帶有煙氣升溫系統(tǒng)的自然循環(huán)汽包鍋爐的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及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(yīng)器、空預(yù)器、煙氣升溫系統(tǒng)，汽包的下降管與鍋爐的下水包連接，煙氣升溫系統(tǒng)由水泵、開關(guān)閥、電動調(diào)節(jié)閥組成；鍋爐的下水包通過開關(guān)閥與水泵入口管道連接，水泵的出口管道通過電動調(diào)節(jié)閥與省煤器的給水入口管道并聯(lián)連接。水泵的出口與電動調(diào)節(jié)閥之間連接有止回閥。本實用新型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(fù)荷和/或大氣溫度低條件下使得SCR反應(yīng)器正常運行，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自然循環(huán)汽包鍋爐煙氣排放質(zhì)量也能夠達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)。
【專利說明】帶有煙氣升溫系統(tǒng)的自然循環(huán)汽包鍋爐
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實用新型涉及一種發(fā)電用的自然循環(huán)汽包鍋爐，尤其是一種可以提高自然循環(huán)汽包鍋爐的SCR反應(yīng)器入口煙溫的自然循環(huán)汽包鍋爐。
【背景技術(shù)】
[0002]中國的能源結(jié)構(gòu)是以煤炭為主的，煤炭消耗量還將持續(xù)增長。據(jù)統(tǒng)計，目前中國發(fā)電裝機(jī)容量中火電裝機(jī)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(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)和社會的發(fā)展，對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。
[0003]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(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)計及運行時必須考慮的主要問題之一。
[0004]選擇性催化還原法(SCR)是應(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，日益受到中國及世界上其它國家的重視。
[0005]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，會使SCR反應(yīng)器中催化劑的活性降低，無法實現(xiàn)SCR反應(yīng)器脫硝的正常運行。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)器脫硝正常運行的關(guān)鍵。
[0006]現(xiàn)有的鍋爐水側(cè)的流程(圖1)為:給水經(jīng)過省煤器7升溫后進(jìn)入汽包6。汽包6的下部的飽和水經(jīng)過下降管5進(jìn)入鍋爐的下水包10，下水包10的水通過水冷壁9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6完成汽水分離。分離后的飽和蒸汽進(jìn)入過熱器，飽和水則進(jìn)入下降管5繼續(xù)循環(huán)。
[0007]亞臨界300MW自然循環(huán)汽包鍋爐的結(jié)構(gòu)示意圖如圖4所示，包括鍋爐4、汽包6、省煤器7、SCR反應(yīng)器、空預(yù)器，汽包6的下降管5與鍋爐4的下水包10連接。
[0008]目前由于自然循環(huán)汽包鍋爐設(shè)計方面的原因，自然循環(huán)汽包鍋爐在低負(fù)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(yīng)器煙氣入口溫度與可以保證SCR反應(yīng)器正常運行的溫度相差可達(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)器無法投運，煙氣排放濃度將不能滿足中國國家環(huán)保要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本實用新型為了解決自然循環(huán)汽包鍋爐在低負(fù)荷和/或大氣溫度低條件下SCR反應(yīng)器無法投運的技術(shù)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，通過對現(xiàn)有的自然循環(huán)汽包鍋爐的水系統(tǒng)進(jìn)行改造，利用水泵將由汽包的下降管進(jìn)入鍋爐的下水包的高溫飽和水輸送至鍋爐省煤器水側(cè)進(jìn)口與省煤器給水混合，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)器投運的適用溫度。
[0010]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)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(yīng)器、空預(yù)器、煙氣升溫系統(tǒng)，汽包的下降管與鍋爐的下水包連接，其特征在于:所述煙氣升溫系統(tǒng)由水泵、開關(guān)閥、電動調(diào)節(jié)閥組成；鍋爐的下水包通過開關(guān)閥與水泵入口管道連接，水泵的出口管道通過電動調(diào)節(jié)閥與省煤器的給水入口管道并聯(lián)連接。
[0011]水泵的出口與電動調(diào)節(jié)閥之間連接有止回閥。
[0012]在本實用新型的一優(yōu)選的實施例中，在水泵的出口與電動調(diào)節(jié)閥之間安裝止回閥，從而避免進(jìn)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。
