CN206600833U - 一种低负荷下保证scr脱硝效率的烟气余热利用系统 - Google Patents
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Abstract
一种低负荷下保证SCR脱硝效率的烟气余热利用系统，包括由省煤器、省煤器烟气旁路、SCR脱硝装置、空气预热器、低温省煤器和暖风器构成的烟气流路；由#5低压加热器、#6低压加热器、#7低压加热器、#8低压加热器和低温省煤器构成的低压凝结水流路；由暖风器和空气预热器构成的空气流路；本实用新型系统实现了低负荷下的较大节能空间，既保证了脱硝效率，又提高了机组的热经济性，具有显著的节能减排效果和经济效益。
Description
技术领域
本实用新型涉及烟气余热利用技术领域，特别涉及一种低负荷下保证SCR脱硝效率的烟气余热利用系统。
背景技术
NOx是燃煤电站的主要有害排放气体，严重影响着环境质量和人体健康，降低火力发电厂的NOx排放对于我国的环境保护和国民经济的发展意义重大。目前控制NOx最成熟的技术是选择性催化还原(SCR)技术，在我国烟气脱硝技术中占有重要地位。
为保证SCR的脱硝效率，SCR脱硝装置的进口烟气温度需在一定范围内，因而SCR脱硝装置常常设置在锅炉的省煤器和空气预热器之间。由于电力系统的调峰需要，燃煤机组经常处于变负荷运行和低负荷运行的状态，低负荷运行时脱硝入口烟气温度不能达到SCR反应催化剂所要求的温度下限，因而产生了省煤器烟气旁路的解决措施。
省煤器烟气旁路可以提高脱硝入口烟气温度、保证脱硝效率，但同时也提高了机组排烟温度、降低了省煤器出口水温，导致机组能耗增加。低温省煤器可以对机组的烟气余热进行有效利用，但是传统的低温省煤器在低负荷下节能效果并不明显。
发明内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种低负荷下保证SCR脱硝效率的烟气余热利用系统，实现了低负荷下的较大节能空间，既保证了脱硝效率，又提高了机组的热经济性，具有显著的节能减排效果和经济效益。
为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种低负荷下保证SCR脱硝效率的烟气余热利用系统，包括由省煤器1、省煤器烟气旁路3、SCR脱硝装置5、空气预热器17、低温省煤器16和暖风器12构成的烟气流路；由#5低压加热器6、#6低压加热器7、#7低压加热器9、#8低压加热器11和低温省煤器16构成的低压凝结水流路；由暖风器12和空气预热器17构成的空气流路；
所述烟气流路各部分的连接关系为：省煤器烟气旁路3的入口与省煤器1的烟气入口连接，省煤器烟气旁路3的入口端设有电动烟气挡板2，省煤器1的烟气出口设有灰斗和出口烟道，省煤器1出口烟道和省煤器烟气旁路3出口经由一水平烟道与SCR脱硝装置5的入口连接，水平烟道上设有喷氨格栅4，SCR脱硝装置5出口与空气预热器17的烟气入口连接，空气预热器17的烟气出口与低温省煤器16的烟气入口连接，低温省煤器16的烟气出口与暖风器12的烟气入口连接；
所述低压凝结水流路各部分的连接关系为：#7低压加热器9的凝结水出口处设有第一凝结水旁路管道和阀门8，#8低压加热器11的凝结水出口处设有第二凝结水旁路管道和阀门10，第一凝结水旁路管道和阀门8和第二凝结水旁路管道和阀门10的另一端与低温省煤器16的凝结水入口相连接，低温省煤器16的凝结水入口处设有凝结水增压泵15，低温省煤器16的凝结水出口管道与#6低压加热器7的凝结水出口管道连接，#7低压加热器9的凝结水出口管道与#6低压加热器7的凝结水入口管道连接，#6低压加热器7的凝结水出口管道与#5低压加热器6的凝结水入口管道连接；
所述空气流路各部分的连接关系为：暖风器12的空气出口与空气预热器17的二次风风道入口连接。
所述暖风器12的放热侧烟气和吸热侧空气之间的换热由循环热媒水13实现，循环水侧设有循环水泵14。
所述SCR脱硝装置5的入口烟气温度高于320℃，低温省煤器16的入口凝结水温度高于65℃，暖风器12的出口空气温度高于70℃，烟气余热利用系统的出口烟气温度高于90℃。
与现有技术相比较，本实用新型具有以下优点：
1.本实用新型可保证燃煤电站在低负荷运行时的脱硝效率，在此基础之上提高机组热经济性。
