/空气雾化混合模式喷入,也可采用氨气/空气混合模式喷入;氨气/空气混合模式下,氨气的体积分数小于5%;

d) 尿素溶解罐宜布置在室内,各设备间的连接管道采取保温措施;

e) 尿素制氨系统具备连续、稳定供应氨气的能力,并快速响应负荷波动,及时调整氨供应量, 保障脱硝系统可靠运行。

6.2.3 喷氨格栅应符合下列规定:

a) 喷氨格栅宜采用主格栅和调节格栅的多级设置;

b) 主格栅设置在反应器入口烟道上,距反应器入口距离不小于5m;

c) 调节格栅设置在每层催化剂上方,其与催化剂层上表面的距离不小于1m;

d) 调节格栅宜设置2个~3个分区,每级喷氨格栅分区相同;

e) 在设计工况下,每级喷氨格栅分区对应催化剂入口区域的氨浓度相对标准偏差绝对值不大于 ±5%,流速相对标准偏差不大于±15%。

6.2.4 SCR 脱硝系统宜采用平板式或蜂窝式多效催化剂,并应符合下列规定:

a) 系统SO₂/SO₃转换率不大于0.8%;

b) 多效催化剂的机械寿命不小于80000h, 化学寿命不小于24000h。

6.3 除尘系统

除尘器本体应符合下列规定:

a ) 宜选用袋式除尘器或电除尘器。袋式除尘器符合GB/T 6719 和HJ 2020的规定,电除尘器符合GB/T 40514的规定;

b) 袋式除尘器入口烟气温度高于烟气酸露点15℃~20℃,且满足滤袋无烧毁风险的要求;

c) 除尘器出口烟气颗粒物浓度不大于20 mg/m³, 除尘效率满足设计要求;

d) 漏风率小于3%;

e) 电除尘压力降小于300 Pa, 袋式除尘器压降小于1500 Pa;

f) 除尘器的检修维护周期宜与锅炉主机的大修周期协调一致。

6.4 湿法脱硫系统

6.4.1 脱硫装置应符合下列规定:

a ) 脱硫宜采用石灰石/石灰-石膏法烟气脱硫技术,符合GB/T 19229.1和HJ 179 的规定;

b) 脱硫装置宜采用钢结构,脱硫塔进、出口应设置补偿器,并宜根据流场分析结果设置烟气导流构件;

c) 吸收塔内烟气流速不宜大于3.5m/s, 吸收塔直径和高度根据处理烟气量确定;

d) 反应器运行阻力不宜高于2000 Pa。

6.4.2 脱硫增效-余热回收单元应符合下列规定:

6

a) 脱硫增效-余热回收单元由脱硫增效构件、余热回收装置和检测仪表等构成;

b) 该单元应设置在吸收塔入口烟道与最底层喷淋层之间,且单元上沿与最底层喷淋层下沿的净距不小于2.0m;

c) 脱硫增效构件由管束与折板组成,采用S22053及以上防腐等级的不锈钢材料,并设置两层。 该构件用于实现脱硫增效和余热回收功能,其中烟气流经壳程,冷却水流经管程;

d) 烟气通过脱硫增效构件产生的阻力降不大于500 Pa;

e) 烟气经过脱硫增效构件后的温度降低值不低于0.5℃;

f) 冷却水进水温度不宜高于30℃,冷却水流经脱硫增效构件后的温升不低于3℃,回收余热热量占整个系统运行能耗不低于10%;

g) 余热回收单元配置两台循环水泵(1用1备)及相关管路。冷却水通过水泵及管路进入脱硫增效构件进行换热,换热后的温水宜用于锅炉补水或其他适宜用途;

h) 余热回收单元配备必要的检测仪表,至少包括:冷却水流量计、冷却水进出口温度计、单元进出口压力/压差表等。阀门等控制设备根据工艺要求合理配置。

7 智能控制系统

7.1 通用要求

7.1.1 智能控制系统应对燃煤工业锅炉烟气多污染物协同治理系统的运行时间、治理设备的关键运行参数进行实时检测和控制,并在控制室内集中操作和显示。

7.1.2 智能控制系统的检测包括系统功能、性能、安全性、可靠性和环境适应性等内容,检测宜由具备相关能力的第三方机构承担,并出具规范的检测报告。具体要求应符合附录A 的规定。