[0013]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)鍋爐的下水包后依次開關(guān)閥即圖中的隔離門1、水泵，電動調(diào)節(jié)閥即圖中的調(diào)節(jié)門3調(diào)節(jié)進(jìn)入省煤器，進(jìn)入省煤器的這部分飽和水和省煤器的給水的混合，提高省煤器入口給水的溫度，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)器投運的適用溫度。
[0014]本實用新型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。
[0015]本實用新型的有益效果是:
[0016]本實用新型通過增加水泵、開關(guān)閥、電動調(diào)節(jié)閥及相應(yīng)的管道，將從汽包排出的部分飽和水經(jīng)鍋爐的下水包后和進(jìn)入省煤器的給水進(jìn)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(jìn)入SCR反應(yīng)器的煙氣溫度能夠滿足SCR反應(yīng)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(yīng)器在低負(fù)荷和/或大氣溫度低條件下正常運行，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自然循環(huán)汽包鍋爐煙氣排放質(zhì)量也能夠達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)。
[0017]進(jìn)一步，在水泵的出口與電動調(diào)節(jié)閥之間安裝止回閥，從而避免進(jìn)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。
[0018]進(jìn)一步，本實用新型的通過水側(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反應(yīng)器入口煙溫低而造成的SCR反應(yīng)器停運的問題，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)簡單，改造投資少，對其它工況影響小的特點。進(jìn)一步和煙氣側(cè)改造方法相比本實用新型的最大特點是改造范圍小、投資少，施工期短。
[0019]進(jìn)一步，本實用新型的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。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是現(xiàn)有自然循環(huán)汽包鍋爐原水側(cè)流程的示意圖；
[0021]圖2是本實用新型的帶有煙氣升溫系統(tǒng)的自然循環(huán)汽包鍋爐結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3是亞臨界300MW自然循環(huán)汽包鍋爐的SCR反應(yīng)器的投運情況與機(jī)組負(fù)荷、夕卜界溫度的關(guān)系圖；
[0023]圖4是現(xiàn)有亞臨界300麗自然循環(huán)汽包鍋爐的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖5是本實用新型的帶有煙氣升溫系統(tǒng)的亞臨界300MW自然循環(huán)汽包鍋爐的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0025]下面通過具體應(yīng)用實施例并結(jié)合附圖對本實用新型進(jìn)一步闡述，但并不限制本實用新型。
[0026]如圖2所示，本實用新型的帶有煙氣升溫系統(tǒng)的自然循環(huán)汽包鍋爐，包括鍋爐4、汽包6、省煤器7、S CR反應(yīng)器、空預(yù)器、煙氣升溫系統(tǒng)等。
[0027]汽包6的下降管5與鍋爐4的下水包10進(jìn)口連接，下水包出口通過鍋爐4爐膛內(nèi)的水冷壁9連接汽包6。煙氣升溫系統(tǒng)由水泵3、開關(guān)閥1、電動調(diào)節(jié)閥2組成；鍋爐4的下水包10通過開關(guān)閥I與水泵3入口管道連接，水泵3的出口管道通過電動調(diào)節(jié)閥2與省煤器7的給水入口管道8并聯(lián)連接。
[0028]如圖5所示，本實用新型的一優(yōu)選的實施例中，在水泵3的出口與電動調(diào)節(jié)閥2之間安裝止回閥11，從而避免進(jìn)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。
[0029]汽包6下部的飽和水經(jīng)鍋爐4的下水包10后依次經(jīng)開關(guān)閥1、水泵3，電動調(diào)節(jié)閥2調(diào)節(jié)后進(jìn)入省煤器7，進(jìn)入省煤器7的這部分飽和水和省煤器7的給水的混合，提高省煤器7入口給水的溫度，從而減少了省煤器7中水和煙氣的溫差，導(dǎo)致煙氣放熱量的減少，省煤器7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)器投運的適用溫度。
[0030]本實用新型的帶有煙氣升溫系統(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。
[0031]本實用新型通過在現(xiàn)有的自然循環(huán)汽包鍋爐改造增加，可以實現(xiàn)汽包下部的飽和水經(jīng)鍋爐的下水包后進(jìn)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(jìn)一步使省煤器出口煙氣的溫度提高，進(jìn)入SCR反應(yīng)器的入口煙氣溫度也升高，通過調(diào)節(jié)進(jìn)入省煤器入口的飽和水量來調(diào)整省煤器入口給水的溫度，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)器投運所需的煙氣的溫度。
[0032]下面以帶有煙氣升溫系統(tǒng)的自然循環(huán)汽包鍋爐，即以亞臨界300MW汽包鍋爐為例進(jìn)行介紹。
[0033]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(shù)參數(shù)如下:
[0034]過熱蒸汽(MCR);再熱蒸汽(MCR);
[0035]流量1025 t/h ；流量 830t/h ；
