CN105889895A - 一种改变面积和流动方式来提高scr入口烟温的省煤器 - Google Patents

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本发明公开了一种改变面积和流动方式来提高SCR入口烟温的省煤器，在连接省煤器进口联箱的给水管路上设置一条旁路，该旁路分成两股支路，第一支路与省煤器蛇形管联箱相连，第二条支路直接与省煤器的出口联箱相连，在两条支管内沿着流体流动的方向分别依次设置有截止阀和流量调节阀。采用本发明是利用调节第一支路阀门来调节省煤器组的受热面积，从而减少省煤器系统的换热量来控制省煤器出口烟气温度；调节第二支路阀门来改变烟气与水的流动方式，从而使原本达不到SCR投运条件的低负荷工况能够满足SCR投运的温度要求，有效地提高了电厂SCR脱硝系统连续运行时间，低负荷工况下SCR系统中烟气温度的提升导致SCR催化剂的活性升高，使SCR系统脱硝能力增强。

Description

一种改变面积和流动方式来提高SCR入口烟温的省煤器
技术领域
本发明涉及电站锅炉烟气脱硝领域，具体指一种改变面积和流动方式来提高SCR入口烟温的省煤器。
背景技术
选择性催化还原法(SCR)脱硝技术具有较高的脱硝率，NH3的逃逸率低，运行稳定，维护方便，已成为目前国内外电站脱硝比较成熟的主流技术。氮氧化物中NO占到约为95％，NO2占到约为5％，另外还含有少量的N2O，这些气体排放到大气中，会产生酸雨、光化学烟雾、臭氧层耗损等危害，是环境大气污染的重要来源之一。SCR技术是在催化剂的作用下，生成对人类无害的N2和H2O；同时能够显著提高脱硝效率，因此选择性催化还原法(SCR)已经成为目前工业上最重要的脱硝技术。
我国的主要能源来自煤炭燃烧，据统计，我国大气污染物90％以上的氮氧化物来源于矿物燃料的燃烧过程，其中70％来自于煤的燃烧。而火电厂氮氧化物产生量占全国总量的50％，因此控制火电厂氮氧化物的排放是控制我国氮氧化物排放总量的关键所在。SCR脱硝技术已成为目前国内外电站应用最为广泛的烟气脱硝技术，SCR装置可以直接布置在锅炉之后(高灰分烟气段布置)，或者布置在电除尘器之后(低灰分烟气段)，也可布置在烟气脱硫装置(尾部烟气段)之后。其中高温高尘布置采用得最为普遍，相对于低粉尘布置和末端布置，SCR高粉尘布置的工艺流程省去了烟气再热系统，从而节省了投资和运行成木。同时这种布置方式可使反应温度能维持在较高水平，可选择的催化剂种类较多，在活性温度区间内，脱硝性能随着烟气温度的升高而升高。但当烟气温度低于催化剂活性温度区间下限时，催化剂活性会显著降低，增加了氨的逃逸率量，可能同被催化剂氧化生成的SO3发生反应生成腐蚀性很强的硫酸铰(或者硫酸氢氨)盐物质，因而容易腐蚀后续的空气预热器和静电除尘器。但当烟气温度高于催化剂活性温度区间上限时，会使催化剂烧结或再结晶，降低催化剂的使用寿命。
为了保证催化剂在较高的活性下工作，同时降低温度对SCR脱硝系统以及下游设备的影响，SCR系统的运行温度一般控制在320℃～400℃。由于电站的发电负荷受电网调度指挥，在用电高峰期，电站锅炉在高负荷工况下运行，脱硝装置的入口温度能保证在SCR的投运温度区间内，脱硝系统正常运行。然而在用电低峰期，电站锅炉低负荷下运行，系统中烟气的反应温度较低，催化剂的活性降低，导致脱硝效率也随之较低。直到入口烟气温度低于系统投运温度下限时，脱硝系统就会停止运行，但是催化剂仍然处于烟气的冲刷中，还会持续的磨损，不仅导致催化剂使用寿命的降低，也没有完成脱硝的目的，使电站无法达到国家规定的排放标准。因此，在电站锅炉低负荷运行工况下，保证SCR脱硝系统效率和提高SCR脱硝系统投运时间是国内脱硝技术上亟待解决的难题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题，就是提供一种改变面积和流动方式来提高SCR入口烟温的省煤器，从而提高SCR低负荷运行时的脱硝能力。
本发明所称问题是由以下技术方案解决的：
