CN105716102A - 用于优化电厂脱硝装置稀释风机取风方式的系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了用于优化电厂脱硝装置稀释风机取风方式的系统，包括省煤器、脱硝装置、空气预热器、静电除尘器、引风机、脱硫装置和稀释风机，所述省煤器与电厂锅炉的出口相连通，所述的脱硫装置与烟囱相连通，所述的脱硝装置、空气预热器、静电除尘器、引风机设置在省煤器与脱硫装置之间，在省煤器与脱硝装置之间的连接烟道上还旁支一条稀释风管道，所述系统在所述引风机的出口与所述稀释风机的入口之间增设有稀释风机入口与引风机出口连通管道，将引风机排出的热烟气回用做稀释风机的喷氨稀释风。该系统不但能够有效降低电厂锅炉系统的无用冷风掺入量和引风机电耗、提高原脱硝反应器处烟气温度，还能够减少各项污染物排放量。

Description

用于优化电厂脱硝装置稀释风机取风方式的系统
技术领域
本发明涉及电站脱硝设备，具体是指用于优化电厂脱硝装置稀释风机取风方式的系统。
背景技术
由燃煤产生的氮氧化物(NO、NO2和N2O)是当今环境污染的重要来源之一，这些氮氧化物能够导致光化学烟雾、酸雨、臭氧层损耗、温室效应等一系列问题。为了适应越来越严格的排放要求，国内外电厂已陆续开始安装使用脱硝装置。而在众多脱硝方法中，选择性催化还原(SCR)法以其成熟的技术工艺和稳定的脱硝效率得到了广泛应用。
SCR技术的原理是通过还原剂(如NH3)，在适当温度下，并有催化剂存在条件下，把NOx转化为氮气(N2)和水(H2O)。受SCR脱硝催化剂反应温度要求，SCR脱硝装置需安装在锅炉省煤器出口至空气预热器入口的烟道之间，该处的脱硝装置运行温度一般要求为300℃～400℃，且含尘量大。
SCR系统一般由氨的储存系统、氨气制备系统、氨与空气混合系统、氨气喷入系统、脱硝反应器系统、检测控制系统等组成。其中氨与空气混合系统的设备主要由稀释风机和混合器组成，用于将氨气制备系统输送过来的氨气与空气按一定比例混合稀释后进入氨气喷入系统，再进入脱硝反应器系统。
常见的一种位于电厂锅炉出口处的，电厂脱硝装置稀释风机取风方式的系统的布置结构示意图如图1所示，包括省煤器2、脱硝装置3、空气预热器4、静电除尘器5、引风机6、脱硫装置7和稀释风机9，省煤器2与电厂锅炉1的出口相连通，脱硫装置7与烟囱8相连通，脱硝装置3、空气预热器4、静电除尘器5、引风机6设置在省煤器2与脱硫装置7之间，并且沿自省煤器2向脱硫装置7的方向通过烟道依次相连通，在省煤器2与脱硝装置3之间的连接烟道上还旁支一条稀释风管道16，稀释风管道16与稀释风机9的出口相连通，稀释风管道16上还设置有混合器11，并且混合器11还与供氨管道12相连通，稀释风机9通过入口吸入空气，来实现对来自供氨管道12的氨气的稀释。
上述的脱硝装置3、空气预热器4、静电除尘器5、引风机6为并列设置且结构相同的两套，稀释风管道16为两条，分别连通在两套脱硝装置3与省煤器2之间的烟道上，稀释风机9为两台，分别与一条稀释风管道16相连通。
另一种更为普遍的位于电厂锅炉出口处的，电厂脱硝装置稀释风机取风方式的系统的布置结构示意图如图2所示，和图1所示的系统不同的是，该系统中的稀释风机9为四台，分为两组，每组为两台并排设置的稀释风机9，每一台稀释风机9的出口处均设置有稀释风机出口门14。
目前，氨与空气混合系统中的稀释风机取风来源，电厂普遍采用的为空气，它的优点为可就地取风、对稀释风机各项性能指标要求低，但缺点是稀释风机取风采用外界空气，该空气温度远远低于脱硝反应器系统(脱硝装置)内的锅炉烟气温度，由此造成锅炉热量的损失，且空气的掺入增加了锅炉系统烟气量，给后续各运行设备增加了负担，因此，稀释风机的稀释风采用空气对整个机组系统而言既不利于节能，也不利于减排。
鉴于以上原因，如能利用现有烟气系统内的热烟气作为稀释风机的稀释风，则既能降低锅炉热损失，提高锅炉效率，又能减少脱硝装置后续设备的运行压力，同步实现节能减排的目的。
发明内容
