專利名稱：一種適用脫硝設(shè)備負全程負荷投運的煙道布置方式的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鍋爐設(shè)備領(lǐng)域，尤其是鍋爐的煙道的布置。
背景技術(shù)：
隨著國家對環(huán)保的日益重視，為了確保最終的NOx的排放指標，在采用低NOx燃燒設(shè)備的同時脫硝設(shè)備已經(jīng)成為今后鍋爐的標準配置之一。在常規(guī)的鍋爐設(shè)計中，如果采用SCR (選擇性催化還原)脫硝方式，脫硝裝置通常布置在鍋爐受熱面的出口，空氣預(yù)熱器的入口。但為了同時確保鍋爐能達到較高的效率，通常滿負荷時空氣預(yù)熱器的煙氣溫度在35(T400°C左右，在高負荷下該煙氣溫度能滿足SCR設(shè)備的投運要求。但隨著負荷的降低，經(jīng)過SCR設(shè)備的煙氣溫度也隨之降低，如果低于某一溫度(如315°C，具體要求看SCR設(shè)備)，SCR設(shè)備中的催化劑就無法工作，因此無法起到脫NOx的作用。如果確保進入SCR設(shè)備的煙氣溫度全負荷滿足催化劑的反應(yīng)溫度，則滿負荷時進入SCR設(shè)備的煙氣溫度要遠高于常規(guī)取值，同樣由于煙氣經(jīng)過SCR設(shè)備基本不產(chǎn)生大幅溫降，如此高的煙氣溫度進入空氣預(yù)熱器一則無法使用原先的空氣預(yù)熱器的材料，二則僅通過空氣預(yù)熱器無法滿足常規(guī)排煙溫度的要求，造成鍋爐排煙損失的增加。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的提供一種適用脫硝設(shè)備負全程負荷投運的煙道布置方式。本發(fā)明的技術(shù)方案為一種適用脫硝設(shè)備負全程負荷投運的煙道布置方式，包括主煙道，主煙道上布置有其他受熱面、省煤器、SCR設(shè)備和空氣預(yù)熱器，主煙道全部或者部分呈U型或者倒U型；電站鍋爐燃燒后的煙氣在經(jīng)過鍋爐本體的其他受熱面后，先經(jīng)過省煤器，而后通過與SCR設(shè)備相連的煙道進入SCR設(shè)備，而后煙氣經(jīng)過空氣預(yù)熱器入口煙道進入空氣預(yù)熱器；在鍋爐尾部煙道的省煤器入口或其他高溫區(qū)域設(shè)置與SCR設(shè)備之間連通的旁路煙道，在旁路煙道上設(shè)置有控制進入旁路煙道煙氣量的調(diào)節(jié)裝置，所述旁路煙道與相應(yīng)的主煙道相比要短。所述調(diào)節(jié)裝置為調(diào)節(jié)擋板，所述旁路煙道上可以設(shè)置關(guān)閉擋板。所述SCR設(shè)備入口處設(shè)置一煙溫測量裝置；在調(diào)節(jié)擋板和煙溫裝置之間設(shè)置自動反饋裝置，所述自動反饋裝置與煙溫測量裝置和調(diào)節(jié)擋板的開度關(guān)聯(lián)，當SCR設(shè)備入口溫度低于某溫度時，調(diào)節(jié)擋板的開度變大，當SCR設(shè)備入口溫度高于某溫度時，調(diào)節(jié)擋板的開
度變小。所述鍋爐為π型鍋爐，所述省煤器布置在后煙井的尾部煙道上。所述鍋爐為塔式鍋爐，所述省煤器布置在鍋爐本體的垂直煙道內(nèi)，所述旁路煙道為圓形管道。在調(diào)節(jié)擋板上設(shè)置一控制裝置，所述控制裝置與調(diào)節(jié)擋板的開度和鍋爐負荷關(guān)聯(lián)，當鍋爐負荷增大時，控制裝置使得調(diào)節(jié)擋板的開度變小。
