一種在低負(fù)荷工況下提高scr投運率的省煤器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種在低負(fù)荷工況下提高SCR投運率的省煤器，省煤器入口給水管道上設(shè)置一條旁路，旁路管路和省煤器的中間聯(lián)箱相連接，在旁路上沿著介質(zhì)流動的方向依次裝配有單向閥、節(jié)流閥和流量調(diào)節(jié)閥。本實用新型是利用在低負(fù)荷工況下調(diào)節(jié)旁路閥門開度來減少鍋爐內(nèi)省煤器進口聯(lián)箱和中間聯(lián)箱間的介質(zhì)流量，從而降低省煤器煙氣側(cè)的放熱量，使得省煤器出口煙溫升高，有效地提高了電廠SCR在低負(fù)荷工況下的投運率，SCR系統(tǒng)溫度的升高導(dǎo)致SCR催化劑活性提升，SCR系統(tǒng)獲得更高脫硝能力，從而幫助電廠在更長時間范圍內(nèi)更好地達(dá)到環(huán)保指標(biāo)。
【專利說明】—種在低負(fù)荷工況下提高SCR投運率的省煤器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電站鍋爐煙氣脫硝領(lǐng)域，具體指一種在低負(fù)荷工況下提高SCR投運率的省煤器。

【背景技術(shù)】
[0002]選擇性催化還原法(SCR)是目前工業(yè)上最成熟的脫硝技術(shù)。該技術(shù)主要應(yīng)用于火力發(fā)電廠、機動車、船舶等領(lǐng)域，它的主要作用是脫除鍋爐或發(fā)動機燃燒所產(chǎn)生的氮氧化物。氮氧化物中NO占到約為95%，N02占到約為5%，另外還含有少量的N2O,這些氣體排放到大氣中，會產(chǎn)生酸雨、光化學(xué)煙霧、臭氧層耗損等危害。我國的主要能源來自煤炭燃燒，據(jù)統(tǒng)計，我國67%的氮氧化物排放量來自于煤炭的燃燒，而火電廠氮氧化物產(chǎn)生量占全國總量的50%，因此控制火電廠氮氧化物排放是控制我國氮氧化物排放總量的重中之重。
[0003]近年來大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)日愈嚴(yán)格，在火力發(fā)電廠方面，國內(nèi)要求對未安裝脫硝設(shè)備的現(xiàn)役機組進行加裝SCR系統(tǒng)的改造工作。SCR工藝系統(tǒng)的布置方式主要包括高溫高塵布置、高溫低塵布置以及低溫低塵布置，其中高溫高塵布置采用得最為普遍，即把SCR反應(yīng)器布置在省煤器和空氣預(yù)熱器之間，這種布置方式使進入SCR脫硝系統(tǒng)的煙氣溫度保持在280°C?420°C，滿足多數(shù)催化劑的活性溫度區(qū)間，在活性溫度區(qū)間內(nèi)，SCR系統(tǒng)能獲得較好的效果，且脫硝性能隨著煙氣溫度的升高而升高。但當(dāng)煙氣溫度低于催化劑活性溫度區(qū)間下限時，催化劑活性較低，使得一方面脫硝效率較低，另一方面氨逃逸率較高，逃逸的NH3會和煙氣中的SO3反應(yīng)生成硫酸銨(NH4)2SO4和硫酸氫銨NH4HSO4，嚴(yán)重時會造成催化劑反應(yīng)通道和下游空氣預(yù)熱器的堵塞。但當(dāng)煙氣溫度高于催化劑活性溫度區(qū)間上限時，會使催化劑燒結(jié)或再結(jié)晶，減少催化劑的使用壽命。考慮到SCR系統(tǒng)的煙氣溫度對SCR系統(tǒng)以及下游設(shè)備的影響，SCR系統(tǒng)的運行溫度一般設(shè)計在300°C?400°C，在該溫度區(qū)間內(nèi)，催化劑能保證在較高的活性下運行。由于電站的發(fā)電負(fù)荷受電網(wǎng)調(diào)度指揮，在用電高峰期，電站鍋爐保持在BMCR或高負(fù)荷工況下運行，脫硝裝置的入口溫度能保證在SCR的投運溫度區(qū)間內(nèi)，脫硝系統(tǒng)正常運行。然而電站鍋爐無法長期高負(fù)荷運行，在用電低峰期，電網(wǎng)對電站發(fā)電負(fù)荷的需求量較低，電站鍋爐在低負(fù)荷下運行，此時SCR系統(tǒng)中煙氣的反應(yīng)溫度較低，由于催化劑的活性隨溫度降低而降低，因此脫硝效率也較低。此外，當(dāng)脫硝裝置入口煙氣溫度達(dá)不到脫硝系統(tǒng)投運溫度下限時，脫硝系統(tǒng)停止運行，氮氧化物的排放量增加，電站難以達(dá)到國家規(guī)定的環(huán)保指標(biāo)。另一方面雖然催化劑停止工作，但仍然處于煙氣的沖刷中，飛灰對催化劑的磨損沒有減少，導(dǎo)致催化劑的使用壽命降低。因此，在電站鍋爐低負(fù)荷運行工況下，保證SCR脫硝系統(tǒng)效率和提高SCR脫硝系統(tǒng)投運時間是國內(nèi)脫硝領(lǐng)域技術(shù)上需要解決的難題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]實用新型目的:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，實用新型提供一種在低負(fù)荷工況下提高SCR投運率的省煤器。
