本發(fā)明涉及火力發(fā)電機(jī)組煙氣脫硝及余熱利用技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種節(jié)能型全負(fù)荷脫硝系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

通常情況下，在火電機(jī)組鍋爐的負(fù)荷高于50％時(shí)，大部分鍋爐省煤器出口的煙氣溫度能夠滿足scr入口煙氣溫度運(yùn)行范圍的要求；而在鍋爐負(fù)荷低于50％時(shí)，鍋爐省煤器出口的煙氣溫度通常會(huì)低于320℃，甚至鍋爐負(fù)荷低于40％時(shí)，鍋爐省煤器出口的煙氣溫度低于300℃，達(dá)到scr脫硝系統(tǒng)退出運(yùn)行的低溫限值，scr系統(tǒng)不能投運(yùn)，導(dǎo)致nox排放達(dá)不到環(huán)保要求。

按照火電機(jī)組當(dāng)前的運(yùn)行模式，經(jīng)常性低負(fù)荷運(yùn)行必然會(huì)引起脫硝系統(tǒng)退出運(yùn)行進(jìn)而導(dǎo)致nox排放的失控，所以開發(fā)火電廠全負(fù)荷脫硝技術(shù)，以使火電機(jī)組在任何運(yùn)行負(fù)荷條件下都可以將scr脫硝系統(tǒng)投入運(yùn)行，是當(dāng)前刻不容緩的重任。

實(shí)現(xiàn)火電機(jī)組全負(fù)荷脫硝的主要技術(shù)手段是在低負(fù)荷時(shí)提高scr入口煙氣溫度，以使煙氣溫度滿足scr脫硝催化劑的要求。低負(fù)荷時(shí)提高scr入口煙氣溫度有多種常規(guī)技術(shù)手段，主要包含有：1)省煤器煙氣旁路；2)省煤器工質(zhì)旁路；3)省煤器分級(jí)；4)回?zé)岢槠a(bǔ)充給水加熱(0號(hào)高加)；5)省煤器熱水再循環(huán)。上述幾種技術(shù)均可在低負(fù)荷條件下提高scr入口煙氣溫度，可滿足scr在30％以上負(fù)荷范圍內(nèi)運(yùn)行的需求，從而實(shí)現(xiàn)火力發(fā)電廠全負(fù)荷脫硝的技術(shù)要求。然而，上述技術(shù)，除省煤器分級(jí)技術(shù)外，其它技術(shù)都會(huì)不同程度地提高鍋爐的排煙溫度，降低鍋爐效率，增加機(jī)組發(fā)電的煤耗。而對于省煤器分級(jí)技術(shù)來說，卻無法實(shí)現(xiàn)scr入口煙溫的調(diào)節(jié)，在較高負(fù)荷時(shí)scr催化劑容易超溫?zé)Y(jié)。

當(dāng)前，應(yīng)用于火力發(fā)電廠煙氣余熱回收的節(jié)能技術(shù)有低溫省煤器技術(shù)、中溫省煤器技術(shù)等。低溫省煤器技術(shù)，在德國科隆nideraussem發(fā)電廠以及國內(nèi)眾多電廠投入使用；中溫省煤器技術(shù)，在德國schwarazepump電廠和國內(nèi)數(shù)個(gè)電廠投入使用。相對于利用低溫?zé)煔庥酂岬牡蜏厥∶浩?，利用較高溫度煙氣余熱的中溫省煤器煙氣余熱回收技術(shù)，充分考慮了能量的梯級(jí)利用，其熱量回收效率遠(yuǎn)高于低溫省煤器技術(shù)。關(guān)于中溫省煤器相關(guān)的技術(shù)，有cn20336412u、cn203927992u、cn103032867a等專利報(bào)道。雖然上述火電廠節(jié)能技術(shù)能夠降低機(jī)組發(fā)電煤耗，但這些技術(shù)不具有提高scr入口煙氣溫度實(shí)現(xiàn)全負(fù)荷脫硝的功能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種火電機(jī)組在任何運(yùn)行負(fù)荷條件下都可以將scr脫硝系統(tǒng)投入運(yùn)行的節(jié)能型全負(fù)荷脫硝系統(tǒng)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一種節(jié)能型全負(fù)荷脫硝系統(tǒng)的具體技術(shù)方案為：

