CN105889899B - 一种适用于scr低负荷下投运的过热汽温调节系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于SCR低负荷下投运的过热汽温调节系统及方法，系统包括在低温过热器出口联箱到第一级喷水减温布置的旁路系统、设在省煤器进口联箱前的给水加热器和联接汽温调节系统的各种管道与阀门。本发明采用调节旁路系统的阀门开度来调节来自低温过热器的蒸汽流量，从而利用部分过热蒸汽加热省煤器进口给水，提高省煤器进口水温，进而减少省煤器系统的换热量达到控制省煤器出口烟气温度的目的，使得原本低负荷下达不到SCR投运条件的烟气温度能够满足SCR投运的温度要求。本发明解决了燃煤电厂SCR脱硝系统低负荷无法投运的问题，确保电厂全负荷运行中氮氧化物排放达标的要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种燃煤锅炉低负荷烟气脱硝的技术方法，属于燃煤锅炉减排技术领域，具体指一种适用于SCR低负荷下投运的过热汽温调节的系统及方法。
背景技术
我国以煤为主的能源决定了我国大气污染的特征为煤烟型污染。我国现有的煤电机组设备总体发电煤耗高，能源利用率低，进一步加剧了煤炭燃烧造成的气体排放及环境污染。同时，我国燃煤电厂在氮氧化物排放控制方面起步较晚，导致氮氧化物排放总量的快速增长。氮氧化物进入大气后，在阳光作用下，易形成化学烟雾，损害人体的呼吸系统，NO还是破坏大气臭氧层和形成酸雨的前驱气体之一，破坏生态环境。面对严峻的环保形势，2003年我国颁布了新的《火电厂大气污染物排放标准》，国家允许的氮氧化物最高排放质量浓度(标准状态)为450mg/m 3(V daf＞20％)，并且自2004年7月开始征收氮氧化物排污费，标准为0.63元/kg。
近年来我国在脱销技术方面有了更为深入研究与拓展，并在各个领域得到广泛应用。我国火电厂烟气脱硝技术种类较多，应用最广泛的主要是选择性催化还原法(SCR)烟气脱硝技术，这类技术对锅炉烟气氮氧化物控制效果十分显著，占地面积小且易于操作，可作为我国燃煤电厂控制氮氧化物污染的主要手段之一。SCR工艺系统的布置方式主要包括高温高尘布置、高温低尘布置以及低温低尘布置，其中高温高尘布置采用得最为普遍，即把SCR反应器布置在省煤器和空气预热器之间。考虑到温度对SCR脱硝系统以及下游设备的影响，SCR系统的运行温度一般设计在300℃～400℃，在该温度区间内，催化剂能保证在较高的活性下运行。但当燃煤锅炉负荷偏低时，通过SCR脱硝系统的烟气不能满足催化剂运行温度(烟气温度＞280℃)，致使电厂只能将SCR脱硝系统解列运行，造成火电厂排放烟气中氮氧化物超标。特别是当前燃煤电厂整体负荷率不高，个别机组甚至长期低负荷状态运行，这将给火电厂污染物排放控制带来困难。
由此可见，为满足新的火电厂污染物排放标准，实现全天候氮氧化物的达标排放，降低大气污染，需要一种可行的满足现行SCR脱硝系统低负荷运行的工艺。
发明内容
本发明的目的是提供一种以现有燃煤发电厂锅炉为改造对象，针对现行投运的SCR脱硝系统低负荷下无法投运的问题，提供一种改变现有过热器喷水减温布置的系统和方法，达到既能调节过热汽温，又能满足SCR低负荷下投运的目的，以满足现行的火电厂污染物排放标准，满足环保的要求。
本发明的目的通过以下技术措施来实现：
一种适用于SCR低负荷下投运的过热汽温调节系统，包括SCR脱硝系统、省煤器、屏式过热器和蒸汽旁路系统，所述屏式过热器安装在锅炉排烟道的顶部，所述SCR脱硝系统安装在锅炉排烟道的出口侧，所述省煤器安装在所述SCR脱硝系统的前端，所述省煤器的前端安装有低温过热器；
所述蒸汽旁路系统包括第一级喷水减温器、低温过热器出口联箱以及连接在第一级喷水减温器和低温过热器出口联箱之间的蒸汽旁路管道，所述第一级喷水减温器的一端与所述屏式过热器连通，第一级喷水减温器的另一端通过所述低温过热器出口联箱连接在所述低温过热器上；所述SCR脱硝系统和省煤器之间设置有省煤器进口联箱，所述省煤器进口联箱的进口端设置有省煤器进口给水加热器，所述省煤器进口给水加热器的下方设置有水泵，所述省煤器进口给水加热器的蒸汽侧与所述低温过热器出口联箱通过管道连通，省煤器进口给水加热器和低温过热器出口联箱之间的管道上设置有第一单通阀、第一截止阀和流量调节阀；所述水泵的输出端通过管道连通在所述第一级喷水减温器上，且所述第一级喷水减温器和所述水泵之间的管道上设置有第二截止阀、第二单通阀。
