CN110686266A - 可实现scr脱硝系统低负荷投运的烟气升温系统及其方法 - Google Patents

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Abstract

可实现SCR脱硝系统低负荷投运的烟气升温系统及其方法，包括锅炉、内置在锅炉的省煤气、设于锅炉与省煤气之间第一烟气管道上的第一换热器、SCR脱硝反应器、设于省煤气和SCR脱硝反应器之间第二烟气管道上的第二换热器和空预器，空预器上设有一次风进风管路、二次风进风管路、一次风出风管路和二次风出风管路，一次风进风管路上设有一次风旁路，一次风旁路的进风口设有挡板门，一次风旁路顺次连通第一换热器和第二换热器后接入二次风出风管路。本发明通过在一次风进风管路上设一次风旁路将部分一次风送到锅炉内加热，然后在第二换热器对脱硝反应器前的烟气换热，从而实现对烟气的加热，使得烟气在低负荷条件下温度上升到满足SCR脱硝系统的启动条件。

Description

可实现SCR脱硝系统低负荷投运的烟气升温系统及其方法
技术领域
本发明涉及SCR脱硝技术领域，具体属于可实现SCR脱硝系统低负荷投运的烟气升温系统。
背景技术
锅炉燃烧时，燃料中的硫元素会转化成SO2和SO3，并且烟气中的一部分SO2在催化作用下会进一步转化成SO3，因此排放的烟气中会含有一定浓度的SO3。当进入脱硝反应器的烟气温度较低时，烟气中的SO3、H2O会与喷入的还原剂NH3反应生成NH4HSO4。如果烟气的温度过低，形成的铵盐就会在催化剂的孔内形成堵塞，阻碍烟气中NH3与NOx扩散到催化剂活性颗粒表面进行还原反应，引起催化剂活性降低或失效，进而影响锅炉氮氧化物达标排放，同时催化剂活性因硫酸氢氨堵塞降低后，氨逃逸率增大，空预器低温段的硫酸氢氨腐蚀及堵灰等问题加剧，将增加系统阻力及风机用电，甚至可危及锅炉的出力及运行安全，该温度下限即定义为最低连续喷氨温度。常规机组的最低连续喷氨温度通常为300～320℃，取决于具体的烟气参数。
近年来，随着新能源迅速发展，国内燃煤机组经常需要调峰运行，低负荷运行小时数增加。当机组低负荷运行时，SCR脱硝入口烟气温度经常低于最低连续喷氨温度，此时喷氨系统不得不退出运行。
发明内容
本发明的目的是提供可实现SCR脱硝系统低负荷投运的烟气升温系统及其方法，要解决现有技术氨逃逸率大的技术问题；并解决现有技术脱硝效率低的问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
可实现SCR脱硝系统低负荷投运的烟气升温系统，其特征在于：包括锅炉、内置在锅炉的省煤气、设于锅炉与省煤气之间第一烟气管道上的第一换热器、SCR脱硝反应器、设于省煤气和SCR脱硝反应器之间第二烟气管道上的第二换热器和空预器，所述空预器上设有一次风进风管路、二次风进风管路、一次风出风管路和二次风出风管路，所述一次风进风管路上设有一次风旁路，所述一次风旁路的进风口设有挡板门，所述一次风旁路顺次连通第一换热器和第二换热器后接入二次风出风管路。
进一步优选地，所述SCR脱硝反应器与空预器通过第三烟气管道连通，所述空预器上设有与烟囱连通的第四烟气管道。
进一步地，所述一次风旁路入口端的一次风机出口压力为10kpa，温度为100℃，在锅炉内加热后第一换热器与第二换热器之间一次风旁路内的一次风温度为800℃。
进一步地，所述第二换热器与SCR脱硝反应器之间、所述第二烟气管道上设有喷氨点。
此外，所述第一换热器和第二换热器均为非接触式换热器。
更加优选地，所述一次风旁路与一次风进风管路通过烟道三通进行连通固定。
可实现SCR脱硝系统低负荷投运的烟气升温系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、当锅炉高负荷运行时，烟气温度高于连续喷氨温度，此时一次风旁路挡板门关闭，一次风旁路不投运；
