CN103953913A - 一种用于脱硝设备全程投运的换热可调式省煤器系统 - Google Patents

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陶丽
崇培安
刘进
丁士发
陈朝松
张妮乐
杨凯旋
陈端雨
施鸿飞
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Shanghai Power Equipment Research Institute Co Ltd
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Abstract

本发明提供了一种用于脱硝设备全程投运的脱硝换热可调式省煤器系统，包括原给水管路、下降管、省煤器和省煤器出口集箱，其特征在于，所述的省煤器的蛇形管组分为上下两部分，上下两部分蛇形管组之间连接一个中间集箱，在中间集箱和原给水管路之间设有一条旁路，这条旁路与原给水管路通过三通接头连接。本发明通过省煤器分级的方式改变实际进入下部省煤器的给水流量，通过对流量调节系统的控制，改变省煤器的吸热量，达到调节入口烟气温度目的。

Description

一种用于脱硝设备全程投运的换热可调式省煤器系统
技术领域
本发明涉及一种用于脱硝设备全程投运的脱硝换热可调式省煤器系统，用于对电站锅炉脱硝设备入口烟气温度在不同负荷下的调节，从而满足电站锅炉全工况脱硝系统的投运，属于锅炉技术领域。
背景技术
由于脱硝设备系统中的反应催化剂对进入反应器的烟气温度要求在320℃到420℃之间，温度在这个范围之内，脱硝设备才可以安全投运，但有的锅炉在高负荷时省煤器出口烟温满足投运脱硝设备的温度要求，而在低负荷时脱硝设备入口烟气温度较低，不满足全工况下脱硝设备安全运行的要求，本发明所涉及的换热可调式省煤器系统可以提高低负荷省煤器出口烟气温度，以适应锅炉全工况下脱硝要求。
随着环保指标的提高，降低锅炉机组NOX排放量，要求锅炉机组稳定运行全负荷段投脱硝设备，且目前火力发电带负荷率不高大形势下，更要求锅炉低负荷阶段脱硝设备的投用以降低环境污染。该发明方法在高负荷不降低锅炉效率，在低负荷下通过调节省煤器吸热量，提高脱硝设备入口烟气温度，进而实现锅炉机组全负荷段投脱硝设备，降低环境污染，提高脱硝设备及尾部空气预热器的安全性。
如图1所示，为改造前省煤器以及脱硝设备系统正常运行的示意图，给水从给水管道D2进入省煤器进口集箱，再流经省煤器达到省煤器出口集箱P1，再到下降管D1去水冷壁下联箱。烟气从转向室流过低温再热器或低温过热器等(不同炉型具体对待)，再流经省煤器后达到脱硝设备。高负荷下脱硝设备入口烟气温度可以满足脱硝设备反应器中催化剂的要求。低负荷下，在这个流程中，脱硝设备入口温度低于脱硝设备反应器中催化剂要求温度的下限。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够对电站锅炉省煤器出口烟气温度进行控制的换热可调节式省煤器，目的为了适合脱硝系统的要求，实现全负荷段投脱硝系统。
为了达到上述目的，本发明提供了一种用于脱硝设备全程投运的脱硝换热可调式省煤器系统，包括原给水管路、下降管、省煤器和省煤器出口集箱，其特征在于，所述的省煤器的蛇形管组分为上下两部分，上下两部分蛇形管组之间连接一个中间集箱，在中间集箱和原给水管路之间设有一条旁路，这条旁路与原给水管路通过三通接头连接。
优选地，所述的三通接头的三个端口分别设有第一流量调节系统、第二流量调节系统和第三流量调节系统，第一流量调节系统、第二流量调节系统和第三流量调节系统构成流量调节系统。
更优选地，所述第一流量调节系统包含第一截止阀和第一流量调节阀，第二流量调节系统包含第二截止阀、第一止回阀和第二流量调节阀，第三流量调节系统包含第三截止阀、第二止回阀和第三流量调节阀。
优选地，所述的中间集箱位置的选择是以保证锅炉在最低负荷下运行时，脱硝设备入口烟气温度落入脱硝设备反应器中催化剂所要求的温度范围中。
本发明还提供了上述用于脱硝设备全程投运的脱硝换热可调式省煤器系统的工作方法，其特征在于，包括：通过流量调节系统调节旁路中的给水流量以及实际进入省煤器下部蛇形管组的给水流量，进而脱硝设备入口烟气温度，使其落入脱硝设备反应器中催化剂所要求的温度范围中。
本发明的原理是将省煤器分为上下两个部分，中间用增加的中间集箱来连接上下两部分省煤器，通过改变进入下部省煤器流量的方法来改变下部省煤器的吸热，从而调节省煤器出口的烟温，实现机组脱硝设备全程投运。
