一種適用脫硝設備負全程負荷投運的鍋爐的製作方法
2024-04-02 12:32:05
專利名稱：一種適用脫硝設備負全程負荷投運的鍋爐的製作方法
技術領域：
本發明涉及鍋爐設備領域，尤其是一種適用脫硝設備負全程負荷投運的鍋爐。
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
本發明的目的是提供一種適用脫硝設備負全程負荷投運的鍋爐，使得在全程負荷狀態下SCR設備都能夠脫硝。技術方案如下
一種適用脫硝設備負全程負荷投運的鍋爐，所述鍋爐在煙道中布置有省煤器、SCR設備、空氣預熱器；所述省煤器從煙氣側來看，分為前級省煤器和後級省煤器；
鍋爐燃燒後的煙氣在經過鍋爐本體的其他受熱面後，先經過前、後級省煤器，而後通過與SCR設備相連的煙道進入SCR設備，最後通過空氣預熱器入口煙道進入空氣預熱器。優選的，還包括一切換設備，從汽水側來看，介質可以先進入前級省煤器，再進入後級省煤器；也可以先進入後級省煤器，再進入前級省煤器。優選的，所述切換設備包括前後左右四閥；當前、後閥打開，左右閥關閉時，從汽水側來看，前後級省煤器串聯，介質先後進入前後級省煤器；當左右閥打開，前後閥關閉時，從汽水側來看，前後級省煤器串聯，介質先進入後級省煤器，再進入前級省煤器。優選的，包括一切換設備，從汽水側來看，介質可以先進入前級省煤器，再進入後級省煤器；也可以同時進入前後級省煤器，並使得後級省煤器逆流布置。優選的，所述切換設備包括前後左右中五閥；
優選的，當前、後閥打開，左右中三閥關閉時，從汽水側來看，前後級省煤器串聯，介質先後進入前後級省煤器；當左閥與後閥關閉，前閥、右閥和中閥打開時，從汽水側看，前後級省煤器並聯連接，後級省煤器逆流布置。優選的，所述閥之一有調節閥功能。優選的，所述SCR設備入口處設置一煙溫測量裝置；在切換設備和煙溫裝置之間設置自動反饋裝置，當SCR設備入口溫度低於某溫度時，指令切換設備進行切換。優選的，所述SCR設備入口處設置一煙溫測量裝置；在調節閥或調節裝置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閥的開度關聯。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。鍋爐最後一級受熱面為省煤器，本發明將最後一級受熱面分級布置(串聯或並聯)，通過一切換設備使得後級省煤器出口煙氣溫度提高，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。
圖I為常規的帶SCR設備的31鍋爐布置圖示；
圖2為常規的帶SCR設備的塔式鍋爐布置圖示；
圖3為前後級省煤器順流和逆流切換裝置示意 圖4為前後級省煤器順流逆流及串聯並聯切換裝置示意 圖中前級省煤器1，SCR設備2，空氣預熱器3，本體與SCR設備的連接煙道4，空氣預熱器入口煙道5，後級省煤器6，前閥7、後閥8、左閥9、右閥10、中閥20。
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。圖I為常規的帶SCR設備的π鍋爐布置圖示。省煤器布置在鍋爐尾部煙道中，作為鍋爐本體的最後一級受熱面；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，而後通過與SCR設備相連的煙道4進入SCR設備2，而後煙氣經過空氣預熱器入口煙道5進入空氣預熱器3。圖2為常規的帶SCR設備的塔式鍋爐布置圖示。省煤器布置在鍋爐上部煙道中，作為鍋爐本體的最後主要受熱面。
圖3，前後級省煤器串聯並聯切換裝置示意圖。在前級省煤器進口前設置一閥，稱為前閥7，在後級省煤器出口之後設置一閥，稱為後閥8。在前級省煤器進口和後級省煤器出口之間設置兩個旁路管道，即在前閥7後與後閥後之間設置第一旁路；另外在前閥7前與後閥8前之間設置第二旁路。在兩旁路上各設置一閥，即在第一旁路上設置左閥9，在第二旁路上設置右閥10。當左右閥關閉，前後閥打開時，從汽水側看，前後級省煤器為由前級到後級的串聯連接。當前後閥關閉，左右閥打開時，從汽水側看，前後級省煤器為由後級到前級的串聯連接。因此通過這四個閥的切換，使得汽水側介質可以先進入前級省煤器1，也可以先進入後級省煤器6，與省煤器外面的煙氣配合，實現順流與逆流的切換。順流和逆流是指工質(水蒸氣、給水和空氣等)和煙氣之間的相對流動方向。當煙氣和工質的流動方向相同時，稱順流；當煙氣和工質的流動方向相反時，稱逆流。假設煙氣是從前級省煤器I流向後級省煤器6的，當左右閥關閉，前後閥打開時，前後級省煤器順流布置；當前後閥打開時，左右閥關閉，前後級省煤器逆流布置。當進入省煤器的汽水介質總量不變時，可以通過順流和逆流的切換，改變前級省煤器出口煙氣和後級省煤器出口煙氣的溫度。