CN110201532A - 一种利用可燃气体燃烧提高scr入口烟温的全负荷脱硝系统 - Google Patents
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Abstract
本发明专利公开了一种利用可燃气体燃烧提高SCR入口烟温的全负荷脱硝系统，包括由燃烧室、燃烧器、燃气接口和空气接口组成的SCR补燃燃烧器，以及气化炉和SCR脱硝系统。利用可燃气体燃烧成高温烟气，与锅炉SCR脱硝反应器入口前烟气掺混，提高SCR脱硝反应器的进口烟气温度，实现全负荷脱硝。优点是利用可燃气体补燃提高SCR入口烟气温度，调节灵活，运行成本低，可以实现超低负荷和启炉阶段SCR脱硝系统的安全投运。可燃气体可以是现有天然气等可燃气体，也可以是单独设置煤或者生物质气化炉制取的可燃气体。
Description
技术领域
本发明涉及一种全负荷脱硝技术，尤其是涉及一种利用可燃气体燃烧提高燃煤电厂SCR 入口烟气温度的全负荷脱硝系统。
背景技术
《2016年中国可再生能源发展报告》预计，到2020年光伏将突破1.6亿kW，风电装机将突破2.3亿kW，火电机组的运行灵活性需要进一步增强。2013年以来我国弃风率从10.7％上升到2016年的17％左右。2017年上半年全国弃风电量235亿kW·h，同比减少91亿kW·h，全国弃风率为13.6％。2016年5月发改委与能源局发文(发改能源〔2016〕1150号)要求：风电、光伏发电全额保障性收购。根据中电联2017年前三季度有关统计数据，风电设备平均利用小时数为1386小时、同比提高135小时，太阳能发电设备平均利用小时数923小时、同比提高34小时。但是，与2016年国家能源局规定的保障性收购小时数仍有差距。
东北、山西、福建、山东、新疆等地纷纷出台措施，旨在通过奖惩手段引导火电机组提升运行灵活性，解决电力运行中的调峰、供热、可再生能源消纳等突出问题。《国家能源局综合司关于下达火电灵活性改造试点项目的通知》指出，为加快能源技术创新，挖掘燃煤机组调峰能力，提升火电运行灵活性，全面提高系统调峰和新能源消纳能力，分两批分别公布丹东电厂等22个项目为提升火电灵活性改造试点项目。
因此火力发电厂参与灵活性调峰将成为必然趋势，其首要目标是降低机组最小技术出力，使热电机组增加20％额定容量的调峰能力，最小技术出力达到40％-50％额定容量；纯凝机组增加15％-20％额定容量的调峰能力，最小技术出力达到30％-35％额定容量。部分具备改造条件的电厂预期达到国际先进水平，机组不投油稳燃时纯凝工况最小技术出力达到20-25％。当前现役机组实现灵活性调峰的一个难点是如何做到全负荷脱硝；机组在低负荷时SCR脱硝装置入口烟温达不到催化剂要求的烟温，从而导致催化剂效率低、氨逃逸量大、催化剂中毒等问题。
目前为提高SCR入口烟温，主要有省煤器烟气旁路技术、省煤器给水旁路技术、分级省煤器技术、热水再循环技术，以及“附加高加”技术等。其中省煤器给水旁路技术、热水再循环技术和“附加高加”技术只能将SCR入口烟温提高10-15℃，无法做到全负荷脱硝。分级省煤器技术虽然在低负荷时可以提高SCR入口烟温，但在高负荷时会存在省煤器汽化、SCR入口烟温过高的问题。烟气旁路技术理论上可以做到全负荷脱硝，但是实际应用过程中存在旁路挡板卡涩、调节失灵、超低负荷下无法旁路足够烟气等问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种利用可燃气体燃烧提高SCR入口烟温的全负荷脱硝系统，该系统安全性和可靠性高，操作灵活，成本低，运行平滑性高，可以高效实现全负荷无级调峰。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种利用可燃气体燃烧提高SCR入口烟温的全负荷脱硝系统，包括SCR补燃燃烧器，所述的SCR补燃燃烧器包括燃烧室、燃烧器、燃气接口和空气接口，所述的燃烧器与燃气接口和空气接口相连，所述的燃气接口与气化炉出口连接，所述的空气接口与鼓风机的出口相连，所述的燃烧室与脱硝反应器的入口烟道相连，所述的脱硝反应器入口烟道与脱硝反应器本体相连，所述的脱硝反应器本体与脱硝反应器出口烟道相连。
