一種適用脫硝設備負全程負荷投運的煙道布置方式的製作方法
2023-12-01 09:19:01 2
專利名稱：一種適用脫硝設備負全程負荷投運的煙道布置方式的製作方法
技術領域：
本發明涉及鍋爐設備領域，尤其是鍋爐的煙道的布置。
背景技術：
隨著國家對環保的日益重視，為了確保最終的NOx的排放指標，在採用低NOx燃燒設備的同時脫硝設備已經成為今後鍋爐的標準配置之一。在常規的鍋爐設計中，如果採用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設備的投運要求。但隨著負荷的降低，經過SCR設備的煙氣溫度也隨之降低，如果低於某一溫度(如315°C，具體要求看SCR設備)，SCR設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設備的煙氣溫度全負荷滿足催化劑的反應溫度，則滿負荷時進入SCR設備的煙氣溫度要遠高於常規取值，同樣由於煙氣經過SCR設備基本不產生大幅溫降，如此高的煙氣溫度進入空氣預熱器一則無法使用原先的空氣預熱器的材料，二則僅通過空氣預熱器無法滿足常規排煙溫度的要求，造成鍋爐排煙損失的增加。
發明內容
為了克服上述技術問題，本發明的目的提供一種適用脫硝設備負全程負荷投運的煙道布置方式。本發明的技術方案為一種適用脫硝設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設備和空氣預熱器，主煙道全部或者部分呈U型或者倒U型；電站鍋爐燃燒後的煙氣在經過鍋爐本體的其他受熱面後，先經過省煤器，而後通過與SCR設備相連的煙道進入SCR設備，而後煙氣經過空氣預熱器入口煙道進入空氣預熱器；在鍋爐尾部煙道的省煤器入口或其他高溫區域設置與SCR設備之間連通的旁路煙道，在旁路煙道上設置有控制進入旁路煙道煙氣量的調節裝置，所述旁路煙道與相應的主煙道相比要短。所述調節裝置為調節擋板，所述旁路煙道上可以設置關閉擋板。所述SCR設備入口處設置一煙溫測量裝置；在調節擋板和煙溫裝置之間設置自動反饋裝置，所述自動反饋裝置與煙溫測量裝置和調節擋板的開度關聯，當SCR設備入口溫度低於某溫度時，調節擋板的開度變大，當SCR設備入口溫度高於某溫度時，調節擋板的開
度變小。所述鍋爐為π型鍋爐，所述省煤器布置在後煙井的尾部煙道上。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，所述旁路煙道為圓形管道。在調節擋板上設置一控制裝置，所述控制裝置與調節擋板的開度和鍋爐負荷關聯，當鍋爐負荷增大時，控制裝置使得調節擋板的開度變小。
旁路煙道伸出主煙道的長度約佔主煙道寬度的三分之一至二分之一；旁路煙道距SCR設備的距離超過主煙道的寬度。位於主煙道內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於背著煙氣表面開孔面積。
鍋爐最後一級受熱面為省煤器，本發明在省煤器入口或高溫區域設置抽菸口，該抽菸口通過煙道和鍋爐本體到SCR設備的煙道相連，並經過充分混合後進入SCR設備，該煙道上設置調節擋板，可以調節通過的煙氣量，通過該方式，確保在鍋爐全負荷中SCR反應的溫度區間，同時確保空氣預熱器的設計和排煙溫度在合理的水平。本發明通過對系統的優化，將鍋爐的系統進行改進，確保進入SCR設備的煙氣溫度在所有負荷下均高於其催化劑要求的反應溫度，同時確保進入空氣預熱器的煙氣溫度也在其合理範圍，不增加空氣預熱器設計的難度和鍋爐的排煙損失。
圖I是型鍋爐帶SCR設備系統示意；
圖2是塔式鍋爐帶SCR設備系統示意；
圖3是旁路管道伸出主煙道示意圖。圖中省煤器1，SCR設備2，空氣預熱器3，本體與SCR設備連接的主煙道4，空氣預熱器入口煙道5，煙溫測量6，旁路煙道7，調節擋板8，關閉擋板9。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步詳細的說明，但本發明不局限於以下的實施例。鍋爐可以是所有型式，圖示以塔式鍋爐和η型鍋爐為例，但實際並不僅僅局限於圖示爐型。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設備2布置在空氣預熱器3前，鍋爐本體和SCR設備通過煙道4相連，SCR設備2與空氣預熱器3通過煙道5連接。鍋爐燃燒後的煙氣在經過鍋爐本體的其他受熱面後，先經過省煤器I，而後通過與SCR設備2相連的煙道4進入SCR設備，而後煙氣經過空氣預熱器入口煙道5進入空氣預熱器3。由於煙道4為U型，旁路煙道與相應的主煙道相比要短，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，假設旁路煙道的長度為10米，相應主煙道的長度為20米，主煙道與旁路煙道的截面積相同，流速也相同，那麼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域設置有與SCR設備2之間連通的旁路煙道7。旁路煙道7的抽菸口可以設置在省煤器入口前，也可以設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的抽菸口可以設置在布置省煤器區域的一側牆或多側牆上。
