CN108087904A - 锅炉全程脱硝的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种锅炉全程脱硝的方法，其特征在于：适用于包括炉膛(3)、烟道(4)、炉膛燃烧器、SCR脱硝装置(5)和补热装置(2)的发电锅炉，所述补热装置(2)安装在烟道(4)中为烟气提供热量且不会产生固体灰尘，补热装置(2)位于SCR脱硝装置(5)的前端；其锅炉全程脱硝包括：点火阶段、全负荷阶段、低负荷阶段。有益效果是：不改变烟道中省煤器的原有设计，而是在SCR脱硝装置前端设置补热装置，利用补热装置对烟气进行升温，即使在点火或者低负荷阶段锅炉内温度不够高时，也能保证经过SCR脱硝装置的烟气温度达到SCR脱硝装置运行要求。保证不降低炉效的同时，SCR脱硝装置全程运行，减少烟气中大部分氮氧化物的含量。
Description
技术领域
本发明属于环保工程技术领域，特别涉及锅炉全程脱硝的方法。
背景技术
现在锅炉中脱硝的方法主要是使用SCR脱硝装置，而SCR脱硝装置中的催化剂对烟温有一定的要求。烟气温度是影响催化剂运行的重要因素，不仅决定反应物的反应速度，而且还决定了催化剂的反应活性和寿命。当烟气温度低于催化剂反应的适宜温度时，催化剂会发生副反应。因此要做到全程(包括冷态启动、全负荷或者低负荷)SCR脱硝十分困难。
当锅炉在全负荷运行时，烟温一般可以达到催化剂需求的温度。但当锅炉在启动时或者低负荷运行时，燃烧产生的热量减少，烟温往往达不到标准。特别是为了更多的消纳可再生能源，现在极为推崇锅炉具有调峰能力，能够在需要时候低负荷运行。而当遇到这些时候时原有设计达不到该烟温，就会难以消除其中的氮氧化物。现在在烟道中常用的方法是改变省煤器的分布或者增设省煤器旁路，减少SCR脱硝装置前端的省煤器，从而减少了省煤器吸热消耗的烟气温度，这种方法通过牺牲了省煤器的效率即牺牲了发电效率。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种不改变省煤器设计，不降低发电效率的锅炉全程脱硝的方法。
一种锅炉全程脱硝的方法，其特征在于：适用于包括炉膛、烟道、炉膛燃烧器、SCR脱硝装置和补热装置的发电锅炉，所述补热装置安装在烟道中为烟气提供热量且不会产生固体灰尘，补热装置位于SCR脱硝装置的前端；其锅炉全程脱硝包括：点火阶段、全负荷阶段、低负荷阶段；
点火阶段，炉膛燃烧器中负责点火的燃烧器启动，补热装置启动，SCR脱硝装置温度达标，SCR脱硝装置运行；
全负荷阶段，炉膛燃烧器根据负荷需要启动对应燃烧器，根据SCR脱硝装置温度是否达标控制补热装置是否启动，SCR脱硝装置运行；
低负荷阶段，炉膛燃烧器根据负荷需要启动对应燃烧器，根据SCR脱硝装置温度是否达标控制补热装置是否启动，SCR脱硝装置运行。
采用上述结构，在SCR脱硝装置前端设置补热装置，利用补热装置对烟气进行升温，即使在点火或者低负荷阶段也可以锅炉内温度不够高时，也可以保证经过SCR脱硝装置的烟气温度达到SCR脱硝装置要求的温度。保证SCR脱硝装置持续运行，脱离出烟气中含有的氮氧化物。
进一步，所述补热装置是主动燃烧式燃烧器，燃料为气体。
采用上述结构，补热装置可以主动燃烧，并且燃烧是气体不会产生灰渣。
进一步，所述炉膛燃烧器分为低位燃烧器、中位燃烧器、高位燃烧器。
进一步，点火阶段低位燃烧器启动，低位燃烧器是主动燃烧式燃烧器。
采用上述结构，低位点火保证炉膛安全，低位燃烧器主动燃烧，不用担心熄火。
进一步，点火阶段低位燃烧器启动，高位燃烧器启动，根据SCR脱硝装置温度是否达标控制补热装置是否启动，SCR脱硝装置运行。
