專(zhuān)利名稱(chēng)：為了最佳scr操作控制煙道氣排氣溫度的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及在煙道排氣裝置處使用SCR(選擇性的催化劑減少)系統(tǒng)來(lái)清除在那附近的煙道氣的鍋爐，并且尤其涉及上述鍋爐的最佳的溫度操作。
(2)背景技術(shù)在煙道煙道氣排氣裝置處操作帶有選擇性的催化劑減少系統(tǒng)(或SCR)時(shí)，催化劑的活動(dòng)性取決于進(jìn)入催化反應(yīng)器的煙道氣溫度。當(dāng)給定的催化劑工作在最佳性能的溫度(TPP)時(shí)，它具有最好的性能。例如，在消除NOX的典型SCR中，煙道氣中存在NOX的氨反應(yīng)的最佳性能的溫度(通常是650°F)被最優(yōu)化并且該催化反應(yīng)所需的氨的數(shù)量減到最小。因此，為了經(jīng)濟(jì)原因，進(jìn)入催化反應(yīng)器的期望氣體溫度應(yīng)在所有負(fù)載保持在TPP。同樣，保持期望煙道氣溫度減少氨注入柵格(AIG)和催化劑內(nèi)氨和/或硫酸鹽的形成。
然而，隨著鍋爐負(fù)載的降低，鍋爐排氣溫度會(huì)降至TPP之下。為了把氣體溫度增加到TPP，當(dāng)前實(shí)踐是使用節(jié)熱器氣體旁路。該節(jié)熱器氣體旁路用于把節(jié)熱器上游較熱的氣體迂回成離開(kāi)節(jié)熱器的較冷的氣體并與煙道氣混合。通過(guò)控制通過(guò)該旁路系統(tǒng)的氣體數(shù)量，可以在較低的鍋爐負(fù)載處保持趨近TPP的鍋爐排氣溫度，這通常導(dǎo)致低于TPP的煙道氣溫度。
同樣，在節(jié)熱器入口處混合節(jié)熱器給水和熱水的系統(tǒng)是眾所周知的。這些系統(tǒng)通稱(chēng)為脫機(jī)循環(huán)系統(tǒng)并于80年代中期被開(kāi)發(fā)。然而，該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)并非用來(lái)提高來(lái)自節(jié)熱器的煙道氣溫度。該系統(tǒng)的主要目的是降低在鍋爐啟動(dòng)和關(guān)閉期間節(jié)熱器入口集氣管的熱沖擊并且消除當(dāng)鍋爐脫機(jī)并處于熱等待狀態(tài)時(shí)發(fā)生在鍋爐爐壁內(nèi)的分層/過(guò)冷溫度效應(yīng)。
因此，在各種鍋爐負(fù)載下需要較少物理空間以獲得期望的SCR的煙道氣溫度的較簡(jiǎn)單的系統(tǒng)是合乎需求的。根據(jù)當(dāng)前用于SCR應(yīng)用的已知煙道氣旁路系統(tǒng)，需要靜態(tài)混合裝置、減壓片/板和熱混合裝置以在氣體混合物到達(dá)催化反應(yīng)器之前作出不同溫度的煙道氣混合。在大多數(shù)應(yīng)用中，流量、溫度的嚴(yán)格混合要求的取得以及在催化反應(yīng)器之前反應(yīng)物(如果已接收)的混合通常是困難的。
(3)發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明通過(guò)提供鍋爐的水流再循環(huán)系統(tǒng)，其中節(jié)熱器輸出端氣體流量和溫度的變化不如使用煙道氣旁路系統(tǒng)的溫度變化嚴(yán)重，更容易地達(dá)到最佳入口溫度處催化反應(yīng)器氣體混合的要求，解決了與當(dāng)前技術(shù)裝置有關(guān)的以及其它的問(wèn)題。
為了達(dá)到目的，本發(fā)明通過(guò)使用鍋爐再循環(huán)系統(tǒng)來(lái)產(chǎn)生用于冷卻爐壁的來(lái)自循環(huán)系統(tǒng)的較高溫度的水流，在較低鍋爐負(fù)載下使用節(jié)熱器把煙道氣的出口溫度提高到期望的溫度。該再循環(huán)系統(tǒng)從汽筒循環(huán)鍋爐應(yīng)用的下水管供應(yīng)近飽和水流，或者對(duì)于直通鍋爐應(yīng)用，從較低的鍋爐的上部區(qū)域內(nèi)的流體混合位置獲得液體。在任一汽包或直通鍋爐應(yīng)用中，較高溫度的水流被傳送到節(jié)熱器入口并與鍋爐的節(jié)熱器常態(tài)給水輸入流混合。