專利名稱：一種帶有煙氣升溫系統(tǒng)的強(qiáng)迫循環(huán)汽包鍋爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帶有煙氣升溫系統(tǒng)的強(qiáng)迫循環(huán)汽包鍋爐，通過(guò)煙氣升溫系統(tǒng)的運(yùn)行來(lái)提高原強(qiáng)迫循環(huán)汽包鍋爐的SCR反應(yīng)器入口煙溫，以滿足鍋爐低負(fù)荷和/或大氣溫度低條件下造成SCR反應(yīng)器入口煙氣溫度低無(wú)法投用強(qiáng)迫循環(huán)汽包鍋爐脫硝系統(tǒng)時(shí)需要提高煙氣溫度的需要。
背景技術(shù)：
我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)是以煤炭為主的，煤炭消耗量還將持續(xù)增長(zhǎng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)發(fā)電裝機(jī)容量中火電裝機(jī)容量占74%以上，在未來(lái)的很長(zhǎng)一段時(shí)間里，燃煤所造成的氮氧化物污染是繼二氧化硫污染之后的又一重要的環(huán)境問題。同時(shí)于2011年I月實(shí)施的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB13223-2011)》已經(jīng)把電站鍋爐氮氧化物最高允許排放濃度限值降低到10(T200mg/m3，燃煤發(fā)電鍋爐配置SCR反應(yīng)器實(shí)現(xiàn)煙氣脫硝已經(jīng)成為一種標(biāo)準(zhǔn)配置。隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展，對(duì)SCR反應(yīng)器脫硝裝置的排放濃度和投用率要求將逐漸嚴(yán)格。氮氧化物一般指NO、NO2, NO3> N2O, N2O3等，統(tǒng)稱為N0X。鍋爐燃燒過(guò)程中生成的氮氧化物(主要為NO及NO2)嚴(yán)重地污染了環(huán)境。因此抑制NOx的生成和脫除在煙氣中已生成的NOx己成為鍋爐燃燒設(shè)計(jì)及運(yùn)行時(shí)必須考慮的主要問題之一。選擇性催化還原法(SCR)應(yīng)用最廣，且技術(shù)成熟的煙氣脫硝方法，己成為目前電站鍋爐脫硝的主流技術(shù)。SCR脫硝效率高，排放濃度低能夠滿足目前及今后嚴(yán)格的環(huán)保要求，日益受到我國(guó)及世界上其它國(guó)家的重視。目前商業(yè)上應(yīng)用比較廣泛的SCR反應(yīng)器脫硝溫度一般控制在32(T400°C。當(dāng)SCR反應(yīng)器入口煙氣的溫度低于300°C時(shí)，會(huì)使SCR反應(yīng)器中催化劑的活性降低，無(wú)法實(shí)現(xiàn)SCR反應(yīng)器脫硝的正常運(yùn)行。因此，保證合適的SCR反應(yīng)器脫硝入口煙氣的溫度是SCR反應(yīng)器脫硝正常運(yùn)行的關(guān)鍵。目前，強(qiáng)迫循環(huán)汽包鍋爐設(shè)計(jì)方面的原因，強(qiáng)迫循環(huán)汽包鍋爐在低負(fù)荷和/或大氣溫度低條件下運(yùn)行時(shí)，亞臨界和超高壓的強(qiáng)迫循環(huán)汽包鍋爐的SCR反應(yīng)器煙氣入口溫度與可以保證SCR反應(yīng)器正常運(yùn)行的溫度相差可達(dá)20°C以上，因此在低負(fù)荷和/或大氣溫度低條件下，SCR反應(yīng)器無(wú)法投運(yùn)，煙氣排放濃度將不能滿足國(guó)家環(huán)保要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決強(qiáng)迫循環(huán)汽包鍋爐在低負(fù)荷和/或大氣溫度低條件下SCR反應(yīng)器無(wú)法投運(yùn)的技術(shù)問題而提供一種帶有煙氣升溫系統(tǒng)的強(qiáng)迫循環(huán)汽包鍋爐。