旁路煙道伸出主煙道的長度約占主煙道寬度的三分之一至二分之一；旁路煙道距SCR設(shè)備的距離超過主煙道的寬度。位于主煙道內(nèi)的旁路煙道上下表面均開有小孔，迎著煙氣表面的開孔面積大于背著煙氣表面開孔面積。
鍋爐最后一級受熱面為省煤器，本發(fā)明在省煤器入口或高溫區(qū)域設(shè)置抽煙口，該抽煙口通過煙道和鍋爐本體到SCR設(shè)備的煙道相連，并經(jīng)過充分混合后進入SCR設(shè)備，該煙道上設(shè)置調(diào)節(jié)擋板，可以調(diào)節(jié)通過的煙氣量，通過該方式，確保在鍋爐全負荷中SCR反應(yīng)的溫度區(qū)間，同時確?？諝忸A(yù)熱器的設(shè)計和排煙溫度在合理的水平。本發(fā)明通過對系統(tǒng)的優(yōu)化，將鍋爐的系統(tǒng)進行改進，確保進入SCR設(shè)備的煙氣溫度在所有負荷下均高于其催化劑要求的反應(yīng)溫度，同時確保進入空氣預(yù)熱器的煙氣溫度也在其合理范圍，不增加空氣預(yù)熱器設(shè)計的難度和鍋爐的排煙損失。


圖I是型鍋爐帶SCR設(shè)備系統(tǒng)示意；
圖2是塔式鍋爐帶SCR設(shè)備系統(tǒng)示意；
圖3是旁路管道伸出主煙道示意圖。圖中省煤器1，SCR設(shè)備2，空氣預(yù)熱器3，本體與SCR設(shè)備連接的主煙道4，空氣預(yù)熱器入口煙道5，煙溫測量6，旁路煙道7，調(diào)節(jié)擋板8，關(guān)閉擋板9。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細的說明，但本發(fā)明不局限于以下的實施例。鍋爐可以是所有型式，圖示以塔式鍋爐和η型鍋爐為例，但實際并不僅僅局限于圖示爐型。如圖I所示，省煤器I布置在π型鍋爐尾部煙道中；如圖2所示，省煤器I布置在塔式鍋爐上部煙道中。如圖I所示，SCR設(shè)備2布置在空氣預(yù)熱器3前，鍋爐本體和SCR設(shè)備通過煙道4相連，SCR設(shè)備2與空氣預(yù)熱器3通過煙道5連接。鍋爐燃燒后的煙氣在經(jīng)過鍋爐本體的其他受熱面后，先經(jīng)過省煤器I，而后通過與SCR設(shè)備2相連的煙道4進入SCR設(shè)備，而后煙氣經(jīng)過空氣預(yù)熱器入口煙道5進入空氣預(yù)熱器3。由于煙道4為U型，旁路煙道與相應(yīng)的主煙道相比要短，使得旁路煙道的煙氣更容易進入主煙道，旁路煙道的開口不必開得很大，假設(shè)旁路煙道的長度為10米，相應(yīng)主煙道的長度為20米，主煙道與旁路煙道的截面積相同，流速也相同，那么單位體積的主煙道煙氣已與2倍的旁路煙道的煙氣進行了混合。在鍋爐尾部煙道的省煤器入口或高溫區(qū)域設(shè)置有與SCR設(shè)備2之間連通的旁路煙道7。旁路煙道7的抽煙口可以設(shè)置在省煤器入口前，也可以設(shè)置在省煤器高溫受熱面處，確保抽取煙溫相對較高的煙氣，當抽取煙氣時，通過部分或全部省煤器受熱面的煙氣量將減少。旁路煙道7的抽煙口可以設(shè)置在布置省煤器區(qū)域的一側(cè)墻或多側(cè)墻上。
旁路煙道7上設(shè)置調(diào)節(jié)擋板8，控制進入旁路煙道的煙氣量。旁路煙道7上可以設(shè)置或者不設(shè)置關(guān)閉擋板9。SCR設(shè)備入口處設(shè)置一煙溫測量裝置6;在調(diào)節(jié)擋板和煙溫裝置之間設(shè)置自動反饋裝置，自動反饋裝置與煙溫測量裝置和調(diào)節(jié)擋板8的開度關(guān)聯(lián)，當SCR設(shè)備入口溫度低于某溫度時，調(diào)節(jié)擋板8的開度變大，當SCR設(shè)備入口溫度高于某溫度時，調(diào)節(jié)擋板8的開度變小。