Tkc q3 chương 17 he thong amonia (rev 3)

Chương

17
HỆ THỐNG AMMONIA

Tháng 10/2017
Thực hiện:

Nguyễn Văn Toán

Kiểm tra:

Bùi Văn Tú

Ngày

Ký tên


MỤC LỤC
1.
2.
2.1.
2.2.
2.3.
3.
4.
4.1.
4.2.
4.3.
5.

5.1.
5.2.

TỔNG QUAN ..............................................................................................................1
CÁC THÔNG SỐ ĐẦU VÀO .....................................................................................1
Tiêu thụ Ammonia .......................................................................................................1
Thời gian chứa NH3 .....................................................................................................1
Cấu hình bồn chứa........................................................................................................1
HỆ THỐNG CUNG CẤP VÀ DỰ TRỮ AMMONIA ................................................1
TÍNH TỐN THIẾT KẾ .............................................................................................2
Thể tích bình chứa NH3 ...............................................................................................2
Cơng suất bộ hóa hơi ....................................................................................................2
Cơng suất quạt pha lỗng NH3 ....................................................................................2
TIÊU CHUẨN ÁP DỤNG ..........................................................................................3
Tiêu chuẩn bắt buộc của Việt Nam ..............................................................................3
Tiêu chuẩn quốc tế .......................................................................................................3


Tổng Công Ty Phát Điện 3
Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện 2

1.

Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện

TỔNG QUAN

Hệ thống ammonia bao gồm các thiết bị lưu trữ và cung cấp ammonia đến hệ thống
phun ammnia bên trong thiết bị phản ứng SCR để khử Oxit Ni-tơ (NOx) trong chương
6 của thiết kế chuẩn này.

Với nhà máy áp dụng công nghệ SNCR hoặc SCR, sử dụng ammonia (NH3) làm chất
phản ứng (chất khử) NOx. Do đó, nhà máy cần trang bị hệ thống lưu trữ và cung cấp
NH3 đảm bảo hệ thống khử NOx vận hành liên tục, tin cậy và an tồn.
2.

CÁC THƠNG SỐ ĐẦU VÀO

2.1. Tiêu thụ Ammonia
Tiêu thụ Ammonia (NH3) là thông số đầu vào chính để thiết kế hệ thống lưu trữ và
cung cấp Ammonia cho nhà máy. Tiêu thụ NH3 đã được trình bày trong chương 6 (Hệ
thống khử NOx). Theo đó, với cơng suất tổ máy 620MW, và các thơng số đầu vào đã
trình bày trong chương 6, thì tiêu thụ NH3 khoảng 860kg/h.
2.2. Thời gian chứa NH3
Thời gian chứa NH3 sẽ đánh giá được độ tin cậy và đảm bảo cho hệ thống SCR vận
hành liên tục. Tuy nhiên, thời gian chứa NH3 quá dài vừa không hiệu quả về kinh tế,
và gặp vấn đề rủi ro về an tồn. Thơng thường, NH3 được dự trữ đảm bảo cho hệ
thống SCR vận hành liên tục trong 7 ngày tại tải BMCR.
2.3. Cấu hình bồn chứa
Cấu hình bồn chứa NH3 cũng phải đảm bảo tính dự phịng khi một trong các bồn chứa
gặp sự cố, hoặc hư hỏng đường ống, thiết bị … Thông thường, hai (2) hoặc ba (3) bồn
chứa NH3 sẽ được trang bị cho cả nhà máy.
3.

HỆ THỐNG CUNG CẤP VÀ DỰ TRỮ AMMONIA

Hệ thống cung cấp và dự trữ chất phản ứng (NH3) thực hiện chức năng tiếp nhận, dự
trữ, hóa hơi chất phản ứng và đưa chất phản ứng đến hệ thông phun, bao gồm các hạng
mục chính: Bồn chứa ammonia, bộ hóa hơi, các bồn/bể phụ trợ, máy nén, bơm vv.
Thông thường chất phản ứng (aqueous hay anhydrous amonia) được vận chuyển đến
nhà máy bằng xe tải chuyên dụng và được bơm vào các bồn dự dữ. Bồn chứa

anhydrous amonia phải được thiết kế với áp suất làm việc ít nhất 250psig (17,01atm),
trong khi bồn chứa aqueous amonia được thiết kế với áp suất làm việc chỉ cao hơn áp
suất khí quyển khơng nhiều. Tổng dự trữ chất phản ứng thường được thiết kế đảm bảo
dự trữ đủ amonia dùng trong 1 đến 3 tuần vận hành liên tục của các bộ phản ứng SCR
tùy thuộc điều kiện vận chuyển amonia đến nhà máy điện. Các bồn chứa phải có chỉ
thị mức, nhiệt độ, van xả, lối đi – thang vận hành. Bồn chứa phải được thiết kế đảm
bảo chông động đất phù hợp điều kiện địa điểm, có tường bảo vệ sự cố. Sức chứa các
bồn anhydrouos được tính cho khoảng 85% thể tích hình học bồn nhằm đảm bảo
khơng gian bốc hơi cần thiết bên trên bề mặt chất lỏng.
Aqueos amonia được hóa hơi bằng cách bơm hịa trộn vào khơng khí nóng trong bình
hóa hơi. Khơng khí nóng được cung cấp bởi các quạt hòa trộn và được gia nhiệt bởi
Quyển 3, Chương 17 – Hệ thống Ammonia
Ấn bản 3, tháng 10/2017