即通過(guò)對(duì)現(xiàn)有的強(qiáng)迫循環(huán)汽包鍋爐的水系統(tǒng)進(jìn)行改造，提出的利用爐水泵將部分高溫飽和水輸送至鍋爐省煤器水側(cè)進(jìn)口與省煤器的給水混合，以提高省煤器的給水溫度，進(jìn)而提高鍋爐省煤器出口煙氣溫度，使之溫度達(dá)到SCR反應(yīng)器投運(yùn)的適用溫度。本發(fā)明適用于亞臨界和超高壓的強(qiáng)迫循環(huán)汽包鍋爐。本發(fā)明的技術(shù)原理 原鍋爐水側(cè)的流程為，給水經(jīng)過(guò)省煤器升溫后進(jìn)入汽包。汽包的下部的飽和水經(jīng)過(guò)下降管，通過(guò)爐水泵被打入鍋爐的下水包，下水包的水通過(guò)水冷壁上升吸取熱量，從而部分蒸發(fā)為蒸汽，汽水混合物進(jìn)入汽包完成汽水分離。分離后的飽和蒸汽進(jìn)入過(guò)熱器，飽和水則進(jìn)入下降管繼續(xù)循環(huán)。改造增加了汽包的下部的飽和水可以部分進(jìn)入省煤器，這部分飽和水和省煤器的給水的混合提高了省煤器入口的溫度，從而減少了省煤器中水和煙氣的溫差，導(dǎo)致煙氣放熱量的減少，省煤器出口煙氣的溫度有了一定程度的提高，因此進(jìn)入SCR反應(yīng)器的入口煙氣溫度也升高，通過(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)入省煤器入口的飽和水的量來(lái)調(diào)整省煤器入口的溫度，并進(jìn)一步調(diào)節(jié)SCR反應(yīng)器入口的煙氣溫度，使之達(dá)到SCR反應(yīng)器投運(yùn)所需的煙氣的溫度。本發(fā)明的技術(shù)方案
一種帶有煙氣升溫系統(tǒng)的強(qiáng)迫循環(huán)汽包鍋爐，包括鍋爐、汽包、爐水泵、省煤器、SCR反應(yīng)器、空預(yù)器，還包括煙氣升溫系統(tǒng)；
所述的煙氣升溫系統(tǒng)包括電動(dòng)調(diào)節(jié)閥1、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥2，所述的爐水泵進(jìn)口與汽包的下降管連接，爐水泵的出口分成兩路，一路通過(guò)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥I與鍋爐的下水包連接，一路通過(guò)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥2與省煤器的給水入口管道并聯(lián)。上述的一種帶有煙氣升溫系統(tǒng)的強(qiáng)迫循環(huán)汽包鍋爐的工作原理如下:
原鍋爐水側(cè)的流程示意圖如圖1所示，給水經(jīng)過(guò)省煤器升溫后進(jìn)入汽包。汽包的下部的飽和水經(jīng)過(guò)下降管，通過(guò)爐水泵被打入下水包，下水包的水通過(guò)水冷壁上升吸取熱量，從而部分蒸發(fā)為蒸汽，汽水混合物進(jìn)入汽包完成汽水分離。分離后的飽和蒸汽進(jìn)入過(guò)熱器，飽和水則進(jìn)入下降管繼續(xù)循環(huán)。帶有煙氣升溫系統(tǒng)的汽包鍋爐的水側(cè)的流程示意圖如圖2所示，汽包下部的飽和水經(jīng)爐水泵，然后經(jīng)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥I即圖中的調(diào)整門1、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥2即圖中的調(diào)整門2進(jìn)行調(diào)節(jié)進(jìn)入省煤器的飽和水量，進(jìn)入省煤器的這部分飽和水和省煤器的給水的混合提高省煤器入口的溫度，從而減少了省煤器中水和煙氣的溫差，導(dǎo)致煙氣放熱量的減少，省煤器出口煙氣的溫度有了一定程度的提高，從而使進(jìn)入SCR反應(yīng)器的煙氣的溫度可以滿足SCR反應(yīng)器投運(yùn)的適用溫度。