采用上述结构，低位燃烧器保证点火炉膛安全，高位燃烧器提高烟温。
进一步，低负荷阶段高位燃烧器启动，高位燃烧器是主动燃烧式燃烧器。
采用上述结构，低负荷时启动高位燃烧器可以让火焰中心上移，产生的烟气少被炉膛壁吸热，保证烟气温度。
进一步，所述补热装置和炉膛之间烟道中还有过热器和再热器。
进一步，低负荷阶段，若过热器和再热器的壁温过高，则将炉膛内的燃烧中心下移，即减少高位燃烧器的部分投运量，同时增加低位燃烧器和/或中位燃烧器的投运量；和/或减少中位燃烧器的部分投运量，同时增加低位燃烧器的投运量。
采用上述结构，可以保障过热器和再热器的安全运行，避免壁温过高。
进一步，低负荷阶段，若过热器和再热器的壁温过低，则将炉膛内的燃烧中心上移，即减少低位燃烧器的部分投运量，同时增加中位燃烧器和/或高位燃烧器的投运量；和/或减少中位燃烧器的部分投运量，同时增加高位燃烧器的投运量。
采用上述结构，可以保障正常发电，避免壁温过低。
进一步，所述补热装置的个数是n,其计算公式是：其中n代表安装的补热装置个数，C代表烟气的比热容，v是烟气流量，T是SCR脱硝装置的运行温度，t0是烟道中SCR脱硝装置入口处的烟温，Q是天然气的热值，q是每个补热装置的天然气供应量。
如上所述，本发明的有益效果是：
不改变烟道中省煤器的原有设计，而是在SCR脱硝装置前端设置补热装置，利用补热装置对烟气进行升温，即使在点火或者低负荷阶段锅炉内温度不够高时，也能保证经过SCR脱硝装置的烟气温度达到SCR脱硝装置运行要求。保证不降低炉效的同时，SCR脱硝装置全程运行，减少烟气中大部分氮氧化物的含量。
附图说明
图1为本发明实施例3的结构示意图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
实施例1
一种锅炉全程脱硝的方法，发电锅炉包括炉膛、烟道、炉膛燃烧器、SCR脱硝装置、补热装置，所述补热装置安装在烟道中为烟气提供热量且不会产生固体灰尘，补热装置位于SCR脱硝装置的前端。所述补热装置是主动燃烧式燃烧器，燃料为气体。
主动燃烧式燃烧器可以是内燃式燃烧器，也可以是外燃式燃烧器，只要其自身具备点火功能能够点火燃烧，不论在燃烧器内还是燃烧器外进行燃烧都可以。
锅炉燃烧包括：点火阶段、全负荷阶段、低负荷阶段。
点火阶段，炉膛燃烧器中负责点火的燃烧器启动，补热装置启动，SCR脱硝装置温度达标，SCR脱硝装置运行。
全负荷阶段，炉膛燃烧器根据负荷需要启动对应燃烧器，判断在不启动补热装置的情况下，SCR脱硝装置温度是否达标，如果达标补热装置关闭，如果不达标，全部或部分开启补热装置。
低负荷阶段，炉膛燃烧器根据负荷需要启动对应燃烧器，判断在不启动补热装置的情况下，SCR脱硝装置温度是否达标，如果达标补热装置关闭，如果不达标，全部或部分开启补热装置。
在SCR脱硝装置前端设置补热装置，利用补热装置对烟气进行升温，即使在点火或者低负荷阶段也可以锅炉内温度不够高时，也可以保证经过SCR脱硝装置的烟气温度达到SCR脱硝装置要求的温度。保证SCR脱硝装置持续运行，脱离出烟气中含有的氮氧化物。适应的炉型可以是四角切圆锅炉、W型锅炉、对冲锅炉、循环流化床锅炉和炉排炉锅炉等。
所述补热装置的个数是n,其计算公式是：其中n代表安装的补热装置个数，C代表烟气的比热容，v是烟气流量，T是SCR脱硝装置的运行温度，t0是烟道中SCR脱硝装置入口处的烟温，Q是天然气的热值，q是每个补热装置的天然气供应量。
实施例2