一種節(jié)能型全負(fù)荷脫硝系統(tǒng)，scr反應(yīng)器與空氣預(yù)熱器相連通的煙道上設(shè)置空氣預(yù)熱器煙氣旁路，煙氣旁路上依煙氣流向順次設(shè)置有高壓中溫?zé)熕畵Q熱器和低壓中溫?zé)熕畵Q熱器；其中，高壓中溫?zé)熕畵Q熱器的水側(cè)入口通過進(jìn)水選擇開關(guān)分別設(shè)置在高壓加熱器的水側(cè)入口管路和水側(cè)出口管路上，高壓中溫?zé)熕畵Q熱器的水側(cè)出口通過出水選擇開關(guān)分別設(shè)置在鍋爐省煤器的水側(cè)入口管路和水側(cè)出口管路上；以及低壓中溫?zé)熕畵Q熱器，低壓中溫?zé)熕畵Q熱器的水側(cè)入口通過入口調(diào)節(jié)閥設(shè)置在低壓加熱器的水側(cè)入口管路上，低壓中溫?zé)熕畵Q熱器的水側(cè)出口通過出口調(diào)節(jié)閥設(shè)置在低壓加熱器的水側(cè)出口管路上；并且，煙氣旁路出口與空氣預(yù)熱器的煙氣側(cè)出口的匯集煙道內(nèi)設(shè)置低溫?zé)熕畵Q熱器或低溫?zé)燂L(fēng)換熱器，以進(jìn)一步回收煙氣余熱加熱進(jìn)入空氣預(yù)熱器的冷風(fēng)。

本發(fā)明的一種節(jié)能型全負(fù)荷脫硝系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于：既能提高scr反應(yīng)器的入口煙氣溫度，滿足scr催化劑煙溫要求，使火電機(jī)組在任何運(yùn)行負(fù)荷下scr入口煙溫不低于scr催化劑運(yùn)行煙溫要求下限，將scr脫硝系統(tǒng)投入運(yùn)行，又能充分回收煙氣余熱，降低機(jī)組發(fā)電煤耗。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的全負(fù)荷脫硝系統(tǒng)的第一實(shí)施例的流程圖；

圖2為本發(fā)明的第一實(shí)施例的節(jié)能模式的流程圖；

圖3為本發(fā)明的第一實(shí)施例的煙溫提升模式的流程圖；

圖4為本發(fā)明的全負(fù)荷脫硝系統(tǒng)的第二實(shí)施例的流程圖；

圖5為本發(fā)明的第二實(shí)施例的節(jié)能模式流程圖；

圖6為本發(fā)明的第二實(shí)施例的煙溫提升模式的流程圖。

圖中各附圖標(biāo)記為：

1、高壓中溫?zé)熕畵Q熱器；101、第二進(jìn)水閥；102、第一進(jìn)水閥；103、第一出水閥；104、第二出水閥；11、高壓加熱器；2、低壓中溫?zé)熕畵Q熱器；201、入口調(diào)節(jié)閥；202、出口調(diào)節(jié)閥；21、低壓加熱器；3、循環(huán)水泵；31、給水泵；4、低溫?zé)熕畵Q熱器；41、空氣預(yù)熱器；5、低溫風(fēng)水換熱器；51、scr反應(yīng)器；6、低溫?zé)燂L(fēng)換熱器；61、鍋爐省煤器；7、入口調(diào)節(jié)擋板門；8、空氣預(yù)熱器煙氣旁路。

具體實(shí)施方式

為了更好的了解本發(fā)明的目的、結(jié)構(gòu)及功能，下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的一種節(jié)能型全負(fù)荷脫硝系統(tǒng)做進(jìn)一步詳細(xì)的描述。

如圖1至圖6所示，其示為本發(fā)明的一種節(jié)能型全負(fù)荷脫硝系統(tǒng)，鍋爐省煤器61與空氣預(yù)熱器41之間設(shè)置有用于脫硝的scr反應(yīng)器51，本發(fā)明的目的在于提升進(jìn)入scr反應(yīng)器的煙氣溫度，以使scr反應(yīng)器脫硝反應(yīng)在任何運(yùn)行負(fù)荷條件下都可以運(yùn)行，同時(shí)充分回收煙氣余熱降低機(jī)組發(fā)電煤耗。

