CN109603493A - 一种cfb锅炉高效sncr脱硝系统 - Google Patents
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Abstract
一种CFB锅炉高效SNCR脱硝系统，属于CFB锅炉污染物控制技术领域。包括CFB锅炉炉膛、分离器、炉膛喷枪、分离器喷枪等；所述CFB锅炉炉膛与分离器的入口相连；炉膛测温仪通过辅助套管与炉膛连接；所述分离器喷枪通过辅助套管与分离器的入口烟道侧壁相连接；还原剂储罐、稀释水储罐、压缩空气储罐的出口分别通过输送管路与计量混合分配系统的入口相连接，计量混合分配系统的出口通过还原剂管路、压缩空气管路分别与炉膛喷枪和分离器喷枪的还原剂接口与压缩空气接口相连，分离器测温仪与分离器入口烟道侧壁通过辅助套管相连接，炉膛测温仪、分离器测温仪通过电缆与控制单元中的数据采集模块相连接。本发明具有高效性、经济性、稳定性等优点。
Description
技术领域
本发明属于循环流化床(CFB)锅炉污染物控制技术领域，具体涉及一种CFB锅炉高效SNCR脱硝系统。
背景技术
循环流化床(CFB)锅炉具有污染物排放控制成本低、燃料适应性广的优点，近三十年来在我国范围内得到快速发展。但是，受煤质变动、运行控制不佳和设备不稳定等因素影响，CFB锅炉的环保特性未能充分发挥。新环保标准(NOx浓度<50mg/Nm3，@6％O2)的出台对CFB锅炉的燃烧产物排放提出了更高要求，我国现有部分CFB锅炉机组NOx排放浓度不能满足最新环保标准的要求。
目前，电力行业惯用烟气脱硝工艺方法主要是选择性催化还原法(SCR)、选择性非催化还原法(SNCR)，CFB锅炉脱硝主要采用SNCR。大多CFB锅炉SNCR脱硝系统仅布置于分离器入口烟道，实际运行中存在以下问题：
(1)喷枪雾化效果不稳定，导致分离器入口烟道底部积灰严重，下层1～2支喷枪无法正常投运，加之单侧布置，导致分离器入口烟道还原剂覆盖率严重不足，烟气与还原剂的混合效果变差，无法实现SNCR脱硝系统的高效运行。
(2)锅炉负荷降低至50％ERC以下时，多数CFB锅炉分离器入口烟气温度低于800℃，滑出SNCR最佳温度窗口，现有SNCR系统脱硝效率低，无法实现超低排放。
因此，迫切需要解决分离器下层喷枪无法投运，低负荷现有SNCR系统脱硝效率低，无法实现超低排放的问题。
发明内容
本发明的目的是为解决目前CFB锅炉SNCR脱硝系统存在的分离器入口烟道底部积灰严重，下层喷枪无法投用，低负荷分离器温度滑出SNCR脱硝最佳温度窗口，脱硝效率低的问题，提供一种CFB锅炉高效SNCR脱硝系统。
为解决上述问题，本发明所采取的技术方案为：
一种CFB锅炉SNCR脱硝系统的喷枪布置结构，包括CFB锅炉炉膛、分离器、炉膛喷枪、分离器喷枪、计量混合分配系统、还原剂储罐、稀释水储罐、压缩空气储罐、炉膛测温仪、分离器测温仪及控制单元；所述CFB锅炉炉膛与分离器的入口相连，在CFB锅炉炉膛的前后墙横向水平布置一组炉膛喷枪，且炉膛与炉膛喷枪通过辅助套管连接；炉膛测温仪通过辅助套管与炉膛连接，且炉膛测温仪位于炉膛喷枪下方的水平截面上与每一个分离器入口烟道的垂直截面处；所述分离器喷枪通过辅助套管与分离器的入口烟道侧壁相连接；还原剂储罐、稀释水