Trang 1 / 3


Tổng Công Ty Phát Điện 3
Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện 2

Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện

các bộ gia nhiệt dùng điện hoặc dùng hơi tự dùng từ lị hơi. Thơng thường nhiệt độ
hỗn hợp khơng khí – amonia sau khi ra khỏi bình hóa hơi vào khoảng 300°F
(148,9°C). Nhiệt năng cần thiết để hóa hơi aqueos amonia lớn hơn nhiều lần so với
hóa hơi anhydrous amonia do phải hóa hơi cả thành phần nước trong aqueos amonia.
Anhydrous amonia được hóa hơi trong bộ hóa hơi sử dụng điện. Anhydrous amonia
chảy vào bộ hóa hơi dưới tác dụng của trọng lực (trong một số trường hợp có thể được
bơm) và hơi amonia tạo thành được đưa ngược trở lại bình chứa vào khu vực hơi bên
trên bề mặt lỏng. Hơi amonia từ đây được đưa vào bộ trộn amonia – khơng khí. Tại bộ

trộn amonia được trộn lẫn với khơng khí theo tỷ lệ khoảng 1:20 (NH3 / khơng khí)
trước khi được đưa vào hệ thơng phun. Việc duy trì tỷ lệ khơng khí cao trong hỗn hợp
nhằm làm tăng khả năng hòa trộn và giữ cho hỗn hợp ở trạng thái dưới giới hạn bắt
cháy.
4.

TÍNH TỐN THIẾT KẾ

Trong mục tính tốn thiết kế này sẽ được trình bày theo cấu hình và cơng suất như
trong bản vẽ sơ đồ nguyên lý hệ thống SCR (NĐ-0841K.30.SCR.001)
4.1. Thể tích bình chứa NH3
Thể tích bình chứa NH3 được tính tốn theo cơng thức sau:
VNH 3 

BNH 3  T  u
[m³]
n   NH 3  F

Trong đó:
 VNH 3 : Thể tích bình chứa NH3, [m³];
 BNH 3 : Tiêu thụ NH3 cho mỗi tổ máy, [kg/h];





T: Thời gian chứa NH3, [giờ];
u: Số tổ máy của mỗi nhà máy;
n: Số lượng bồn chứa NH3;
 NH 3 : Khối lượng riêng của NH3, [kg/m³]. Khối lượng riêng NH3 tại 55°C khoảng

550 kg/m³.
 F: Hệ số sử dụng cơng suất của bình chứa. Hệ số này đánh giá hiệu suất sử dụng
khơng gian bên trong bình chứa. Thơng thường hệ số này khoảng 85%.
Theo đó, thể tích bình chứa NH3 được tính tốn (để minh họa cho công thức) như sau:
VNH 3 

BNH 3  T  u 860  168  2

 309 [m³]
n   NH 3  F 2  550  85%

4.2. Công suất bộ hóa hơi
Cơng suất bộ hóa hơi NH3 sẽ được lựa chọn đồng bộ với tiêu thụ NH3. Theo đó, cơng
suất bộ hóa hơi sẽ lựa chọn tối thiểu 860 kg/h cho mỗi tổ máy.
4.3. Công suất quạt pha loãng NH3

Quyển 3, Chương 17 – Hệ thống Ammonia
Ấn bản 3, tháng 10/2017

Trang 2 / 3


Tổng Công Ty Phát Điện 3
Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện 2

Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện

Mỗi lò hơi sẽ được trang bị hai (2×100%) quạt pha lỗng NH3 (một vận hành, một dự
phịng). NH3 sẽ được pha loãng đến 5% trước khi được phun vào bộ phản ứng.
QFan 

5.

BNH 3  22.4
860  22.4
 19 
 19  21.530,35 [Nm³/h]
GNH 3
17

TIÊU CHUẨN ÁP DỤNG

5.1. Tiêu chuẩn bắt buộc của Việt Nam
Các QCVN áp dụng cho giới hạn nồng độ phát thải tại nguồn và mặt đất:
 QCVN 22: 2009/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về khí thải cơng nghiệp
nhiệt điện;
 QCVN 05: 2013/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng khơng khí
xung quanh.
5.2. Tiêu chuẩn quốc tế
Các tiêu chuẩn quốc tế áp dụng cho từng hạng mục trong hệ thống theo quy định
chung.

Quyển 3, Chương 17 – Hệ thống Ammonia
Ấn bản 3, tháng 10/2017

Trang 3 / 3