广东水泥厂发电机组SCR尾气改造案例

——BOSCH尿素计量喷射+SCR催化还原,备用机组NOx达标

水泥行业已被纳入超低排放改造重点,厂区自有柴油机械与备用电源的排放监管同步加严。本案例中,AIFILTECH 为广东某水泥厂的 300 kW 双马 SMKP-300GF 备用柴油发电机组定制 尿素喷射 SCR 尾气净化系统:BOSCH 尿素计量喷射 + SCR 催化还原 + NOx 传感器闭环控制,在不改动发动机本体与应急启动逻辑的前提下完成 NOx 治理,应急供电可靠性不受影响。

项目速览

地点 广东省某水泥厂(应客户要求,企业名称保密)
机组 双马 SMKP-300GF 柴油发电机组(300 kW 备用电源)
改造方案 尿素喷射 SCR 尾气净化系统(BOSCH 喷射 + 迪耐斯涂层 SCR 反应器 + NOx 闭环)
改造目标 NOx 达标能力 + 供电可靠性不受影响

一、项目概况

该水泥厂配有柴油发电机组作为保安备用电源,在电网检修、错峰限电及突发停电时,为窑线关键辅机与厂区安保负荷供电。本次治理对象为一台江苏双马机电 SMKP-300GF 交流工频柴油发电机组:额定功率 300 kW,额定电压 400/230 V,额定电流 540 A,功率因数 0.8,额定转速 1500 rpm,动力为凯普 KP350 高速柴油机(1 小时功率 365 kW),发电机为 SMI-300-4。

水泥厂备用柴油发电机组机房 双马SMKP-300GF 300kW
项目现场:双马 SMKP-300GF 备用柴油发电机组(300 kW)机房全景
双马SMKP-300GF发电机组铭牌 300kW 400V
机组铭牌:SMKP-300GF,额定功率 300 kW,400/230 V,1500 rpm,发电机 SMI-300-4

机组服役多年,排气系统未配置任何后处理装置,启动及带载时排烟明显,NOx 排放亦无控制手段。随着水泥行业超低排放改造持续推进,厂区备用电源的排放表现直接影响厂区整体环保形象。用户提出在不影响应急供电可靠性的前提下,完成这台备用机组的尾气治理。

二、治理难点

  • NOx 无控制:机组为早期非道路配置,无 EGR、无后处理,NOx 原始排放高,缺少达标手段;
  • 负荷率低、排温低:备用机组绝大部分时间停机,仅试机与应急时段带载,排气温度偏低,SCR 催化剂活性窗口与尿素结晶风险突出;
  • 机房空间受限:机组安装于既有机房,可用空间与管路走向受限,反应器必须按现场定制尺寸;
  • 可靠性红线:治理装置不允许影响机组的应急启动与带载能力,施工只能在停机窗口进行;
  • 行业趋势:水泥行业是超低排放改造的重点对象,备用电源虽然功率不大,但在环保监察中对厂区整体排放形象影响直接。

三、解决方案:尿素喷射 SCR 脱硝系统

针对本项目,AIFILTECH 提供尿素喷射 SCR 尾气净化系统。SCR 的难点不在反应器本体,而在尿素的计量与混合:系统按排气温度与流量标定喷射脉宽,配置混合段保证雾化均匀,喷嘴位置按筒体走向定制,减少管壁结晶;反应器按空速确定尺寸,催化剂按运行排温区间选择钒系或分子筛配方,低负荷工况加装保温。

系统配置清单如下:

序号 名称 规格型号 厂家 单位 数量 备注
1 BOSCH 喷射系统 — 德国 BOSCH 套 1 300 kW 机组用
2 NOx 传感器 — 德国 Continental 个 1 实时 NOx 反馈,闭环控制
3 尿素箱总成 — — 套 1 —
4 SCR 催化反应器(SCR) 迪耐斯涂层 德国迪耐斯 台 1 尺寸 φ345 × 1100 mm,SCR 尺寸会根据实际情况有所调整
5 发动机进气温度压力传感器 根据现场决定选配 — 个 1 —
6 发动机尾气温度传感器 PT100 — 个 1 —
7 环境温度传感器 根据现场决定选配 — 个 1 —
8 系统整套线束 根据现场定制 — 套 1 —
9 控制柜系统(电源转换器) 客户可自行购买 — 套 1 —
10 尿素管液路及接插件 — — 套 1 —