储罐、压缩空气储罐的出口分别通过输送管路与计量混合分配系统的入口相连接，计量混合分配系统的出口通过还原剂管路、压缩空气管路分别与炉膛喷枪和分离器喷枪的还原剂接口与压缩空气接口相连，分离器测温仪与分离器入口烟道侧壁通过辅助套管相连接，炉膛测温仪、分离器测温仪通过电缆与控制单元中的数据采集模块相连接，烟气量、机组负荷、总排口NOx排放值通过通讯方式与控制单元中的数据采集模块相连接，计量混合分配系统中调阀、流量计电信号与控制单元中的数据采集模块通过电缆相连接，计量混合分配系统中的调阀指令电信号与控制单元中的数据模块通过电缆相连接。
所述炉膛测温仪分为两组，位于炉膛喷枪下方1～1.5m的水平截面上与每一个分离器入口烟道的垂直截面处。
所述分离器测温仪与分离器入口垂直平面，平行于后墙，距离为1～2m，内外侧各布置2～3支。
所述分离器喷枪布置方式为垂直方向内外侧交错布置，内外侧各有1～2支，布置于距离分离器入口烟道底部3m以下的空间内，其余分离器喷枪布置于距分离器入口烟道底部3m以上的空间内，由下往上第一支分离器喷枪喷射点距离分离器旋风筒中心线的距离与旋风筒半径之差小于1m，第二支小于2m，以净空间计，由下往上第一支分离器喷枪喷射点距离分离器底部大于1.2m，同一侧分离器喷枪垂直方向间距0.8～1.5m。
所述炉膛喷枪布置于屏式过热器下方1.5～3m水平截面内，沿炉膛宽度方向布置，间距1.2～2m。
通过本发明分离器及炉膛喷枪布置结构的改变，分区域分组喷入烟气中，对应不同负荷、不同区域的喷枪投运情况，独立调节不同区域内还原剂喷入浓度，控制还原剂总耗量，满足超低排放的同时，实现还原剂耗量最省。与现有CFB锅炉SNCR分离器仅仅依靠外侧喷枪喷射技术相比增加了炉内喷射，相当于增加了反应区域，保证了高的脱硝效率。与现有分离器单侧喷枪垂直布置相比，下层喷枪更靠近分离器筒，解决了下层喷枪投运后积灰甚至板结等现象，增大了覆盖面，保证了烟气与还原剂的充分混合。同时，上层喷枪依然采取垂直同平面布置，且靠近炉膛位置，进一步保证了烟气与还原剂的充分混合，增加了停留时间，减小还原剂在分离器内短路现象的发生，提高还原剂利用率，有效控制了氨逃逸。因此，本发明具有高效性、经济性、稳定性的良好效果。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明中分离器内侧喷枪布置轴侧示意图。
图3是本发明中分离器外侧喷枪布置轴侧示意图。
图4是本发明中分离器喷枪布置的三视图。
具体实施方式
如图1所示：一种CFB锅炉SNCR脱硝系统的喷枪布置结构，包括CFB锅炉炉膛1、分离器2、炉膛喷枪3、分离器喷枪4、计量混合分配系统5、还原剂储罐6、稀释水储罐7、压缩空气储罐8、炉膛测温仪9、分离器测温仪10及控制单元11；所述CFB锅炉炉膛1与分离器2的入口相连，在CFB锅炉炉膛1的前后墙横向水平布置一组炉膛喷枪3，且炉膛1与炉膛喷枪3通过辅助套管连接；炉膛测温仪9通过辅助套管与炉膛1连接，且炉膛测温仪9位于炉膛喷枪3下方的水平截面上与每一个分离器入口烟道的垂直截面处；所述分离器喷枪4通过辅助套管与分离器2的入口烟道侧壁相连接；还原剂储罐6、稀释水储罐7、压缩空气储罐8的出口分别通过输送管路与计量混合分配系统5的入口相连接，计量混合分配