專利名稱：一種帶有煙氣升溫系統(tǒng)的自然循環(huán)汽包鍋爐的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種帶有煙氣升溫系統(tǒng)的自然循環(huán)汽包鍋爐，通過煙氣升溫系統(tǒng)的運行來提高原自然循環(huán)汽包鍋爐的SCR反應器入口煙溫，以滿足鍋爐低負荷和/或大氣溫度低條件下造成SCR反應器入口煙氣溫度低無法投用自然循環(huán)汽包鍋爐脫硝系統(tǒng)時需要提高煙氣溫度的需要。
背景技術：
我國的能源結構是以煤炭為主的，煤炭消耗量還將持續(xù)增長。據(jù)統(tǒng)計，目前我國發(fā)電裝機容量中火電裝機容量占74%以上，在未來的很長一段時間里，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。同時于2011年I月實施的《火電廠大氣污染物排放標準(GB13223-2011)》已經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反應器實現(xiàn)煙氣脫硝已經成為一種標準配置。隨著經濟和社會的發(fā)展，對SCR反應器脫硝裝置的排放濃度和投用率要求將逐漸嚴格。氮氧化物一般指NO、NO2, NO3> N2O, N2O3等，統(tǒng)稱為N0X。鍋爐燃燒過程中生成的氮氧化物(主要為NO及NO2)嚴重地污染了環(huán)境。因此抑制NOx的生成和脫除在煙氣中已生成的NOx己成為鍋爐燃燒設計及運行時必須考慮的主要問題之一。選擇性催化還原法(SCR)是應用最廣，且技術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。SCR脫硝效率高，排放濃度低能夠滿足目前及今后嚴格的環(huán)保要求，日益受到我國及世界上其它國家的重視。目前商業(yè)上應用比較廣泛的SCR反應器脫硝溫度一般控制在32(T400°C。當SCR反應器入口煙氣的溫度低于300°C時，會使SCR反應器中催化劑的活性降低，無法實現(xiàn)SCR反應器脫硝的正常運行。因此，保證合適的SCR反應器脫硝入口煙氣的溫度是SCR反應器脫硝正常運行的關鍵。目前由于自然循環(huán)汽包鍋爐設計方面的原因，自然循環(huán)汽包鍋爐在低負荷和/或大氣溫度低條件下運行時，亞臨界和超高壓的自然循環(huán)汽包鍋爐的SCR反應器煙氣入口溫度與可以保證SCR反應器正常運行的溫度相差可達20°C以上，因此在低負荷和/或大氣溫度低條件下，SCR反應器無法投運，煙氣排放濃度將不能滿足國家環(huán)保要求。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是為了解決自然循環(huán)汽包鍋爐在低負荷和/或大氣溫度低條件下SCR反應器無法投運的技術問題而提供一種帶有煙氣升溫系統(tǒng)的自然循環(huán)汽包鍋爐。即通過對現(xiàn)有的自然循環(huán)汽包鍋爐的水系統(tǒng)進行改造，利用水泵將由汽包的下降管進入鍋爐的下水包的高溫飽和水輸送至鍋爐省煤器水側進口與省煤器給水混合，以提高省煤器的給水溫度，進而提高鍋爐省煤器出口煙氣溫度，使之溫度達到SCR反應器投運的適用溫度。本發(fā)明適用于亞臨界和超高壓的自然循環(huán)汽包鍋爐。本發(fā)明的技術原理 原鍋爐水側的流程為，給水經過省煤器升溫后進入汽包。汽包的下部的飽和水經過下降管進入鍋爐的下水包，下水包的水通過水冷壁上升吸取熱量，從而部分蒸發(fā)為蒸汽，汽水混合物進入汽包完成汽水分離。分離后的飽和蒸汽進入過熱器，飽和水則進入下降管繼續(xù)循環(huán)。改造增加，可以實現(xiàn)汽包下部的飽和水經鍋爐的下水包后進入省煤器，這部分飽和水和省煤器的給水混合，提高省煤器入口給水溫度，從而減少省煤器中水和煙氣的溫差，使煙氣放熱量減少，進一步使省煤器出口煙氣的溫度提高，進入SCR反應器的入口煙氣溫度也升高，通過調節(jié)進入省煤器入口的飽和水量來調整省煤器入口給水的溫度，并進一步調節(jié)SCR反應器入口的煙氣溫度，使之達到SCR反應器投運所需的煙氣的溫度。本發(fā)明的技術方案
一種帶有煙氣升溫系統(tǒng)的自然循環(huán)汽包鍋爐，包括鍋爐、汽包、省煤器、SCR反應器、空預器，還包括煙氣升溫系統(tǒng)；
所述的煙氣升溫系統(tǒng)包括水泵、開關閥、電動調節(jié)閥；
