本實(shí)用新型涉及一種燃煤電廠鍋爐系統(tǒng)，屬于燃煤鍋爐減排技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

鍋爐設(shè)備產(chǎn)生的煙氣中的氮氧化物(NOx)，主要指NO、NO₂、N₂O、N₂O₃、N₂O₄、N₂O₅，其中以NO為主，約占90％以上，其次是NO₂。在大氣中NO又會(huì)被氧化為NO₂，使NO₂的量迅速增加，而NO₂在紫外線照射下，與煙氣中的碳?xì)浠衔锓磻?yīng)，生成一種淺藍(lán)色的有毒煙霧——光化學(xué)煙霧，它會(huì)對(duì)人體的心、肺、眼、鼻及造血器官等有極大的傷害作用，同時(shí)對(duì)動(dòng)植物也會(huì)造成危害。而氧化亞氮N₂O雖然含量較少，但它是形成溫室效應(yīng)和破壞臭氧層的因素之一。另外，氮氧化物也是產(chǎn)生酸雨的原因之一。

目前的燃煤電廠鍋爐系統(tǒng)不能對(duì)氮氧化物的排放量進(jìn)行有效控制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于，提供一種燃煤電廠鍋爐系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)氮氧化物的排放量的有效控制。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用如下的技術(shù)方案：

一種燃煤電廠鍋爐系統(tǒng)，包括：制粉系統(tǒng)、鍋爐爐膛、水平煙道、尾部煙道和SNCR脫硝系統(tǒng)；所述制粉系統(tǒng)與所述鍋爐爐膛連接，將磨制后的煤粉送入所述鍋爐爐膛；所述鍋爐爐膛與所述尾部煙道通過(guò)所述水平煙道連接，所述水平煙道內(nèi)設(shè)置有對(duì)流受熱面，所述尾部煙道包括并列設(shè)置的第一豎井煙道和第二豎井煙道；所述SNCR脫硝系統(tǒng)與所述鍋爐爐膛連接；所述鍋爐爐膛內(nèi)設(shè)有至少一個(gè)SOFA層，每個(gè)SOFA層包括至少一個(gè)SOFA噴嘴。

前述的燃煤電廠鍋爐系統(tǒng)中，所述鍋爐爐膛由下至上依次分為AA層、A層、AB層、B層、BC層、C層、CD層、D層、DD層、OFA層和所述至少一個(gè)SOFA層。

前述的燃煤電廠鍋爐系統(tǒng)中，所述鍋爐爐膛內(nèi)設(shè)有兩個(gè)所述SOFA層；每個(gè)SOFA層分別包括4個(gè)所述SOFA噴嘴。

前述的燃煤電廠鍋爐系統(tǒng)中，所述SOFA噴嘴上設(shè)有SOFA風(fēng)門(mén)。

前述的燃煤電廠鍋爐系統(tǒng)中，所述SOFA風(fēng)門(mén)包括垂直擺動(dòng)機(jī)構(gòu)和水平擺動(dòng)機(jī)構(gòu)。

前述的燃煤電廠鍋爐系統(tǒng)中，所述垂直擺動(dòng)機(jī)構(gòu)為氣動(dòng)執(zhí)行器；所述水平擺動(dòng)機(jī)構(gòu)為手動(dòng)擺動(dòng)機(jī)構(gòu)。

前述的燃煤電廠鍋爐系統(tǒng)中，所述SNCR脫硝系統(tǒng)包括SNCR噴槍?zhuān)鲥仩t爐膛的上部設(shè)有常用噴射位，所述SNCR噴槍設(shè)置在所述常用噴射位上。

前述的燃煤電廠鍋爐系統(tǒng)中，所述鍋爐爐膛的上部還設(shè)置有備用噴射位。

前述的燃煤電廠鍋爐系統(tǒng)中，所述第一豎井煙道靠近所述鍋爐爐膛，所述第一豎井煙道的上部設(shè)有低溫再熱器；所述第二豎井煙道遠(yuǎn)離所述鍋爐爐膛，所述第二豎井煙道的上部設(shè)有低溫過(guò)熱器；所述水平煙道內(nèi)靠近所述鍋爐爐膛的一側(cè)設(shè)有高溫過(guò)熱器，靠近所述尾部煙道的一側(cè)設(shè)有高溫再熱器。

