日立脱硝设备的特点以及在中国的业绩巴布科克日立(BHK)€¦ · © Hitachi, Ltd. 2011. All rights reserved. 4 日立烟气脱硝设备的开发历程 63 73 74

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日立脱硝设备的特点以及在中国的业绩

巴布科克日立(BHK)日立(中国)有限公司

2012年7月


公司名称：株式会社日立制作所

成立时间：1910年

总部地址：东京

资本金：4088.10亿日元（约合328亿元）

总部人数：31,065人

集团人数：约36万人

子公司数：1058家，中国134家

世界排名：2010年财富500强中排名第47位销售额966亿美金

日立集团综合实力

地区总部设置

日立（中国）有限公司：1994年创立

日立亚洲有限公司：1988年创立

日立欧洲有限公司：1982年创立

日立美国有限公司：1959创立

日立集团主要业务板块

电力系统

〔8〕

社会/ 产业系统

〔11〕

电子装置/系统

〔10〕建筑机械

〔7〕

高性能材料

〔13〕

汽车系统

〔7〕

金融服务

〔4〕其他

〔7〕信息/通信系统

〔16〕

元件/设备〔8〕

数字媒体/

家电产品〔9〕

[2010年度各事业领域的销售额]


株式会社日立制作所巴布科克英国

巴布科克日立成立（合资公司）

吴分厂独立

锅炉事业从日立总公司剥离

Corporate name changed to Toyo Babcock Ltd.

日立工厂锅炉制造部成立

日立工厂吴分厂成立

Zenma Works Ltd. established

1987 设立BHK 吴工厂, 生产锅炉等1987 设立BHK 安芸津工厂，生产催化剂1989 设立BHK能美工厂，生产HRSG等1989 设立BHK菲律宾工厂,1996 设立东方日立锅炉（嘉兴）

1987 设立BHK 吴工厂, 生产锅炉等1987 设立BHK 安芸津工厂，生产催化剂1989 设立BHK能美工厂，生产HRSG等1989 设立BHK菲律宾工厂,1996 设立东方日立锅炉（嘉兴）

1908

1927

1928

1953

1959

1961

1964

19651971

1975

1978

1987

2004

1995

合并报表（资本金：约1200万美元）

日立收购英巴股份100%拥有BHK

（资本金：约1700万美元）




收购德国巴布科克，成立BHK欧洲

BHK总部（东京） BHK吴第一工厂（广岛吴市）

BHK吴第二工厂（核岛压力容器）

BHK能美工厂（HRSG）

BHK安芸津工厂（催化剂）

BHK菲律宾津工厂（锅炉）

BHK总部（东京）BHK总部（东京）BHK吴第一工厂（广岛吴市）

BHK安芸津工厂（催化剂）

巴布科克日立株式会社（BHK）历程


余热回收锅炉

工业用锅炉脱硫设备脱硝设备核电压力容器

工业用机组

焚烧设备

巴布科克日立的简介发电用锅炉

巴布科克日立

日立集团的下属公司

主要从事发电用大型锅炉及其烟气处理设备的设计・制造・销售工作


日立烟气脱硝设备的开发历程

63 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 ～ 11

催化剂及系统的研究开发

催化剂

燃气锅炉

燃油锅炉

燃煤锅炉

燃气轮机和联合循环

柴油机

钢铁工厂

其他(工业应用)

：研究开发：试验阶段：商业应用阶段

低灰尘

高灰尘

欧洲、美国、其他

美国

为湿底锅炉

反应器、氨气系统及其结构

流动流体解析

2003除水银美国

2000中国


中国台湾

Republic of KoreaHYUNDAI HEAVY IND.