圖2是塔式鍋爐帶SCR設(shè)備系統(tǒng)示意，與圖I不同之處在于，圖2是塔式爐，煙道4，為倒U型。如圖3所示，旁路煙道7伸出主煙道4，伸出的長度L設(shè)計在主煙道截面的寬度W的三分之一至二分之一之間，主煙道截面一般為正方形，如截面為長方形，主煙道截面的寬度是指短邊和長邊之和的一半。旁路煙道距SCR設(shè)備的距離S超過主煙道的寬度W。這樣設(shè)計使得，旁路內(nèi)的高溫煙氣與主煙道內(nèi)的低溫煙氣在進入SCR設(shè)備前可以充分混合。旁路煙道距SCR設(shè)備的距離S從旁路煙道的盡頭起算。位于主煙道內(nèi)的旁路煙道上下表面均開有小孔，可以讓低溫煙氣進入旁路管道內(nèi)與高溫煙氣提前進行混合。并且，迎著煙氣表面的開孔面積Ki大于背著煙氣表面開孔面積K2，這樣使得從開孔Kl處進入旁路管道內(nèi)煙氣量大于從開孔K2處出去的煙氣量，有利于煙氣混合。工作原理
隨著鍋爐負荷的降低，進入各級受熱面的煙氣溫度也會降低，因此負荷越低，SCR設(shè)備的入口煙氣溫度越低。當SCR入口煙溫監(jiān)測發(fā)現(xiàn)低于SCR所選用的催化劑反應(yīng)溫度時，為了保證SCR設(shè)備的正常工作，通過指令調(diào)節(jié)旁路煙道的調(diào)節(jié)擋板(如果設(shè)置有關(guān)閉擋板，先將關(guān)閉擋板打開)，通過調(diào)節(jié)擋板的開度，增加進入旁路煙道的煙氣量提高SCR入口的煙氣溫度；如果進入SCR的煙氣溫度仍沒有達到預(yù)定要求，需要繼續(xù)調(diào)節(jié)擋板開度，直至煙氣溫度達到要求為止。反之，隨著鍋爐負荷的提高，進入各級受熱面的煙氣溫度也會提高，因此負荷越高，SCR設(shè)備的入口煙氣溫度越高。因此隨著鍋爐負荷的升高，同樣通過SCR入口的煙溫監(jiān)測控制旁路煙道的調(diào)節(jié)擋板的開度，逐漸將調(diào)節(jié)擋板關(guān)小，直至全部關(guān)閉，如果設(shè)置有關(guān)閉擋板，則最終也同時關(guān)閉擋板。為了保證調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)的有效性，無論在何種負荷下，受熱面的布置確保當煙氣全部通過旁路煙道進入SCR設(shè)備時，進入SCR設(shè)備的煙氣溫度均負荷催化劑的反應(yīng)溫度。
權(quán)利要求
1.一種適用脫硝設(shè)備負全程負荷投運的煙道布置方式，包括主煙道，主煙道上布置有其他受熱面、省煤器(I)、SCR設(shè)備(2)和空氣預(yù)熱器(3)，主煙道全部或者部分呈U型或者倒U型；電站鍋爐燃燒后的煙氣在經(jīng)過鍋爐本體的其他受熱面后，先經(jīng)過省煤器(1)，而后通過與SCR設(shè)備相連的主煙道(4)進入SCR設(shè)備(2)，最后煙氣經(jīng)過空氣預(yù)熱器入口煙道(5)進入空氣預(yù)熱器，其特征在于在鍋爐尾部煙道的省煤器入口或其他高溫區(qū)域設(shè)置與SCR設(shè)備之間連通的旁路煙道(7)，在旁路煙道上設(shè)置有控制進入旁路煙道煙氣量的調(diào)節(jié)裝置；所述旁路煙道與相應(yīng)的主煙道相比要短。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種適用脫硝設(shè)備負全程負荷投運的煙道布置方式，其特征在于所述調(diào)節(jié)裝置為調(diào)節(jié)擋板(8)，所述旁路煙道上可以設(shè)置關(guān)閉擋板。