CN110145732A - 大型煤粉锅炉超低负荷省煤器切换旁路系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种大型煤粉锅炉超低负荷省煤器切换旁路系统。主要解决了空气预热器冷端与尾部烟道的低温腐蚀风险问题。首先打开旁路管道阀门，之后关闭给水管阀门与下降管阀门，打开疏水阀门，省煤器内剩余的锅炉给水通过省煤器疏水管被引入至锅炉疏水系统回收利用，锅炉给水通过旁路管道进入下降管，锅炉给水不经过省煤器吸收烟气热量，进而可以提高省煤器出口烟温60℃～80℃，本系统联接方式较为简便，仅需新增设一定的管路设备，节省了设备投资，并且增强了在超低负荷脱硝装置SCR的可用性，锅炉最低负荷可在15％BMCR满足脱硝装置SCR的最低投运烟温条件。

Description

大型煤粉锅炉超低负荷省煤器切换旁路系统

技术领域

本发明涉及一种大型煤粉锅炉超低负荷省煤器切换旁路系统，应用于大型火电机组的煤粉锅炉，属于大型锅炉技术领域。

背景技术

环境保护方面的考虑，锅炉尾部脱硝装置SCR需要在机组带负荷运行时投用，脱硝装置SCR催化剂的许用投运温度范围一般在300℃~410℃。当锅炉运行负荷降低，锅炉尾部脱硝装置SCR烟温（省煤器出口烟温）随之降低，当锅炉负荷低于35%BMCR，通常会出现锅炉尾部脱硝装置SCR烟温低于其最低许用投运温度300℃的风险。

为了应对大型煤粉锅炉在超低负荷的脱硝装置SCR的投用问题，现已有多种技术方案，比如：分级省煤器、锅炉尾部烟气旁路、零号高加、省煤器旁路等，并且，很多技术方案已有项目实施应用。以上方案对提高锅炉在低负荷时的脱硝装置SCR烟温的效果不尽不同，较好的方案可以提高脱硝装置SCR烟温50℃~60℃，锅炉负荷最低可在20%BMCR保持SCR烟温达到其最低投运温度300℃。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，进而提供一种大型煤粉锅炉超低负荷省煤器切换旁路系统，提高大型煤粉锅炉超低负荷SCR烟温，最低可以在15%BMCR负荷保持SCR烟温达到其最低投运温度300℃；负荷适用范围在15~35%BMCR，提高排烟温度以降低空气预热器冷端与尾部烟道的低温腐蚀风险。。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种大型煤粉锅炉超低负荷省煤器切换旁路系统，包括锅炉本体、省煤器、脱硝装置SCR、空气预热器、锅炉给水管， 所述的锅炉本体上安装的省煤器烟气出口经过脱硝装置SCR连通空气预热器烟气入口，空气预热器的加热空气出口连通至锅炉本体内部，所述的省煤器受热面进水口连通的用于锅炉给水的锅炉给水管，锅炉给水管上安装有给水管阀门，省煤器受热面出水口通过下降管连通锅炉水冷壁下集箱，下降管上安装有下降管阀门；所述的锅炉给水管与下降管之间设置旁路管道，旁路管道与省煤器形成并联布置，在旁路管道设置安装旁路管道阀门，且所述的旁路管道一端连通在给水管阀门进水端一侧的锅炉给水管管路上，旁路管道另一端连通在下降管阀门出水端一侧的下降管管路上；所述的锅炉给水管上在给水管阀门出水端的管路上设置有省煤器疏水管，并在省煤器疏水管上设置安装疏水阀门。

本发明的有益效果是：通过采用本发明的技术方案，1、该技术的负荷适用范围较广，满足煤粉锅炉在超低负荷15%~35%BMCR工况下的脱硝装置SCR投运烟温条件，保证锅炉全负荷环保脱硝设备投运要求。

2、本系统联接方式较为简便，仅需新增设一定的管路设备，节省了设备投资，并且扩大了在超低负荷脱硝装置SCR的可用负荷范围。

3、在超低负荷条件，提高了脱硝装置SCR烟温，进而使空气预热器的入口烟温提高，最终经过空气预热器加热的一次风与二次风烟温提高，增强了一次风的煤粉干燥能力，且二次风温升高也增强了超低负荷燃烧系统的稳燃能力。

4、由于在超低负荷条件，省煤器不吸收烟气热量，提高锅炉排烟温度以降低空气预热器冷端与尾部烟道的低温腐蚀风险。

5、在超低负荷条件使用省煤器切换旁路，同时经计算可以提高超低负荷锅炉蒸汽温度10℃~15℃。锅炉在超低负荷运行时，锅炉蒸汽温度通常会低于设计温度，且运行负荷越低，汽温下降幅度越大。

附图说明

图1为 煤粉锅炉布置结构结构示意图。

图2为本发明旁路系统管路布置形式示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本发明的保护范围不限于下述实施例。