7.2 系统架构

7.2.1 智能控制系统架构宜分为感知层、传输层、平台层和应用层,各层之间应采用标准化接口与通信协议。

7.2.2 智能控制系统架构各层应具备如下功能:

a) 感知层:实现烟气治理全过程关键参数的实时采集;

b) 传输层:实现各层间的双向数据传输,并保障其实时性与安全性;

c) 平台层:负责数据的存储、处理、分析与智能决策;

d) 应用层:向用户提供可视化操作与专业化管理服务。

7.3 协同控制

7.3.1 智能控制系统应实现脱硝、除尘、脱硫多污染物治理单元的集中协同控制,建立统一的控制模型与调度策略,消除各子系统独立运行的控制冲突,实现工况匹配、负荷联动与参数优化。

7.3.2 协同控制应根据锅炉负荷、进出口烟气的污染物浓度、烟气量、温度、压力等边界条件, 全局动态调节脱硝装置喷氨量、除尘器清灰周期、脱硫剂投加量、浆液循环量等关键参数,确保污染物排放稳定达标。

7.3.3 协同控制应达到以下性能要求:

a ) 实现多污染物协同优化运行,在保证达标排放的前提下,降低氨逃逸、脱硝剂、脱硫剂、电能和压缩空气等消耗;

b) 提升系统响应速度与调节平滑性,减少出口污染物浓度波动,避免因单台设备扰动引发整体系统失控;

7

c) 具备协同工况自适应能力,在锅炉负荷、烟气量和入口浓度等数据出现非稳定工况下,仍保持稳定可靠的治理效果;

d) 支持与 DCS/PLC 系统协同联动,实现手动/自动/协同控制模式无扰切换。

7.3.4 智能控制系统应提供协同控制可视化界面,实时显示脱硝、除尘、脱硫各单元运行状态、 关联关系及协同优化效果,支持关键参数趋势分析与协同策略回溯。

7.4 系统集成

7.4.1 系统集成的要求应包括:

a) 系统支持传感器、控制器等多种现场设备的集成;

b) 系统支持与上级环保监管平台及其他相关管理平台的数据互通。

7.4.2 智能控制系统应集成在线监测数据,并通过优化算法动态调整DCS 或 PLC 的控制策略,确保污染物排放浓度与总量符合国家或地方标准。

7.4.3 智能控制系统应在保证排放达标的前提下,通过优化运行提升设备运行效率,降低系统能耗与物耗。

7.5 系统安全

系统安全的要求应包括:

a ) 系统保障数据安全与系统稳定,具备防病毒、防火墙等安全防护与日志审计功能;

b) 系统具备应急响应与备用控制机制,防止因系统故障导致排放失控;

c) 硬件设备符合相关电气安全标准,具备防雷接地、漏电保护措施,并能在设计规定的环境温度范围内(如-20℃~60℃)正常工作,同时强化抗电磁干扰能力;

d) 软件系统具备细粒度权限管理、数据传输与存储加密、故障应急切换及异地数据灾备能力;

e) 软件平台具备跨操作系统稳定运行的能力。

7.6 过程控制

7.6.1 过程控制应贯穿于智能控制系统设计、开发、部署和运行维护全周期,各阶段应形成完整的文档记录并定期审查和更新。

7.6.2 SCR脱硝系统的过程控制应符合HJ 562的规定;除尘器的过程控制应符合HJ2020 和 GB/T 40514的规定;湿法脱硫系统的电气与控制设计应符合HJ 179的规定。控制措施应覆盖设计、开发、 部署、运行及异常处理等阶段。

7.6.3 应定期对人工智能算法模型进行更新和优化,确保控制策略持续有效。

7.6.4 各阶段过程控制的要求如下:

a ) 设计阶段:系统架构应满足模块化、层次化要求,必要时可采用分布式部署;智能算法设计应满足脱硫、脱硝、除尘的控制需求,与DCS或PLC的集成设计应符合工业控制标准。

b) 开发阶段:应采用规范的软件开发流程(如敏捷开发或瀑布模型)确保代码质量与功能实现; 用于算法训练的数据应具有代表性、完整性和准确性,并对训练后的模型进行充分的离线测试与验证,形成测试报告;系统接口(如传感器接口、通信接口)应符合标准化要求。