GermanyUHDE

Siemens

FinlandKVAERNER PULPING OY

SwedenABB/FLAKT

U.S.A.B&W

ItalyABB SAE

Sadelmi SpA

MBELUK

No. 国家・地区技术合作伙伴

1 德国 UHDE

2 意大利亚 ABB SAE Sadelmi SpA

3 芬兰 KVAERNER PULPING OY

4 瑞典 ABB/FLAKT AB

5 美国 B&W

6 韩国现代重工

7 中国台湾建成机械

8 中国内地北京国华电力工程科技有限责任公司（北京国华）

9 中国内地浙江融智能源科技有限公司（浙江融智）

10 中国内地中国大唐科技工程有限公司（大唐科技）

中国内地

北京国华浙江融智大唐科技

建成机械

日立脱硝技术的转让


运行业绩

燃料燃料运行业绩

锅炉天然气●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●

●●●●●●● 50

重油●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●

●●●●●●●●● 49

煤油 ●●●● 4

石油残留物、焦炭 ●●●●●●●●●● 9

煤炭

●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●

●●●●●●● 443

燃气轮机和联合循环

天然气

●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●● 199

煤油 ●●●● 4

油 ●●● 3

燃气轮机 LNG ●●●●●●●●●●●● 12

流化床锅炉煤炭 ●●●●●●●● 8

木屑 ●●●●●●● 7

柴油油 ●●●●●●●●●●●●●●● 15

垃圾焚烧设备 ●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●● 22

化学机组、其他●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●

●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●● 65

合计 : 889 机组（截至2012年2月）


脱硝催化剂的市场占有率

Jan 2012

B

10%

BHK25%

E8%

A9%

D

10%

C7%

F4%

Others27%

BHK32%

E41%

F23%

Others4%

B39%

BHK22%

A14%

D 2%

C6%

Others17%BHK

48%A1% D

8%C5%

Others38%

BHK20%

A19%

D

10%

C19%

Others32%

BHK78%

E15%

F7%

B

7%

BHK

19%A10%

C

7%

Others37%

D20%

欧州: 88 GW 韩国: 32 GW 美国,加拿大: 113GW

中国内地: 217 GW

中国台湾: 16 GW

日本: 99 GW

合計: 565 GW

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中国内地的日立板式催化剂业绩表

8

No. 项目名锅炉容量运行时间1 CP-1 Unit 1-7 60万kW x 7 2000-2006

2 宁海Unit 4 60万kW x 1 2006

3 漳山 Unit 3,4 60万kW x 2 2008

4 三河 Unit 3,4 30万kW x 2 2007

5 高碑店 Unit 2,3 25万kW x 2 2007

6 石景山 Unit 1-4 20万kW x 4 2008

7 滇东雨旺 Unit2 60万kW x 1 2010

8 宁海 Unit 5,6 100万kW x 2 2009

9 平海 Unit 1,2 100万kW x 2 2010

10 彭城 Unit 1,2 100万kW x 2 2010

11 哈尔滨 Unit 1,2 30万kW x 2 2010

12 长春Unit 1,2 35万kW x 2 2009

13 黄骅 Unit 3 66万kW x 1 2009

14 定州 Unit 3 66万kW x 1 2009

15 西固 Unit 1,2 33万kW x 2 2009

16 黄岛Unit 5,6 66万kW x 2 2009

17 南京下关Unit 1,2 66万kW x 2 2011

18 惠州Unit 1,2 33万kW x 2 2010

19 陈家港Unit 1,2 66万kW x 2 2011

20 台山2期Unit 6,7 100万kW x 2 2011

No. 项目名锅炉容量运行时间21 北京热电Unit 2 12.5万kW x 1 2009

22 阳西Unit 1,2 60万kW x 2 2010

23 珠江Unit 1,2,3,4 30万kW x 4 2010

24 林州Unit 1,2 35万kW x 2 2011

25 水洞沟Unit 1,2 66万kW x 2 2011

26 瑞明Unit 1,2 12.5万kW x 2 2011/2012

27 徐州Unit 1,2 100万kW x 2 2011