本发明的目的是提供用于优化电厂脱硝装置稀释风机取风方式的脱硫脱硝系统，该系统不但能够有效降低电厂锅炉系统的无用冷风掺入量和引风机电耗、提高原脱硝反应器处烟气温度，还能够因整个系统烟气量的降低，提高各环保减排设施的污染物脱除能力，进而减少各项污染物排放量。
本发明的这一目的通过如下的技术方案来实现的：用于优化电厂脱硝装置稀释风机取风方式的系统，包括省煤器、脱硝装置、空气预热器、静电除尘器、引风机、脱硫装置和稀释风机，所述省煤器与电厂锅炉的出口相连通，所述的脱硫装置与烟囱相连通，所述的脱硝装置、空气预热器、静电除尘器、引风机设置在省煤器与脱硫装置之间，并且沿自省煤器向脱硫装置的方向通过烟道依次相连通，在省煤器与脱硝装置之间的连接烟道上还旁支一条稀释风管道，稀释风管道与稀释风机的出口相连通，所述稀释风管道上还设置有混合器，并且所述混合器还与供氨管道相连通，其特征在于：所述系统在所述引风机的出口与所述稀释风机的入口之间增设有稀释风机入口与引风机出口连通管道，所述的稀释风机入口与引风机出口连通管道分别与引风机的出口以及稀释风机的入口相连通，将引风机排出的热烟气回用做稀释风机的喷氨稀释风。
本发明的系统在所述引风机的出口与所述稀释风机的入口之间增设有稀释风机入口与引风机出口连通管道，既可以实现脱硝装置稀释风回用热烟气，降低外界进入机组烟气系统的冷风量，提高锅炉效率，又能提高脱硝反应器处运行温度，以及减少脱硝装置后续各系统运行烟气量，从而最终实现节能环保的双重效果，改造措施经济可行，改造效果明显。
本发明可以做如下改进：所述稀释风机入口与引风机出口连通管道上还设置有烟气流量调节门，用于调节进入稀释风机的风量，保证稀释风量满足脱硝装置喷氨运行要求的目的。
本发明还可以做如下改进：所述稀释风机还设置有变频控制器，通过变频控制风机转速，实现机组不同运行条件下保证稀释风机入口稀释风量满足脱硝装置喷氨运行要求的目的。
本发明中，所述的脱硝装置、空气预热器、静电除尘器、引风机为并列设置且结构相同的两套。
本发明的稀释风机入口与引风机出口连通管道可以设置成多种结构，比如稀释风机入口连接至引风机后烟道的管道，与引风机后烟道的连接点可以设置在引风机后各自对应侧的分支烟道上，也可以设置在引风机后的合并烟道上。
对于稀释风机入口管道与引风机后烟道连接点设置在引风机后的合并烟道上的机组系统，连通管道在进入不同脱硝装置的稀释风机入口前，可采用一个管道作为分支前的母管道，在进入不同稀释风机前再对母管道进行分支，形成去向不同的分支管道。
同时，在稀释风机入口管道，对应同一侧脱硝装置设有两台及以上数量稀释风机(设有备用风机)的机组系统，同一侧的不同稀释风机入口管道并列连接于分支到此侧的分支管道上。每台稀释风机出口处设有挡板，防止不运行(备用)的稀释风机处出现烟气流通现象。
上述稀释风机入口与引风机出口连通管道的设置根据稀释风机的不同，可以采用如下四种结构：
结构一：所述的稀释风管道为两条，分别连通在两套脱硝装置与省煤器之间的烟道上，所述的稀释风机为两台，分别与一条稀释风管道相连通，所述的稀释风机入口与引风机出口连通管道为两条，每一条稀释风机入口与引风机出口连通管道均与一台引风机的出口以及一台稀释风机的入口相连通。
结构二：所述的稀释风管道为两条，分别连通在两套脱硝装置与省煤器之间的烟道上，所述的稀释风机为两台，分别与一条稀释风管道相连通，所述的稀释风机入口与引风机出口连通管道为一条热烟气回用母管道以及并列设置的两条稀释风机支管道构成的组合管道，其中，母管道的进口与两台引风机的出口相连通，两条稀释风机支管道的进口并入所述母管道的出口，两条稀释风机支管道的出口分别与两台稀释风机的入口相连通。
结构三：所述的稀释管道为两条，分别连通在两套脱硝装置与省煤器之间的烟道上，所述的稀释风机为四台，分为两组，每组为两台并排设置的稀释风机，每一组稀释风机分别与一条稀释风管道相连通，所述的稀释风机入口与引风机出口连通管道为两条，每一条稀释风机入口与引风机出口连通管道均与一台引风机的出口以及一组稀释风机的入口相连通。