前後級省煤器整體逆流時，傳熱溫壓高，吸熱量大，後級省煤器出口的煙氣溫度低；前後級省煤器整體順流時，傳熱溫壓低，吸熱量小，後級省煤器出口的煙氣溫度高。即當鍋爐負荷降低時，為了提高進入SCR設備煙氣溫度，省煤器應當順流布置。如果前後左右四閥具有調節閥功能或者其本身為關斷閥但前後設置調節閥，也可以調節進入省煤器的介質流量。例如當前後閥開啟，左右閥之一有一定的開度時，進入省煤器的介質流量有所減少，出口煙氣的溫度上升。圖4為前後級省煤器順流逆流及串並聯切換裝置示意圖，在圖3的基礎上，在左閥9後和前級省煤器出口之間設置第三旁路管道，並在第三旁路管道設置中閥20。當中閥20關閉時，其情況與圖3相同，不再闡述。當左閥9與後閥8關閉，前閥7、右閥10和中閥20打開時，從汽水側看，前後級省煤器並聯連接；假設煙氣是從前級省煤器I流向後級省煤器6的，此時，前級省煤器順流布置，後級省煤器逆流布置。如果前後左右中五閥具有調節閥功能或者或者其本身為關斷閥但前後設置調節閥，也可以調節進入前後級省煤器的之間介質 流量比，例如前級佔40%，後級佔60%。在圖4中，當前後閥關閉，左中右閥開啟時，汽水介質先進入後級省煤器，出後級省煤器後，汽水分兩路，一路從中閥20經過；一路從前級省煤器經過，再經過左閥；最後兩路在合併。此時，中閥20相當於是一個旁路閥的作用。通過調節中閥的開度，調節進入前級省煤器的汽水流量，從而調節前級省煤器出口煙氣的溫度。
權利要求
1.一種適用脫硝設備負全程負荷投運的鍋爐，所述鍋爐在煙道中布置有省煤器、SCR設備(2)、空氣預熱器(3)；所述省煤器從煙氣側來看，分為前級省煤器(I)和後級省煤器(6);其特徵在於 鍋爐燃燒後的煙氣在經過鍋爐本體的其他受熱面後，先經過前、後級省煤器，而後通過與SCR設備相連的煙道(4)進入SCR設備(2 )，最後通過空氣預熱器入口煙道(5 )進入空氣預熱器(3)。
2.根據權利要求I所述的適用脫硝設備負全程負荷投運的鍋爐，其特徵在於 還包括一切換設備，從汽水側來看，介質可以先進入前級省煤器(I )，再進入後級省煤器(6 );也可以先進入後級省煤器(6 )，再進入前級省煤器(I)。
3.根據權利要求2所述的適用脫硝設備負全程負荷投運的鍋爐，其特徵在於 所述切換設備包括前閥(7)、後閥(8)、左閥(9)、右閥(10)四閥； 當前、後閥打開，左、右閥關閉時，從汽水側來看，前後級省煤器串聯，介質先後進入前後級省煤器； 當左、右閥打開，前、後閥關閉時，從汽水側來看，前後級省煤器串聯，介質先進入後級省煤器，再進入前級省煤器。
4.根據權利要求I或2所述的適用脫硝設備負全程負荷投運的鍋爐，其特徵在於 包括一切換設備，從汽水側來看，介質可以先進入前級省煤器(I)，再進入後級省煤器(6);也可以同時進入前後級省煤器，並使得後級省煤器逆流布置。
5.根據權利要求4所述的適用脫硝設備負全程負荷投運的鍋爐，其特徵在於 所述切換設備包括前閥(7)、後閥(8)、左閥(9)、右閥(10)、中閥(20)五閥； 當前、後閥打開，左右中三閥關閉時，從汽水側來看，前後級省煤器串聯，介質先後進入前後級省煤器； 當左閥(9)與後閥(8)關閉，前閥(7)、右閥(10)和中閥(20)打開時，從汽水側看，前後級省煤器並聯連接，後級省煤器逆流布置。
6.根據權利要求3或5所述的適用脫硝設備負全程負荷投運的鍋爐，其特徵在於 所述閥之一有調節閥功能。
7.根據權利要求2-5之一所述的適用脫硝設備負全程負荷投運的鍋爐，其特徵在於 所述SCR設備(2)入口處設置一煙溫測量裝置；在切換設備和煙溫裝置之間設置自動反饋裝置，當SCR設備(2 )入口溫度低於某溫度時，指令切換設備進行切換。
8.根據權利要求6所述的適用脫硝設備負全程負荷投運的鍋爐，其特徵在於 所述SCR設備(2)入口處設置一煙溫測量裝置；在調節閥或調節裝置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閥的開度關聯。
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鍋爐，所述鍋爐在煙道中布置有省煤器、SCR設備(2)、空氣預熱器(3)；所述省煤器從煙氣側來看，分為前級省煤器(1)和後級省煤器(6)；鍋爐燃燒後的煙氣在經過鍋爐本體的其他受熱面後，先經過前、後級省煤器，而後通過與SCR設備相連的煙道(4)進入SCR設備(2)，最後通過空氣預熱器入口煙道(5)進入空氣預熱器(3)。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F23J15/00GK102937296SQ20121047335
公開日2013年2月20日 申請日期2012年11月20日 優先權日2012年11月20日
發明者諸育楓, 姚丹花 申請人:上海鍋爐廠有限公司