系统5的出口通过还原剂管路、压缩空气管路分别与炉膛喷枪3和分离器喷枪4的还原剂接口与压缩空气接口相连，分离器测温仪10与分离器2入口烟道侧壁通过辅助套管相连接，炉膛测温仪9、分离器测温仪10通过电缆与控制单元11中的数据采集模块相连接，烟气量、机组负荷、总排口NOx排放值通过通讯方式与控制单元11中的数据采集模块相连接，计量混合分配系统5中调阀、流量计电信号与控制单元11中的数据采集模块通过电缆相连接，计量混合分配系统5中的调阀指令电信号与控制单元11中的数据模块通过电缆相连接。
所述炉膛测温仪9分为两组，位于炉膛喷枪3下方1～1.5m的水平截面上与每一个分离器入口烟道的垂直截面处。
所述分离器测温仪10与分离器入口垂直平面，平行于后墙，距离为1～2m，内外侧各布置2～3支。
所述分离器喷枪4布置方式为垂直方向内外侧交错布置，内外侧各有1～2支，布置于距离分离器入口烟道底部3m以下的空间内，其余分离器喷枪布置于距分离器入口烟道底部3m以上的空间内，由下往上第一支分离器喷枪喷射点距离分离器旋风筒中心线的距离与旋风筒半径之差小于1m，第二支小于2m，以净空间计，由下往上第一支分离器喷枪喷射点距离分离器底部大于1.2m，同一侧分离器喷枪垂直方向间距0.8～1.5m。
所述炉膛喷枪3布置于屏式过热器下方1.5～3m水平截面内，沿炉膛宽度方向布置，间距1.2～2m。
如图2、图3所示分离器入口内外侧两个面布置两组分离器喷枪。距离分离器入口烟道内表面底部3m以上的空间，分离器喷枪布置于同一垂直截面，截面平行于炉膛后墙且距离后墙1.5-3m，距离分离器入口烟道内表面底部3m以下的空间内分离器喷枪布置在尽量靠近分离器内筒位置，由下往上第一支分离器喷枪喷射点距离内筒最近距离小于1m，第二支小于2m见图4中的俯视图，垂直方向距离分离器内表面底部最下面一支大于1.2m，同一侧分离器喷枪垂直方向间距0.8-1.5m见图4中的正视图。所述分离器喷枪布置方式为垂直方向两侧交错布置，内外侧各有1-2支喷枪布置于接近分离器筒的位置，其分离器余喷枪尽量布置于远离分离器筒或者靠近炉膛的位置。以上布置方式可以解决目前CFB锅炉分离器SNCR脱硝中存在的底部喷枪无法投运的问题，同时保障还原剂充分覆盖分离器入口烟道整个截面，实现还原剂与烟气的充分混合，保障分离器区域SNCR脱硝效率。
本发明采用上述方案，炉膛区域依据前后墙沿宽度方向布置两组喷枪，两组喷枪处于同一水平截面。通过以上布置，当分离器入口烟气温度降低至800℃以下时，投运炉膛喷枪。
将所述CFB锅炉脱硝区域分为分离器及炉膛两个区域，在分离器入口烟道内外侧垂直方向交错布置两组喷枪，垂直间距1m见图4中的正视图，外侧整体偏下，最下一支距离底部1.2－1.5m见图2，内侧最下一支距离底部1.7－2m见图2-内侧轴侧图，内侧最下一支水平距离分离器内筒1.2m见图4中的俯视图，外侧最下层一支喷枪布置于靠近分离器筒侧，距离分离器筒内最近距离1m见图4中的俯视图，第二支喷枪布置于水平面距离分离器内筒最近距离2m见图4中的俯视图。分离器布置其余喷枪布置于同一垂直平面内，平面平行于炉膛后墙，距离后墙2－3m。炉膛喷枪布置于屏式过热器下方1.5-3m位置，沿炉膛宽度方向布置，间距1.2-2m。分离器测温仪安装与分离器入口垂直平面，平行于后墙，距离1-2m，内外侧各布置2－3支。炉膛测温仪安装在喷枪安装平面下方1－2m的平面内，前后墙不等间距分别布置5支。所述两个脱硝区域喷枪投运情况通过控制系统11来实现，根据炉膛测温仪9、分离器测温仪10实时监测值，结合机组负荷、烟气量，通过计量混合分配单元5调节，最终实现对炉膛喷枪3、分离器喷枪4投运的控制，包括单支喷枪投、退，还原剂总量、浓度，雾化空气压力等参数。