本发明提供的一种改变面积和流动方式来提高SCR入口烟温的省煤器，包括炉膛烟道外壳、设在炉膛烟道外壳内的省煤器出口联箱、与省煤器出口联箱相连的一组省煤器悬吊管、与每个省煤器悬吊管连接的省煤器A组中间联箱、与省煤器中间联箱相连的一组省煤器蛇形管、与省煤器蛇形管相连的省煤器B组中间联箱、以及与炉膛烟道外壳底部相连的SCR反应器；所述省煤器进口联箱与各省煤器B组中间联箱之间设有第一支路管，所述第一支路管沿着流体流动方向上设截止阀和流量调节阀，所述省煤器进口联箱与省煤器出口A联箱之间设有第二支路管，所述第二支路管沿着流体流动方向上设截止阀和流量调节阀。
本发明用于解决低负荷下提高SCR脱硝能力的问题。本发明是利用第一支路的调节流量调节阀13和选择性开启截止阀8、9、10的个数，来通过减少省煤器系统的受热面积和介质流量来提高省煤器出口烟气烟温，使原本达不到SCR投运条件的低负荷工况能够满足SCR投运的温度要求；利用开启第二支路的截止阀14来控制介质的流向，使烟气与水顺向流动，通过减少省煤器系统换热量来提高省煤器出口烟气烟温，从而提高SCR系统的入口烟温。这些措施一方面，有效地提高了电厂中省煤器SCR脱硝系统持续运行时间，另一方面，低负荷工况下省煤器中SCR系统中烟气温度的提升提高了SCR催化剂活性，使SCR系统脱硝能力增强，帮助电厂在更长时间范围内更好地达到环保指标。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明第一支路与第二支路连接示意图。
附图中标号表示如下：1、省煤器进口联箱，2、省煤器出口A联箱，3、省煤器出口B联箱，4、锅筒，5、省煤器悬吊管，6、省煤器A组中间联箱，7、省煤器蛇形管，8、省煤器B组中间联箱，9、10、11为省煤器截止阀，12、14为支路截止阀，16、18为循环管路截止阀，13、15为流量调节阀，19为省煤器进口烟气，20为省煤器出口烟气，21、SCR反应器，22、第一支路，23、第二支路，17、第二循环管路，24、第一循环管路，25、烟道外壳，26、27、28为三通管。
具体实施方式
本发明包具体实施步骤。
如图1和图2所示，一种改变面积和流动方式来提高SCR入口烟温的省煤器，包括炉膛烟道外壳25、设在炉膛烟道外壳25内的省煤器出口A联箱2、与省煤器出口A联箱2相连的一组省煤器悬吊管5、与每个省煤器悬吊管5连接的省煤器中间联箱6、与省煤器中间A组联箱6相连的一组省煤器蛇形管7、与省煤器蛇形管7相连的省煤器中间B组联箱，以及与炉膛烟道外壳26底部相连的SCR反应器21；所述省煤器的进口联箱1与省煤器B组中间联箱8各组之间设有第一支路22，所述第一支路22沿流动方向设有截止阀12和流量调节阀13，所述流量调节阀13与省煤器B组中间联箱各组之间设有截止阀9、10、11，所述省煤器进口联箱1与省煤器出口A联箱2之间设有第二支路23，所述第二支路管23沿着流体流动方向上设有截止阀14和流量调节阀15；所述省煤器出口A联箱与锅筒4设有第一循环管路24，所述第一循环管路24上设有一截止阀18，所述省煤器出口B联箱3与流量调节阀13或者省煤器截止阀9、10、11之间设有第二循环管路17，所述第二循环管路上设有一截止阀16；
所述第二支路管23的一端通过三通管26与第一支路管22相连，第二支路管23的另一端通过三通管与省煤器出口A联箱相连；所述第二循环管路17的一端通过三通管28与第一支路管22相连，第二循环管路17的另一端与省煤器出口B联箱相连；所述第一支路管22的一端与省煤器进口联箱1相连，另一端与若干个省煤器B组中间联箱8通过焊接方式连接；所述省煤器出口B联箱3于锅筒4相连。
电站中SCR系统的投运温度区间一般设计在320℃～400℃。在低负荷运行工况下，锅炉省煤器出口烟气20温度低于320℃，但省煤器出口和SCR反应器入口之间没有换热设备，故SCR反应器入口烟气温度和省煤器出口烟气温度近似相等，低于SCR系统投运温度区间的下限。如果SCR入口烟气温度低于SCR系统投运温度下限的幅度不大，则关闭第一支路截止阀12，开启第二支路截止阀14，并逐步增加流量调节阀15的阀门开度来控制第二支路管段23介质的流量，使烟气与水顺向流动；若SCR入口烟气温度低于SCR系统投运温度下限的幅度较大，关闭第二支路截止阀14，打开第一支路截止阀12，调节流量调节阀13的阀门开度，并逐步关闭省煤器截止阀9和10，减少省煤器的换热面积和介质流量，使介质和烟气的换热量减少，故烟气在省煤器受热面区域的放热量减少，使省煤器出口烟气和SCR进口烟气温度升高超过320℃，达到SCR系统的投运温度区间，有效地提高了SCR系统的投运率和催化剂的有效使用时间。

