[发明专利]一种采用间壁式换热耦合燃煤锅炉全负荷脱硝的系统及方法

说明书

本发明公开了一种采用间壁式换热耦合燃煤锅炉全负荷脱硝的系统及方法。在锅炉尾部烟道SCR脱硝装置之前设置烟气加热器，采用高温再热蒸汽对烟气进行加热，从而提升进入SCR脱硝装置的烟气温度。通过实时测量烟气温度，由烟气加热器上的流量调节阀精确控制高温再热蒸汽的流量，从而实现烟气温度的高效精准控制。该方法通过在锅炉尾部烟道设置间壁式换热器，由引入高温蒸汽来加热烟气，针对机组启动和低负荷下烟气温度低而蒸汽温度较高的特点，实现了锅炉在启机、运行、停机过程中的全负荷脱硝，相比已有的技术路线，有效实现了机组在全负荷范围内的脱硝运行；同时，采用系统内部蒸汽作为热源，有效降低了投资运行成本，提高了系统的安全性。

技术领域

本发明属于燃煤发电机组技术领域，具体涉及一种采用间壁式换热耦合燃煤锅炉全负荷脱硝的系统及方法。

背景技术

燃煤电厂作为我国最大的燃煤消耗企业，其烟气污染物的排放也最多。目前，随着环保政策的不断深入，烟气排放标准也越来越高。氮氧化物NOx作为烟气成分中的一种，排入大气中后会与氧气、水等物质反应产生HNO₃最终生成酸雨，是电厂烟气污染物控制的主要指标之一。目前，燃煤电厂广泛采用的技术是SCR选择性催化还原技术，该技术应用的前提是烟气温度一般保持在300～400℃。根据政策要求，机组需要在启动、运行、停机全部过程中，不同负荷条件下均能够保证氮氧化物NOx的达标排放，即SCR脱硝系统的正常运行。而当SCR反应器的入口烟气温度过低时或过高时，就会导致脱硝效率低下，催化剂活性变差，氨逃逸率高，甚至系统退出运行，难以满足政策要求下的排放要求。

目前，已经发展出一些全(宽)负荷脱硝的技术改进方法，如烟气旁路技术、省煤器分级技术、热水再循环技术、外接燃气热源技术等方案，这些技术均能不同程度上实现拓宽SCR脱硝系统运行温度范围的作用效果，但与此同时仍然存在一些缺陷。比如烟气旁路技术在启机过程中因烟气量少、流速慢、温度低，不能实现全负荷范围内的脱硝运行要求；省煤器分级技术存在低负荷满足要求而高负荷超温的潜在风险，与机组特定的运行状态有很大关系，应用场景受限；热水再循环技术的温度烟气温度提升效果也较为有限，尤其对于超临界机组其可行性较差，同时改造费用较高；外接燃气热源技术的效果较好，但由于该方法需要额外消耗燃气等燃料提高烟气温度，运行费用高，同时由厂外部引入燃气还存在着施工难度大、安全风险高等不利因素。

针对以上问题，本方法提出了一种利用间壁式换热耦合燃煤锅炉的全负荷脱硝方法，该方法通过在锅炉尾部烟道SCR脱硝装置之前增设烟气加热器，尤其针对机组启动过程中和低负荷下烟气温度低而蒸汽温度较高的特点，引入高温再热蒸汽热源提升烟气温度，从而实现了燃煤锅炉的全负荷脱硝，该方法具有良好的安全性与经济性。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种采用间壁式换热耦合燃煤锅炉全负荷脱硝的系统及方法，能够有效提升全负荷脱硝的安全性与经济性。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案来实现的：

一种采用间壁式换热耦合燃煤锅炉全负荷脱硝的系统，包括锅炉、汽轮机低压缸、空气预热器、SCR脱硝装置、低温再热器、高温再热器、烟气加热器、凝汽器，流量调节阀、温度变送器和除氧器；

由汽轮机中压缸而来的低温再热蒸汽，经低温再热器吸热后进入高温再热器，在高温再热器中进一步吸热后成为高温再热蒸汽，高温再热蒸汽从锅炉出来后分两路，一路进入汽轮机低压缸做功，做功后由汽轮机低压缸排出进入凝汽器；另一路进入在锅炉尾部烟道设置的烟气加热器，作用后由烟气加热器排出进入除氧器，来自锅炉的烟气通过烟气加热器加热作用后温度升高，达到SCR脱硝装置的投运要求，经SCR脱硝装置脱硝作用后进入空气预热器，烟气温度由安装在尾部烟道的温度变送器实时监测，进而通过调整流量调节阀的开度来控制进入烟气加热器的蒸汽流量。

本发明进一步的改进在于，从锅炉出来的高温再热蒸汽从锅炉出来后分两路，第一路进入汽轮机低压缸做功，做功后由汽轮机低压缸排出进入凝汽器。