所述的省煤器进口给水加热器布置在省煤器进口联箱前，为表面式加热器，其加热器水侧压力可承受水泵的压力。
一种适用于SCR低负荷下投运的过热汽温调节的方法，根据蒸汽介质流动方向，从低温过热器出口联箱出来的蒸汽分别经过第一单通阀、第一截止阀、流量调节阀进入到省煤器进口给水加热器的蒸汽侧，经过给水冷凝后蒸汽变成疏水，然后通过水泵经过第二截止阀、第二单通阀进入第一级喷水减温器中，而省煤器前的给水经过省煤器进口给水加热器的水侧被过热蒸汽加热，提高水温，进入省煤器进口联箱。
本发明采用调节旁路系统的阀门开度来调节来自低温过热器的蒸汽流量，从而利用部分过热蒸汽加热省煤器进口给水，提高省煤器进口水温，进而减少省煤器系统的换热量达到控制省煤器出口烟气温度的目的，使得原本低负荷下达不到SCR投运条件的烟气温度能够满足SCR投运的温度要求；同时水泵把省煤器给水加热器冷凝下的疏水输送到第一级喷水减温器处，与另一部分低温过热器出来的未经过给水加热器的过热蒸汽混合，从而达到喷水减温的作用。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明中的技术措施可使燃煤电厂SCR脱硝系统可在低负荷时投运，而且通过增设旁路系统和给水加热器的方式简单可靠，系统改造及运行成本低；
(2)减少因替换安装低温SCR脱硝系统而造成的巨大投资成本，为电厂节省巨大环保开支，具有一定的经济效益。
(3)确保SCR脱硝系统在低负荷时也能拥有最佳的运行条件，甚至可在超低负荷(30％～40％负荷)中也能正常投运。
(4)充分利用低温过热器出口蒸汽温度过高的热值，将此部分热量用于提高省煤器进口水温，从而降低锅炉低负荷时省煤器的吸热量，从而提高省煤器后的烟温，即提高SCR烟气进口温度。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明：
图1为本发明锅炉过热汽温调节系统及方法示意图；
图中，1-SCR脱硝系统，2-省煤器，3-屏式过热器，4-第一级喷水减温器，5-第二单通阀，6-第二截止阀，7-低温过热器，8-第一单通阀，9-第一截止阀，10-流量调节阀，11-省煤器进口联箱，12-省煤器进口给水加热器，13-水泵，14-低温过热器出口联箱。
具体实施方式
如图1所示，一种适用于SCR低负荷下投运的过热汽温调节的系统，包括SCR脱硝系统1、省煤器2、屏式过热器3和蒸汽旁路系统，所述屏式过热器3安装在锅炉排烟道的顶部，所述SCR脱硝系统1安装在锅炉排烟道的出口侧，所述省煤器2安装在所述SCR脱硝系统1的前端，所述省煤器2的前端安装有低温过热器7；所述蒸汽旁路系统包括第一级喷水减温器4、低温过热器出口联箱14以及连接在第一级喷水减温器和低温过热器出口联箱之间的蒸汽旁路管道，所述第一级喷水减温器4的一端与所述屏式过热器3连通，第一级喷水减温器4的另一端通过所述低温过热器出口联箱14连接在所述低温过热器7上；所述SCR脱硝系统1和省煤器2之间设置有省煤器进口联箱11，所述省煤器进口联箱11的进口端设置有省煤器进口给水加热器12，所述省煤器进口给水加热器12的下方设置有水泵13，所述省煤器进口给水加热器12的蒸汽侧与所述低温过热器出口联箱14通过管道连通，省煤器进口给水加热器12和低温过热器出口联箱14之间的管道上设置有第一单通阀8、第一截止阀9和流量调节阀10；所述水泵13的输出端通过管道连通在所述第一级喷水减温器4上，且所述第一级喷水减温器4和所述水泵13之间的管道上设置有第二截止阀6、第二单通阀5。
具体来说，所述省煤器进口给水加热器12布置在所述省煤器进口联箱11的前端，所述省煤器进口给水加热器12设置为表面式加热器，省煤器进口给水加热器12的水侧压力可承受所述水泵13的压力。