本發(fā)明的一種帶有煙氣升溫系統(tǒng)的強(qiáng)迫循環(huán)汽包鍋爐，適用于亞臨界和超高壓的強(qiáng)迫循環(huán)汽包鍋爐。本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明的一種帶有煙氣升溫系統(tǒng)的強(qiáng)迫循環(huán)汽包鍋爐，通過(guò)增加電動(dòng)調(diào)節(jié)閥1、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥2及相應(yīng)的管道，將汽包中的部分飽和水和省煤器的給水的混合提高省煤器入口的溫度，從而減少了省煤器中水和煙氣的溫差，使省煤器中的煙氣放熱量的減少，省煤器出口的煙氣的溫度升高，使進(jìn)入SCR反應(yīng)器的煙氣溫度能夠滿足SCR反應(yīng)器的投運(yùn)的適用溫度，因此，通過(guò)增加煙氣升溫系統(tǒng)，保證了原強(qiáng)迫循環(huán)的汽包鍋爐SCR反應(yīng)器在低負(fù)荷和/或大氣溫度低條件下正常運(yùn)行，從而保證了在低負(fù)荷和/或大氣溫度低條件下的亞臨界和超高壓下的強(qiáng)迫循環(huán)汽包鍋爐煙氣排放質(zhì)量也能夠達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。進(jìn)一步，本發(fā)明的一種帶有煙氣升溫系統(tǒng)的強(qiáng)迫循環(huán)汽包鍋爐通過(guò)水側(cè)改造，有效的解決了在低負(fù)荷和/或大氣溫度低條件下SCR入口煙溫低而造成的SCR反應(yīng)器停運(yùn)的問題，較水側(cè)的其它方法有提升煙氣溫度的幅度大，并且系統(tǒng)簡(jiǎn)單，改造投資少，對(duì)其它工況影響小的特點(diǎn)。進(jìn)一步和煙氣側(cè)改造方法相比本發(fā)明的最大特點(diǎn)是改造范圍小、投資少，施工期短。進(jìn)一步，本發(fā)明的一種帶有煙氣升溫系統(tǒng)的強(qiáng)迫循環(huán)汽包鍋爐，與目前較常用的省煤器分級(jí)提高煙溫方法至少可節(jié)省一半以上的投資費(fèi)用。


圖1、強(qiáng)迫循環(huán)汽包鍋爐原水側(cè)流程的示意 圖2、帶有煙氣升溫系統(tǒng)的強(qiáng)迫循環(huán)汽包鍋爐的水側(cè)流程的示意 圖3、亞臨界300MW強(qiáng)迫循環(huán)汽包鍋爐的SCR反應(yīng)器的投運(yùn)情況與機(jī)組負(fù)荷、外界溫度的關(guān)系 圖4、亞臨界300MW強(qiáng)迫循環(huán)汽包鍋爐的結(jié)構(gòu)示意 圖5、帶有煙氣升溫系統(tǒng)的亞臨界300MW強(qiáng)迫循環(huán)汽包鍋爐的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面通過(guò)具體應(yīng)用實(shí)施例并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步闡述，但并不限制本發(fā)明。應(yīng)用實(shí)施例1
一種帶有煙氣升溫系統(tǒng)的強(qiáng)迫循環(huán)汽包鍋爐，即以亞臨界300MW強(qiáng)迫循環(huán)汽包鍋爐為例進(jìn)行介紹:
一、以上海外高橋發(fā)電有限責(zé)任公司的亞臨界300麗強(qiáng)迫循環(huán)汽包鍋爐為例，該亞臨界300MW強(qiáng)迫循環(huán)汽包鍋爐技術(shù)參數(shù)如下:
鍋爐型號(hào):SG — 1025/18.3 — M831
主要參數(shù):
過(guò)熱蒸汽(MCR)再熱蒸汽(MCR)
流量 1025 t/h流量 830t/h
壓力 18.3 Mpa壓力 3.85/3.66 Mpa
溫度 541 V溫度 323/541 °C
SCR反應(yīng)器運(yùn)行對(duì)于煙氣入口溫度的要求:
入口溫度彡314°C報(bào)警
314°C<；V 口溫度> 308°C延時(shí)Ih停止噴氨
入口溫度彡308 °C停止噴氨SCR停運(yùn)
機(jī)組負(fù)荷大小影響鍋爐省煤器出口煙溫，即直接影響SCR反應(yīng)器入口煙氣溫度。外界大氣溫度與該電廠負(fù)荷影響著SCR反應(yīng)器脫硝的投運(yùn)率。外界溫度越低，SCR反應(yīng)器的投運(yùn)就要在鍋爐高負(fù)荷區(qū)域。SCR反應(yīng)器投運(yùn)情況與機(jī)組負(fù)荷、外界溫度的關(guān)系如圖3所示，從圖3中可以看出:
當(dāng)外界溫度越低，機(jī)組在高負(fù)荷時(shí)，SCR反應(yīng)器才能投運(yùn)。例如，外界溫度在10°C時(shí)，機(jī)組在190MW負(fù)荷以下，省煤器排氣煙溫就不能夠達(dá)到SCR反應(yīng)器投運(yùn)條件；
當(dāng)外界溫度升高時(shí)，例如，外界溫度在35°C時(shí)，機(jī)組在140MW負(fù)荷以上，省煤器排氣煙溫才能夠達(dá)到SCR反應(yīng)器投運(yùn)條件。
總之，機(jī)組在140MW負(fù)荷以下時(shí)，省煤器排煙溫度無(wú)法滿足SCR反應(yīng)器投運(yùn)條件。二、亞臨界300MW強(qiáng)迫循環(huán)汽包鍋爐原系統(tǒng)和工況
亞臨界300MW強(qiáng)迫循環(huán)汽包鍋爐的結(jié)構(gòu)示意圖如圖4所示，包括鍋爐汽包、爐水泵、省煤器、SCR反應(yīng)器、空預(yù)器，爐水泵進(jìn)口與汽包的下降管連接，爐水泵的出口與鍋爐的下水包連接。當(dāng)機(jī)組在35%額定負(fù)荷(136MW)時(shí)，亞臨界300MW強(qiáng)迫循環(huán)汽包鍋爐運(yùn)行參數(shù)如圖4所示。在鍋爐35%額定負(fù)荷(136MW),鍋爐煙氣流量650t/h，省煤器給水流量365.5t/h,省煤器煙氣進(jìn)口溫度396°C，省煤器給水進(jìn)口溫度224.7 V，省煤器給水出口溫度265°C。此時(shí)，省煤器煙氣出口溫度290°C，低于SCR反應(yīng)器投運(yùn)的最低溫度310°C。因此，必須提高鍋爐省煤器出口煙溫，從而提高SCR反應(yīng)器入口煙氣溫度，即滿足SCR反應(yīng)器投運(yùn)的最低溫度310°C,從而使SCR反應(yīng)器投運(yùn)。三、帶有煙氣升溫系統(tǒng)的亞臨界300MW強(qiáng)迫循環(huán)汽包鍋爐，實(shí)現(xiàn)在低負(fù)荷的 條件下SCR反應(yīng)器投運(yùn)
帶有煙氣升溫系統(tǒng)的亞臨界300MW強(qiáng)迫循環(huán)汽包鍋爐的結(jié)構(gòu)示意圖如圖5所示，包括鍋爐汽包、爐水泵、省煤器、SCR反應(yīng)器、空預(yù)器，還包括煙氣升溫系統(tǒng)，所述的煙氣升溫系統(tǒng)包括電動(dòng)調(diào)節(jié)閥I即圖中的調(diào)整門1、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥2即圖中的調(diào)整門2 ；
所述的爐水泵進(jìn)口與汽包的下降管連接，爐水泵的出口分成兩路，一路通過(guò)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥I與鍋爐的下水包連接，一路通過(guò)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥2與省煤器的給水入口管道并聯(lián)。四、帶有煙氣升溫系統(tǒng)的亞臨界300MW強(qiáng)迫循環(huán)汽包鍋爐運(yùn)行，其運(yùn)行參數(shù)如圖5所示:
當(dāng)負(fù)荷低，省煤器出口煙氣溫度低，從而使SCR反應(yīng)器入口煙氣溫度低于SCR反應(yīng)器投運(yùn)所需的入口煙氣溫度時(shí)，SCR反應(yīng)器不能運(yùn)行，需要啟動(dòng)煙氣升溫系統(tǒng):