控制逻辑:以 PT100 尾气温度传感器与进气温度压力传感器为输入,排温进入催化剂活性窗口后,按 NOx 目标值计量喷射尿素;排温不足时自动停止喷射,从源头杜绝氨逃逸与结晶风险。NOx 传感器实时反馈,形成喷射量闭环修正。

四、机组与系统关键参数

项目 参数
机组型号 双马 SMKP-300GF 交流工频柴油发电机组
额定功率 300 kW
额定电压 / 电流 400/230 V / 540 A
频率 / 转速 50 Hz / 1500 rpm
功率因数 0.8
发动机 凯普 KP350 高速柴油机,1 小时功率 365 kW
发电机 SMI-300-4
SCR 反应器 德国迪耐斯,φ345 × 1100 mm(按实际情况调整)
喷射系统 BOSCH 喷射系统(300 kW 机组用)
凯普KP350柴油发动机铭牌 365kW
发动机铭牌:凯普 KP350 高速柴油机,1 小时功率 365 kW,标定转速 1500 r/min
改造前水泥厂备用发电机组排气管路现场
改造前机组状态:发动机、排气管路与机房布置(现场勘测)
凯普KP350发动机喷油泵现场勘测
发动机喷油泵与管路布置(现场勘测)

五、现场实施与交付

  1. 现场勘测:测量排气口管径、排温曲线、机房可用空间与管路走向;
  2. 定制设计:SCR 反应器尺寸与喷嘴位置按现场条件确定(以 φ345 × 1100 mm 为基准,按实际情况调整),线束按机房实际布线定制;
  3. 停机窗口施工:不改动发动机本体与应急启动逻辑,管路夹装对接;
  4. 调试标定:喷射脉宽按排温与 NOx 目标标定,闭环投运;
  5. 交付支持:可安排第三方检测机构复测,确认治理效果。

控制柜(电源转换器)由客户自行采购,AIFILTECH 提供接线定义与调试支持,帮客户节省预算。

六、治理效果与方案价值

  • NOx 达标能力:SCR 系统按标准工况标注的 NOx 净化率可达 90%,实际效果随排温、负荷率与油品浮动,交付后以第三方检测为准;
  • 进口核心配置:喷射系统为德国 BOSCH,NOx 传感器为德国 Continental,SCR 反应器采用德国迪耐斯涂层,关键部件均为国际品牌,可靠性与备件供应有保障;
  • 供电可靠性不受影响:不改动发动机本体与应急启动逻辑;
  • 可扩展:如需同步治理黑烟与 CO,可与 DOC 氧化催化器、金属 DPF 滤芯、ASC 氨逃逸催化器组成一体化后处理系统(详见DOC+SCR+DPF+ASC 尾气净化器产品页)。

七、适用场景

本方案适用于以柴油发电机组为备用电源、且需要对 NOx 与黑烟实施管控的场景:水泥厂及建材行业备用电源、矿山、陶瓷厂、玻璃厂、数据中心、医院、机场、港口等。AIFILTECH 可按机组功率、排气管径与运行制度提供选型计算、定制设计、安装调试的全流程服务。

八、常见问题

备用柴油发电机组很少开机,有必要装 SCR 吗?

有必要。试机与应急运行时的排放同样受监管,且备用机组应急带载往往是满负荷工况,烟度与 NOx 集中释放。AIFILTECH 方案通过保温与按排温喷射保证 SCR 在低负荷下有效工作。

SCR 反应器尺寸是固定的吗?

不是。以 φ345×1100mm 为基准配置,会根据现场排气管径、机房空间与排温实际情况有所调整;喷嘴位置与整套线束同样按现场定制,保证系统与机组精确匹配。

SCR 尿素结晶怎么防?

三道防线:按排温与流量标定喷射脉宽、排温不足不喷;混合段保证雾化均匀;喷嘴位置按筒体走向定制,减少管壁液膜与结晶。

发电机组 SCR 改造会影响发电吗?

不会。系统不改动发动机本体与应急启动逻辑;SCR 反应器(φ345×1100mm)流道设计背压低,对机组输出无实质影响,施工安排在停机窗口完成。

延伸阅读

下一步

如果您的备用发电机组同样面临 NOx 治理或环保核查压力,把机组功率、用途和当地排放要求发给我们,我们先给技术方案再谈价格。WhatsApp:+86 188 1936 6808,邮箱:bruce.wen@aifiltech.com,也可以直接在线留言。

注:文中机组参数取自设备铭牌;SCR 反应器尺寸为基准配置,实际交付按现场勘测确定。客户名称应业主要求保密,案例照片已获授权使用。


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