一种锅炉全程脱硝的方法，其中发电锅炉包括炉膛、烟道、炉膛燃烧器、SCR脱硝装置、补热装置，所述补热装置安装在烟道中为烟气提供热量且不会产生固体灰尘，补热装置位于SCR脱硝装置的前端。所述补热装置是主动燃烧式燃烧器，燃料为气体。所述炉膛燃烧器分为低位燃烧器、中位燃烧器、高位燃烧器。所述的低位燃烧器、中位燃烧器、高位燃烧器是根据燃烧器所处在炉膛中的位置高低进行的定义。如四角切圆锅炉可以将顶端的一层或两层定义为高位燃烧器，低端的一层或两层定义为低位燃烧器，中间的其他层定义为中位燃烧器。低位燃烧器和高位燃烧器是主动燃烧式燃烧器。适应的炉型可以是四角切圆锅炉和对冲锅炉等。主动燃烧式燃烧器可以是内燃式燃烧器，也可以是外燃式燃烧器，只要其自身具备点火功能能够点火燃烧，不论在燃烧器内还是燃烧器外进行燃烧都可以。
锅炉燃烧包括：点火阶段、全负荷阶段、低负荷阶段。
点火阶段，低位燃烧器启动，补热装置启动，SCR脱硝装置温度达标，SCR脱硝装置运行。
全负荷阶段，根据需要启动低位燃烧器、中位燃烧器、高位燃烧器，判断在不启动补热装置的情况下，SCR脱硝装置温度是否达标，如果达标补热装置关闭，如果不达标，全部或部分开启补热装置。
低负荷阶段，高位燃烧器启动，判断在不启动补热装置的情况下，SCR脱硝装置温度是否达标，如果达标补热装置关闭，如果不达标，全部或部分开启补热装置。
所述补热装置的个数是n,其计算公式是：其中n代表安装的补热装置个数，C代表烟气的比热容，v是烟气流量，T是SCR脱硝装置的运行温度，t0是烟道中SCR脱硝装置入口处的烟温，Q是天然气的热值，q是每个补热装置的天然气供应量。
实施例3
图1所示为实施例3的结构示意图。
一种锅炉全程脱硝的方法，其中发电锅炉包括炉膛3、烟道4、炉膛燃烧器、SCR脱硝装置5、补热装置2，所述补热装置2安装在烟道4中为烟气提供热量且不会产生固体灰尘，补热装置2位于SCR脱硝装置5的前端。所述补热装置2和炉膛3之间烟道中还有过热器6和再热器7。
所述补热装置2是主动燃烧式燃烧器，燃料为气体。所述炉膛燃烧器分为低位燃烧器13、中位燃烧器12、高位燃烧器11。所述的低位燃烧器、中位燃烧器、高位燃烧器是根据燃烧器所处在炉膛中的位置高低进行的定义。低位燃烧器13和高位燃烧器11是主动燃烧式燃烧器。适应的炉型可以是四角切圆锅炉和对冲锅炉等。主动燃烧式燃烧器可以是内燃式燃烧器，也可以是外燃式燃烧器，只要其自身具备点火功能能够点火燃烧，不论在燃烧器内还是燃烧器外进行燃烧都可以。
锅炉燃烧包括：点火阶段、全负荷阶段、低负荷阶段。
点火阶段，低位燃烧器13启动，高位燃烧器11启动，根据SCR脱硝装置5温度是否达标控制补热装置2是否启动，SCR脱硝装置5运行。
全负荷阶段，根据需要启动低位燃烧器13、中位燃烧器12、高位燃烧器11，判断在不启动补热装置2的情况下，SCR脱硝装置5温度是否达标，如果达标补热装置2关闭，如果不达标，全部或部分开启补热装置2。
低负荷阶段，高位燃烧器11启动，若过热器6和再热器7的壁温过高，则将炉膛3内的燃烧中心下移，即减少高位燃烧器11的部分投运量配给低位燃烧器13和/或中位燃烧器12，和/或减少中位燃烧器12的部分投运量配给低位燃烧器13。若过热器6和再热器7的壁温过低，则将炉膛3内的燃烧中心上移，即减少低位燃烧器13的部分投运量配给中位燃烧器12和/或高位燃烧器11，和/或减少中位燃烧器12的部分投运量配给高位燃烧器11。若过热器6和再热器7的壁温合适，判断在不启动补热装置2的情况下，SCR脱硝装置5温度是否达标，如果达标补热装置2关闭，如果不达标，全部或部分开启补热装置2。
所述补热装置2的个数是n,其计算公式是：其中n代表安装的补热装置2个数，C代表烟气的比热容，v是烟气流量，T是SCR脱硝装置5的运行温度，t0是烟道中SCR脱硝装置5入口处的烟温，Q是天然气的热值，q是每个补热装置2的天然气供应量。
