CN109999661A - 一种燃气轮机余热锅炉脱硝系统及其工作过程 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种燃气轮机余热锅炉脱硝系统及其工作过程，属于锅炉脱硝技术领域。本发明解决现有燃气轮机外排烟气无法实现稳定超低排放的技术问题。本发明的技术方案是：一种燃气轮机余热锅炉脱硝系统，其中：包括压缩空气储罐、尿素溶液储罐、尿素溶液输送泵、调节计量单元、尿素热解炉、喷射单元、冷风调节阀、热烟气调节阀、风机、余热锅炉、喷氨格栅、催化剂单元。本发明具有综合利用率高、工作效率高、能保证燃气轮机外排烟气实现稳定超低排放等优点。

Description

一种燃气轮机余热锅炉脱硝系统及其工作过程
技术领域
本发明属于锅炉脱硝技术领域，特别是涉及一种燃气轮机余热锅炉脱硝系统及其工作过程。
背景技术
目前，电厂锅炉主要通过热解法或水解法得到氨空混合气，热量源大部分采用蒸汽、高温空气或者烟气。但是，由于锅炉烟气温度较高，易对风机等产生破坏，使得无法实现稳定超低排放。
发明内容
本发明的目的：解决现有燃气轮机外排烟气无法实现稳定超低排放的技术问题，本发明提供一种燃气轮机余热锅炉脱硝系统及其工作过程。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种燃气轮机余热锅炉脱硝系统，其中：包括压缩空气储罐、尿素溶液储罐、尿素溶液输送泵、调节计量单元、尿素热解炉、喷射单元、冷风调节阀、热烟气调节阀、风机、余热锅炉、喷氨格栅、催化剂单元；
所述喷氨格栅和催化剂单元沿烟气流动方向依次设在余热锅炉内；所述催化剂单元所设置的余热锅炉位置处的烟气温度为250-350℃；所述余热锅炉扩口侧壁上设有热烟气引出口，所述余热锅炉侧壁与喷氨格栅连接位置处设有喷氨格栅进口；
所述喷射单元水平装在尿素热解炉上部一侧，所述喷射单元一端设有喷射口，所述喷射单元另一端设有喷射单元压缩空气进口和喷射单元尿素溶液进口，喷射单元的喷射口一端伸入尿素热解炉炉腔内；
所述压缩空气储罐出口与调节计量单元压缩空气进口连接；所述尿素溶液储罐出口与尿素溶液输送泵进口连接，所述尿素溶液输送泵出口分别与调节计量单元尿素溶液进口和尿素溶液储罐尿素溶液循环进口连接；所述调节计量单元压缩空气出口与喷射单元压缩空气进口连接，调节计量单元尿素溶液出口与喷射单元尿素溶液进口连接；所述尿素热解炉烟气进口分别与冷风调节阀出口及热烟气调节阀出口连接，所述热烟气调节阀进口与锅炉热烟气引出口连接，所述冷风调节阀进口与外界大气连通，所述尿素热解炉烟气出口与风机入口相连接，风机出口与喷氨格栅进口相连接。
进一步，所述尿素热解炉排出的氨气浓度低于5％；所述尿素溶液储罐中的尿素溶液的质量浓度为35～50％。
进一步，所述喷射单元包括1～6支双流体喷枪。
进一步，所述调节计量单元包括尿素溶液调节阀、尿素溶液流量计、压缩空气调节阀及空气流量计，所述尿素溶液流量计为电磁流量计、超声波流量计或者转子流量计，所述空气流量计为转子流量计。
进一步，所述催化剂单元的催化剂采用板式或蜂窝式。
一种燃气轮机余热锅炉脱硝系统的工作过程，包括以下步骤：
1)压缩空气自压缩空气储罐进入调节计量单元进行计量降压后进入喷射单元，尿素溶液由尿素溶液储罐流出经过尿素溶液输送泵进入调节计量单元，通过调节计量后进入喷射单元；
2)打开冷风调节阀，启动风机，冷风通过热解炉烟气进口进入热解炉，之后慢慢开启热烟气调节阀，同时，慢慢关闭冷风调节阀，当风机入口烟气温度达到300℃时，启动喷射单元，继续减小冷风调节阀开度，加大热风调节阀的开度，使得风机入口烟气温度稳定在350℃以下，最终在正常运行工况下关闭冷风调节阀，通过调节热烟气调节阀和尿素溶液的量实现对风机入口烟气温度的控制；