c) 部署阶段:应制定详细的部署计划,确保系统在不同工业环境下的稳定运行;应验证系统与 DCS或 PLC的兼容性和集成性;应验证智能算法在实际工况下的控制效果。

d) 运行阶段:应实时监控系统运行状态及污染物排放浓度,及时处理异常并防止排放超标;应定期对传感器、控制器等硬件设备进行巡检,并定期备份运行数据。

8

8 性能测试

8.1 一般规定

8.1.1 应在烟囱或烟道的规范位置设置永久采样孔、监测平台及在线监测装置,人工监测条件按 GB/T 16157的规定执行。

8.1.2 烟气排放连续监测系统( CEMS) 的设置与运行按HJ 76的规定执行。

8.1.3 烟气排放监测项目至少包括颗粒物、NOx、SO₂及氨逃逸,以及烟气流量、温度、湿度、氧含量等参数,并按HJ 75的要求进行连续监测。其中氨逃逸宜进行在线监测,不具备条件时,应采用便携式仪器定期检测,检测频次不少于每月1次,且在锅炉负荷发生重大变化(如超过±10%)、 燃煤煤质显著改变或系统启停时,进行额外监测。

8.2 性能测试

8.2.1 系统性能指标的测试应按下列规定:

a) 脱硝性能测试按DL/T 260的规定执行;

b) 脱硫性能测试按GB/T 21508的规定执行;

c) 袋式除尘器性能测试按GB/T6719 的规定执行;电除尘器性能测试按GB/T 13931的规定执行。

8.2.2 宜根据工程实际情况,对烟气治理系统的关键运行参数进行实时监测,监测参数应在控制室内集中操作和显示。各系统宜监测和记录的关键运行参数见表1。

表 1 烟气治理系统关键运行参数

系统名称

监测参数

除尘系统

烟气进出口颗粒物浓度、烟气进出口温度、烟气进出口压差、各仓室进出口压降、压缩空气压力、清灰状态、灰斗料位和温度、输灰状况

入口NO浓度、NO、排放浓度、烟气O₂浓度、烟气温度、反应器进出口压差、还原剂用量和氨逃逸浓度

湿法脱硫系统

SO₂进出口浓度、脱硫塔进出口压差、脱硫塔液位、除雾器进出口压差、冷却水水量、冷却水进出口水温、冷却水进出口压差、循环浆液量、脱硫塔浆液pH值、浆液密度、石灰消耗

量、喷淋泵运行状况及功率

9 安全和环保

9.1 安全

9.1.1 烟气治理工程的安全设施应与主体工程同时设计、同时施工和同时投入生产和使用,并应制定相应的安全操作规程。

9.1.2 在工程的设计、施工和运行全过程中,应采取有效的安全技术措施,保障人身安全与职业健康。安全卫生管理应符合 GB/T 12801和 GB 5083的规定。

9.1.3 烟气治理工程的用电安全应符合GB/T 13869的规定,氨区等爆炸危险环境内的电气设施选型与安装应符合GB 50058的规定。

9.1.4 在氨水储运、使用等易发生氨气泄漏的区域应设置氨气泄漏检测报警装置、洗眼器及应急喷淋装置。

9.1.5 氨水罐应安装带阻火器的防腐呼吸阀、弹簧式安全阀,其起跳压力不应大于0.12 MPa, 且应每年至少校验1次,排空口需接氨气吸收装置。

9.1.6 氨水储罐区需设置遮阳棚、喷淋降温系统、排水设施及泄漏应急处理装置,远离居民区、

9

学校等敏感区域下风向,与明火/高温源保持不小于30m 的间距。

9.1.7 SCR 脱硝系统、除尘系统、湿法脱硫系统的检修人孔、检测孔、吹灰孔部位应设置防止烫伤的隔热保护措施。

9.1.8 对从事脱硝还原剂、脱硫吸收剂操作的人员,应配备必要的劳动防护用品,并采取相应的安全防护措施。

9.2 环保

9.2.1 应选用低噪声设备;对于产生较高噪声的设备,应采取有效的隔振、消声或隔声措施,应符合GB 12348的规定。

9.2.2 脱硝系统、氨储存与供应系统及厂界氨气浓度,应符合 GB 14554的规定。

9.2.3 失效或损坏的多效催化剂,可用于再生,应符合GB 35209的规定;不可再生应作为危险废物管理,贮存在符合GB 18597规定的专用设施内,并及时交由有资质的单位处置,严禁长期堆放。

