CN210448731U - 一种适用于亚临界火电机组的宽负荷脱硝系统 - Google Patents

Abstract

一种适用于亚临界火电机组的宽负荷脱硝系统属于宽负荷脱硝技术领域，包括SCR选择性催化还原法脱硝装置、省煤器水旁路和给水流量再循环装置。本实用新型在原SCR脱硝装置的基础上增设了省煤器水旁路和给水流量再循环装置，有仅省煤器水旁路投入使用和省煤器水旁路与给水流量再循环装置同时投入使用两种工况，使SCR脱硝入口烟气温度能够提高8℃～10℃，保证了SCR脱硝装置在最低稳燃负荷以上全负荷范围内安全稳定运行，从而达到SCR脱硝入口烟气温度要求的指标。解决了传统的SCR脱硝装置脱硝效率低、环保参数超标以及空气预热器堵灰等技术问题。

Description

一种适用于亚临界火电机组的宽负荷脱硝系统

技术领域

本实用新型属于宽负荷脱硝技术领域，特别是涉及到一种适用于亚临界火电机组的宽负荷脱硝系统。

背景技术

随着新能源的大规模并网，为更好的消纳新能源，火电机组普遍降低火电机组的最小技术出力，机组最小技术出力降低后，造成锅炉在40％左右负荷以下，省煤器出口烟温均低于催化剂运行温度要求的下限，导致SCR选择性催化还原法脱硝效率降低以及氨逃逸率增加、环保参数超标、空气预热器堵灰等问题，很难保证SCR脱硝装置在最低稳燃负荷以上全负荷范围内安全稳定运行。

因此现有技术当中亟需要一种新型的技术方案来解决这一问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种适用于亚临界火电机组的宽负荷脱硝系统用来解决传统的SCR脱硝装置脱硝效率低、环保参数超标以及空气预热器堵灰等技术问题。

一种适用于亚临界火电机组的宽负荷脱硝系统，包括SCR选择性催化还原法脱硝装置、省煤器水旁路和给水流量再循环装置，

所述省煤器水旁路的一端与SCR选择性催化还原法脱硝装置的省煤器出口固定连接，省煤器水旁路的另一端与SCR选择性催化还原法脱硝装置的省煤器入口固定连接，省煤器水旁路上设置有电动闸阀Ⅰ和电动调阀Ⅰ；

所述给水流量再循环装置包括手动截止阀Ⅰ、电动闸阀Ⅱ、循环泵、电动调阀Ⅱ、电动闸阀Ⅲ、逆止阀Ⅰ、暖泵管路和循环泵冷却水系统；所述循环泵的进水端通过管路与SCR选择性催化还原法脱硝装置的液包下降管固定连接，循环泵的进水端管路上依次设置有手动截止阀Ⅰ、电动闸阀Ⅱ和暖泵管路，循环泵的出水端通过管路与SCR选择性催化还原法脱硝装置的省煤器入口固定连接，循环泵的出水端管路上依次设置有电动调阀Ⅱ、电动闸阀Ⅲ和逆止阀Ⅰ，循环泵上还连接有循环泵冷却水系统；

所述SCR选择性催化还原法脱硝装置的主给水管路上设置有憋压阀。

所述暖泵管路包括进水管和放水管；所述进水管上依次设置有手动截止阀、逆止阀和手动截止阀；所述放水管上设置有手动截止阀。

所述循环泵冷却水系统包括冷却水入水管、冷却水出水管和水泵排空管；所述冷却水入水管和冷却水出水管上均设置有手动截止阀；所述水泵排空管上依次设置有两个手动截止阀。

所述电动闸阀Ⅱ与暖泵管路之间依次设置有两个压力表。

所述电动闸阀Ⅲ和逆止阀Ⅰ之间依次设置有两个测温表。

通过上述设计方案，本实用新型可以带来如下有益效果：

本实用新型在原SCR脱硝装置的基础上增设了省煤器水旁路和给水流量再循环装置，保证了SCR脱硝装置在最低稳燃负荷以上全负荷范围内安全稳定运行，从而达到SCR脱硝入口烟气温度要求的指标。