一种适用于SCR低负荷下投运的过热汽温调节的方法，根据蒸汽介质流动方向，从低温过热器出口联箱14出来的蒸汽分别经过第一单通阀8、第一截止阀9、流量调节阀10进入到省煤器进口给水加热器12的蒸汽侧，经过给水冷凝后蒸汽变成疏水，然后通过水泵13经过第二截止阀6、第二单通阀5进入第一级喷水减温器4中，而省煤器前的给水经过省煤器进口给水加热器12的水侧被过热蒸汽加热，提高水温，进入省煤器进口联箱11。
具体来说，一种适用于SCR低负荷下投运的过热汽温调节方法，根据锅炉低负荷时SCR进口烟温的情况，若不满足SCR投运条件，打开第一单通阀8、第一截止阀9、流量调节阀10和第二截止阀6、第二单通阀5，并通过调节流量调节阀10的开度，使得低温过热器出口部分蒸汽流经旁路系统，通过省煤器进口给水加热器12加热省煤器进口给水，提高进口给水水温。而蒸汽在省煤器进口给水加热器12冷凝成疏水，并通过水泵13输送到第一级喷水减温器4中，与过热蒸汽混合减温。
所述的过热汽温调节方法可以有效的提高省煤器进口水温，从而减少省煤器在尾部烟道中的吸热量，提高省煤器出口烟温，达到提高低负荷下SCR脱硝系统1的烟气入口温度的目的，确保脱硝系统正常投运。
本发明不局限与上述具体实施方式，根据上述内容，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，本发明还可以做出其它多种形式的等效修改、替换或变更，均落在本发明的保护范围之中。
Claims (3)
1.一种适用于SCR低负荷下投运的过热汽温调节的系统，其特征在于：包括SCR脱硝系统(1)、省煤器(2)、屏式过热器(3)和蒸汽旁路系统，所述屏式过热器(3)安装在锅炉排烟道的顶部，所述SCR脱硝系统(1)安装在锅炉排烟道的出口侧，所述省煤器(2)安装在所述SCR脱硝系统(1)的前端，所述省煤器(2)的前端安装有低温过热器(7)；所述蒸汽旁路系统包括第一级喷水减温器(4)、低温过热器出口联箱(14)以及连接在第一级喷水减温器(4)和低温过热器出口联箱(14)之间的蒸汽旁路管道，所述第一级喷水减温器(4)的一端与所述屏式过热器(3)连通，第一级喷水减温器(4)的另一端通过所述低温过热器出口联箱(14)连接在所述低温过热器(7)上；所述SCR脱硝系统(1)和省煤器(2)之间设置有省煤器进口联箱(11)，所述省煤器进口联箱(11)的进口端设置有省煤器进口给水加热器(12)，所述省煤器进口给水加热器(12)的下方设置有水泵(13)，所述省煤器进口给水加热器(12)的蒸汽侧与所述低温过热器出口联箱(14)通过管道连通，省煤器进口给水加热器(12)和低温过热器出口联箱(14)之间的管道上设置有第一单通阀(8)、第一截止阀(9)和流量调节阀(10)；所述水泵(13)的输出端通过管道连通在所述第一级喷水减温器(4)上，且所述第一级喷水减温器(4)和所述水泵(13)之间的管道上设置有第二截止阀(6)、第二单通阀(5)。
2.根据权利要求1所述的一种适用于SCR低负荷下投运的过热汽温调节的系统，其特征在于：所述省煤器进口给水加热器(12)布置在所述省煤器进口联箱(11)的前端，所述省煤器进口给水加热器(12)设置为表面式加热器，省煤器进口给水加热器(12)的水侧压力可承受所述水泵(13)的压力。
3.一种适用于SCR低负荷下投运的过热汽温调节的方法，其特征在于：根据蒸汽介质流动方向，从低温过热器出口联箱(14)出来的蒸汽分别经过第一单通阀(8)、第一截止阀(9)、流量调节阀(10)进入到省煤器进口给水加热器(12)的蒸汽侧，经过给水冷凝后蒸汽变成疏水，然后通过水泵(13)经过第二截止阀(6)、第二单通阀(5)进入第一级喷水减温器(4)中，而省煤器前的给水经过省煤器进口给水加热器(12)的水侧被过热蒸汽加热，提高水温，进入省煤器进口联箱(11)；可有效的提高省煤器进口水温，从而减少省煤器在尾部烟道中的吸热量，提高省煤器出口烟温，提高低负荷下SCR脱硝系统(1)的烟气入口温度，确保SCR脱硝系统(1)正常运转。
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