Claims (8)

1.一种改变面积和流动方式来提高SCR入口烟温的省煤器，其特征在于：包括炉膛烟道外壳25、设在炉膛烟道外壳25内的省煤器出口A联箱2、与省煤器出口A联箱2相连的一组省煤器悬吊管5、与每个省煤器悬吊管5连接的省煤器中间联箱6、与省煤器中间A组联箱6相连的一组省煤器蛇形管7、与省煤器蛇形管7相连的省煤器中间B组联箱，以及与炉膛烟道外壳26底部相连的SCR反应器21；所述省煤器的进口联箱1与省煤器B组中间联箱8之间设有第一支路22，所述第一支路22沿流动方向设有截止阀12和流量调节阀13，所述流量调节阀13与省煤器B组中间联箱各组之间设有截止阀9、10、11，所述省煤器进口联箱1与省煤器出口A联箱2之间设有第二支路23，所述第二支路管23沿着流体流动方向上设有截止阀14和流量调节阀15；所述省煤器出口A联箱与锅筒4设有第一循环管路24，所述第一循环管路24上设有一截止阀18，所述省煤器出口B联箱3与流量调节阀13或者省煤器截止阀9、10、11之间设有第二循环管路17，所述第二循环管路上设有一截止阀16。
2.根据权利要求1所述的一种改变面积和流动方式来提高SCR入口烟温的省煤器，其特征在于：所述省煤器系统有两个出口A联箱2和出口B联箱3。
3.根据权利要求1所述的一种改变面积和流动方式来提高SCR入口烟温的省煤器，其特征在于：所述流量调节阀均为电动控制调节阀门。
4.根据权利要求1所述的一种改变面积和流动方式来提高SCR入口烟温的省煤器，其特征在于：所述省煤器换热装置包括一组与省煤器出口联箱相连的省煤器悬吊管5、与每个省煤器悬吊管连接的省煤器A组中间联箱6、与省煤器中间联箱相连的一组省煤器蛇形管7、与省煤器蛇形管7相连的省煤器B组中间联箱，所述省煤器蛇形管与省煤器进口联箱1相连。
5.根据权利要求1所述的一种改变面积和流动方式来提高SCR入口烟温的省煤器，其特征在于：所述第二支路管23的一端通过三通管26与第一支路管22相连，第二支路管23的另一端通过三通管与省煤器出口A联箱相连。
6.根据权利要求1所述的一种改变面积和流动方式来提高SCR入口烟温的省煤器，其特征在于：所述第二循环管路17的一端通过三通管28与第一支路管22相连，第二循环管路17的另一端与省煤器出口B联箱相连。
7.根据权利要求1所述的一种改变面积和流动方式来提高SCR入口烟温的省煤器，其特征在于：所述第一支路管22的一端与省煤器进口联箱1相连，另一端与若干个省煤器B组中间联箱8通过焊接方式连接。
8.根据权利要求1所述的一种改变面积和流动方式来提高SCR入口烟温的省煤器，其特征在于：所述省煤器出口B联箱3于锅筒4相连。
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