步骤二、当锅炉低负荷运行时，烟气温度有下降到低于连续喷氨温度的趋势，一次风旁路挡板门根据所需要的加热量改变开度，一次风旁路中的一次风经由锅炉并在锅炉中加热到800℃后，进入到第二换热器将第二烟气管道中的烟气由低温加热至高温，实现负荷变化条件下脱硝烟气温度不低于最低连续喷氨温度。
更加优选地，所述步骤二中一次风旁路中的一次风将第二烟气管道中的烟气由280°加热至300°。
与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果：
本发明保证在全负荷范围内脱硝烟气温度始终超过最低连续喷氨温度，满足脱硝系统全负荷投运要求，实现全负荷NOx达标排放。
本发明通过在一次风进风管路上设一次风旁路将部分一次风送到锅炉内加热，然后在第二换热器对脱硝反应器前的烟气换热，从而实现对烟气的加热，使得烟气在低负荷条件下温度上升到满足SCR脱硝系统的启动条件。
本发明一次风旁路中的高温一次风与脱硝前烟气换热的位置（第二换热器）设置在喷氨点的上游，高温环境还有利于氨气与烟气的混合。
本发明系统简单通过设置的一次风旁路来增加一部分一次风流向加热系统，高负荷条件下退出运行，低负荷条件下投运，且流量可调，减小了负荷变化条件下一次风机的流量波动范围。
附图说明
图1为本发明可实现SCR脱硝系统低负荷投运的烟气升温系统的结构示意图。
附图标记：1-锅炉；2-省煤气；3-第一烟气管道；4-第一换热器；5- SCR脱硝反应器；6-第二换热器；7-第三烟气管道；8-第四烟气管道；10-一次风进风管路；11-二次风进风管路；12-一次风出风管路；13-二次风出风管路；14-一次风旁路；15-第二烟气管道；16-空预器。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创新特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本发明进一步说明。
在此记载的实施例为本发明的特定的具体实施方式，用于说明本发明的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本发明实施方式及本发明范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。
可实现SCR脱硝系统低负荷投运的烟气升温系统，如图1所示，包括锅炉1、内置在锅炉1的省煤气2、设于锅炉1与省煤气2之间第一烟气管道3上的第一换热器4、SCR脱硝反应器5、设于省煤气2和SCR脱硝反应器5之间第二烟气管道15上的第二换热器6和空预器16，空预器16上设有一次风进风管路10、二次风进风管路11、一次风出风管路12和二次风出风管路13，一次风进风管路10上设有一次风旁路14，一次风旁路14的进风口设有挡板门15，一次风旁路14顺次连通第一换热器4和第二换热器6后接入二次风出风管路13。
SCR脱硝反应器5与空预器16通过第三烟气管道7连通，空预器16上设有与烟囱连通的第四烟气管道8，一次风旁路14入口端的一次风机出口压力为10kpa，温度为100℃，在锅炉1内加热后第一换热器4与第二换热器6之间一次风旁路14内的一次风温度为800℃，第二换热器6与SCR脱硝反应器5之间、第二烟气管道15上设有喷氨点。
一次风旁路14管道直径为1~1.5m，一次风旁路14与一次风进风管路10通过烟道三通进行连通固定。
可实现SCR脱硝系统低负荷投运的烟气升温系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、当锅炉高负荷运行时，烟气温度高于连续喷氨温度，此时一次风旁路挡板门关闭，一次风旁路不投运；
步骤二、当锅炉低负荷运行时，烟气温度有下降到低于连续喷氨温度的趋势，一次风旁路挡板门根据所需要的加热量改变开度，一次风旁路14中的一次风经由锅炉并在锅炉中加热到800℃后，进入到第二换热器6将第二烟气管道15中的烟气由低温加热至高温，优选地，烟气由280°被加热至300°，实现负荷变化条件下脱硝烟气温度不低于最低连续喷氨温度。