结构四：所述的稀释风管道为两条，分别连通在两套脱硝装置与省煤器之间的烟道上，所述的稀释风机为四台，分为两组，每组为两台并排设置的稀释风机，每一组稀释风机分别与一条稀释风管道相连通，所述的稀释风机入口与引风机出口连通管道为一条热烟气回用母管道以及并列设置的两条稀释风机支管道构成的组合管道，其中，母管道的进口与两台引风机的出口相连通，两条稀释风机支管道的进口并入所述母管道的另一端，两条稀释风机支管道的出口分别与每组稀释风机的入口相连通。
每一台稀释风机的出口处均设置有稀释风机出口门。
与现有技术相比，本发明在稀释风机入口上增设连通稀释风机入口和引风机出口烟道的管道，通过对各稀释风机入口烟气流量调节门的合理调节，使稀释风机出口风量稳定在运行要求值范围内，实现对热烟气作为稀释风的回用，最终满足脱硝装置的设计喷氨风量要求；在稀释风机采用变频控制时，所述烟气流量调节门可取消，仅通过稀释风机的转速控制实现稀释风量满足脱硝装置喷氨运行要求的目的。在同一侧设有备用稀释风机时，各稀释风机入口连通管道并列连接到相应侧分支连通管道上，每侧分支管道最后连接到对应侧的引风机出口烟道上，或每侧分支管道合并成一条管道后再连接到两台引风机出口的合并烟道上。稀释风机的稀释风采用回用引风机出口热烟气的改造，可以减少外界进入机组烟气系统的冷风量，提高锅炉效率，同时，相对采用空气作为稀释风的条件下，也利于提高脱硝装置处运行温度，以及减少系统烟气量。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
图1是现有技术中一种位于电厂锅炉出口处的，电厂脱硝装置稀释风机取风方式的系统的布置结构示意图；
图2是现有技术中另一种位于电厂锅炉出口处的，电厂脱硝装置稀释风机取风方式的系统的布置结构示意图；
图3是本发明位于电厂锅炉出口处的，用于优化电厂脱硝装置稀释风机取风方式的系统实施例一的布置结构示意图；
图4是本发明位于电厂锅炉出口处的，用于优化电厂脱硝装置稀释风机取风方式的系统实施例二的布置结构示意图；
图5是本发明位于电厂锅炉出口处的，用于优化电厂脱硝装置稀释风机取风方式的系统实施例三的布置结构示意图；
图6是本发明位于电厂锅炉出口处的，用于优化电厂脱硝装置稀释风机取风方式的系统实施例四的布置结构示意图。
附图标记说明
1、锅炉；2、省煤器；3、脱硝装置；4、空气预热器；5、静电除尘器；
6、引风机；7、脱硫装置；8烟囱；9、稀释风机；
10、稀释风机入口与引风机出口连通管道；11、混合器；12、供氨管道；
13、烟气流量调节门；14、稀释风机出口门；15、变频控制器；
16、稀释风管道。
具体实施方式
实施例一
本发明位于电厂锅炉出口处的，用于优化电厂脱硝装置稀释风机取风方式的系统的实施例一如图3所示，包括省煤器2、脱硝装置3、空气预热器4、静电除尘器5、引风机6、脱硫装置7和稀释风机9，省煤器2与电厂锅炉1的出口相连通，脱硫装置7与烟囱8相连通，脱硝装置3、空气预热器4、静电除尘器5、引风机6设置在省煤器2与脱硫装置7之间，并且沿自省煤器2向脱硫装置7的方向通过烟道依次相连通，在省煤器2与脱硝装置3之间的连接烟道上还旁支一条稀释风管道16，稀释风管道16与稀释风机9的出口相连通，稀释风管道16上还设置有混合器11，并且混合器11还与供氨管道12相连通。
该系统在引风机6的出口与稀释风机9的入口之间增设有稀释风机入口与引风机出口连通管道10，稀释风机入口与引风机出口连通管道10分别与引风机6的出口以及稀释风机9的入口相连通，将引风机6排出的热烟气回用做稀释风机9的喷氨稀释风，该稀释风机入口与引风机出口连通管道10上还设置有烟气流量调节门13，用于调节进入稀释风机9的风量，保证稀释风量满足脱硝装置3喷氨运行要求的目的。
本实施例中的脱硝装置3、空气预热器4、静电除尘器5、引风机6为并列设置且结构相同的两套，稀释风管道16为两条，分别连通在两套脱硝装置3与省煤器2之间的烟道上，稀释风机9为两台，分别与一条稀释风管道16相连通，稀释风机入口与引风机出口连通管道10为两条，每一条稀释风机入口与引风机出口连通管道10均与一台引风机6的出口以及一台稀释风机9的入口相连通。