9.2.4 废弃滤袋宜按HJ 2301的规定处理。

9.2.5 经浓缩脱水后的石膏,其性能指标应符合GB/T 37785的规定。

9.2.6 脱硫废水处理单元设计处理能力宜根据物料衡算确定,宜采用pH 调整、沉淀、絮凝、澄清、 浓缩、氧化、污泥脱水等工序处理后回用或间接排放。

9.2.7 应设置事故或检修时药剂的收集设施,所有废水和收集液不得直接外排。

10 施工和验收

10.1 施工

10.1.1 燃煤工业锅炉烟气多污染物协同治理工程施工前应做好下列准备工作:

a) 根据设计文件和技术要求编制详细的施工方案;

b) 组织施工技术交底,明确施工流程、质量要求与安全措施;

c) 配备的施工机具、材料与设备符合设计及相关标准要求。

10.1.2 工程施工应符合 GB 50231和 GB 50235的规定。

10.1.3 应严格按照设计文件施工,涉及工程变更时,应取得有效的设计变更文件后方可实施。

10.1.4 设备及管道的保温施工应符合GB/T 50264 的规定。

10.1.5 防腐内衬的施工应符合GB 50212的规定。

10.1.6 智能控制系统的施工应符合下列要求:

a ) 硬件设备的安装依据设计图纸并符合安全标准,安装后进行初步功能测试;

b) 软件系统的部署严格按照设计文件和操作手册执行,并宜采取离线方式,部署完成后进行初始化与功能验证;

c) 与 DCS 或 PLC 的系统集成确保通信稳定与控制逻辑正确,调试在离线状态下运行,确认无误后方可投入运行;调试参数和结果完整记录,作为验收依据。

10.2 验收

10.2.1 燃煤工业锅炉烟气治理工程的验收应符合GB/T 19229.1、GB/T21509、HJ 2020和HJ 2028 的规定,未通过竣工验收前严禁投入正式运行。

10.2.2 系统安装完毕后应进行启动验收,验收合格并对在线仪表校验合格后方可进行调试。

10.2.3 应在各分系统调试完成、整体运行正常且技术指标达到设计和合同要求后,方可组织启动试运行。

10

10.2.4 智能控制系统验收前,应完成全部施工与调试内容,通过功能与性能测试,并备齐完整的施工和验收文档。

10.2.5 智能控制系统的专项验收应包括以下内容:

a) 硬件:核查设备安装是否符合设计与安全标准,并测试其运行状态与功能;

b) 软件:核查软件部署的完整性与功能,验证智能算法的控制逻辑与优化效果;

c) 系统功能:验证与DCS 或PLC 的集成稳定性、控制精度与优化效果,并测试报警等辅助功能;

d) 安全性:测试系统的数据安全、稳定性、抗干扰能力和急切换机制;

e) 环保性能:确认系统能够保障污染物达标排放,并具备依据监测数据动态调整控制策略的能力。

10.2.6 工程应进行试运行,试运行时间不应少于168h的连续稳定运行,且需覆盖锅炉70%~100% 负荷,各项性能指标符合设计要求或相关标准规定后,方可开展验收工作。

11 运行和维护

11.1 运行

11.1.1 烟气治理工程的运行应满足以下基本要求:

a) 运行单位建立完善的运行管理制度,明确岗位职责和管理流程;

b) 运行人员经过专业培训,掌握系统操作、日常监控及基本故障处理方法;

c) 运行系统具备实时监控功能,能对系统运行状态与污染物排放数据进行采集、显示和记录。

11.1.2 运行流程与操作应符合下列规定:

a) 系统运行应遵循操作手册,启动前完成规定的初始化操作;

b) 运行过程中通过监控界面实时监视系统状态与排放数据;

c) 系统自动并完整记录运行数据,定期分析,作为性能评估与优化依据;

d) 所有操作符合规范流程,系统参数调整由专业人员实施,确保调整后运行稳定并满足控制目标。

11.1.3 监控与报警应符合下列规定:

a) 对污染物排放数据进行实时监控,确保其持续符合国家或地方标准;

b) 设置合理的报警阈值,对排放异常、设备故障或系统运行异常等情况及时报警;

c) 报警信息准确、清晰,便于运行人员快速识别与定位问题和采取相应措施。

11.1.4 异常处理应包括以下内容:

a) 系统出现异常时,运行人员立即按照应急预案处置,尽快恢复系统正常运行;

b) 当系统切换至备用控制模式时,确保原有DCS 或 PLC 的控制逻辑有效,备用控制模式独立于智能控制系统的基本控制功能,确保在智能系统失效时,系统仍能安全、稳定运行,污染物排放不超标。