如图1和图2所示，本实施例所涉及的一种大型煤粉锅炉超低负荷省煤器切换旁路系统，包括锅炉本体1、省煤器2、脱硝装置SCR3、空气预热器4、锅炉给水管5， 所述的锅炉本体1上安装的省煤器2烟气出口经过脱硝装置SCR3连通空气预热器4烟气入口，空气预热器4的加热空气出口连通至锅炉本体1内部，所述的省煤器2受热面进水口连通的用于锅炉给水的锅炉给水管5，锅炉给水管5上安装有给水管阀门8，省煤器2受热面出水口通过下降管6连通锅炉水冷壁下集箱7，下降管6上安装有下降管阀门9；所述的锅炉给水管5与下降管6之间设置旁路管道10，旁路管道10与省煤器2形成并联布置，在旁路管道10设置安装旁路管道阀门11，且所述的旁路管道10一端连通在给水管阀门8进水端一侧的锅炉给水管5管路上，旁路管道10另一端连通在下降管阀门9出水端一侧的下降管6管路上；所述的锅炉给水管5上在给水管阀门8出水端的管路上设置有省煤器疏水管12，并在省煤器疏水管12上设置安装疏水阀门13。

煤粉锅炉原始布置结构如图1所示，

燃煤在煤粉锅炉本体1的炉膛内燃烧，燃烧产物高温热烟气携带燃烧热量沿炉内流程分别经过炉膛与过/再热蒸汽、省煤器2等受热面，热烟气的热量被各受热面吸收，炉膛内的热烟气经过冷却后，在省煤器后依次通过脱硝装置SCR3与空气预热器4。

省煤器2作为锅炉尾部的一个受热面，吸收锅炉烟气热量并加热锅炉给水，锅炉给水由锅炉给水管5引入省煤器2，锅炉给水在省煤器2内吸热后，由下降管6引入至水冷壁下集箱7，进而进入锅炉炉膛水冷壁。

锅炉尾部的脱硝装置SCR的作用是脱除烟气中含有的大气污染物NOx，其需要在机组带负荷运行时投用，SCR催化剂的许用温度范围一般在300℃~410℃。当锅炉运行负荷降低，锅炉尾部脱硝装置SCR3的烟温省煤器出口烟温随之降低，当锅炉负荷低于35%BMCR时，通常会出现锅炉尾部SCR烟温低于其最低投运温度300℃的风险。

当锅炉负荷高于35%BMCR时，省煤器出口烟温可以满足脱硝装置SCR3的使用烟温条件，即300℃~410℃之间。此时，省煤器按煤粉锅炉原设计如图1方式运行，给水管阀门8与下降管阀门9为打开状态，旁路管道阀门11与疏水阀门13为关闭状态，锅炉给水通过省煤器2吸收烟气热量。

当锅炉负荷介于于15%~35%BMCR时，省煤器出口烟温不能满足脱硝装置SCR3的投运烟温条件，即<300℃。此时，省煤器按煤粉锅炉省煤器切换旁路方式运行如图2所示，首先打开旁路管道阀门11，之后关闭给水管阀门8与下降管阀门9，打开疏水阀门13，省煤器2内剩余的锅炉给水通过省煤器疏水管12被引入至锅炉疏水系统回收利用，省煤器2处于无介质状态，其金属许用温度满足锅炉该负荷烟温条件，保证了省煤器受热面的安全。锅炉给水通过旁路管道10进入下降管6，锅炉给水不经过省煤器2吸收烟气热量，进而可以提高省煤器2出口烟温60℃~80℃，锅炉最低负荷可在15%BMCR满足脱硝装置SCR3的最低投运烟温条件。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，这些具体实施方式都是基于本发明整体构思下的不同实现方式，而且本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (1)

1.一种大型煤粉锅炉超低负荷省煤器切换旁路系统，包括锅炉本体（1）、省煤器（2）、脱硝装置SCR（3）、空气预热器（4）、锅炉给水管（5）， 所述的锅炉本体（1）上安装的省煤器（2）烟气出口经过脱硝装置SCR（3）连通空气预热器（4）烟气入口，空气预热器（4）的加热空气出口连通至锅炉本体（1）内部，其特征在于，所述的省煤器（2）受热面进水口连通的用于锅炉给水的锅炉给水管（5），锅炉给水管（5）上安装有给水管阀门（8），省煤器（2）受热面出水口通过下降管（6）连通锅炉水冷壁下集箱（7），下降管（6）上安装有下降管阀门（9）；所述的锅炉给水管（5）与下降管（6）之间设置旁路管道（10），旁路管道（10）与省煤器（2）形成并联布置，在旁路管道（10）设置安装旁路管道阀门（11），且所述的旁路管道（10）一端连通在给水管阀门（8）进水端一侧的锅炉给水管（5）管路上，旁路管道（10）另一端连通在下降管阀门（9）出水端一侧的下降管（6）管路上；所述的锅炉给水管（5）上在给水管阀门（8）出水端的管路上设置有省煤器疏水管（12），并在省煤器疏水管（12）上设置安装疏水阀门（13）。