本实施例中，稀释风机入口与引风机出口连通管道10可将不同侧稀释风机9的入口，按照对应侧脱硝装置3和引风机6分别直接连通于稀释风机9入口和引风机6的出口烟道上。
采用实施例一的方案，经对某额定装机容量为300MW的燃煤机组计算得到，在负荷为300MW的条件下，与改造前的系统相比，改造后的系统，烟气量降低了0.85％，脱硝反应器处烟气温度提高了1.3℃以上，锅炉效率提高0.95％以上，每台引风机电耗能够降低约2A。
实施例二
本发明用于优化电厂脱硝装置稀释风机取风方式的系统的实施例二如图4所示，和实施例一不同的是，本实施例中的稀释风机入口与引风机出口连通管道10为为一条热烟气回用母管道以及并列设置的两条稀释风机支管道构成的组合管道，其中，母管道的进口与两台引风机6的出口相连通，两条稀释风机支管道的进口并入母管道的出口，两条稀释风机支管道的出口分别与两台稀释风机9的入口相连通。
本实施例中，稀释风机入口与引风机出口连通管道10在去向不同侧脱硝装置3的稀释风机9处前，可采用一条母管，连接在引风机6的出口烟道上，在去向不同侧脱硝装置3的稀释风机9时，再分支成不同去向的支管道。
实施例三
本发明用于优化电厂脱硝装置稀释风机取风方式的系统的实施例三如图5所示，和实施例一不同的是，本实施例中的稀释风机9为四台，分为两组，每组为两台并排设置的稀释风机9，每一台稀释风机9的出口处均设置有稀释风机出口门14，每一组稀释风机9分别与一条稀释风管道16相连通，稀释风机入口与引风机出口连通管道10为两条，每一条稀释风机入口与引风机出口连通管道10均与一台引风机6的出口以及一组稀释风机9的入口相连通。
实施例四
本发明用于优化电厂脱硝装置稀释风机取风方式的系统的实施例四如图6所示，和实施例三不同的是，本实施例中的稀释风机9还设置有变频控制器15，通过变频控制风机转速，实现机组不同运行条件下保证稀释风机9入口稀释风量满足脱硝装置3喷氨运行要求的目的。
本实施例中稀释风机9设置变频控制器15也可以应用于上述实施例一至实施例三中。
本发明中，烟气流量调节门13均为能够控制烟气流量的、可全关或全开的电动或气动调节门。
本发明中，稀释风机入口与引风机出口连通管道10可将不同侧稀释风机9的入口，按照对应侧脱硝装置3和引风机6分别直接连通于稀释风机9入口和引风机6的出口烟道上。
本发明中，稀释风机入口与引风机出口连通管道10在去向不同侧脱硝装置3的稀释风机9处前，可采用一条母管，连接在引风机6的出口烟道上，在去向不同侧脱硝装置3的稀释风机9时，再分支成不同去向的支管道。
本发明中，对于设置备用稀释风机9的机组系统，同一脱硝装置3侧的不同稀释风机9入口，直接并联于该侧分支的稀释风机入口与引风机出口连通管道10上。
本发明中，各稀释风机9可采用变频控制器15的方式来实现变频调节转速控制。
本发明中，各稀释风机9采用变频控制器15进行变频调节转速控制时，可取消稀释风机入口与引风机出口连通管道10上的烟气流量调节门13。
本发明的系统在原稀释风机及机组烟气系统上进行连通及烟气流量调节改造，稀释风机入口与引风机出口连通管道10实现机组热烟气作为脱硝装置3的喷氨稀释风，通过设置在稀释风机入口与引风机出口连通管道10上的烟气流量调节门13，调节稀释风机9的入口风量，使该风量能够满足脱硝装置3的喷氨运行要求。当各稀释风机9采用变频控制器15的方式来实现变频调节转速控制时，可取消各烟气流量调节门13，在引风机6的出口压力和风量变化时，通过变频控制器15的变频控制，实现稀释风机9出口稀释风量保持稳定或满足脱硝装置3的喷氨运行要求的目的。
利用本发明既可以实现脱硝装置稀释风回用热烟气、降低外界进入机组烟气系统的冷风量、提高锅炉效率，又能提高脱硝反应器处运行温度，以及减少脱硝装置后续各系统运行压力，从而最终实现节能环保的双重效果。