本实用新型有仅省煤器水旁路投入使用和省煤器水旁路与给水流量再循环装置同时投入使用两种工况：

a)工况一(循环泵不投运)，仅投入省煤器水旁路：在设计给水流量的40％以上工况下，SCR脱硝入口烟气温度能够提高8℃～10℃，同时省煤器悬吊管出口水温低于饱和温度10℃，使SCR脱硝装置在最低稳燃负荷以上全负荷范围内稳定运行；

b)工况二(带循环泵运行)，同时投入省煤器水旁路与给水流量再循环装置：在设计给水流量的30％～40％工况下或在设计给水流量的40％以上SCR脱硝入口烟气温度小于同时投运温度阈值工况下，能够使SCR脱硝入口烟气温度不小于310℃，同时省煤器悬吊管出口水温低于饱和温度10℃及以上,使SCR脱硝装置在最低稳燃负荷以上全负荷范围内稳定运行。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的说明：

图1为本实用新型一种适用于亚临界火电机组的宽负荷脱硝系统的结构示意图。

图中1-SCR选择性催化还原法脱硝装置、2-省煤器水旁路、3-给水流量再循环装置、4-电动闸阀Ⅰ、5-电动调阀Ⅰ、6-手动截止阀Ⅰ、7-电动闸阀Ⅱ、8-循环泵、9-电动调阀Ⅱ、10-电动闸阀Ⅲ、11-逆止阀Ⅰ、12-暖泵管路、13-循环泵冷却水系统、14-憋压阀、15-进水管、16-放水管、17-冷却水入水管、18-冷却水出水管、19-水泵排空管。

具体实施方式

如图所示，一种适用于亚临界火电机组的宽负荷脱硝系统，包括SCR选择性催化还原法脱硝装置1、省煤器水旁路2和给水流量再循环装置3，

所述省煤器水旁路2的一端与SCR选择性催化还原法脱硝装置1的省煤器出口固定连接，省煤器水旁路2的另一端与SCR选择性催化还原法脱硝装置1的省煤器入口固定连接，省煤器水旁路2上设置有电动闸阀Ⅰ4和电动调阀Ⅰ5；

所述给水流量再循环装置3包括手动截止阀Ⅰ6、电动闸阀Ⅱ7、循环泵8、电动调阀Ⅱ9、电动闸阀Ⅲ10、逆止阀Ⅰ11、暖泵管路12和循环泵冷却水系统13；所述循环泵8的进水端通过管路与SCR选择性催化还原法脱硝装置1的液包下降管固定连接，循环泵8的进水端管路上依次设置有手动截止阀Ⅰ6、电动闸阀Ⅱ7和暖泵管路12，循环泵8的出水端通过管路与SCR选择性催化还原法脱硝装置1的省煤器入口固定连接，循环泵8的出水端管路上依次设置有电动调阀Ⅱ9、电动闸阀Ⅲ10和逆止阀Ⅰ11，循环泵8上还连接有循环泵冷却水系统13；

所述SCR选择性催化还原法脱硝装置1的主给水管路上设置有憋压阀14。

所述暖泵管路12包括进水管15和放水管16；所述进水管15上依次设置有手动截止阀、逆止阀和手动截止阀；所述放水管16上设置有手动截止阀。

所述循环泵冷却水系统13包括冷却水入水管17、冷却水出水管18和水泵排空管19；所述冷却水入水管17和冷却水出水管18上均设置有手动截止阀；所述水泵排空管19上依次设置有两个手动截止阀。

所述电动闸阀Ⅱ7与暖泵管路12之间依次设置有两个压力表。

所述电动闸阀Ⅲ10和逆止阀Ⅰ11之间依次设置有两个测温表。

工作原理：

①省煤器水旁路2：

省煤器水旁路2是从省煤器入口引出管道到省煤器出口集箱，利用流动阻力差形成省煤器和旁路的流量分配，从而提高省煤器出口水温来提高省煤器内烟温。省煤器水旁路2最关键的问题是解决省煤器的水侧压力平衡问题。

以300MW机组为例，机组设计给水流量为1165t/h，而在30％BMCR锅炉最大连续蒸发量负荷运行时流量只有360t/h，此时水侧的阻力更小，管路上增加电动闸阀Ⅰ4和电动调阀Ⅰ5后需要设置其它方法满足流量平衡。为此，需在主给水管路上设置憋压阀14，憋压阀14与给水管路同内径规格，在正常高负荷运行时憋压阀14全开，不增加给水管道的阻力，在低负荷运行或者30％BMCR运行时，该憋压阀14可以进行中停，憋压阀14按照30％、50％、70％、100％开度位置考虑，极大的提高了给水旁路的可调节特性。

根据计算，在30％BMCR、35％BMCR、40％BMCR负荷以上运行时，为了维持脱硝入口烟气温度均在310℃以上，省煤器水旁路2对烟气温度的提升需要进行水流量的控制，同时也不能使省煤器蛇形管中的给水温度超过饱和温度使其汽化，水温需控制在低于省煤器内给水饱和温度10℃以内。