前述的燃煤電廠鍋爐系統(tǒng)中，所述第一豎井煙道和所述第二豎井煙道的下部分別設(shè)置有第一省煤器和第二省煤器；所述鍋爐爐膛和所述水平煙道的上部設(shè)置有頂棚過(guò)熱器，所述水平煙道和所述尾部煙道的上部設(shè)置有包覆過(guò)熱器；所述鍋爐爐膛的上部設(shè)有前屏過(guò)熱器和后屏過(guò)熱器。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型所述燃煤電廠鍋爐系統(tǒng)可以使鍋爐的氮氧化合物排放平均濃度控制在160mg/m³以?xún)?nèi)，并大幅降低了尿素的消耗量。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的燃煤電廠鍋爐系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記為：1-制粉系統(tǒng)，2-鍋爐爐膛，3-水平煙道，4-尾部煙道，41-第一豎井煙道，42-第二豎井煙道，5-SNCR脫硝系統(tǒng)，61-低溫再熱器，62-高溫再熱器，71-低溫過(guò)熱器，72-高溫過(guò)熱器，73-頂棚過(guò)熱器，74-包覆過(guò)熱器，75-前屏過(guò)熱器，76-后屏過(guò)熱器，81-第一省煤器，82-第二省煤器。

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型的實(shí)施例：

一種燃煤電廠鍋爐系統(tǒng)，呈Π型布置，如圖1示，包括：制粉系統(tǒng)1、鍋爐爐膛2、水平煙道3、尾部煙道4和SNCR脫硝系統(tǒng)5；制粉系統(tǒng)1與鍋爐爐膛2連接，將磨制后的煤粉送入鍋爐爐膛2；鍋爐爐膛2與尾部煙道4通過(guò)水平煙道3連接，水平煙道3內(nèi)設(shè)置有對(duì)流受熱面，尾部煙道4包括并列設(shè)置的第一豎井煙道41和第二豎井煙道42；SNCR脫硝系統(tǒng)5與鍋爐爐膛2連接；鍋爐爐膛2內(nèi)設(shè)有至少一個(gè)SOFA層，每個(gè)SOFA層包括至少一個(gè)SOFA噴嘴。

本實(shí)施例中，制粉系統(tǒng)1可以為正壓直吹式制粉系統(tǒng)，配四臺(tái)ZGM65G中速磨煤機(jī)。鍋爐采用SG－420/13.7－M778型超高壓中間再熱自然循環(huán)鍋爐；鍋爐爐膛2內(nèi)設(shè)置水平濃淡直流燃燒器、空氣分級(jí)低氮燃燒器，四角切圓燃燒、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、全鋼結(jié)構(gòu)；燃燒器分四層布置，每層各4支，共16支，鍋爐MCR和ECR負(fù)荷時(shí)均投三層，另一層備用。燃燒器的一、二次風(fēng)噴嘴呈間隔排列，頂部設(shè)有OFA消旋燃盡風(fēng)，每組燃燒器各有二次風(fēng)擋板10組，均由電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)單獨(dú)操作；第一預(yù)熱器61和第二預(yù)熱器62采用管式空氣預(yù)熱器；

如圖1所示，鍋爐爐膛2由下至上可以依次分為AA層、A層、AB層、B層、BC層、C層、CD層、D層、DD層、OFA層和至少一個(gè)SOFA層。

當(dāng)高負(fù)荷2、3、4磨運(yùn)行時(shí)，可以關(guān)閉下層二次風(fēng)和A層周界風(fēng)。理由：2、3、4磨運(yùn)行時(shí)，爐膛火焰在上部，一般關(guān)閉下層二次風(fēng)和A層周界風(fēng)不會(huì)引起燒毀噴口事故發(fā)生；減少下部風(fēng)量，有利于降低爐膛火焰高度，下部風(fēng)量減少有利于提高SOFA風(fēng)量，有利于降低NOx。主燃燒區(qū)的OFA層二次風(fēng)一般開(kāi)度在5％以下，用于冷卻噴口。在D層一次風(fēng)上面有DD和OFA兩層二次風(fēng)，在4磨運(yùn)行時(shí)，只要兩層二次風(fēng)中有一層開(kāi)度在30-40％即可滿(mǎn)足運(yùn)行。

可選的，鍋爐爐膛2內(nèi)設(shè)有兩個(gè)SOFA層；每個(gè)SOFA層分別包括4個(gè)SOFA噴嘴。SOFA噴嘴上設(shè)有SOFA風(fēng)門(mén)。SOFA風(fēng)門(mén)包括垂直擺動(dòng)機(jī)構(gòu)和水平擺動(dòng)機(jī)構(gòu)。垂直擺動(dòng)機(jī)構(gòu)為氣動(dòng)執(zhí)行器，擺動(dòng)幅度20°；水平擺動(dòng)機(jī)構(gòu)為手動(dòng)擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，擺動(dòng)幅度10°。正常運(yùn)行中，在機(jī)組低負(fù)荷運(yùn)行下層磨煤機(jī)時(shí)，還原區(qū)高度可滿(mǎn)足機(jī)組運(yùn)行要求，SOFA擺角調(diào)整在50％運(yùn)行(即水平角度)，在機(jī)組高負(fù)荷期間或上層磨煤機(jī)運(yùn)行時(shí)將SOFA擺角調(diào)整在50％運(yùn)行(即向上擺動(dòng)20°)，提高還原區(qū)高度來(lái)滿(mǎn)足機(jī)組運(yùn)行需要。