本发明的上述实施例并不是对本发明保护范围的限定，本发明的实施方式不限于此，凡此种种根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，对本发明上述结构做出的其它多种形式的修改、替换或变更，均应落在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.用于优化电厂脱硝装置稀释风机取风方式的系统，包括省煤器(2)、脱硝装置(3)、空气预热器(4)、静电除尘器(5)、引风机(6)、脱硫装置(7)和稀释风机(9)，所述省煤器(2)与电厂锅炉(1)的出口相连通，所述的脱硫装置(7)与烟囱(8)相连通，所述的脱硝装置(3)、空气预热器(4)、静电除尘器(5)、引风机(6)设置在省煤器(2)与脱硫装置(7)之间，并且沿自省煤器(2)向脱硫装置(7)的方向通过烟道依次相连通，在省煤器(2)与脱硝装置(3)之间的连接烟道上还旁支一条稀释风管道(16)，稀释风管道(16)与稀释风机(9)的出口相连通，所述稀释风管道(16)上还设置有混合器(11)，并且所述混合器(11)还与供氨管道(12)相连通，其特征在于：所述系统在所述引风机(6)的出口与所述稀释风机(9)的入口之间增设有稀释风机入口与引风机出口连通管道(10)，所述的稀释风机入口与引风机出口连通管道(10)分别与引风机(6)的出口以及稀释风机(9)的入口相连通，将引风机(6)排出的热烟气回用做稀释风机(9)的喷氨稀释风。
2.根据权利要求1所述的用于优化电厂脱硝装置稀释风机取风方式的系统，其特征在于：所述稀释风机入口与引风机出口连通管道(10)上还设置有烟气流量调节门(13)，用于调节进入稀释风机(9)的风量，保证稀释风量满足脱硝装置(3)喷氨运行要求的目的。
3.根据权利要求1所述的用于优化电厂脱硝装置稀释风机取风方式的系统，其特征在于：所述稀释风机(9)还设置有变频控制器(15)，通过变频控制风机转速，实现机组不同运行条件下保证稀释风机(9)入口稀释风量满足脱硝装置(3)喷氨运行要求的目的。
4.根据权利要求1至3任一项所述的用于优化电厂脱硝装置稀释风机取风方式的系统，其特征在于：所述的脱硝装置(3)、空气预热器(4)、静电除尘器(5)、引风机(6)为并列设置且结构相同的两套。
5.根据权利要求4所述的用于优化电厂脱硝装置稀释风机取风方式的系统，其特征在于：所述的稀释风管道(16)为两条，分别连通在两套脱硝装置(3)与省煤器(2)之间的烟道上，所述的稀释风机(9)为两台，分别与一条稀释管道(16)相连通，所述的稀释风机入口与引风机出口连通管道(10)为两条，每一条稀释风机入口与引风机出口连通管道(10)均与一台引风机(6)的出口以及一台稀释风机(9)的入口相连通。
6.根据权利要求4所述的用于优化电厂脱硝装置稀释风机取风方式的系统，其特征在于：所述的稀释风管道(16)为两条，分别连通在两套脱硝装置(3)与省煤器(2)之间的烟道上，所述的稀释风机(9)为两台，分别与一条稀释管道(16)相连通，所述的稀释风机入口与引风机出口连通管道(10)为一条热烟气回用母管道以及并列设置的两条稀释风机支管道构成的组合管道，其中，母管道的进口与两台引风机(6)的出口相连通，两条稀释风机支管道的进口并入所述母管道的出口，两条稀释风机支管道的出口分别与两台稀释风机(9)的入口相连通。
7.根据权利要求4所述的用于优化电厂脱硝装置稀释风机取风方式的系统，其特征在于：所述的稀释风管道(16)为两条，分别连通在两套脱硝装置(3)与省煤器(2)之间的烟道上，所述的稀释风机(9)为四台，分为两组，每组为两台并排设置的稀释风机(9)，每一组稀释风机(9)分别与一条稀释管道(16)相连通，所述的稀释风机入口与引风机出口连通管道(10)为两条，每一条稀释风机入口与引风机出口连通管道(10)均与一台引风机(6)的出口以及一组稀释风机(9)的入口相连通。
8.根据权利要求7所述的用于优化电厂脱硝装置稀释风机取风方式的系统，其特征在于：每一台稀释风机(9)的出口处均设置有稀释风机出口门(14)。
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