本发明根据锅炉脱硝设备入口烟气温度，通过热力计算和实际的省煤器空间结构，确定省煤器分级位置，位置选择的标准是保证最低负荷下脱硝设备入口烟气温度负荷脱硝设备反应器中催化剂的要求，并且兼顾到具体施工空间。通过分级把省煤器蛇形管组分成上下两组，在上部省煤器进口位置增加一个中间集箱。在中间集箱和原给水管路之间增加一条旁路，用于将部分给水直接进入旁路流入上部省煤器中，减少下部省煤器吸热量。旁路与原给水管路通过三通连接，接头前后安装一套流量调节系统，用来控制经过下部省煤器的给水流量。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明通过省煤器分级的方式改变实际进入下部省煤器的给水流量，通过对流量调节系统的控制，改变省煤器的吸热量，达到调节入口烟气温度目的。
2、本发明只需要增加一个中间集箱、一条旁路管道，和若干阀门组成的流量调节系统，系统简单，安全，可靠，对锅炉主体运行不产生大的影响，现场施工方便。
3、本发明在高负荷下不影响机组的经济性，在低负荷在通过改变进入下部省煤器的给水流量来改变省煤器的吸热量，提升脱硝设备入口烟气温度最多可达20℃，效果明显，具有优异性。
4、本发明仅仅用阀门之间的切换控制就可以调节省煤器的吸热量，达到脱硝设备入口烟气温度可调节。避免了使用循环泵带来的不利，同时可以达到理想的脱硝设备入口烟气温度。保证了锅炉从30％ECR(连续经济出力)负荷至100％BMCR(锅炉最大连续蒸发量)负荷下，脱硝设备出口烟气温度都能在催化剂的要求温度之内，满足了全工况下脱硝设备脱硝的要求，实现全负荷段投脱硝系统，保证了电站锅炉的正常运行。
附图说明
图1为改造前省煤器以及脱硝设备系统正常运行的示意图；
图2为用于脱硝设备全程投运的脱硝换热可调式省煤器系统示意图；
图3为流量调节系统示意图；(图中第一流量调节系统S1包含第一截止阀V2和第一流量调节阀V1，第二流量调节系统S2包含第二截止阀V4、第一止回阀V3和第二流量调节阀V5，第三流量调节系统S3包含第三截止阀V7、第二止回阀V8和第三流量调节阀V6)
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
实施例
以上海锅炉厂生产的某电厂600MW超临界锅炉为对象。如图2所示，为用于脱硝设备全程投运的脱硝换热可调式省煤器系统示意图，用于脱硝设备全程投运的脱硝换热可调式省煤器系统，包括原给水管路D2、下降管D1、省煤器和省煤器出口集箱P1，所述的省煤器的蛇形管组分为上下两部分，上下两部分蛇形管组之间连接一个中间集箱P2，中间集箱P2的位置选择的标准是保证最低负荷下脱硝设备入口烟气温度负荷脱硝设备反应器中催化剂的要求。在中间集箱P2和原给水管路D2之间设有一条旁路，这条旁路与原给水管路D2通过三通接头连接。
所述的三通接头的三个端口分别设有第一流量调节系统S1、第二流量调节系统S2和第三流量调节系统S3，第一流量调节系统S1、第二流量调节系统S2和第三流量调节系统S3构成流量调节系统S。
如图3所示，第一流量调节系统S1包含第一截止阀V2和第一流量调节阀V1，第二流量调节系统S2包含第二截止阀V4、第一止回阀V3和第二流量调节阀V5，第三流量调节系统S3包含第三截止阀V7、第二止回阀V8和第三流量调节阀V6，各阀门的具体位置见图3。
上述用于脱硝设备全程投运的脱硝换热可调式省煤器系统的运行步骤如下：
步骤1、该厂在250MW负荷下，脱硝设备入口烟气温度在280℃，远远低于脱硝设备反应器催化剂300℃的要求，通过热力计算得出在250MW下，要使得脱硝设备入口烟气温度达到300℃，流经省煤器下部蛇形管组的流量只能是总给水流量的15％，在250MW负荷下，总给水流量为750t/h，通过控制阀门开度，需要将省煤器下部蛇形管组的流量控制在112.5t/h，中间集箱P2和原给水管路D2的旁路中流量为637.5t/h，省煤器上部蛇形管组的流量为总的给水流量750t/h，在这个流量分配下，脱硝设备入口烟气温度达到300℃，满足脱硝设备反应器催化剂温度要求，可以投运脱硝系统；
步骤2、当负荷升高时，入口烟气温度不断升高，通过监测脱硝设备入口烟气温度，通过控制流量调节系统S，从而控制实际进入省煤器下部蛇形管组的给水流量，以保证脱硝设备入口烟气温度在300℃以上。在400MW下，原来脱硝设备入口烟气温度已经达到300℃，这时，通过流量调节系统S将中间集箱P2和原给水管路D2的旁路中流量关闭，省煤器下部蛇形管组的流量等于原给水流量，即和原系统的运行一样，不影响高负荷下系统的运行。
步骤3、当负荷大于400MW时，通过流量控制系统将中间集箱P2和原给水管路D2的旁路中流量关闭，省煤器下部蛇形管组的流量等于原给水流量。和原系统运行一样，不影响高负荷下锅炉的经济性。
步骤4、当负荷从高负荷向低负荷过渡时，其过程跟上述步骤相反。