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種適用脫硝設(shè)備負全程負荷投運的煙道布置方式，其特征在于所述SCR設(shè)備入口處設(shè)置一煙溫測量裝置(6);在調(diào)節(jié)擋板(8)和煙溫測量裝置(6)之間設(shè)置自動反饋裝置，所述自動反饋裝置與煙溫測量裝置和調(diào)節(jié)擋板的開度關(guān)聯(lián)，當 SCR設(shè)備入口溫度低于某溫度時，調(diào)節(jié)擋板的開度變大，當SCR設(shè)備入口溫度高于某溫度時，調(diào)節(jié)擋板的開度變小。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種適用脫硝設(shè)備負全程負荷投運的煙道布置方式，其特征在于所述鍋爐為η型鍋爐，所述省煤器布置在后煙井的尾部煙道上。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種適用脫硝設(shè)備負全程負荷投運的煙道布置方式，其特征在于所述鍋爐為塔式鍋爐，所述省煤器布置在鍋爐本體的垂直煙道內(nèi)，所述旁路煙道為圓形管道。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種適用脫硝設(shè)備負全程負荷投運的煙道布置方式，其特征在于在調(diào)節(jié)擋板上設(shè)置一控制裝置，所述控制裝置與調(diào)節(jié)擋板的開度和鍋爐負荷關(guān)聯(lián)，當鍋爐負荷增大時，控制裝置使得調(diào)節(jié)擋板的開度變小。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種適用脫硝設(shè)備負全程負荷投運的煙道布置方式，其特征在于旁路煙道伸出主煙道的長度約占主煙道寬度的三分之一至二分之一；旁路煙道距 SCR設(shè)備的距離超過主煙道的寬度。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種適用脫硝設(shè)備負全程負荷投運的煙道布置方式，其特征在于位于主煙道內(nèi)的旁路煙道上下表面均開有小孔，迎著煙氣表面的開孔面積大于背著煙氣表面開孔面積。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種適用脫硝設(shè)備負全程負荷投運的煙道布置方式，包括主煙道，主煙道上布置有其他受熱面、省煤器、SCR設(shè)備和空氣預(yù)熱器，主煙道全部或者部分呈U型或者倒U型；電站鍋爐燃燒后的煙氣在經(jīng)過鍋爐本體的其他受熱面后，先經(jīng)過省煤器，而后通過與SCR設(shè)備相連的主煙道進入SCR設(shè)備，最后煙氣經(jīng)過空氣預(yù)熱器入口煙道進入空氣預(yù)熱器，在鍋爐尾部煙道的省煤器入口或其他高溫區(qū)域設(shè)置與SCR設(shè)備之間連通的旁路煙道，在旁路煙道上設(shè)置有控制進入旁路煙道煙氣量的調(diào)節(jié)裝置；所述旁路煙道與相應(yīng)的主煙道相比要短。本發(fā)明確保進入SCR設(shè)備的煙氣溫度在所有負荷下均高于其催化劑要求的反應(yīng)溫度。
文檔編號F23J11/00GK102927577SQ201210492859
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月20日
發(fā)明者姚丹花, 諸育楓 申請人:上海鍋爐廠有限公司