具體來說，設(shè)置在鍋爐尾部煙道內(nèi)鍋爐省煤器61的煙氣側(cè)的進(jìn)口接收來自其上游的煙氣，煙氣側(cè)的出口與scr反應(yīng)器51的入口相連通，向scr反應(yīng)器51通入待脫硝的煙氣，鍋爐省煤器61的水側(cè)入口接收經(jīng)多個(gè)串聯(lián)的低壓加熱器21和多個(gè)串聯(lián)的高壓加熱器11連續(xù)加熱的凝結(jié)水，鍋爐省煤器61的水側(cè)出口將經(jīng)過換熱的熱水送入到鍋爐水冷壁。

進(jìn)一步，scr反應(yīng)器51與空氣預(yù)熱器41相連通的煙道上設(shè)置有空氣預(yù)熱器煙氣旁路8，煙氣旁路8的入口處設(shè)置有入口調(diào)節(jié)擋板門7，用于調(diào)節(jié)進(jìn)入煙氣旁路8的煙氣量，煙氣旁路8內(nèi)依煙氣流向順次設(shè)置有高壓中溫?zé)熕畵Q熱器1和低壓中溫?zé)熕畵Q熱器2。其中，高壓中溫?zé)熕畵Q熱器1的水側(cè)入口通過進(jìn)水選擇開關(guān)分別設(shè)置在高壓加熱器11的水側(cè)入口管路和水側(cè)出口管路上，高壓中溫?zé)熕畵Q熱器1的水側(cè)出口通過出水選擇開關(guān)分別設(shè)置在鍋爐省煤器61的水側(cè)入口管路和水側(cè)出口管路上；低壓中溫?zé)熕畵Q熱器2的水側(cè)入口通過入口調(diào)節(jié)閥201設(shè)置在低壓加熱器的水側(cè)入口管路上，低壓中溫?zé)熕畵Q熱器2的水側(cè)出口通過出口調(diào)節(jié)閥202設(shè)置在低壓加熱器的水側(cè)出口管路上；并且，煙氣旁路8出口與空氣預(yù)熱器41煙氣側(cè)出口的匯集煙道內(nèi)設(shè)置低溫?zé)熕畵Q熱器4，以進(jìn)一步回收煙氣余熱加熱進(jìn)入空預(yù)器5的冷風(fēng)。進(jìn)一步，進(jìn)水選擇開關(guān)包括第一進(jìn)水閥102和第二進(jìn)水閥101，第一進(jìn)水閥102設(shè)置在位于高壓加熱器11水側(cè)入口管路上的高溫?zé)熕畵Q熱器1進(jìn)水管路的末端，第二進(jìn)水閥101設(shè)置在位于高壓加熱器11水側(cè)出口管路上的高溫?zé)熕畵Q熱器1進(jìn)水管路的末端；以及出水選擇開關(guān)包括第一出水閥103和第二出水閥104，第一出水閥103設(shè)置在位于鍋爐省煤器61水側(cè)入口管路上的高溫?zé)熕畵Q熱器1出水管路的末端，第二出水閥104設(shè)置在位于鍋爐省煤器61水側(cè)出口管路上的高溫?zé)熕畵Q熱器1出水管路的末端。

此外，低壓中溫?zé)熕畵Q熱器2與低壓加熱器21并聯(lián)，分流部分進(jìn)入低壓加熱器21的凝結(jié)水，減少低壓加熱器21的抽汽量，增加發(fā)電機(jī)組出力，降低發(fā)電煤耗。

進(jìn)一步，低溫?zé)熕畵Q熱器4的水側(cè)進(jìn)出口與低溫風(fēng)水換熱器5的水側(cè)進(jìn)出水口相連通，低溫?zé)熕畵Q熱器4與低溫風(fēng)水換熱器相連通的進(jìn)水管道上設(shè)置有循環(huán)水泵3，循環(huán)水在低溫?zé)熕畵Q熱器4與低溫風(fēng)水換熱器5之間循環(huán)，低溫?zé)熕畵Q熱器4通過循環(huán)水進(jìn)一步回收煙氣旁路8出口和空氣預(yù)熱器41出口混合煙氣的余熱，回收煙氣余熱的循環(huán)水進(jìn)入設(shè)置在空氣預(yù)熱器41風(fēng)側(cè)入口風(fēng)道內(nèi)的低溫風(fēng)水換熱器5水側(cè)加熱其空氣側(cè)冷風(fēng)，冷風(fēng)經(jīng)低溫風(fēng)水換熱器5加熱后進(jìn)入空氣預(yù)熱器41加熱。