28 呼和浩特热电Unit 1,2 35万kW x 2 2011

29 蒲圻Unit 1,2,3,4 100万kWx2+30万kWx2 2012

30 珞璜Unit 1,2 60万kW x 2 2012

31 珠海金湾Unit 3,4 60万kW x 2 2012

32 唐山陡河Unit 3,4,6,7,8 25万kWx2+20万kWx3 2013

33 张家口Unit3,5,6,7,8 30万kW x 5 2012/2013

34 康巴什Unit 1,2 35万kW x 2 2013

35 塔山Unit 1,2 60万kW x 2 2013

36 常熟新港Unit1 12.5万kW x 1 2012

37 沙角B 35万kW x 2 2012

38 外高桥二期Unit 1,2 90万kW x 2 2012/2013

39 越南永新Unit 1,2 62万kW x 2 2013

40 宝钢Unit 1,2 30万kW x 2 2013/2014

总计40个项目(大约4586万kW), 其中100万kW:14个机组, 60万kW:31个机组,运行中: 53个机组


SCR工艺原理

SCR反应原理

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

6NO2 + 8NH3 7N2 + 12H2O

催化剂氨气

未处理烟气

NOx

NOx

NOx

NH3

NH3

NH3

NOx

NOx

N2

N2

H2O

H2O

H2O

处理后烟气


锅炉用脱硝设备的流程图

锅炉省煤器

EP DeSOx

送风机

烟囱

氨储罐

蒸发器

缓冲罐

FIC

NOx 分析仪

控制设备

催化剂

脱硝反应器

电除尘器脱硫设备

氨气稀释设备氨区设备

350～400℃

空气预热器

煤炭燃烧

空气


反应器和烟道

支撑结构

外壳

氨喷射格栅入口烟道

催化剂支撑架

催化剂

出口烟道


流场解析（CFD)技术CFD (Computer Fluid Dynamics)

整体烟气流速分布

日立CFD的优点

通过200台机组以上的应用业绩实现的最优设计

通过自己公司的电脑模拟技术实现的规模化时的可靠性

独立的模型制作，分析和试验评估技术。

CFD的目的

烟气流动均一化

决定烟道形状

整流装置的最优化设计、等

CFD 的实例

宁海流体模型


喷氨管AIGAIG (Ammonia Injection Grid)

氨气混合阀调节阀

管道

喷氨喷嘴

烟气

纵向喷氨管

横向喷氨管

喷氨装置


还原剂（氨：NH3）的种类和特点

名称无水氨氨水尿素

化学式 NH3高压液体

NH4OH液体

(NH2)2CO

固体

安全性有毒有害无害

氨气生成的化学反应式

NH3（液）→NH3(气)

NH4OH→NH3+H2O (NH2)2CO+H2O

→2NH3+CO2

必要的能量自然蒸发或者是加热蒸发

蒸发时需要大量的热能

加水分解时

需要大量的热能

还原剂的价格便宜昂贵昂贵

设备费用便宜昂贵昂贵

可靠性高中等低

脱硝的运行业绩最多小规模使用部分城市使用

安全性依据法规需要安全防护基本不要

电力脱硝应用上的综合评价

○ ーー


催化剂元件(厚度：大约0.7mm)

催化剂单元(尺寸：大致500x500x500mm)

催化剂模块（尺寸：大致1x2x2m）

日立板式催化剂的外观

扩大图

6-7mm


日立板式催化剂外观（催化剂元件）

金属基材（网状）

催化剂成分(二氧化钛、钒的化合物等)

催化剂元件(厚度：约0.7mm)


日立板式催化剂的优势 ①活性高・寿命长

燃煤机组上的活性跟踪1.2

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2

10,000 20,000 30,000 40,000

催化剂的活性

运行时间


日立板式催化剂的优势 ②耐磨性能强

催化剂端部的情况

上述照片是在燃煤锅炉上应用的催化剂端部照片。即使在经历了50,000小时的长时间运行以后催化剂端部的磨损也没有发生。

板式催化剂无基材催化剂

烟气

飞灰

金属基材

烟气

飞灰


日立板式催化剂的优势 ③不易发生堵灰

板式催化剂的角落数量很少

板式催化剂的气流低速区很少

不易发生堵灰

16

8

30

＋

气流低速区

（3m/s以下）

的比例

①角落的数量

板式：少网格状：多

②气流低速区

板式：少网格状：多

13% 22%

平均流速

(8 m/s)

以上图片是连续运行一年后的照片。即使没有安装声波吹灰器，催化剂仍保持了十分洁净的状态。


日立板式催化剂的优势 ④压力损失低

相同条件

脱硝效率

烟气流速

催化剂间距

板式网格状

200

100

0

压力损失的比例


日立板式催化剂的优势 ⑤可实现反应器的紧凑设计

因为板式催化剂不易灰堵，所以可实现催化剂模块的直接叠放

反应器体积 (100%) (130%)

催化剂

反应器

加装催化剂的空间

加装催化剂的层

烟气

烟气

板式催化剂格子状的催化剂

催化剂层变少，因此反应器体积可缩减。


日立板式催化剂的优势 ⑥自有工厂的稳定供应

BHK的安芸津工厂(日本)投运时间:1987年4月主要设备:板式催化剂的持续稳定供应

(杭州)环保设备有限公司(中国､BHHE)投运时间:2012年4月(预定)