2.本实用新型改善了传统低温省煤器在低负荷时节能效果有限的状况，提高了机组在低负荷下的节能潜力。
附图说明
图1是本实用新型系统连接示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的结构和工作原理作更详细说明。
如图1所示，本实用新型是一种低负荷下保证SCR脱硝效率的烟气余热利用系统，包括由省煤器1、省煤器烟气旁路3、SCR脱硝装置5、空气预热器17、低温省煤器16和暖风器12构成的烟气流路；由#5低压加热器6、#6低压加热器7、#7低压加热器9、#8低压加热器11和低温省煤器16构成的低压凝结水流路；由暖风器12和空气预热器17构成的空气流路；
所述烟气流路各部分的连接关系为：省煤器烟气旁路3的入口与省煤器1的烟气入口连接，省煤器烟气旁路3的入口端设有电动烟气挡板2，省煤器1的烟气出口设有灰斗和出口烟道，省煤器1出口烟道和省煤器烟气旁路3出口经由一水平烟道与SCR脱硝装置5的入口连接，水平烟道上设有喷氨格栅4，SCR脱硝装置5出口与空气预热器17的烟气入口连接，空气预热器17的烟气出口与低温省煤器16的烟气入口连接，低温省煤器16的烟气出口与暖风器12的烟气入口连接；
所述低压凝结水流路各部分的连接关系为：#7低压加热器9的凝结水出口处设有第一凝结水旁路管道和阀门8，#8低压加热器11的凝结水出口处设有第二凝结水旁路管道和阀门10，第一凝结水旁路管道和阀门8和第二凝结水旁路管道和阀门10的另一端与低温省煤器16的凝结水入口相连接，低温省煤器16的凝结水入口处设有凝结水增压泵15，低温省煤器16的凝结水出口管道与#6低压加热器7的凝结水出口管道连接，#7低压加热器9的凝结水出口管道与#6低压加热器7的凝结水入口管道连接，#6低压加热器7的凝结水出口管道与#5低压加热器6的凝结水入口管道连接；
所述空气流路各部分的连接关系为：暖风器12的空气出口与空气预热器17的二次风风道入口连接。
作为本实用新型的优选实施方式，所述暖风器12的放热侧烟气和吸热侧空气之间的换热由循环热媒水13实现，循环水侧设有循环水泵14。
作为本实用新型的优选实施方式，所述SCR脱硝装置5的入口烟气温度高于320℃，低温省煤器16的入口凝结水温度高于65℃，暖风器12的出口空气温度高于70℃，烟气余热利用系统的出口烟气温度高于90℃。
本实用新型的工作原理如下：
燃煤电站系统处于高负荷运行时，省煤器出口烟气温度较高；处于中低负荷运行时，省煤器出口烟气温度下降，当该温度低于SCR反应催化剂所要求的最低温度时，催化剂活性下降，与之相伴的副反应的生成物附着在催化剂表面，堵塞催化剂通道或微孔，导致脱硝效率下降。
为了提高SCR脱硝装置的入口烟气温度、保证低负荷下的脱硝效率，应启用省煤器烟气旁路3，开启省煤器烟气旁路入口端的烟气挡板2。进入省煤器烟气旁路3的烟气由于没有用来加热省煤器给水而保持了较高的温度，将省煤器1出口的低温烟气和省煤器烟气旁路3出口的高温烟气混合，使混合烟气的温度达到320℃以上。烟气在SCR脱硝装置5中经过脱硝处理后，进入空气预热器17加热一次风和二次风；空气预热器17的出口烟气继续进入低温省煤器16，用以加热低压凝结水；低温省煤器16的出口烟气进入暖风器12，加热暖风器12中的循环热媒水13。由#8低压加热器11和#7低压加热器9出口引出的部分凝结水，混合后经过凝结水增压泵15加压进入低温省煤器16，在低温省煤器16中被加热后，再引回到#6低压加热器7出口与凝结水主路汇合。由环境中来的空气进入暖风器12，被循环热媒水13加热后进入空气预热器17预热，继而被送入炉膛。
当SCR脱硝装置5的入口烟气温度低于320℃时，应开启或增大电动烟气挡板2开度，增大进入省煤器烟气旁路3的烟气量，使SCR脱硝装置5的入口烟气温度高于320℃。
将进入低温省煤器16的低压凝结水温度控制在65℃以上，可以使低温省煤器16的凝结水管道的腐蚀速率保持在可接受范围之内。当低温省煤器16的入口凝结水温度低于65℃时，应增大#7低压加热器出口凝结水旁路管道和阀门8开度，减小#8低压加热器出口凝结水旁路管道和阀门10开度，使低温省煤器16的入口凝结水温度高于65℃。
将暖风器12出口的控制在70℃以上，可以大大提升烟气余热利用的节能空间。当暖风器12出口的空气温度低于70℃时，应增大#7低压加热器出口凝结水旁路管道和阀门8开度、减小#8低压加热器出口凝结水旁路管道和阀门10开度，或者减小凝结水增压泵15功率、减小进入低温省煤器16的凝结水流量，以提高暖风器12入口烟气温度，使暖风器12出口的空气温度高于70℃。