3)尿素热解炉排出的氨气流经风机后由喷氨格栅进口进入喷氨格栅进行还原剂均匀分布，然后到达催化剂单元进行脱硝反应。
本发明尿素制氨采用热解法，热源引自高温烟气，与水解法相比，不消耗蒸汽，热解速率快，能够很好的响应锅炉负荷变化引起的还原剂耗量需求的变化；冷风调节阀和热烟气调节阀的设置，可有效控制风机工作温度，降低能耗，延长其使用寿命；尿素溶液输送至调节计量单元之前设置循环管路，并且采用大流量循环，保证尿素溶液输送泵在宽流量范围内能够正常工作，同时防止尿素因环境温度降低而结晶。
本发明具有综合利用率高、工作效率高、能保证燃气轮机外排烟气实现稳定超低排放等优点。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细描述。
如图1所示，一种燃气轮机余热锅炉脱硝系统，其中：包括压缩空气储罐1、尿素溶液储罐2、尿素溶液输送泵3、调节计量单元4、尿素热解炉8、喷射单元7、冷风调节阀5、热烟气调节阀6、风机12、余热锅炉9、喷氨格栅10、催化剂单元11；
所述喷氨格栅10和催化剂单元11沿烟气流动方向依次设在余热锅炉9内；所述催化剂单元11所设置的余热锅炉位置处的烟气温度为250-350℃；所述余热锅炉9扩口侧壁上设有热烟气引出口，所述余热锅炉9侧壁与喷氨格栅10连接位置处设有喷氨格栅10进口；
所述喷射单元7水平装在尿素热解炉8上部一侧，所述喷射单元7一端设有喷射口，所述喷射单元7另一端设有喷射单元压缩空气进口和喷射单元尿素溶液进口，喷射单元7的喷射口一端伸入尿素热解炉8炉腔内；
所述压缩空气储罐1出口与调节计量单元4压缩空气进口连接；所述尿素溶液储罐2出口与尿素溶液输送泵3进口连接，所述尿素溶液输送泵3出口分别与调节计量单元4尿素溶液进口和尿素溶液储罐2尿素溶液循环进口连接；所述调节计量单元4压缩空气出口与喷射单元压缩空气进口连接，调节计量单元4尿素溶液出口与喷射单元尿素溶液进口连接；所述尿素热解炉8烟气进口分别与冷风调节阀5出口及热烟气调节阀6出口连接，所述热烟气调节阀6进口与锅炉热烟气引出口连接，所述冷风调节阀5进口与外界大气连通，所述尿素热解炉8烟气出口与风机12入口相连接，风机12出口与喷氨格栅10进口相连接。
进一步，所述尿素热解炉8排出的氨气浓度低于5％；所述尿素溶液储罐2 中的尿素溶液的质量浓度为35～50％。
进一步，所述喷射单元7包括1～6支双流体喷枪。
进一步，所述调节计量单元4包括尿素溶液调节阀、尿素溶液流量计、压缩空气调节阀及空气流量计，所述尿素溶液流量计为电磁流量计、超声波流量计或者转子流量计，所述空气流量计为转子流量计。
进一步，所述催化剂单元11的催化剂采用板式或蜂窝式分布。
一种燃气轮机余热锅炉脱硝系统的工作过程，包括以下步骤：
1)压缩空气自压缩空气储罐1进入调节计量单元4进行计量降压后进入喷射单元7，尿素溶液由尿素溶液储罐2流出经过尿素溶液输送泵3进入调节计量单元4，通过调节计量后进入喷射单元7；
2)打开冷风调节阀5，启动风机12，冷风通过热解炉烟气进口进入热解炉，之后慢慢开启热烟气调节阀6，同时，慢慢关闭冷风调节阀5，当风机12入口烟气温度达到300℃时，启动喷射单元7，继续减小冷风调节阀5开度，加大热风调节阀的开度，使得风机12入口烟气温度稳定在350℃以下，最终在正常运行工况下关闭冷风调节阀5，通过调节热烟气调节阀6和尿素溶液的量实现对风机12入口烟气温度的控制；
3)尿素热解炉8排出的氨气流经风机12后由喷氨格栅10进口进入喷氨格栅10进行还原剂均匀分布，然后到达催化剂单元11进行脱硝反应。