所述的燃气可以是天然气、石油气、焦炉煤气等可燃气体。
所述的燃气可以通过系统自建煤或者生物质气化炉提供。
所述的气化炉包括煤气化炉和生物质气化炉等。
所述的气化炉可以是加压气化炉也可以是常压气化炉。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1)利用可燃气补燃来提高SCR入口烟气温度，调节灵活，可实现全负荷脱硝。
2)利用气化炉燃气来进行补燃，运行成本低，安全可靠。
3)利用单独的气化炉提供燃气，可以在启炉阶段便实现脱硝系统安全投运。
4)补燃的运行方式为先燃烧，然后再与主烟气混合，防止低负荷时主烟气温度过低，燃烧器灭火。
附图说明
图1为可燃气体燃烧提高SCR入口烟温的全负荷脱硝系统示意图；
图2为燃烧器示意图。
图3为利用气化炉制取可燃气体后燃烧提高SCR入口烟温的全负荷脱硝系统示意图；
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细描述。
本发明提出一种利用气化炉可燃气提高SCR入口烟温的全负荷脱硝系统，包括SCR补燃燃烧器4，SCR补燃燃烧器由燃烧室9、燃烧器10、燃气接口11和空气接口12组成，燃烧器10与燃气接口11和空气接口12相连，所述的燃气接口11与气化炉5出口连接，所述的空气接口12与鼓风机7的出口相连，所述的燃烧室9与脱硝反应器的入口烟道2相连，所述的脱硝反应器入口烟道2与脱硝反应器本体1相连，所述的脱硝反应器本体1与脱硝反应器出口烟道3相连。
气化炉5产生的燃气在燃烧室9中与空气混合，燃烧成高温烟气，进而与脱硝反应器的入口烟道2中的主流低温烟气混合，提高烟气温度，显著改善脱硝反应器本体1的工作环境。
所述的气化炉5出口与SCR补燃燃烧器4的燃气接口11和锅炉的燃气燃烧器6相连。气化炉5出口的燃气除了供SCR用以外，多余的燃气可以送入锅炉进行燃烧，提高燃料的利用效率。
所述的气化炉5包括煤气化炉和生物质气化炉等，根据现场实际条件进行优选。
所述的气化炉5出口管道上安装有燃气调节阀8。
Claims (6)
1.一种利用可燃气体燃烧提高SCR入口烟温的全负荷脱硝系统，包括SCR补燃燃烧器，所述的SCR补燃燃烧器包括燃烧室、燃烧器、燃气接口和空气接口，所述的燃烧器与燃气接口和空气接口相连，所述的燃气接口与气化炉出口连接，所述的空气接口与鼓风机的出口相连，所述的燃烧室与脱硝反应器的入口烟道相连，所述的脱硝反应器入口烟道与脱硝反应器本体相连，所述的脱硝反应器本体与脱硝反应器出口烟道相连。
2.根据权利要求1所述的一种利用可燃气体燃烧提高SCR入口烟温的全负荷脱硝系统，其特征在于：所述的可燃气体燃烧是在锅炉烟气进入SCR脱硝反应器前烟道设置燃烧器燃烧，通过燃烧产生高温热烟气与原烟气掺混，提高进入SCR脱硝反应器的烟气温度。
3.根据权利要求1所述的一种利用可燃气体燃烧提高SCR入口烟温的全负荷脱硝系统，其特征在于：可燃气体为天然气、石油液化气、矿井气、沼气、各种煤制煤气、生物质制气化可燃气。
4.根据权利要求1所述的一种利用可燃气体燃烧提高SCR入口烟温的全负荷脱硝系统，其特征在于：无可燃气体气源时，系统通过设置气化炉，气化炉可以是煤气化炉，也可以是生物质气化炉，通过气化炉产生可燃气体，供燃烧器燃烧，最终提高SCR入口烟气温度。
5.根据权利要求1所述的一种利用可燃气体燃烧提高SCR入口烟温的全负荷脱硝系统，其特征在于：所述的燃烧器安装在位于SCR脱硝反应器和锅炉省煤器之间的烟道上，也可以安装在省煤器之前的烟道上。
6.根据权利要求1所述的一种利用可燃气体燃烧提高SCR入口烟温的全负荷脱硝系统，其特征在于：所述的燃烧器可以是1个也可以是多个。所述的燃烧器可以是一层燃烧器也可以是2层燃烧，也可以是3层燃烧器。
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