②给水流量再循环装置3：

根据30％负荷下运行数据情况，拟采用增加循环泵8的方式将汽包液包下降管中的高温饱和水通过循环泵8引入省煤器入口，循环泵8为增压循环泵，与主给水进行混合以便提高省煤器入口水温，进而提高脱硝装置入口烟气温度。主要流程为从四根液包下降管引出连接管进行混合，然后通过循环泵8将饱和炉水引至省煤器入口与主给水混合，提高省煤器入口水温度，从而提高烟气温度。

③暖泵管路12：

循环泵8在投运前需要对其进行暖管处理，等待暖泵管路12注满水，温度达到要求后，将循环泵8内注满水并排空空气，并将暖泵管路12中的阀门全部关闭。

④循环泵冷却水系统13：

投入冷却水系统，降低循环泵8的轴承温度，确保循环泵8及电机安全可靠运行。

一种适用于亚临界火电机组的宽负荷脱硝系统的控制方法，以300MW机组为例进行说明，省煤器水旁路2和给水流量再循环装置3根据负荷的不同分为工况一和工况二两种运行方式，并设置省煤器水旁路2和循环泵8备用两个启动和退出操作按钮。

一：循环泵8投入备用：

如图1所示，打开液包下降管来水管路手动截止阀Ⅰ6，投入循环泵8暖泵管路12，待液包下降管水温达到要求水温后，将循环泵8内注满水并排空空气，并将暖泵管路12中的阀门全部关闭，此时循环泵8系统处于备用状态。

二、省煤器水旁路2投运：

(1)、省煤器投运判断条件如下：

a、锅炉负荷在489t/h(120MW)及以上工况下，投运前SCR入口温度呈下降趋势温度至省煤器水旁路2投运温度阈值325℃。

b、投运前憋压阀14全开,电动闸阀Ⅰ4及电动调阀Ⅰ5处于全关状态。

(2)、投运步序：

a、省煤器水旁路2投运按钮投入；

b、当温度低于省煤器水旁路2投运温度阈值325℃时，憋压阀14处于设定开度(具体开度应由试验确定最终适合负荷的最佳开度)，全开给水旁路上电动闸阀Ⅰ4，电动阀M2全开后，电动调阀Ⅰ5投入自动，并设定目标值为省煤器水旁路2停运温度阈值327℃，自动调整给水旁路上开度；

c、当实际烟温<327℃时，此时憋压阀14处于设定开度，电动闸阀Ⅰ4全开状态，电动调阀Ⅰ5以327℃为目标自动调节；

d、当烟温在实际烟温≥327℃时，关闭电动调阀Ⅰ5，关闭电动闸阀Ⅰ4，电动闸阀Ⅰ4关阀后，憋压阀14由设定开度开至全开位置。

e、设定省煤器水旁路2与循环泵8同时投运的温度阈值为318℃，当烟温在实际烟温＜318℃且电动调阀Ⅰ5开度为100％时，转入工况二运行。

(3)、退出步序：

a、关闭电动调阀Ⅰ5；

b、关闭电动闸阀Ⅰ4；

c、全开憋压阀14。

(4)、省煤器水旁路2停运判断条件如下：

a、投运后SCR入口温度呈上升趋势温度至省煤器水旁路2停运温度阈值327℃；

b、MFT(主燃料跳闸，即锅炉停炉)。

(5)、省煤器水旁路2故障控制

工况一自动状态下运行时，憋压阀14、电动闸阀Ⅰ4、电动调阀Ⅰ5任意一个发生故障时，系统会发出报警提示并切入到手动状态，运行人员手动停止相关设备进行检查。

三、省煤器水旁路2和给水流量再循环装置3混合投运

(1)、循环泵8投运的判断条件如下：

a、循环泵8投入备用，暖泵结束后，由运行人员手动启动循环泵8备用按钮；

b、锅炉负荷在361-489t/h(105-120MW)之间或锅炉负荷＞489t/h(120MW)工况一旁路调节无法满足SCR入口温度要求，SCR入口烟气温度小于318℃；

c、汽包液位正常、冷却水循环正常、电动闸阀Ⅲ10、电动闸阀Ⅱ7开到位、泵径向磨损度＜0.5、电机绕组线圈温度＜170℃、泵定子腔压力＜0.5MP。

(2)、投运步序：

a、打开液包下降管来水管路上的电动闸阀Ⅱ7，电动闸阀Ⅱ7开阀到位后，开电动闸阀Ⅲ10；

b、以50HZ启动循环泵8；

c、循环泵8运行后，循环泵8停运温度阈值设定为322℃，电动调阀Ⅱ9自动以烟温322℃为目标开始调节；

d、实际烟温＜322℃，电动调阀Ⅱ9自动以烟温322℃为目标开始调节且流量达到180T/H时，此时的调节阀开度为最大开度，如流量未达到180T/H调节阀开度可开至100％；