首先開啟爐水泵出口的調(diào)整門2，然后調(diào)整調(diào)整門I的開度,使進(jìn)入下水包的飽和水量減少，使進(jìn)入省煤器的飽和水的量增加，當(dāng)省煤器出口煙溫達(dá)到315°C時(shí)，停止調(diào)整調(diào)整門I的開度，這時(shí)，進(jìn)入SCR反應(yīng)器的入口煙氣溫度符合SCR反應(yīng)器投運(yùn)的煙氣溫度，SCR反應(yīng)器開始運(yùn)行。當(dāng)負(fù)荷升高，省煤器出口煙溫達(dá)到SCR反應(yīng)器運(yùn)行條件時(shí)，關(guān)閉煙氣升溫系統(tǒng)，不影響原來(lái)的亞臨界300MW強(qiáng)迫循環(huán)汽包鍋爐的正常運(yùn)行。以上所述內(nèi)容僅為本發(fā)明構(gòu)思下的基本說(shuō)明，而依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案所 做的任何等效變換，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種帶有煙氣升溫系統(tǒng)的強(qiáng)迫循環(huán)汽包鍋爐，包括鍋爐、汽包、爐水泵、省煤器、SCR反應(yīng)器、空預(yù)器，其特征在于還包括煙氣升溫系統(tǒng)； 所述的煙氣升溫系統(tǒng)包括電動(dòng)調(diào)節(jié)閥1、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥2，所述的爐水泵進(jìn)口與汽包的下降管連接，爐水泵的出口分成兩路，一路通過(guò)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥I與鍋爐的下水包連接，一路通過(guò)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥2與省煤器的給水入口管道并聯(lián)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種帶有煙氣升溫系統(tǒng)的強(qiáng)迫循環(huán)汽包鍋爐，包括鍋爐、汽包、爐水泵、省煤器、SCR反應(yīng)器、空預(yù)器，另外還包括煙氣升溫系統(tǒng)，所述的煙氣升溫系統(tǒng)包括電動(dòng)調(diào)節(jié)閥1、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥2，所述的爐水泵進(jìn)口與汽包的下降管連接，爐水泵的出口分成兩路，一路通過(guò)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥1與鍋爐的下水包連接，一路通過(guò)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥2與省煤器的給水入口管道并聯(lián)。本發(fā)明的一種帶有煙氣升溫系統(tǒng)的強(qiáng)迫循環(huán)汽包鍋爐，適用于亞臨界和超高壓的強(qiáng)迫循環(huán)汽包鍋爐，可以在低負(fù)荷和/或大氣溫度低條件下使得SCR反應(yīng)器正常運(yùn)行，從而保證了在低負(fù)荷和/或大氣溫度低條件下的亞臨界和超高壓的強(qiáng)迫循環(huán)汽包鍋爐煙氣排放質(zhì)量也能夠達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
文檔編號(hào)F22D11/06GK103196133SQ20131012840
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月15日
發(fā)明者王東平, 譚青, 張彥琦, 王偉敏, 王吉翔, 章良 申請(qǐng)人:上海上電電力工程有限公司