11.2 维护

11.2.1 燃煤工业锅炉烟气治理系统的维护应满足以下基本要求:

a) 烟气治理系统的检修与维护宜纳入全厂检修计划统筹安排,检修周期宜与锅炉检修同步;

b) 建立并执行系统的维护管理制度,明确维护职责、周期、内容与流程;

c) 制定定期维护计划,维护完成后填写记录并归档。

11.2.2 定期维护应包括以下内容:

a) 硬件设备:定期检查、清洁和校准传感器、控制器、执行机构等设备;采用风扇散热的工业

11

控制计算机定期清扫,并宜在系统停机期间定期重启;

b) 软件系统:定期检查软件运行状态与算法逻辑,并根据需要更新系统软件或算法;

c) 通信网络:定期检查系统内部及其与DCS/PLC的通信稳定性,测试网络设备。

11.2.3 故障处理应符合下列规定:

a) 系统出现故障时,维护人员迅速响应,分析原因并及时修复;

b) 记录故障现象、处理步骤与结果;

c) 若故障无法及时排除,切换至备用控制模式,确保治理系统持续运行。

11.2.4 持续优化与记录应符合下列规定:

a) 定期分析系统运行与排放数据,提出并实施优化措施;

b) 优化或更新软件算法经过充分测试,确保优化后系统运行稳定并符合要求;

c) 所有检查、保养、维修、故障处理及优化工作均形成记录,作为系统档案保存。

12

附录 A

(资料性)

智能控制系统的检测项目及要求

燃煤工业锅炉烟气多污染物协同治理智能控制系统的检测项目及要求见表A.1。

表 A.1 智能控制系统的检测项目及要求

检测内容

项目

要求

系统功能

数据采

集功能

1.支持≥8种工业协议接入(Modbus/OPC DA/TCP等);

2.模拟量采样精度需达到±0.1%FS;

3.开关量采集响应时间≤10ms;

4.具备边缘缓存功能,存储容量≥12h数据

数据传

输功能

1.通信可靠性:双通道冗余切换时间≤200 ms,数据包完整率≥99.99%,支持TLS1.3 加密传输;

2.协议兼容性:需兼容MQTT/HTTP等协议,支持GB/T 26875.3等规约

人工智

能算法功能

1.预测类算法:深度学习、集成学习等时序预测模型;

2.控制类算法:根据工况(如锅炉负荷波动、煤质变化)自适应调整控制参数;

3.视觉识别算法:YOLO算法对烟尘外溢、锅炉排渣或卸灰设备故障(如滤袋破损) 的准确识别;

4.优化类算法:能效优化算法实现系统自动生成优化控制指令,无须人工干预

告警

功能

1.分级告警机制:设置三级告警阈值(预警/一般/紧急),紧急告警响应时间≤30s; 2.多模态通知:同步触发声光/短信等系统,支持告警抑制策略(同源告警5 min内不重复);

3.追溯功能:日志保存≥180d,需记录处置人员操作痕迹

系统性能

系统响

应时间

1.指令响应层级:紧急制动响应≤50ms,常规控制指令≤500ms,人机交互响应≤5s;

2.实时性测试:在85%CPU负载下仍满足上述指标

数据处理能力

1.吞吐量标准:实时数据处理≥50000点/s,批量处理≥2TB/h(压缩比1:5时);

2.并行处理:支持≥128个并发控制回路,数据预处理延迟≤5ms/通道

控制精度

1.稳态精度:模拟量控制误差≤±0.05%FS,定位重复精度≤±0.1mm;

2.动态指标:超调量≤设定值的1.2%,调节时间≤3个采样周期

系统稳定性

1.持续运行:72h压力测试丢包率<0.001%,内存泄漏≤2MB/24h;