[0036]壓力18.3 Mpa ；壓力 3.85/3.66Mpa ；
[0037]溫度541 V ；溫度 323/541°C。
[0038]SCR反應(yīng)器運行對于煙氣入口溫度的要求:[0039]入口溫度≤314°C報警；
[0040]314°C<入口溫度> 308°C延時Ih停止噴氨；
[0041]入口溫度≤308 °C停止噴氨SCR停運。
[0042]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)器脫硝的投運率。外界溫度越低，SCR反應(yīng)器的投運就要在鍋爐高負(fù)荷區(qū)域。
[0043]SCR反應(yīng)器投運情況與機(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:
[0044]當(dāng)外界溫度越低，機(jī)組在高負(fù)荷時，SCR反應(yīng)器才能投運。例如，外界溫度在10°C時，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)器投運條件；
[0045]當(dāng)外界溫度升高時，例如，外界溫度在35°C時，機(jī)組在140麗負(fù)荷以上，省煤器排氣煙溫才能夠達(dá)到SCR反應(yīng)器投運條件。
[0046]總之，機(jī)組在140MW負(fù)荷以下時，省煤器排煙溫度無法滿足SCR反應(yīng)器投運條件。
[0047]二、亞臨界300MW自然循環(huán)汽包鍋爐原系統(tǒng)和工況
[0048]亞臨界300MW自然循環(huán)汽包鍋爐的結(jié)構(gòu)示意圖如圖4所示，包括鍋爐4、汽包6、省煤器7、SCR反應(yīng)器、空預(yù)器，汽包6的下降管5與鍋爐4的下水包10連接。
[0049]當(dāng)機(jī)組在35%額定負(fù)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(fù)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(jìn)口溫度396 V，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，省煤器煙氣出口溫度290°C，低于SCR反應(yīng)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(yīng)器入口溫度，即滿足SCR反應(yīng)器投運的最低溫度314°C，從而使SCR反應(yīng)器投運。
[0050]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(fù)荷的條件下SCR反應(yīng)器投運。
[0051]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(jié)構(gòu)示意圖如圖5所示，包括鍋爐4、汽包6、省煤器7、SCR反應(yīng)器、空預(yù)器，還包括煙氣升溫系統(tǒng)，煙氣升溫系統(tǒng)包括水泵3、開關(guān)閥1、止回閥11、電動調(diào)節(jié)閥2 ；
[0052]汽包6的下降管5與鍋爐4的下水包10連接，鍋爐4的下水包10經(jīng)開關(guān)閥I與水泵3入口管道連接，水泵3的出口管道依次經(jīng)止回閥11、電動調(diào)節(jié)閥3后與省煤器7的給水入口管道8并聯(lián)。
[0053]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:
[0054]當(dāng)帶有煙氣升溫系統(tǒng)的亞臨界300MW自然循環(huán)汽包鍋爐負(fù)荷下降到一定程度，省煤器出口煙氣溫度低于SCR反應(yīng)器入口最低適合溫度時，為防止SCR反應(yīng)器停運，需要啟動煙氣升溫系統(tǒng):
[0055]首先開啟開關(guān)閥I，止回閥11，水泵3投入運行，然后根據(jù)省煤器7入口給水溫度，調(diào)整水泵3出口的電動調(diào)節(jié)閥2開度。從而調(diào)整省煤器7出口煙溫，當(dāng)省煤器7出口煙溫達(dá)到315°C，停止調(diào)整電動調(diào)節(jié)閥2的開度，這時，進(jìn)入SCR反應(yīng)器的入口煙氣溫度符合SCR反應(yīng)器投運的煙氣溫度，SCR反應(yīng)器可以運行。[0056]當(dāng)帶有煙氣升溫系統(tǒng)的亞臨界300MW自然循環(huán)汽包鍋爐負(fù)荷升高，省煤器7出口煙溫達(dá)到SCR反應(yīng)器運行條件時，關(guān)閉煙氣升溫系統(tǒng)，不影響原來的亞臨界300MW自然循環(huán)汽包鍋爐的正常運行。
[0057]以上所述內(nèi)容僅為本實用新型構(gòu)思下的基本說明，而依據(jù)本實用新型的技術(shù)方案所做的任何等效變換，均應(yīng)屬于本實用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)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(4)、汽包(6)、省煤器(7)、SCR反應(yīng)器、空預(yù)器、煙氣升溫系統(tǒng)，汽包(6)的下降管(5)與鍋爐(4)的下水包(10)連接，其特征在于:所述煙氣升溫系統(tǒng)由水泵(3)、開關(guān)閥(I)、電動調(diào)節(jié)閥(2)組成；鍋爐(4)的下水包(10 )通過開關(guān)閥(I)與水泵(3 )入口管道連接，水泵(3 )的出口管道通過電動調(diào)節(jié)閥(2 )與省煤器(7 )的給水入口管道(8 )并聯(lián)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有煙氣升溫系統(tǒng)的自然循環(huán)汽包鍋爐，其特征在于:所述水泵(3 )的出口與電動調(diào)節(jié)閥(2 )之間連接有止回閥(11)。
【文檔編號】F22D1/00GK203595114SQ201320448193
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2013年7月26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 申請人:上海上電電力工程有限公司