CN111649317B - 一种宽负荷脱硝装置及其脱硝方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种宽负荷脱硝装置，包括：烟气通道；一级省煤器，所述一级省煤器内置于所述烟气通道；二级省煤器，所述二级省煤器也内置于所述烟气通道，并且所述二级省煤器的工质来源于所述一级省煤器，所述二级省煤器、一级省煤器将所述烟气通道的内腔分隔成依次相邻的第一腔体、第二腔体、第三腔体；脱硝反应器，所述脱硝反应器内置于所述烟气通道；气岛，所述气岛包括导气腔及与所述导气腔连通的三个支管，本发明还公开了一种宽负荷脱硝方法，本发明将锅炉系统中的省煤器拆分成一级省煤器、二级省煤器，通过调整三个支管的导通/关闭，来控制烟气是否经过一级省煤器、二级省煤器，从而实现燃煤发电厂的锅炉在多种不同负荷运转下的宽负荷脱硝。

Description

一种宽负荷脱硝装置及其脱硝方法
技术领域
本发明涉及烟气脱硝技术领域，具体涉及一种宽负荷脱硝装置及其脱硝方法。
背景技术
燃煤电厂烟气中的氮氧化物(NOx)是主要的大气污染物之一，目前主要应用选择性催化还原技术(SCR)治理烟气中的氮氧化物的排放，达到脱硝环保的目的。
当锅炉满负荷运转时，烟气温度较高，烟气先经过烟气通道内的省煤器回收部分热量，随后再经过SCR脱硝反应器进行脱硝。
但是锅炉启动和停机时，烟气温度较低，当烟气经过省煤器后，会被省煤器吸收本身不多的热量，随后烟气再经过SCR脱硝反应器时，烟气温度已经达不到催化剂的反应温度，使得SCR脱硝反应器无法完成脱硝工作。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种宽负荷脱硝装置及其脱硝方法，将省煤器进行多级拆分，同时调整烟气的流通路径，实现供电机组的宽负荷脱硝。
为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种宽负荷脱硝装置，其特征在于，包括：
烟气通道；
一级省煤器，所述一级省煤器内置于所述烟气通道；
二级省煤器，所述二级省煤器也内置于所述烟气通道，并且所述二级省煤器的工质来源于所述一级省煤器，所述二级省煤器、一级省煤器将所述烟气通道的内腔分隔成依次相邻的第一腔体、第二腔体、第三腔体；
脱硝反应器，所述脱硝反应器内置于所述烟气通道，并且所述脱硝反应器与所述一级省煤器之间为所述第三腔体；
气岛，所述气岛包括导气腔及与所述导气腔连通的三个支管，三个所述支管的另一端一一对应与所述第一腔体、第二腔体、第三腔体连通，并且三个所述支管均可单独导通/关闭。
本发明还公开了一种上述的宽负荷脱硝装置的脱硝方法，其包括如下步骤：
当流经所述脱硝反应器的烟气温度低于第一阈值时，将与所述第一腔体、第三腔体连通的所述支管导通，将与所述第二腔体连通的所述支管关闭；
当流经所述脱硝反应器的烟气温度高于第一阈值、低于第二阈值时，将与所述第一腔体、第二腔体连通的所述支管导通，将与所述第三腔体连通的所述支管关闭；
当流经所述脱硝反应器的烟气温度高于第二阈值时，三个所述支管均关闭。
与现有技术相比，本发明的有益效果包括：本发明将锅炉系统中的省煤器拆分成一级省煤器、二级省煤器，通过调整三个支管的导通/关闭，来控制烟气是否经过一级省煤器、二级省煤器，从而实现烟气温度的控制，当燃煤发电厂的锅炉满负荷运转时，三个支管均关闭，此时烟气温度较高，烟气在烟气通道内需要依次经过二级省煤器、一级省煤器之后才能流经脱硝反应器，当燃煤发电厂的锅炉中负荷运转时，将与第一腔体、第二腔体连通的支管导通，将与第三腔体连通的支管关闭，从而二级省煤器在烟气通道中被短路，此时烟气仅经过一级省煤器后流经脱硝反应器，从而减少烟气被吸收的热量，当燃煤发电厂的锅炉低负荷运转时，烟气温度较低，此时将与第一腔体、第三腔体连通的支管导通，将与第二腔体连通的支管关闭，从而一级省煤器、二级省煤器在烟气通道中均被短路，保证烟气的温度不被降低，烟气直接流经脱硝反应器进行脱硝反应，从而实现燃煤发电厂的锅炉在多种不同负荷运转下的宽负荷脱硝。
附图说明