任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种锅炉全程脱硝的方法，其特征在于：适用于包括炉膛(3)、烟道(4)、炉膛燃烧器、SCR脱硝装置(5)和补热装置(2)的发电锅炉，所述补热装置(2)安装在烟道(4)中为烟气提供热量且不会产生固体灰尘，补热装置(2)位于SCR脱硝装置(5)的前端；其锅炉全程脱硝包括：点火阶段、全负荷阶段、低负荷阶段；
点火阶段，炉膛燃烧器中负责点火的燃烧器启动，根据SCR脱硝装置(5)温度是否达标控制补热装置(2)是否启动，SCR脱硝装置(5)运行；
全负荷阶段，炉膛燃烧器根据负荷需要启动对应燃烧器，根据SCR脱硝装置(5)温度是否达标控制补热装置(2)是否启动，SCR脱硝装置(5)运行；
低负荷阶段，炉膛燃烧器根据负荷需要启动对应燃烧器，根据SCR脱硝装置(5)温度是否达标控制补热装置(2)是否启动，SCR脱硝装置(5)运行。
2.根据权利要求1所述锅炉全程脱硝的方法，其特征在于：所述补热装置(2)是主动燃烧式燃烧器，燃料为气体。
3.根据权利要求1所述锅炉全程脱硝的方法，其特征在于：所述炉膛燃烧器分为低位燃烧器(13)、中位燃烧器(12)、高位燃烧器(11)。
4.根据权利要求3所述锅炉全程脱硝的方法，其特征在于：所述点火阶段低位燃烧器(13)启动，低位燃烧器(13)是主动燃烧式燃烧器。
5.根据权利要求3所述锅炉全程脱硝的方法，其特征在于：所述点火阶段低位燃烧器(13)启动，高位燃烧器(11)启动，根据SCR脱硝装置(5)温度是否达标控制补热装置(2)是否启动，SCR脱硝装置(5)运行。
6.根据权利要求3所述锅炉全程脱硝的方法，其特征在于：所述低负荷阶段高位燃烧器(11)启动，高位燃烧器(11)是主动燃烧式燃烧器。
7.根据权利要求3所述锅炉全程脱硝的方法，其特征在于：所述补热装置(2)和炉膛(3)之间的烟道中还有过热器(6)和再热器(7)。
8.根据权利要求7所述锅炉全程脱硝的方法，其特征在于：所述低负荷阶段，若过热器(6)和再热器(7)的壁温过高，则将炉膛(3)内的燃烧中心下移，
即减少高位燃烧器(11)的部分投运量，同时增加低位燃烧器(13)和/或中位燃烧器(12)的投运量；
和/或减少中位燃烧器(12)的部分投运量，同时增加低位燃烧器(13)的投运量。
9.根据权利要求7所述锅炉全程脱硝的方法，其特征在于：所述低负荷阶段，若过热器(6)和再热器(7)的壁温过低，则将炉膛(3)内的燃烧中心上移，
即减少低位燃烧器(13)的部分投运量，同时增加中位燃烧器(12)和/或高位燃烧器(11)的投运量；
和/或减少中位燃烧器(12)的部分投运量，同时增加高位燃烧器(11)的投运量。
10.根据权利要求7所述锅炉全程脱硝的方法，其特征在于：所述补热装置(2)的个数是n,其计算公式是：其中n代表安装的补热装置(2)个数，C代表烟气的比热容，v是烟气流量，T是SCR脱硝装置(5)的运行温度，t0是烟道中SCR脱硝装置(5)入口处的烟温，Q是天然气的热值，q是每个补热装置(2)的天然气供应量。
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| CN111076205A (zh) * | 2019-11-19 | 2020-04-28 | 华电电力科学研究院有限公司 | 实现燃煤火电机组脱硝系统全时段投运的烟道补燃系统及方法 |
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