本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于前述的细节，而应在权利要求所限定的范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的变化和改型都应为权利要求所涵盖。

Claims (6)

1.一种燃气轮机余热锅炉脱硝系统，其特征在于：包括压缩空气储罐(1)、尿素溶液储罐(2)、尿素溶液输送泵(3)、调节计量单元(4)、尿素热解炉(8)、喷射单元(7)、冷风调节阀(5)、热烟气调节阀(6)、风机(12)、余热锅炉(9)、喷氨格栅(10)、催化剂单元(11)；
所述喷氨格栅(10)和催化剂单元(11)沿烟气流动方向依次设在余热锅炉(9)内；所述催化剂单元(11)所设置的余热锅炉位置处的烟气温度为250-350℃；所述余热锅炉(9)扩口侧壁上设有热烟气引出口，所述余热锅炉(9)侧壁与喷氨格栅(10)连接位置处设有喷氨格栅(10)进口；
所述喷射单元(7)水平装在尿素热解炉(8)上部一侧，所述喷射单元(7)一端设有喷射口，所述喷射单元(7)另一端设有喷射单元压缩空气进口和喷射单元尿素溶液进口，喷射单元(7)的喷射口一端伸入尿素热解炉(8)炉腔内；
所述压缩空气储罐(1)出口与调节计量单元(4)压缩空气进口连接；所述尿素溶液储罐(2)出口与尿素溶液输送泵(3)进口连接，所述尿素溶液输送泵(3)出口分别与调节计量单元(4)尿素溶液进口和尿素溶液储罐(2)尿素溶液循环进口连接；所述调节计量单元(4)压缩空气出口与喷射单元压缩空气进口连接，调节计量单元(4)尿素溶液出口与喷射单元尿素溶液进口连接；所述尿素热解炉(8)烟气进口分别与冷风调节阀(5)出口及热烟气调节阀(6)出口连接，所述热烟气调节阀(6)进口与锅炉热烟气引出口连接，所述冷风调节阀(5)进口与外界大气连通，所述尿素热解炉(8)烟气出口与风机(12)入口相连接，风机(12)出口与喷氨格栅(10)进口相连接。
2.根据权利要求1所述的一种燃气轮机余热锅炉脱硝系统，其特征在于：所述尿素热解炉(8)排出的氨气浓度低于5％；所述尿素溶液储罐(2)中的尿素溶液的质量浓度为35～50％。
3.根据权利要求1所述的一种燃气轮机余热锅炉脱硝系统，其特征在于：所述喷射单元(7)包括1～6支双流体喷枪。
4.根据权利要求1所述的一种燃气轮机余热锅炉脱硝系统，其特征在于：所述调节计量单元(4)包括尿素溶液调节阀、尿素溶液流量计、压缩空气调节阀及空气流量计，所述尿素溶液流量计为电磁流量计、超声波流量计或者转子流量计，所述空气流量计为转子流量计。
5.根据权利要求1所述的一种燃气轮机余热锅炉脱硝系统，其特征在于：所述催化剂单元(11)的催化剂采用板式或蜂窝式。
6.一种根据权利要求1所述的燃气轮机余热锅炉脱硝系统的工作过程，其特征在于：包括以下步骤：
1)压缩空气自压缩空气储罐(1)进入调节计量单元(4)进行计量降压后进入喷射单元(7)，尿素溶液由尿素溶液储罐(2)流出经过尿素溶液输送泵(3)进入调节计量单元(4)，通过调节计量后进入喷射单元(7)；
2)打开冷风调节阀(5)，启动风机(12)，冷风通过热解炉烟气进口进入热解炉，之后慢慢开启热烟气调节阀(6)，同时，慢慢关闭冷风调节阀(5)，当风机(12)入口烟气温度达到300℃时，启动喷射单元(7)，继续减小冷风调节阀(5)开度，加大热风调节阀的开度，使得风机(12)入口烟气温度稳定在350℃以下，最终在正常运行工况下关闭冷风调节阀(5)，通过调节热烟气调节阀(6)和尿素溶液的量实现对风机(12)入口烟气温度的控制；
3)尿素热解炉(8)排出的氨气流经风机(12)后由喷氨格栅(10)进口进入喷氨格栅(10)进行还原剂均匀分布，然后到达催化剂单元(11)进行脱硝反应。
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