图1是本发明提供的宽负荷脱硝装置一种实施方式的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图1，本实施例提供了一种宽负荷脱硝装置，包括：烟气通道1、一级省煤器2、二级省煤器3、脱硝反应器4、气岛5。
所述烟气通道1为竖直布置的气道，所述烟气通道1的上端为进烟口，烟气通道1的上端开口与锅炉6上端的排烟口连通。
所述一级省煤器2内置于所述烟气通道1，所述二级省煤器3也内置于所述烟气通道1，并且所述二级省煤器3的工质来源于所述一级省煤器2，所述二级省煤器3设置于所述一级省煤器2的上方，所述二级省煤器3、一级省煤器2将所述烟气通道1的内腔分隔成由上至下依次相邻的第一腔体1a、第二腔体1b、第三腔体1c。
所述脱硝反应器内置于所述烟气通道1，并且所述脱硝反应器4与所述一级省煤器2之间为所述第三腔体1c，所述脱硝反应器4为SCR脱硝反应器，SCR脱硝反应器为采购件，其结构和催化原理为本领公知常识，此处省略介绍。
所述气岛5作为烟气流向切换机构，所述气岛5包括导气腔51及与所述导气腔51连通的三个支管，三个所述支管的另一端一一对应与所述第一腔体1a、第二腔体1b、第三腔体1c连通，并且三个所述支管均可单独导通/关闭。
当燃煤发电厂的锅炉6满负荷运转时，三个支管均关闭，此时烟气温度较高，烟气在烟气通道内需要依次经过二级省煤器3、一级省煤器2之后才能流经脱硝反应器4，当燃煤发电厂的锅炉6中负荷运转时，将与第一腔体1a、第二腔体1b连通的支管导通，将与第三腔体1c连通的支管关闭，从而二级省煤器3在烟气通道1中被短路，此时烟气仅经过一级省煤器2后流经脱硝反应器4，从而减少烟气被吸收的热量，当燃煤发电厂的锅炉6低负荷运转时，烟气温度较低，此时将与第一腔体1a、第三腔体1c连通的支管导通，将与第二腔体1b连通的支管关闭，从而一级省煤器2、二级省煤器3在烟气通道1中均被短路，保证烟气的温度不被降低，烟气直接流经脱硝反应器4进行脱硝反应，从而实现燃煤发电厂的锅炉6在多种不同负荷运转下的宽负荷脱硝。
进一步的，所述的宽负荷脱硝装置还包括第一气门a1，所述第一气门a1安装在与所述第一腔体1a连通的所述支管上，所述第一气门a1用于导通/关闭与所述第一腔体1a连通的所述支管，所述的宽负荷脱硝装置还包括第二气门a2，所述第二气门a2安装在与所述第二腔体1b连通的所述支管上，所述第二气门a2用于导通/关闭与所述第二腔体1b连通的所述支管，所述的宽负荷脱硝装置还包括第三气门a3，所述第三气门a3安装在与所述第三腔体1c连通的所述支管上，所述第三气门a3用于导通/关闭与所述第三腔体1c连通的所述支管，本实施例中，所述第一气门a1、第二气门a2、第三气门a3的作用是阻断支管内烟气的流通，所述第一气门a1、第二气门a2、第三气门a3可以采用滑动开启的方式或者转动开启的方式，管道导通/关闭具体设置方式对本领技术人员而言属于现有技术，此处省略介绍。
本实施例还提供了一种优选的实施方式，所述的宽负荷脱硝装置还包括旁路管7、三级省煤器8、第一阀体b1、高压加热器9、第二阀体b2，所述旁路管7的入口端与所述一级省煤器2的入口端连通，所述旁路管7的出口端与所述二级省煤器3的出口端连通，所述三级省煤器8内置于所述导气腔51，并且所述三级省煤器8与所述旁路管7串联，定义三个支管由上至下依次为第一支管52、第二支管53、第三支管54，所述三级省煤器8设置在第二支管53与第三支管54之间，并且三级省煤器8的设置密度要小于一级省煤器2的设置密度，并使得通用流速的烟气流经一级省煤器2时的阻力要小于流经三级省煤器8的阻力，所述第一阀体b1设置于所述旁路管7的入口端，所述高压加热器9设置于所述旁路管7的入口端，所述第二阀体b2设置于所述一级省煤器2的入口端，当燃煤发电厂的锅炉6中启动、停机时，烟气自身的温度无法达到催化反应温度，此时打开所述第一阀体b1、关闭所述第二阀体b2，同时开启第一气门a1、第三气门a3、关闭第二气门a2，启动所述高压加热装置9，此时高压加热装置9产生的高加水通过所述旁路管7流入所述三级省煤器8，三级省煤器8此时将旁路管7内的烟气进行加热，使其到达催化反应温度，进一步优化了宽负荷脱硝的效果。
本实施例还公开了一种上述的宽负荷脱硝装置的脱硝方法，其包括如下步骤：