SNCR脫硝系統(tǒng)5包括SNCR噴槍?zhuān)仩t爐膛2的上部設(shè)有常用噴射位，SNCR噴槍設(shè)置在常用噴射位上。實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)CFD模擬結(jié)果確定噴槍數(shù)量和布置位置，例如，共設(shè)置26支噴槍/臺(tái)爐，在鍋爐28米和30米處布置14支SNCR噴槍?zhuān)闹墉h(huán)繞布置，分設(shè)2個(gè)分配模塊，每個(gè)分配模塊控制7支SNCR噴槍?zhuān)阱仩t33米和36米處的前墻分別設(shè)有6支SNCR噴槍?zhuān)繉釉O(shè)一個(gè)分配模塊與之對(duì)應(yīng)，用于直接向爐堂內(nèi)噴射尿素溶液，使之與高溫?zé)煔獬浞只旌虾头磻?yīng)，達(dá)到脫硝目的。

嘗試通過(guò)SOFA風(fēng)偏差配風(fēng)控制NOx。將#2、#3角的SOFA風(fēng)門(mén)開(kāi)度100％，#1、#4角的SOFA風(fēng)門(mén)開(kāi)度50-70％。由于SNCR噴槍布置在鍋爐前墻，通過(guò)加大后墻2個(gè)角的SOFA風(fēng)量，減少前墻2個(gè)角的SOFA風(fēng)量，在折焰角的作用下，使鍋爐爐膛2上部煙氣偏向前墻，延長(zhǎng)煙氣在爐膛的停留時(shí)間，有利于加強(qiáng)SNCR噴入的尿素混合反應(yīng)，提高SNCR脫硝效率。

優(yōu)選的，鍋爐爐膛2的上部還設(shè)置有備用噴射位，該備用噴射位在常用噴射位的上方(例如38米)，只開(kāi)孔和裝噴槍套管，暫不安裝SNCR噴槍。在鍋爐大負(fù)荷運(yùn)行期間，鍋爐爐膛2溫度高，上層燃燒器運(yùn)行時(shí)火焰中心位置上移，常用噴射位處的溫度較高，不利于還原劑尿素的反應(yīng)，此時(shí)在備用噴射位安裝SNCR噴槍?zhuān)度朐搰姌專(zhuān)梢蕴岣哌€原劑反應(yīng)溫度，提高SNCR效率。

本實(shí)施例中，如圖1所示，第一豎井煙道41靠近鍋爐爐膛2，第一豎井煙道41的上部設(shè)有低溫再熱器61；第二豎井煙道42遠(yuǎn)離鍋爐爐膛2，第二豎井煙道42的上部設(shè)有低溫過(guò)熱器71；水平煙道3內(nèi)靠近鍋爐爐膛的一側(cè)設(shè)有高溫過(guò)熱器72，靠近尾部煙道4的一側(cè)設(shè)有高溫再熱器62；第一豎井煙道41和第二豎井煙道42的下部分別設(shè)置有第一省煤器81和第二省煤器82；鍋爐爐膛2和水平煙道3的上部設(shè)置有頂棚過(guò)熱器73，水平煙道3和尾部煙道4的上部設(shè)置有包覆過(guò)熱器74；鍋爐爐膛2的上部設(shè)有前屏過(guò)熱器75和后屏過(guò)熱器76。

鍋爐過(guò)熱器采用兩級(jí)噴水減溫，一級(jí)減溫器主要用于粗調(diào)，改變汽溫較大的波動(dòng)和保護(hù)屏式過(guò)熱器不超溫；二級(jí)減溫器主要用于細(xì)調(diào)，改變汽溫較小的波動(dòng)和保護(hù)高溫過(guò)熱器不超溫。再熱蒸汽采用煙氣擋板調(diào)節(jié)。預(yù)熱器分前、后二級(jí)，前級(jí)預(yù)熱器為二次風(fēng)預(yù)熱器、管箱高度自上至下為5.5m，5.5m，2.8m；后級(jí)預(yù)熱器為一次風(fēng)預(yù)熱器、管箱高度自上而下為2.75m×4，2.5m共5組。

另外，因負(fù)荷變化等原因NOx排放超標(biāo)時(shí)，應(yīng)該先快速減少爐膛氧量，調(diào)整尿素量和配風(fēng)，然后逐漸恢復(fù)氧量到正常水平。