CN104613457A - 用于直流和自然循环锅炉维持scr正常运行的烟气升温系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于直流锅炉和自然循环汽包锅炉使SCR正常运行的烟气升温系统，锅炉的省煤器出口集箱的下降管与给水管之间通过包含水泵的第一可调节流量的管路连接；给水管通过第二可调节流量的管路与锅炉的下水包连接，第一、二可调节流量的管路分别连接控制系统。系统在直流锅炉和自然循环汽包锅炉的基础上增加了从下降管到给水管的包括水泵在内的可调节流量的管路和从给水母管到锅炉下水包的可调节流量的管路，控制系统以SCR入口要求的烟气温度为目标调整一/二管路的流量，通过增加一/二管路的流量来提高省煤器入口的水温，实现省煤器出口烟温的提升。本发明比已有用于提升烟气温度的水侧方法能获得更大的温升。

Description

用于直流和自然循环锅炉维持SCR正常运行的烟气升温系统

技术领域

本发明涉及一种直流和自然循环锅炉省煤器出口烟气温度的控制系统，特别是在此处设置了SCR（选择性催化还原反应器）以脱除烟气的NOx的情况下，由于受到催化剂要求的温度范围需要提升SCR入口温度以保证其正常运行场合。

背景技术

氮氧化物是锅炉烟气排放的主要污染物之一，选择性催化还原SCR是脱除氮氧化物的主要技术，设置在省煤器出口的SCR反应器的催化剂通常规定在315℃到400℃的温度范围内才能正常运行，以避免对催化剂和其后的空预器等设备造成危害。

然而，随着外界气温及锅炉负荷的降低，省煤器出口的温度常会低于上述温度范围下限10到30℃，不得不将SCR退出运行。产生了对在这种情况下提升SCR入口温度系统的需求。

除了省煤器烟气旁路等技术外，通过省煤器水回路的改动提升烟气温度的系统因其变动需要的空间较小，出口温度均匀，系统简单和较低的投资受到关注。包括省煤器水侧旁路和通过再循环提升省煤器入口温度的技术（专利号ZL 2013 2 0448193.8）已经在部分锅炉取得了一定为人所知的提温效果。但是，上述技术提升的温度受到炉水/给水流量的限制。本发明对于温度缺口较大的场合提供了一种提温能力更强的系统。

发明内容

本发明的目的是为了解决在某些条件下，对于燃煤锅炉，在环境温度过低/超低负荷下，无法满足脱硝系统的投运条件等技术问题，而提供一种用于直流锅炉和自然循环汽包锅炉维持SCR正常运行的烟气升温系统。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种用于直流锅炉和自然循环汽包锅炉维持SCR正常运行的烟气升温系统，用于装有省煤器的直流锅炉或自然循环汽包锅炉，所述锅炉的省煤器出口集箱或汽包的下降管与给水管之间通过包含水泵的第一可调节流量的管路连接；所述锅炉下水包与给水管之间通过第二可调节流量的管路连接；所述第一可调节流量的管路和第二可调节流量的管路分别连接控制系统，用于提升SCR入口所需的温度和保护锅炉运行。

所述第一可调节流量的管路，其起端连接于直流锅炉省煤器出口集箱出来的下降管，末端连接于省煤器入口的给水管路，并在三通后设置混合器。

所述第一可调节流量的管路，其起端连接于自然循环锅炉汽包出来的下降管，末端连接于省煤器入口的给水管路，并在三通后设置混合器。

所述第二可调节流量的管路，其起端连接于主给水管，并在三通后设置节流装置，用以增加第二可调节流量的管路的通流能力，末端连接到下水包，并在接口后设置混合器。

所述控制系统分别连接第一可调节流量的管路和第二可调节流量的管路中的调节阀，在SCR入口烟气温度低时投入管路和/或管路，调节阀用于调节流量，以将烟气提高到所需的温度；在省煤器出口处介质的饱和温度和出口水温的差值偏小时退出温度控制模式以避免省煤器沸腾。

本发明的有益效果是：

将部分炉水掺入给水的同时将部分给水旁路进入下降管，可以在不增加省煤器流量的条件下更大的提高省煤器入口水的温度，从而获得烟气温度更大提升的效果。比较省煤器水侧旁路和通过再循环提升省煤器入口温度的技术（专利号ZL 2013 2 0448193.8）已经在部分锅炉取得了为人所知的提温效果。这样一个升级后的系统SGRS（Super Gas temperature Raising System ），可以满足锅炉烟气更大升温的需要。有系统变动小，改造投资低，温度提升幅度大的优点。

附图说明

图1是典型直流锅炉的示意图；

图2是典型自然循环汽包锅炉的示意图；

图3是本发明的结构示意图；

图4是本发明的带有烟气升温系统的直流锅炉的结构示意图；

图5是本发明的带有烟气升温系统的自然循环汽包锅炉的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

本发明的技术原理：

为达到升温目的，先旁路部分进入省煤器的给水后，再对旁路后的给水中加入适量炉水。在这个过程中，省煤器入口的烟气流量和温度基本不变，省煤器入口水温提高，减少了水和烟气之间的温差，使烟气的放热量减少，省煤器出口的烟气温度比原来就有了较大的提高。