Claims (5)

1.一种用于脱硝设备全程投运的脱硝换热可调式省煤器系统，包括原给水管路(D2)、下降管(D1)、省煤器和省煤器出口集箱(P1)，其特征在于，所述的省煤器的蛇形管组分为上下两部分，上下两部分蛇形管组之间连接一个中间集箱(P2)，在中间集箱和原给水管路(D2)之间设有一条旁路，这条旁路与原给水管路(D2)通过三通接头连接。
2.如权利要求1所述的用于脱硝设备全程投运的脱硝换热可调式省煤器系统，其特征在于，所述的三通接头的三个端口分别设有第一流量调节系统(S1)、第二流量调节系统(S2)和第三流量调节系统(S3)，第一流量调节系统(S1)、第二流量调节系统(S2)和第三流量调节系统(S3)构成流量调节系统(S)。
3.如权利要求2所述的用于脱硝设备全程投运的脱硝换热可调式省煤器系统，其特征在于，所述第一流量调节系统(S1)包含第一截止阀(V2)和第一流量调节阀(V1)，第二流量调节系统(S2)包含第二截止阀(V4)、第一止回阀(V3)和第二流量调节阀(V5)，第三流量调节系统(S3)包含第三截止阀(V7)、第二止回阀(V8)和第三流量调节阀(V6)。
4.如权利要求1所述的用于脱硝设备全程投运的脱硝换热可调式省煤器系统，其特征在于，所述的中间集箱(P2)的位置的选择以保证锅炉在最低负荷下运行时，脱硝设备入口烟气温度落入脱硝设备反应器中催化剂所要求的温度范围中。
5.权利要求1-4中任一项所述的用于脱硝设备全程投运的脱硝换热可调式省煤器系统的工作方法，其特征在于，包括：通过流量调节系统调节旁路中的给水流量以及实际进入省煤器下部蛇形管组的给水流量，进而脱硝设备入口烟气温度，使其落入脱硝设备反应器中催化剂所要求的温度范围中。
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