板式催化剂与蜂窝催化剂的比较

项目板式

催化剂

蜂窝

催化剂

备注

活性

耐磨性能对于燃煤锅炉尤为重要

抗堵灰性能对于燃煤锅炉尤为重要

压力损失

操作简便性

催化剂量

长期运行: 非常优秀

: 优秀

: 一般


在中国的运行业绩

24


国华电力宁海电厂脱硝设备

60万kW×4台

1000MWx2Units

Unit5,6: SCR under construction

电厂全景

100万kW×2台

脱硝设备：安装于4号机脱硝设备：安装于5,6号机


宁海４号脱硝设备的外观

锅炉设备

20m

脱硝反应器22m

脱硝反应器侧面图

催化剂


宁海４号主要设备外观

氨流量调整阀门

氨储存设备

喷氨设备（AIG）

吹灰设备


宁海４号机脱硝设备的主要参数

项目设计值

处理烟气量 1,924,795

m3(Normal)/h

处理烟气温度 365 ℃

入口/出口NOx浓度 252/50 ppm

NOx脱硝效率 80 %以上

氨逃逸率 3.0 ppm以下

SO2→SO3转化率 1.0 %以下

压力损失 800 Pa以下

催化剂日立板式催化剂

投入运行 2006年10月

脱硝设备侧面图


宁海４号机催化剂复检结果（2010年2月）2006年10月投入运行后 24,623 小时

（3年3个月）时进行了复检。

堵灰，飞灰引起的磨损都没有发生，催化剂状态非常完好。

由此证实了日立催化剂技术适用于中国项目，并有效运行


北京京能热电石景山1-4号机脱硝设备（运行中）

所在地北京

锅炉

容量

20万kW x 4台

燃料煤

处理烟气量

773,395 m3(Normal)/h

处理烟气

温度

335-390 ℃

NOx脱硝效率

83.3 %

灰量 50 g/m3(Normal)

投入运行 2008

特点灰量非常大


石景山4号机催化剂复检结果（2010年9月）投入运行后 26,595小时

（3年3个月）进行了复检。

堵灰，飞灰引起的磨损都非常轻微，运行顺利。

由此证实了板式催化剂可在高煤尘浓度的条件下有效运行


宁夏水洞沟电厂 1,2号机脱硝设备（运行中）

所在地宁夏寧東

锅炉

容量

66万kW x 2台

燃料煤

处理烟气量 2,130,000 m3(Normal)/h处理烟气

温度

365 ℃

NOx脱硝效率

55.0 %

灰量 34.6 g/m3(Normal)投入运行 2011/5


大唐电力黄岛5,6号机脱硝设备（运行中）

所在地山东省青岛市黄岛区

锅炉

容量

66万kW x 2台

燃料煤

处理烟气量 1,960,000 m3(Normal)/h处理烟气

温度

374 ℃

NOx脱硝效率

60.0 %

灰量 29.3 g/m3(Normal)投入运行 2008/7特点技术转让方大唐科技工程

公司运用日立技术进行设计

脱硝改造工程


黄岛5号机催化剂复检结果(2011年6月）

2008年7月投入运行后 3年时进行了复检。



珠江电厂1-4号机脱硝设备（运行中）

所在地广东省广州市

锅炉

容量

30万kW x 4台

燃料煤

处理烟气量

1,399,453 m3(Normal)/h

处理烟气

温度

365 ℃

NOx脱硝

效率

80 %

灰量 14 g/m3(Normal)

投入运行 2010

特点脱硝增设项目


平海电厂1,2号机脱硝设备（运行中）

所在地广东省惠东县

锅炉

容量

100万kW x 2台

燃料煤

处理烟气量

3,017,330 m3(Normal)/h

处理烟气

温度

378 ℃

NOx脱硝

效率

50 %

灰量 9.0 g/m3(Normal)

投入运行 2010


阳西电厂1,2号机脱硝设备（运行中）

所在地广东省阳江市

锅炉

容量

60万kW x 2台

燃料煤

处理烟气量 1,867,781 m3(Normal)/h

处理烟气

温度

371 ℃

NOx脱硝

效率

70 %

灰量 15.3 g/m3(Normal)

投入运行 2010


阳西2号机催化剂复检结果(2011年3月）

2009年12月投入运行后 1年3个月时进行了复检。


已经对催化剂进行采样,现在检测中。


日立的板式催化剂具有优秀的耐磨、抗灰堵的特性，是燃煤机组最可靠、最适合的脱硝催化剂。

中国国内现已有40个项目，共计53套机组正在平稳顺利地运行中。

基于我们的运行业绩，我们将致力于研发更适合中国市场的脱硝技术。

总结

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