2.故障恢复:主备切换时间≤3s,进程崩溃自启动≤15s;

3.环境适应性:5g加速度下振动5Hz~150Hz,相对湿度95%时绝缘电阻≥10MΩ

安全性

输安全

1.通信加密:TLS 1.2+协议强制启用,禁用SSLv3以下版本,证书采用SM2/RSA 2048 位以上签名;

2.完整性保护:报文需附加HMAC-SHA256校验,防重放攻击机制(时间戳窗口≤3s);

3.专用通道:工业控制协议需通过VPN隧道传输

系统

防护

1.边界防护:部署工业防火墙,支持Modbus/TCP深度解析,网络分区隔离(至少划分为控制层/监控层/管理层),单向隔离闸实现生产网到信息网数据传输;

2.入侵防护:实时检测PLC梯形图异常修改,防御OPC UA/DA Server的DoS攻击, 阈值≤1000请求/s;

3.终端安全:进程白名单控制,允许列表误差率≤0.1%

13

表A.1智能控制系统的检测项目及要求(续)

权限管理

1.身份认证:三重验证组合(账号+动态令牌+生物特征),5次失败锁定15 min,会话超时≥10 min需重新认证;

2.权限控制:基于RBAC模型,权限粒度到寄存器级,特权操作需双人复核,操作日志记录字段≥20项(含修改前/后值);

3.账号追溯:日志异地实时同步,时间同步精度≤1ms,记录保存时间≥3年,敏感操作视频录像关联存储

可靠性

系统抗干扰能力

1.电磁兼容性:静电放电抗扰度±8KV接触放电,射频辐射抗扰度10V/m(80 MHz~

1 GHz,AM调制),快速瞬变脉冲群±2kV(电源线)/±1kV(信号线);

2.环境适应性:工作温度范围-40 ℃~+85℃(带冷凝防护),振动耐受频率5Hz~150 Hz, 5g加速度(持续2h),96h试验后接触电阻变化率≤10%;

3.电源扰动抵抗:20 ms内自动切换UPS,±20%额定电压时功能正常,THD≤5%时不影响采样精度

系统容错能力

1.硬件冗余设计:关键控制回路采用冗余(TMR)架构,双环网自愈时间≤50 ms,存储系统采用热备盘配置;

2.故障自恢复:关键进程崩溃后≤3s自动重启,断电后最后1ms数据不丢失,故障通道隔离时间≤100 ms;

3.异常处理机制:支持5种以上故障模式识别,超出安全阈值时强制保持,硬件看门狗触发周期≤1.5s

算法鲁棒性

1.工况突变,算法在≤10 s内自适应调整参数,污染物排放浓度波动幅度≤±5%,无超标风险 ;

2.数据异常(如传感器瞬时跳变、数据缺失≤5%)时,算法通过数据清洗、插值补全处理, 控制指令无异常波动;

3.设备老化,算法自动修正控制模型,无需人工重新建模;

4.多干扰叠加,系统仍能稳定运行,污染物排放达标率≥99%,无系统崩溃或失控情况

环境适应性

高温环境

1.工作温度范围:常规型-20℃~+55℃(无性能降级),增强型-40℃~+85℃(允许 5%精度偏差);

2.高温运行要求:85 ℃持续运行72h且无器件老化现象,125 ℃耐受时间≤15min;

3.热管理指标:自然对流条件下关键IC结温≤105 ℃,强制风冷时机箱内温差≤15 ℃

高湿环境

1.湿度范围:常规型(5%~95%)RH(非凝露),防凝露型100%RH(带IP67防护);

2.湿热测试要求:

交变湿热测试:40 ℃/93%RH条件下循环10次(每次24h);

恒定湿热:60 ℃/95%RH持续500h后绝缘电阻≥10 MΩ。

3.防护措施

电路板须三防漆处理(厚度50μm±5μm);

接插件采用镀金工艺(镀层≥1.27μm)

高粉尘环境

1.防尘等级:最低要求IP54(防尘型),严酷环境IP65(尘密型);

2.粉尘测试:铝粉浓度15g/m³时无短路风险;

3.结构设计:散热结构孔隙≤0.5mm,关键部件密封气压≥20 kPa

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