所述的汽包的下降管與鍋爐的下水包連接，鍋爐的下水包再經開關閥與水泵入口管道連接，水泵的出口管道經電動調節(jié)閥后與省煤器的給水入口管道并聯(lián)。在本發(fā)明的一優(yōu)選的實施例中，在水泵的出口與電動調節(jié)閥之間安裝止回閥，從而避免進入省煤器中的水倒流，從而保證煙氣升溫系統(tǒng)在鍋爐中安全運行。上述的一種帶有煙氣升溫系統(tǒng)的自然循環(huán)汽包鍋爐的工作原理如下:
原鍋爐水側的流程示意圖如圖1所示，給水經過省煤器升溫后進入汽包。汽包下部的飽和水經過下降管進入鍋爐的下水包，再通過水冷壁上升吸取熱量，從而部分蒸發(fā)為蒸汽，汽水混合物進入汽包完成汽水分離。分離后的飽和蒸汽進入過熱器，飽和水則進入下降管繼續(xù)循環(huán)。帶有煙氣升溫系統(tǒng)的汽包鍋爐的水側的流程示意圖如圖2所示，汽包下部的飽和水經鍋爐的下水包后依次開關閥即圖中的隔離門1、水泵，電動調節(jié)閥即圖中的調節(jié)門3調節(jié)進入省煤器，進入省煤器的這部分飽和水和省煤器的給水的混合，提高省煤器入口給水的溫度，從而減少了省煤器中水和煙氣的溫差，導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，從而使進入SCR反應器的煙氣的溫度可以滿足SCR反應器投運的適用溫度。本發(fā)明的一種帶有煙氣升溫系統(tǒng)的自然循環(huán)汽包鍋爐，適用于亞臨界和超高壓的汽包鍋爐。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)的自然循環(huán)汽包鍋爐，通過增加水泵、開關閥、電動調節(jié)閥及相應的管道，將從汽包排出的部分飽和水經鍋爐的下水包后和進入省煤器的給水進行混合，從而提高了省煤器入口給水的溫度，減少了省煤器中水和煙氣的溫差，使煙氣放熱量的減少，使得省煤器出口煙氣的溫度提高，使進入SCR反應器的煙氣溫度能夠滿足SCR反應器的投運的適用溫度，因此，通過增加煙氣升溫系統(tǒng)，保證原自然循環(huán)的汽包鍋爐的SCR反應器在低負荷和/或大氣溫度低條件下正常運行，從而保證了在低負荷和/或大氣溫度低條件下的亞臨界和超高壓下的自然循環(huán)汽包鍋爐煙氣排放質量也能夠達到國家標準。進一步，本發(fā)明的一種帶有煙氣升溫系統(tǒng)的自然循環(huán)汽包鍋爐通過水側改造，有效的解決了在低負荷和/或大氣溫度低條件下SCR反應器入口煙溫低而造成的SCR反應器停運的問題，較水側的其它方法有提升煙氣溫度的幅度大，并且系統(tǒng)簡單，改造投資少，對其它工況影響小的特點。進一步和煙氣側改造方法相比本發(fā)明的最大特點是改造范圍小、投資少，施工期短。進一步，本發(fā)明的一種帶有煙氣升溫系統(tǒng)的自然循環(huán)汽包鍋爐，與目前較常用的省煤器分級提高煙溫方法至少可節(jié)省一半以上的投資費用。


圖1、自然循環(huán)汽包鍋爐原水側流程的示意 圖2、帶有煙氣升溫系統(tǒng)的自然循環(huán)汽包鍋爐的水側流程的示意 圖3、亞臨界300MW自然循環(huán)汽包鍋爐的SCR反應器的投運情況與機組負荷、外界溫度的關系 圖4、亞臨界300MW自然循環(huán)汽包鍋爐的結構示意 圖5、帶有煙氣升溫系統(tǒng)的亞臨界300MW自然循環(huán)汽包鍋爐的結構示意圖。
具體實施例方式下面通過具體應用實施例并結合附圖對本發(fā)明進一步闡述，但并不限制本發(fā)明。應用實施例1
以一種帶有煙氣升溫系統(tǒng)的自然循環(huán)汽包鍋爐，即以亞臨界300MW汽包鍋爐為例進行介紹。

一、以某電廠的亞臨界300MW自然循環(huán)汽包鍋爐為例，該亞臨界300MW自然循環(huán)汽包鍋爐技術參數(shù)如下:
過熱蒸汽(MCR)再熱蒸汽(MCR)
流量 1025 t/h流量 830t/h
壓力 18.3 Mpa壓力 3.85/3.66Mpa
溫度 541 V溫度 323/541 °C
SCR反應器運行對于煙氣入口溫度的要求:
入口溫度彡314°C報警
314°C<入口溫度> 308°C延時Ih停止噴氨
入口溫度彡308 °C停止噴氨SCR停運
機組負荷大小影響鍋爐省煤器出口煙溫，即直接影響SCR反應器入口煙氣溫度。外界大氣溫度與該電廠負荷影響著SCR反應器脫硝的投運率。外界溫度越低，SCR反應器的投運就要在鍋爐高負荷區(qū)域。SCR反應器投運情況與機組負荷、外界溫度的關系如圖3所示，從圖3中可以看出:
當外界溫度越低，機組在高負荷時，SCR反應器才能投運。例如，外界溫度在10°C時，機組在190MW負荷以下，省煤器排氣煙溫就不能夠達到SCR反應器投運條件；
當外界溫度升高時，例如，外界溫度在35°C時，機組在140MW負荷以上，省煤器排氣煙溫才能夠達到SCR反應器投運條件。
總之，機組在140MW負荷以下時，省煤器排煙溫度無法滿足SCR反應器投運條件。二、亞臨界300MW自然循環(huán)汽包鍋爐原系統(tǒng)和工況