e、当实际烟温≥322℃，给水流量再循环装置3退出。

(3)、退出步序：

a、关闭调节阀开度为0％；

b、关闭电动闸阀Ⅲ10；

c、停止循环泵8；

d、关闭电动闸阀Ⅱ7。

(4)、给水流量再循环装置3故障控制

a、循环泵8运行后，电动调阀Ⅱ9开度为0％维持20s，判定电动调阀Ⅱ9故障，给水流量再循环装置3退出；

b、汽包水位临近报警值时循环泵8马上停运；

c、冷却水循环不正常；

d、憋压阀14故障、电动闸阀Ⅲ10或电动闸阀Ⅱ7故障；

e、泵径向磨损度≥0.5、电机绕组线圈温度≥170℃或泵定子腔压力≥0.5MP；

f、MFT(主燃料跳闸，即锅炉停炉)；

g、当SCR入口温度呈上升趋势温度为322℃停运泵。

(5)、系统投运后控制效果

工况一运行时，SCR脱硝入口烟气温度提高8℃～10℃，省煤器悬吊管出口水温低于饱和温度10℃，可以使SCR脱硝装置在最低稳燃负荷以上全负荷范围内稳定运行。

工况二运行时，SCR脱硝入口烟气温度不小于310℃，省煤器悬吊管出口水温低于饱和温度10℃及以上，可以使SCR脱硝装置在最低稳燃负荷以上全负荷范围内稳定运行。

Claims (5)

1.一种适用于亚临界火电机组的宽负荷脱硝系统，其特征是：包括SCR选择性催化还原法脱硝装置(1)、省煤器水旁路(2)和给水流量再循环装置(3)，

所述省煤器水旁路(2)的一端与SCR选择性催化还原法脱硝装置(1)的省煤器出口固定连接，省煤器水旁路(2)的另一端与SCR选择性催化还原法脱硝装置(1)的省煤器入口固定连接，省煤器水旁路(2)上设置有电动闸阀Ⅰ(4)和电动调阀Ⅰ(5)；

所述给水流量再循环装置(3)包括手动截止阀Ⅰ(6)、电动闸阀Ⅱ(7)、循环泵(8)、电动调阀Ⅱ(9)、电动闸阀Ⅲ(10)、逆止阀Ⅰ(11)、暖泵管路(12)和循环泵冷却水系统(13)；所述循环泵(8)的进水端通过管路与SCR选择性催化还原法脱硝装置(1)的液包下降管固定连接，循环泵(8)的进水端管路上依次设置有手动截止阀Ⅰ(6)、电动闸阀Ⅱ(7)和暖泵管路(12)，循环泵(8)的出水端通过管路与SCR选择性催化还原法脱硝装置(1)的省煤器入口固定连接，循环泵(8)的出水端管路上依次设置有电动调阀Ⅱ(9)、电动闸阀Ⅲ(10)和逆止阀Ⅰ(11)，循环泵(8)上还连接有循环泵冷却水系统(13)；

所述SCR选择性催化还原法脱硝装置(1)的主给水管路上设置有憋压阀(14)。

2.根据权利要求1所述的一种适用于亚临界火电机组的宽负荷脱硝系统，其特征是：所述暖泵管路(12)包括进水管(15)和放水管(16)；所述进水管(15)上依次设置有手动截止阀、逆止阀和手动截止阀；所述放水管(16)上设置有手动截止阀。

3.根据权利要求1所述的一种适用于亚临界火电机组的宽负荷脱硝系统，其特征是：所述循环泵冷却水系统(13)包括冷却水入水管(17)、冷却水出水管(18)和水泵排空管(19)；所述冷却水入水管(17)和冷却水出水管(18)上均设置有手动截止阀；所述水泵排空管(19)上依次设置有两个手动截止阀。

4.根据权利要求1所述的一种适用于亚临界火电机组的宽负荷脱硝系统，其特征是：所述电动闸阀Ⅱ(7)与暖泵管路(12)之间依次设置有两个压力表。

5.根据权利要求1所述的一种适用于亚临界火电机组的宽负荷脱硝系统，其特征是：所述电动闸阀Ⅲ(10)和逆止阀Ⅰ(11)之间依次设置有两个测温表。

Images