Claims (5)
1.一种CFB锅炉SNCR脱硝系统，其特征是：包括CFB锅炉炉膛(1)、分离器(2)、炉膛喷枪(3)、分离器喷枪(4)、计量混合分配系统(5)、还原剂储罐(6)、稀释水储罐(7)、压缩空气储罐(8)、炉膛测温仪(9)、分离器测温仪(10)及控制单元(11)；所述CFB锅炉炉膛(1)与分离器(2)的入口相连，在CFB锅炉炉膛(1)的前后墙横向水平布置一组炉膛喷枪(3)，且炉膛(1)与炉膛喷枪(3)通过辅助套管连接；炉膛测温仪(9)通过辅助套管与炉膛(1)连接，且炉膛测温仪(9)位于炉膛喷枪(3)下方的水平截面上与每一个分离器入口烟道的垂直截面处；所述分离器喷枪(4)通过辅助套管与分离器(2)的入口烟道侧壁相连接；还原剂储罐(6)、稀释水储罐(7)、压缩空气储罐(8)的出口分别通过输送管路与计量混合分配系统(5)的入口相连接，计量混合分配系统(5)的出口通过还原剂管路、压缩空气管路分别与炉膛喷枪(3)和分离器喷枪(4)的还原剂接口与压缩空气接口相连，分离器测温仪(10)与分离器(2)入口烟道侧壁通过辅助套管相连接，炉膛测温仪(9)、分离器测温仪(10)通过电缆与控制单元(11)中的数据采集模块相连接，烟气量、机组负荷、总排口NOx排放值通过通讯方式与控制单元(11)中的数据采集模块相连接，计量混合分配系统(5)中调阀、流量计电信号与控制单元(11)中的数据采集模块通过电缆相连接，计量混合分配系统(5)中的调阀指令电信号与控制单元(11)中的数据模块通过电缆相连接。
2.根据权利要求1所述的一种CFB锅炉SNCR脱硝系统，其特征是：所述炉膛测温仪(9)分为两组，位于炉膛喷枪(3)下方1～1.5m的水平截面上与每一个分离器入口烟道的垂直截面处。
3.根据权利要求1所述的一种CFB锅炉SNCR脱硝系统，其特征是：所述分离器测温仪(10)与分离器入口垂直平面，平行于后墙，距离为1～2m，内外侧各布置2～3支。
4.根据权利要求1所述的一种CFB锅炉SNCR脱硝系统，其特征是：所述分离器喷枪(4)布置方式为垂直方向内外侧交错布置，内外侧各有1～2支，布置于距离分离器入口烟道底部3m以下的空间内，其余分离器喷枪布置于距分离器入口烟道底部3m以上的空间内，由下往上第一支分离器喷枪喷射点距离分离器旋风筒中心线的距离与旋风筒半径之差小于1m，第二支小于2m，以净空间计，由下往上第一支分离器喷枪喷射点距离分离器底部大于1.2m，同一侧分离器喷枪垂直方向间距0.8～1.5m。
5.根据权利要求1所述的一种CFB锅炉SNCR脱硝系统，其特征是：所述炉膛喷枪(3)布置于屏式过热器下方1.5～3m水平截面内，沿炉膛宽度方向布置，间距1.2～2m。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20190412 |