当流经所述脱硝反应器4的烟气温度低于第一阈值时，将与所述第一腔体、第三腔体连通的所述支管导通，将与所述第二腔体连通的所述支管关闭；
当流经所述脱硝反应器4的烟气温度高于第一阈值、低于第二阈值时，将与所述第一腔体、第二腔体连通的所述支管导通，将与所述第三腔体连通的所述支管关闭；
当流经所述脱硝反应器4的烟气温度高于第二阈值时，三个所述支管均关闭。
工作原理：本发明将锅炉系统中的省煤器拆分成一级省煤器2、二级省煤器3、三级省煤器8，通过调整三个支管的导通/关闭，来控制烟气是否经过一级省煤器2、二级省煤器3，从而实现烟气温度的控制，当燃煤发电厂的锅炉6满负荷运转时，三个支管均关闭，此时烟气温度较高，烟气在烟气通道内需要依次经过二级省煤器3、一级省煤器2之后才能流经脱硝反应器4，当燃煤发电厂的锅炉6中负荷运转时，将与第一腔体1a、第二腔体1b连通的支管导通，将与第三腔体1c连通的支管关闭，从而二级省煤器3在烟气通道1中被短路，此时烟气仅经过一级省煤器2后流经脱硝反应器4，从而减少烟气被吸收的热量，当燃煤发电厂的锅炉6低负荷运转时，烟气温度较低，此时将与第一腔体1a、第三腔体1c连通的支管导通，将与第二腔体1b连通的支管关闭，从而一级省煤器2、二级省煤器3在烟气通道1中均被短路，保证烟气的温度不被降低，烟气直接流经脱硝反应器4进行脱硝反应，从而实现燃煤发电厂的锅炉6在多种不同负荷运转下的宽负荷脱硝。
以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种宽负荷脱硝装置，其特征在于，包括：
烟气通道；
一级省煤器，所述一级省煤器内置于所述烟气通道；
二级省煤器，所述二级省煤器也内置于所述烟气通道，并且所述二级省煤器的工质来源于所述一级省煤器，所述二级省煤器、一级省煤器将所述烟气通道的内腔分隔成依次相邻的第一腔体、第二腔体、第三腔体；
脱硝反应器，所述脱硝反应器内置于所述烟气通道，并且所述脱硝反应器与所述一级省煤器之间为所述第三腔体；
气岛，所述气岛包括导气腔及与所述导气腔连通的三个支管，三个所述支管的另一端一一对应与所述第一腔体、第二腔体、第三腔体连通，并且三个所述支管均可单独导通/关闭；
所述的宽负荷脱硝装置还包括旁路管、三级省煤器，所述旁路管的入口端与所述一级省煤器的入口端连通，所述旁路管的出口端与所述二级省煤器的出口端连通，所述三级省煤器内置于所述导气腔，并且所述三级省煤器与所述旁路管串联。
2.根据权利要求1所述的宽负荷脱硝装置，其特征在于，所述的宽负荷脱硝装置还包括第一气门，所述第一气门安装在与所述第一腔体连通的所述支管上，所述第一气门用于导通/关闭与所述第一腔体连通的所述支管。
3.根据权利要求1所述的宽负荷脱硝装置，其特征在于，所述的宽负荷脱硝装置还包括第二气门，所述第二气门安装在与所述第二腔体连通的所述支管上，所述第二气门用于导通/关闭与所述第二腔体连通的所述支管。
4.根据权利要求1所述的宽负荷脱硝装置，其特征在于，所述的宽负荷脱硝装置还包括第三气门，所述第三气门安装在与所述第三腔体连通的所述支管上，所述第三气门用于导通/关闭与所述第三腔体连通的所述支管。
5.根据权利要求1所述的宽负荷脱硝装置，其特征在于，所述的宽负荷脱硝装置还包括第一阀体，所述第一阀体设置于所述旁路管的入口端。
6.根据权利要求5所述的宽负荷脱硝装置，其特征在于，所述的宽负荷脱硝装置还包括高压加热器，所述高压加热器设置于所述旁路管的入口端。
7.根据权利要求4所述的宽负荷脱硝装置，其特征在于，所述的宽负荷脱硝装置还包括第二阀体，所述第二阀体设置于所述一级省煤器的入口端。
8.一种如权利要求1～7中任一所述的宽负荷脱硝装置的脱硝方法，其包括如下步骤：
当流经所述脱硝反应器的烟气温度低于第一阈值时，将与所述第一腔体、第三腔体连通的所述支管导通，将与所述第二腔体连通的所述支管关闭；
当流经所述脱硝反应器的烟气温度高于第一阈值、低于第二阈值时，将与所述第一腔体、第二腔体连通的所述支管导通，将与所述第三腔体连通的所述支管关闭；
当流经所述脱硝反应器的烟气温度高于第二阈值时，三个所述支管均关闭。
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