兩條液體流的混合導(dǎo)致節(jié)熱器內(nèi)較高的溫度流，它可被用于提高離開(kāi)節(jié)熱器的煙道氣溫度。通過(guò)適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)輸入節(jié)熱器的不同液體流，可以對(duì)任意鍋爐負(fù)載獲得期望的煙道氣溫度。在整個(gè)負(fù)載范圍可以控制來(lái)自鍋爐再循環(huán)系統(tǒng)的近飽和水量(或?qū)τ谥蓖ㄥ仩t的較高溫度的爐壁水流)。計(jì)算表示，使用該系統(tǒng)時(shí)鍋爐爐壁的冷卻中不會(huì)發(fā)生催化效應(yīng)(臨界熱流或煙道失效)。
鑒于上述可見(jiàn)，本發(fā)明的一個(gè)方面在于提供基于節(jié)熱器水流入口溫度的穩(wěn)定的煙道氣溫度控制系統(tǒng)。
本發(fā)明的還有一個(gè)方面在于提供對(duì)應(yīng)于上升節(jié)熱器水流入口溫度的上升溫度節(jié)熱器氣體輸出。
根據(jù)下面結(jié)合附圖考慮的對(duì)較佳實(shí)施例的描述，可以更全面地理解本發(fā)明的這些及其他方面。
(4)


圖中圖1是使用本發(fā)明的上升溫度節(jié)熱器水流入口的鍋爐水/流再循環(huán)系統(tǒng)的簡(jiǎn)圖。
圖2是用于提升對(duì)應(yīng)于上升溫度節(jié)熱器水流入口溫度的煙道氣溫度的控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)圖。
(5)具體實(shí)施方式
參考圖1和2，本發(fā)明使用不同的方法來(lái)獲得TPP鍋爐排氣溫度。在常態(tài)的鍋爐應(yīng)用中，節(jié)熱器水流的一邊用于冷卻流過(guò)安裝在鍋爐內(nèi)的表面的煙道氣。這里，修改鍋爐再循環(huán)系統(tǒng)(10)以從由旁通管(14)連接的下水管(12)得到近飽和的較高溫度的水流輸入到節(jié)熱器(18)的入口(16)。該入口(16)是T形入口，T的另一個(gè)輸入端提供來(lái)自管線(xiàn)(20)的常態(tài)給水流。通過(guò)管線(xiàn)(14)的水流由監(jiān)視中的泵(22)所提供，流量F和壓力P傳感器安裝在泵(22)的兩側(cè)。如圖1虛線(xiàn)所示那樣提供節(jié)熱器(18)旁通管(24)，當(dāng)不要求升高的水溫與來(lái)自管線(xiàn)(20)的正常節(jié)熱器(18)給水混合時(shí)，使下水管(12)飽和水從汽筒(26)再循環(huán)回流到旁通管(24)。
特別參考圖2，可以看見(jiàn)本發(fā)明的操作如下。為了如前所述的最佳操作，位于鍋爐煙道(32)的出口(32)上的SCR(28)需要提供給其入口的最佳煙道氣體溫度。為了實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)，在接近SCR(28)入口的管道(32)內(nèi)安裝溫度傳感器(34)以監(jiān)控?zé)煹罋怏w溫度。表示實(shí)際煙道氣的信號(hào)沿著管線(xiàn)(36)傳輸?shù)奖容^器位置(38)，該處具有沿著管線(xiàn)(40)輸入到那里的最佳溫度的設(shè)置點(diǎn)信號(hào)。這兩個(gè)信號(hào)間的任何差異產(chǎn)生沿著管線(xiàn)(42)到控制器(44)的誤差信號(hào)e，它控制閥門(mén)(46)的開(kāi)啟以控制沿著管線(xiàn)(14)傳輸?shù)絋形管(16)的飽和溫度的水量，它將與來(lái)自管線(xiàn)(20)的常溫給水混合并被提供給節(jié)熱器(18)。