将烟气余热利用系统的出口烟气温度控制在90℃以上可以有效控制烟气余热利用受热面的低温腐蚀问题。当烟气余热利用系统的出口烟气温度低于90℃时，应增大#7低压加热器出口凝结水旁路管道和阀门8开度、减小#8低压加热器出口凝结水旁路管道和阀门10开度，以提高低温省煤器16入口凝结水温度，或者减小凝结水增压泵15功率，以减小低温省煤器16入口凝结水流量，使烟气余热利用系统的出口烟气温度高于90℃。
将喷氨格栅4设置在烟气混合位置之后，可以使进入SCR脱硝装置5之前的冷热烟气充分混合，防止进入SCR脱硝装置5的烟气温度局部低于所要求的温度。
低温省煤器16利用锅炉烟气余热加热了部分凝结水，可以使低压加热器所需要的回热抽汽量减少。被排挤的回热抽汽返回汽轮机做功，使得汽轮机的输出功率增加，因而降低了机组的煤耗率。
暖风器12采用锅炉尾部烟气作为热源，加热进入空气预热器17之前的二次风，深度利用了烟气余热。暖风器12将二次风提前预热至70℃以上时，进入空气预热器17的二次风温度与不加暖风器12相比增加了40℃到50℃，使得空气预热器17出口的烟气温度提高25℃左右。省煤器烟气旁路3和暖风器12的设置大大提高了低温省煤器16入口的烟气温度，使得低负荷时该系统仍有相当大的节能空间。
空气预热器17入口的二次风温度的升高防止了空气预热器17的低温腐蚀和堵灰，保证了空气预热器17的安全运行。空气预热器17出口的二次风温度的升高使得进入锅炉炉膛的二次风温度提高，改善了炉膛内燃烧条件，增加了炉膛内燃烧的稳定性，同时也减少了锅炉所需要的燃料量，对机组煤耗的降低做出了贡献。
Claims (3)
1.一种低负荷下保证SCR脱硝效率的烟气余热利用系统，其特征在于：包括由省煤器(1)、省煤器烟气旁路(3)、SCR脱硝装置(5)、空气预热器(17)、低温省煤器(16)和暖风器(12)构成的烟气流路；由#5低压加热器(6)、#6低压加热器(7)、#7低压加热器(9)、#8低压加热器(11)和低温省煤器(16)构成的低压凝结水流路；由暖风器(12)和空气预热器(17)构成的空气流路；
所述烟气流路各部分的连接关系为：省煤器烟气旁路(3)的入口与省煤器(1)的烟气入口连接，省煤器烟气旁路(3)的入口端设有电动烟气挡板(2)，省煤器(1)的烟气出口设有灰斗和出口烟道，省煤器(1)出口烟道和省煤器烟气旁路(3)出口经由一水平烟道与SCR脱硝装置(5)的入口连接，水平烟道上设有喷氨格栅(4)，SCR脱硝装置(5)出口与空气预热器(17)的烟气入口连接，空气预热器(17)的烟气出口与低温省煤器(16)的烟气入口连接，低温省煤器(16)的烟气出口与暖风器(12)的烟气入口连接；
所述低压凝结水流路各部分的连接关系为：#7低压加热器(9)的凝结水出口处设有第一凝结水旁路管道和阀门(8)，#8低压加热器(11)的凝结水出口处设有第二凝结水旁路管道和阀门(10)，第一凝结水旁路管道和阀门(8)和第二凝结水旁路管道和阀门(10)的另一端与低温省煤器(16)的凝结水入口相连接，低温省煤器(16)的凝结水入口处设有凝结水增压泵(15)，低温省煤器(16)的凝结水出口管道与#6低压加热器(7)的凝结水出口管道连接，#7低压加热器(9)的凝结水出口管道与#6低压加热器(7)的凝结水入口管道连接，#6低压加热器(7)的凝结水出口管道与#5低压加热器(6)的凝结水入口管道连接；
所述空气流路各部分的连接关系为：暖风器(12)的空气出口与空气预热器(17)的二次风风道入口连接。
2.根据权利要求1所述的低负荷下保证SCR脱硝效率的烟气余热利用系统，其特征在于：所述暖风器(12)的放热侧烟气和吸热侧空气之间的换交热由循环热媒水(13)实现，循环水侧设有循环水泵(14)。
3.根据权利要求1所述的低负荷下保证SCR脱硝效率的烟气余热利用系统，其特征在于：所述SCR脱硝装置(5)的入口烟气温度高于320℃，低温省煤器(16)的入口凝结水温度高于65℃，暖风器(12)的出口空气温度高于70℃，烟气余热利用系统的出口烟气温度高于90℃。
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