本发明通过设置一次风旁路烟道，将一部分一次风送到锅炉炉膛内加热，然与脱硝反应器前的烟气换热，从而实现对烟气的加热，使得烟气在低负荷条件下温度上升到满足SCR脱硝系统的启动条件，换热后的一次风输送到空预器后的二次风管道（二次风出风管路）中，该技术实现了全负荷条件下脱硝系统烟气温度高于最低连续喷氨温度，即300℃左右，进而实现了脱硝系统全负荷投运，有利于实现全负荷条件下NOx连续达标排放，在负荷变化条件下，一次风旁路的流量可以调节。
以某300MW燃煤机组为例，结合附图1对本发明的具体结构、工作原理和工作过程作进一步的说明。
300MW级燃煤机组在满负荷条件下烟气量通常为1000000Nm3左右，且通常采用对称的双SCR脱硝反应器布置，所以单个脱硝反应器的烟气流量为500000Nm3左右，在最低负荷条件下烟气温度为280℃，需要将烟气加热到300℃，经过炉膛加热的高温一次风温度为800℃，与烟气混合后温度降低到300℃，所需要的一次风流量为20000Nm3，是烟气流量的4%，此为负荷变化条件下所需要的最大一次风流量，实际运行中，根据负荷变化，一次风旁路流量在0到20000Nm3之间调节。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.可实现SCR脱硝系统低负荷投运的烟气升温系统，其特征在于：包括锅炉（1）、内置在锅炉（1）的省煤气（2）、设于锅炉（1）与省煤气（2）之间第一烟气管道（3）上的第一换热器（4）、SCR脱硝反应器（5）、设于省煤气（2）和SCR脱硝反应器（5）之间第二烟气管道（15）上的第二换热器（6）和空预器（16），所述空预器（16）上设有一次风进风管路（10）、二次风进风管路（11）、一次风出风管路（12）和二次风出风管路（13），所述一次风进风管路（10）上设有一次风旁路（14），所述一次风旁路（14）的进风口设有挡板门（15），所述一次风旁路（14）顺次连通第一换热器（4）和第二换热器（6）后接入二次风出风管路（13）。
2.如权利要求1所述的可实现SCR脱硝系统低负荷投运的烟气升温系统，其特征在于：所述SCR脱硝反应器（5）与空预器（16）通过第三烟气管道（7）连通，所述空预器（16）上设有与烟囱连通的第四烟气管道（8）。
3.如权利要求1所述的可实现SCR脱硝系统低负荷投运的烟气升温系统，其特征在于：所述一次风旁路（14）入口端的一次风机出口压力为10kpa，温度为100℃，在锅炉（1）内加热后第一换热器（4）与第二换热器（6）之间一次风旁路（14）内的一次风温度为800℃。
4.如权利要求1所述的可实现SCR脱硝系统低负荷投运的烟气升温系统，其特征在于：所述第二换热器（6）与SCR脱硝反应器（5）之间、所述第二烟气管道（15）上设有喷氨点。
5.如权利要求1所述的可实现SCR脱硝系统低负荷投运的烟气升温系统，其特征在于：所述一次风旁路（14）与一次风进风管路（10）通过烟道三通进行连通固定。
6.如权利要求1所述的可实现SCR脱硝系统低负荷投运的烟气升温系统，其特征在于：所述第一换热器（4）和第二换热器（6）均为非接触式换热器。
7.如权利要求1~6任意一项所述的可实现SCR脱硝系统低负荷投运的烟气升温系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、当锅炉高负荷运行时，烟气温度高于连续喷氨温度，此时一次风旁路挡板门关闭，一次风旁路不投运；
步骤二、当锅炉低负荷运行时，烟气温度有下降到低于连续喷氨温度的趋势，一次风旁路挡板门根据所需要的加热量改变开度，一次风旁路（14）中的一次风经由锅炉并在锅炉中加热到800℃后，进入到第二换热器（6）将第二烟气管道（15）中的烟气由低温加热至高温，实现负荷变化条件下脱硝烟气温度不低于最低连续喷氨温度。
8.如权利要求7所述的可实现SCR脱硝系统低负荷投运的烟气升温系统的使用方法，所述步骤二中一次风旁路（14）中的一次风将第二烟气管道（15）中的烟气由280°加热至300°。
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