旁路煙道7上設置調節擋板8，控制進入旁路煙道的煙氣量。旁路煙道7上可以設置或者不設置關閉擋板9。SCR設備入口處設置一煙溫測量裝置6;在調節擋板和煙溫裝置之間設置自動反饋裝置，自動反饋裝置與煙溫測量裝置和調節擋板8的開度關聯，當SCR設備入口溫度低於某溫度時，調節擋板8的開度變大，當SCR設備入口溫度高於某溫度時，調節擋板8的開度變小。圖2是塔式鍋爐帶SCR設備系統示意，與圖I不同之處在於，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設備的距離S超過主煙道的寬度W。這樣設計使得，旁路內的高溫煙氣與主煙道內的低溫煙氣在進入SCR設備前可以充分混合。旁路煙道距SCR設備的距離S從旁路煙道的盡頭起算。位於主煙道內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與高溫煙氣提前進行混合。並且，迎著煙氣表面的開孔面積Ki大於背著煙氣表面開孔面積K2，這樣使得從開孔Kl處進入旁路管道內煙氣量大於從開孔K2處出去的煙氣量，有利於煙氣混合。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設備的入口煙氣溫度越低。當SCR入口煙溫監測發現低於SCR所選用的催化劑反應溫度時，為了保證SCR設備的正常工作，通過指令調節旁路煙道的調節擋板(如果設置有關閉擋板，先將關閉擋板打開)，通過調節擋板的開度，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定要求，需要繼續調節擋板開度，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入口的煙溫監測控制旁路煙道的調節擋板的開度，逐漸將調節擋板關小，直至全部關閉，如果設置有關閉擋板，則最終也同時關閉擋板。為了保證調節閥調節的有效性，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設備時，進入SCR設備的煙氣溫度均負荷催化劑的反應溫度。
權利要求
1.一種適用脫硝設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設備(2)和空氣預熱器(3)，主煙道全部或者部分呈U型或者倒U型；電站鍋爐燃燒後的煙氣在經過鍋爐本體的其他受熱面後，先經過省煤器(1)，而後通過與SCR設備相連的主煙道(4)進入SCR設備(2)，最後煙氣經過空氣預熱器入口煙道(5)進入空氣預熱器，其特徵在於在鍋爐尾部煙道的省煤器入口或其他高溫區域設置與SCR設備之間連通的旁路煙道(7)，在旁路煙道上設置有控制進入旁路煙道煙氣量的調節裝置；所述旁路煙道與相應的主煙道相比要短。
2.根據權利要求I所述的一種適用脫硝設備負全程負荷投運的煙道布置方式，其特徵在於所述調節裝置為調節擋板(8)，所述旁路煙道上可以設置關閉擋板。
3.根據權利要求I或2所述的一種適用脫硝設備負全程負荷投運的煙道布置方式，其特徵在於所述SCR設備入口處設置一煙溫測量裝置(6);在調節擋板(8)和煙溫測量裝置(6)之間設置自動反饋裝置，所述自動反饋裝置與煙溫測量裝置和調節擋板的開度關聯，當 SCR設備入口溫度低於某溫度時，調節擋板的開度變大，當SCR設備入口溫度高於某溫度時，調節擋板的開度變小。
4.根據權利要求3所述的一種適用脫硝設備負全程負荷投運的煙道布置方式，其特徵在於所述鍋爐為η型鍋爐，所述省煤器布置在後煙井的尾部煙道上。
5.根據權利要求3所述的一種適用脫硝設備負全程負荷投運的煙道布置方式，其特徵在於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，所述旁路煙道為圓形管道。
6.根據權利要求2所述的一種適用脫硝設備負全程負荷投運的煙道布置方式，其特徵在於在調節擋板上設置一控制裝置，所述控制裝置與調節擋板的開度和鍋爐負荷關聯，當鍋爐負荷增大時，控制裝置使得調節擋板的開度變小。
7.根據權利要求3所述的一種適用脫硝設備負全程負荷投運的煙道布置方式，其特徵在於旁路煙道伸出主煙道的長度約佔主煙道寬度的三分之一至二分之一；旁路煙道距 SCR設備的距離超過主煙道的寬度。
8.根據權利要求3所述的一種適用脫硝設備負全程負荷投運的煙道布置方式，其特徵在於位於主煙道內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於背著煙氣表面開孔面積。
全文摘要
本發明公開了一種適用脫硝設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設備和空氣預熱器，主煙道全部或者部分呈U型或者倒U型；電站鍋爐燃燒後的煙氣在經過鍋爐本體的其他受熱面後，先經過省煤器，而後通過與SCR設備相連的主煙道進入SCR設備，最後煙氣經過空氣預熱器入口煙道進入空氣預熱器，在鍋爐尾部煙道的省煤器入口或其他高溫區域設置與SCR設備之間連通的旁路煙道，在旁路煙道上設置有控制進入旁路煙道煙氣量的調節裝置；所述旁路煙道與相應的主煙道相比要短。本發明確保進入SCR設備的煙氣溫度在所有負荷下均高於其催化劑要求的反應溫度。
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 優先權日2012年11月20日
發明者姚丹花, 諸育楓 申請人:上海鍋爐廠有限公司