通過(guò)正常關(guān)閉閥門(mén)(48)使旁通管(24)關(guān)閉，該閥門(mén)通過(guò)沿著管線(xiàn)(50)傳輸?shù)脚c非門(mén)(52)的誤差信號(hào)e來(lái)維持關(guān)閉。只要存在從比較器(38)到與非門(mén)(52)的正信號(hào)，就沒(méi)有信號(hào)沿著管線(xiàn)(54)被傳遞到閥門(mén)(48)，它將保持關(guān)閉。當(dāng)誤差e信號(hào)變?yōu)楸硎緹煹罋怏w溫度達(dá)到最優(yōu)時(shí)的O，O信號(hào)會(huì)沿著管線(xiàn)(50)進(jìn)入與非門(mén)(52)并且O信號(hào)會(huì)從控制器(44)沿著管線(xiàn)(56)進(jìn)入與非門(mén)(52)。這將造成沿著管線(xiàn)(54)開(kāi)啟正常關(guān)閉的閥門(mén)(48)的輸出控制信號(hào)以及沿著管線(xiàn)(58)關(guān)閉正常開(kāi)啟的閥門(mén)(46)的信號(hào)。這建立旁路節(jié)熱器(18)的到下水管(12)的回流直至溫度降到650°F以下并且飽和水流會(huì)再次與節(jié)熱器(18)入口的常態(tài)給水混合。
顯而易見(jiàn)，隨著更飽和的水流被輸入到節(jié)熱器(18)的入口，節(jié)熱器(18)中的煙道溫度會(huì)上升并且，當(dāng)與常態(tài)煙道氣混合時(shí)，會(huì)使SCR(28)入口處的溫度上升到最佳性能的溫度。
這里刪除了某些修改和構(gòu)造的細(xì)節(jié)，因?yàn)樗鼈儗?duì)本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)并為了清楚和可讀性，但它們完全在所附權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種對(duì)在其中安裝SCR裝置的入口保持最佳煙道氣體溫度的系統(tǒng)，其特征在于包括帶有在其中安裝在其煙道內(nèi)的節(jié)熱器的鍋爐；其中的水流接近飽和溫度的鍋爐下水管；節(jié)熱器水流入口，提供常態(tài)給水和來(lái)自所述下水管的水流的混合；以及控制系統(tǒng)，混合水流入口以確保SCR入口的煙道溫度最佳。
2.如權(quán)利要求1提出的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)包含用來(lái)監(jiān)控?zé)煹罍囟鹊陌惭b在SCR入口的溫度傳感器和根據(jù)最佳SCR入口溫度和實(shí)際入口溫度的差異改變從所述下水管到所述節(jié)熱器水流入口的水量的控制器。
3.如權(quán)利要求3提出的系統(tǒng)，其特征在于包含連接到所述比較器的控制器，用于控制閥門(mén)改變從所述下水管到所述節(jié)熱器入口的水流。
4.如權(quán)利要求3提出的系統(tǒng)，其特征在于包含連接到所述比較器的控制器，用于控制閥門(mén)改變從所述下水管到所述節(jié)熱器入口的水流。
5.如權(quán)利要求4提出的系統(tǒng)，其特征在于包含一個(gè)旁路，當(dāng)SCR入口溫度最佳時(shí)用來(lái)把來(lái)自所述下水管的水流連接到所述節(jié)熱器的水流出口。
6.一種鍋爐水流再循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于包括帶有連接到鍋爐圓筒的下水管和節(jié)熱器的鍋爐；以及具有用來(lái)混合常態(tài)給水和來(lái)自所述下水管的水流的入口的所述節(jié)熱器。
7.如權(quán)利要求6提出的系統(tǒng)，其特征在于，所述入口內(nèi)來(lái)自所述下水管的水流的混合是用固定的給水流完成的。
8.如權(quán)利要求6提出的系統(tǒng)，其特征在于，來(lái)自所述下水管的水量與來(lái)自鍋爐的實(shí)際和期望煙道氣體溫度之間的差異成比例。
全文摘要
通過(guò)混合鍋爐節(jié)熱器的常態(tài)入口給水和來(lái)自鍋爐下水管的近飽和水流以提升經(jīng)過(guò)節(jié)熱器的煙道氣體溫度并把SCR入口提高到期望的最佳SCR操作溫度，可以實(shí)現(xiàn)保持鍋爐管道內(nèi)安裝的SCR裝置的最佳煙道氣入口的系統(tǒng)。
文檔編號(hào)F22B37/00GK1447062SQ0310649
公開(kāi)日2003年10月8日 申請(qǐng)日期2003年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月27日
發(fā)明者M·J·阿爾布雷克特, J·B·羅根 申請(qǐng)人:巴布考克及威爾考克斯公司