進(jìn)一步，低溫?zé)熕畵Q熱器4設(shè)置在空氣預(yù)熱器煙氣旁路出口和空預(yù)器煙氣側(cè)出口的匯集煙道內(nèi)，進(jìn)一步回收煙氣余熱加熱換熱器內(nèi)部水；而低溫風(fēng)水換熱器5設(shè)置在空氣預(yù)熱器入口風(fēng)道內(nèi)，利用低溫?zé)熕畵Q熱器4的出口熱水加熱空預(yù)器入口冷風(fēng)。

上文描述的系統(tǒng)為本發(fā)明的第一實(shí)施例，如圖1至圖3所示。本發(fā)明的第二實(shí)施例在煙氣旁路8的出口與空氣預(yù)熱器41的煙氣側(cè)出口的匯集煙道內(nèi)設(shè)置低溫?zé)燂L(fēng)換熱器6，如圖4至圖6所示，低溫?zé)燂L(fēng)換熱器6中的冷風(fēng)吸收煙氣余熱形成熱風(fēng)，并經(jīng)空氣預(yù)熱器41空氣側(cè)入口進(jìn)入，在空氣預(yù)熱器41中繼續(xù)加熱，加熱后熱風(fēng)經(jīng)空氣預(yù)熱器41空氣側(cè)出口排出，形成的熱風(fēng)去鍋爐助燃。此外，低溫?zé)燂L(fēng)換熱器6的煙氣側(cè)出口與除塵器相連，降溫后的煙氣進(jìn)入除塵器中。

綜上所述，在發(fā)明中節(jié)能型全負(fù)荷脫硝系統(tǒng)根據(jù)scr入口煙溫是否高于scr催化劑溫度要求下限，分別具有兩種運(yùn)行模式：節(jié)能模式和煙溫提升模式。

當(dāng)scr反應(yīng)器51入口煙氣溫度高于scr催化劑運(yùn)行煙溫要求下限時(shí)采用節(jié)能模式運(yùn)行，如圖2和圖5所示，第一進(jìn)水閥102與第一出水閥103同時(shí)開啟，分流部分高壓加熱器11入口水通過第一進(jìn)水閥102進(jìn)入高壓中溫?zé)熕畵Q熱器1中吸收煙氣余熱，通過第一出水閥103排出與高壓加熱器11出口水摻混后進(jìn)入鍋爐省煤器61；高壓中溫?zé)熕畵Q熱器1分流部分進(jìn)入高壓加熱器11的進(jìn)水，排擠高壓加熱器11的抽汽用量，提高發(fā)電機(jī)組出力，降低發(fā)電煤耗。

當(dāng)scr反應(yīng)器51入口煙氣溫度低于scr催化劑運(yùn)行煙溫要求下限時(shí)采用煙溫提升模式運(yùn)行，如圖3和圖6所示，第二進(jìn)水閥101與第二出水閥104同時(shí)開啟，分流部分鍋爐省煤器61入口通過第二進(jìn)水閥101進(jìn)入高壓中溫?zé)熕畵Q熱器中1吸收煙氣余熱，通過第一出水閥103排出與鍋爐省煤器61出口水摻混后進(jìn)入鍋爐水冷壁；高壓中溫?zé)熕畵Q熱器1分流部分進(jìn)入鍋爐省煤器61的進(jìn)水，減少鍋爐省煤器61的水側(cè)吸熱量，提高鍋爐省煤器61的出口煙溫，即提高scr反應(yīng)器51的入口煙溫。

下表為某350mw火電機(jī)組，煙氣參數(shù)及實(shí)施效果的例子：350mw火電機(jī)組設(shè)計(jì)條件下scr入口煙溫和排煙溫度

本發(fā)明的一種節(jié)能型全負(fù)荷脫硝系統(tǒng)，能夠使火電機(jī)組在任何運(yùn)行負(fù)荷下scr入口煙溫不低于scr催化劑運(yùn)行煙溫要求下限，將scr脫硝系統(tǒng)投入運(yùn)行，同時(shí)充分回收煙氣余熱降低機(jī)組發(fā)電煤耗。

以上借助具體實(shí)施例對本發(fā)明做了進(jìn)一步描述，但是應(yīng)該理解的是，這里具體的描述，不應(yīng)理解為對本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍的限定，本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員在閱讀本說明書后對上述實(shí)施例做出的各種修改，都屬于本發(fā)明所保護(hù)的范圍。