亞臨界300麗自然循環(huán)汽包鍋爐的結構示意圖如圖4所示，包括鍋爐、汽包、省煤器、SCR反應器、空預器，汽包的下降管與鍋爐的下水包連接。當機組在35%額定負荷(136麗)時，其系統(tǒng)運行參數(shù)如圖4所示。在鍋爐35%額定負荷(136麗)，鍋爐煙氣流量650t/h，省煤器給水流量365.5t/h，省煤器煙氣進口溫度396 V，省煤器給水進口溫度224.7 V，省煤器給水出口溫度265°C。此時，省煤器煙氣出口溫度290°C，低于SCR反應器投運的最低溫度314°C。因此，必須提高鍋爐省煤器出口煙溫，從而提高SCR反應器入口溫度，即滿足SCR反應器投運的最低溫度314°C，從而使SCR反應器投運。三、帶有煙氣升溫系統(tǒng)的亞臨界300麗自然循環(huán)汽包鍋爐，以實現(xiàn)在低負荷的條件下SCR反應器投運。帶有煙氣升溫系統(tǒng)的亞臨界300MW自然循環(huán)汽包鍋爐的結構示意圖如圖5所示，包括鍋爐、汽包、省煤器、SCR反應器、空預器，還包括煙氣升溫系統(tǒng)，所述的煙氣升溫系統(tǒng)包括水泵、開關閥即圖中的隔離門1、止回閥即圖中的逆止門2、電動調節(jié)閥即圖中的調節(jié)門3 ；
所述的汽包的下降管與鍋爐的下水包連接，鍋爐的下水包經隔離門I與水泵入口管道連接，水泵的出口管道依次經逆止門2、調節(jié)門3后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自然循環(huán)汽包鍋爐運行，其運行參數(shù)如圖5所示:
當帶有煙氣升溫系統(tǒng)的亞臨界300MW自然循環(huán)汽包鍋爐負荷下降到一定程度，省煤器出口煙氣溫度低于SCR反應器入口最低適合溫度時，為防止SCR反應器停運，需要啟動煙氣升溫系統(tǒng):
首先開啟隔離門1，逆止門2，水泵投入運行，然后根據(jù)省煤器入口給水溫度，調整水泵出口的調節(jié)門3開度。從而調整省煤器出口煙溫，當省煤器出口煙溫達到315°C，停止調整調節(jié)門3的開度，這時，進入SCR反應器的入口煙氣溫度符合SCR反應器投運的煙氣溫度，SCR反應器可以運行。當帶有煙氣升溫系統(tǒng)的亞臨界300MW自然循環(huán)汽包鍋爐負荷升高，省煤器出口煙溫達到SCR反應器運行條件時，關閉煙氣升溫系統(tǒng)，不影響原來的亞臨界300麗自然循環(huán)汽包鍋爐的正常運行。以上所述內容僅為本發(fā)明構思下的基本說明，而依據(jù)本發(fā)明的技術方案所 做的任何等效變換，均應屬于本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種帶有煙氣升溫系統(tǒng)的自然循環(huán)汽包鍋爐，包括鍋爐、汽包、省煤器、SCR反應器、空預器，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)包括水泵、開關閥、電動調節(jié)閥； 汽包的下降管與鍋爐的下水包連接，鍋爐的下水包再經開關閥與水泵入口管道連接，水泵的出口管道經電動調節(jié)閥后與省煤器的給水入口管道并聯(lián)。
2.如權利要求1所述的一種帶有煙氣升溫系統(tǒng)的自然循環(huán)汽包鍋爐，其特征在于在水泵的出口與電動調節(jié)閥之間安裝止回閥。
全文摘要
本發(fā)明公開一種帶有煙氣升溫系統(tǒng)的自然循環(huán)汽包鍋爐，包括鍋爐、汽包、省煤器、SCR反應器、空預器，另外還包括煙氣升溫系統(tǒng)，所述的煙氣升溫系統(tǒng)包括水泵、開關閥、電動調節(jié)閥，所述的汽包的下降管與鍋爐的下水包連接，鍋爐的下水包再經開關閥與水泵入口管道連接，水泵的出口管道經電動調節(jié)閥后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)的自然循環(huán)汽包鍋爐，適用于亞臨界和超高壓的自然循環(huán)汽包鍋爐，可以在低負荷和/或大氣溫度低條件下使得SCR反應器正常運行，從而保證了在低負荷和/或大氣溫度低條件下的亞臨界和超高壓的自然循環(huán)汽包鍋爐煙氣排放質量也能夠達到國家標準。
文檔編號F22D11/06GK103196134SQ201310128408
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月15日 優(yōu)先權日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 申請人:上海上電電力工程有限公司