如图1所示，直流锅炉水侧的流程为，给水经过省煤器3升温后进入省煤器出口集箱25，省煤器出口集箱25再经过下降管进入锅炉的下水包8，下水包8的水通过水冷壁上升吸取热量，从而蒸发为蒸汽，蒸汽通过水冷壁上集箱26进入过热器。

如图2所示，自然循环汽包锅炉水侧的流程为，给水经过省煤器3升温后进入汽包4，接近饱和的炉水再经过下降管6进入锅炉的下水包8，下水包8的水通过水冷壁上升吸取热量，从而蒸发为蒸汽，汽水混合物进入汽包4，分离出来的蒸汽进入过热器。

如图3，4，5所示，烟气升温系统为两路管道系统，包括系统中的水泵9、第一调节阀11，第二调节阀12，第一逆止门16、第二逆止门17、第一孔板流量计20、第二孔板流量计21、第三孔板流量计22、节流装置10、第一隔离阀18、第二隔离阀19、第一混合器15、第二混合器14和相关热工仪表，以及相应的控制系统的所有管道、阀门、仪表、控制系统的总和；

在节流装置10前通过第二可调节流量的管路2将部分给水通过第二调节阀12引入下水包8。

通过第二可调节流量的管路2，旁路部分给水，使给水进入锅炉下水包8；通过第一可调节流量的管路1，通过下降管6至给水管之间水泵9的升压作用，提高较高温度的炉水压力，使部分炉水经过流量调节阀后进入给水管。以此进一步提高了省煤器入口水温。由于通过第二可调节流量的管路2较低温度的给水流量的减少和来自第一可调节流量的管路1较高温度的炉水的加入，在进入省煤器3的流量基本不变情况下，省煤器入口的水温得到了更大的提升。

节流装置10设在省煤器3的入口管道与高加23出口管道之间，在节流装置10与高加23之间的管道上还设有旁路管路，该旁路管路与锅炉的下水包之间依次经流量第二孔板流量计21、第二调节阀12和第二逆止门17进行连接，通过第二混合器14进入下水包入口管道；

如图4所示，直流锅炉省煤器出口集箱25的下降管6和锅炉的下水包8连接；在下降管6与给水管之间的管道上设有管路1，该管路1依次经第一隔离阀18、水泵9、第一调节阀11、第一逆止门16，与进入省煤器的给水管道在节流装置10后相连，并在连接后通过第一混合器15汇入给水，同时设有再循环系统保护该泵。

如图5所示，自然循环汽包锅炉下降管6和锅炉13的下水包8连接；在下降管6与给水管之间的管道上还设有管路1，该管路1依次经第一隔离阀18、水泵9、第一调节阀11、第一逆止门16，与进入省煤器的给水管道在节流装置10后相连，并在连接后通过第一混合器15汇入给水，同时设有再循环系统保护该泵。

    独立或设置在锅炉的DCS系统上的控制系统以SCR运行要求的烟气温度为目标，以下降管水温、给水温度、省煤器出口水温、有关水和烟气流量等为依据、实现对于管路1、管路2流量进行控制。

Claims (4)

1.一种用于直流和自然循环锅炉维持SCR正常运行的烟气升温系统，用于装有省煤器的直流锅炉或自然循环汽包锅炉，其特征在于：

所述锅炉的省煤器出口集箱或汽包的下降管与给水管之间通过第一可调节流量的管路（1）连接；以及所述给水管与锅炉下水包之间通过第二可调节流量的管路（2）连接；

所述第一可调节流量的管路（1）和第二可调节流量的管路（2）分别连接控制系统，用于提升SCR入口所需的烟温和保护锅炉运行。

2.根据权利要求1所述的用于直流和自然循环锅炉维持SCR正常运行的烟气升温系统，其特征在于：所述第一可调节流量的管路（1），起端连接于直流锅炉省煤器出口集箱出来的下降管，或起端连接于自然循环锅炉汽包的下降管，利用水泵将炉水注入给水，末端连接于给水管路的省煤器入口，并在三通后设置混合器。

3.根据权利要求1所述的用于直流和自然循环锅炉维持SCR正常运行的烟气升温系统，其特征在于：所述第二可调节流量的管路（2），其起端连接于给水管，并在三通后设置节流装置，用于增加第二可调节流量的管路（2）的通流能力，末端连接到下水包，并在接口后设置混合器。

4.根据权利要求1所述的用于直流和自然循环锅炉维持SCR正常运行的烟气升温系统，其特征在于：所述控制系统分别连接第一可调节流量的管路（1）和第二可调节流量的管路（2）中的调节阀，用于调节流量以将烟气提高到所需的温度；在省煤器出口处介质的饱和温度和出口水温的差值偏小时退出温度控制模式以避免省煤器沸腾。