[0005]技術(shù)方案:為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供的一種在低負(fù)荷工況下提高SCR投運率的省煤器,包括殼體、設(shè)在殼體內(nèi)的省煤器出口聯(lián)箱、與省煤器出口聯(lián)箱相連的換熱裝置、與換熱裝置相連的省煤器進口聯(lián)箱以及與殼體底部相連的SCR反應(yīng)器；所述換熱裝置包括一組與省煤器出口聯(lián)箱相連的省煤器懸吊管、與每個省煤器懸吊管連接的省煤器中間聯(lián)箱、與省煤器中間聯(lián)箱相連的一組省煤器蛇形管，所述省煤器蛇形管與省煤器進口聯(lián)箱相連；所述省煤器進口聯(lián)箱與省煤器中間聯(lián)箱之間設(shè)有一支路管，所述支路管沿著流體流動方向上分別依次設(shè)有單通閥、截止閥和流量調(diào)節(jié)閥。
[0006]進一步地，所述SCR反應(yīng)器包括反應(yīng)器殼體、依次設(shè)在反應(yīng)器殼體內(nèi)的催化劑預(yù)留層、催化劑首層和催化劑次層。
[0007]進一步地，所述殼體底部設(shè)有一省煤器灰斗。
[0008]進一步地，所述支路管的兩端分別設(shè)有一三通管連接器，支路管與中間聯(lián)箱連接方式為焊接。
[0009]進一步地，所述調(diào)節(jié)閥為電動控制調(diào)節(jié)閥門。
[0010]有益效果:本實用新型相對于現(xiàn)有技術(shù)而方具有以下優(yōu)點:
[0011]本實用新型是利用在低負(fù)荷工況下調(diào)節(jié)旁路閥門開度來減少鍋爐內(nèi)省煤器進口聯(lián)箱和中間聯(lián)箱間的介質(zhì)流量，從而降低省煤器煙氣側(cè)的放熱量，使得省煤器出口煙溫升高，由于省煤器出口和SCR反應(yīng)器入口之間沒有換熱設(shè)備，因此進入SCR系統(tǒng)的煙氣溫度同樣獲得提升，使某些原本達(dá)不到SCR投運條件的低負(fù)荷工況滿足SCR投運的溫度要求，有效地提高了電廠SCR在低負(fù)荷工況下的投運率。此外，SCR系統(tǒng)溫度的升高導(dǎo)致SCR催化劑活性提升，SCR系統(tǒng)獲得更高脫硝能力，從而幫助電廠在更長時間范圍內(nèi)更好地達(dá)到環(huán)保指標(biāo)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2是本實用新型的支路管連接示意圖。

【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對本實用新型作更進一步的說明。
[0015]如圖1和圖2所示，一種在低負(fù)荷工況下提高SCR投運率的省煤器，包括殼體20、設(shè)在殼體20內(nèi)的省煤器出口聯(lián)箱2、與省煤器出口聯(lián)箱2相連的換熱裝置、與換熱裝置相連的省煤器進口聯(lián)箱10以及與殼體20底部相連的SCR反應(yīng)器；所述換熱裝置包括一組與省煤器出口聯(lián)箱2相連的省煤器懸吊管3、與每個省煤器懸吊管3連接的省煤器中間聯(lián)箱4、與省煤器中間聯(lián)箱4相連的一組省煤器蛇形管6，所述省煤器蛇形管6與省煤器進口聯(lián)箱10相連；所述省煤器進口聯(lián)箱10與省煤器中間聯(lián)箱4之間設(shè)有一支路管5，所述支路管5沿著流體流動方向上分別依次設(shè)有單通閥9、截止閥8和流量調(diào)節(jié)閥7，所述SCR反應(yīng)器包括反應(yīng)器殼體21、依次設(shè)在反應(yīng)器殼體21內(nèi)的催化劑預(yù)留層14、催化劑首層15和催化劑次層16，所述殼體20底部設(shè)有一省煤器灰斗12，所述支路管5的兩端分別設(shè)有一第一三通管連接器18、第二三通管連接器19，所述流量調(diào)節(jié)閥7為電動控制調(diào)節(jié)閥門。
[0016]SCR脫硝系統(tǒng)投運的條件根據(jù)SCR催化劑的活性溫度區(qū)間確定，一般設(shè)計為300°C?400°C。在低負(fù)荷運行工況下，省煤器進口煙氣I進入省煤器，鍋爐省煤器出口煙氣11溫度低于300°C，而省煤器出口和SCR反應(yīng)器入口之間沒有換熱設(shè)備，故SCR反應(yīng)器入口煙氣13溫度和省煤器出口溫度近似相等，低于SCR系統(tǒng)投運溫度區(qū)間的下限，此時開啟旁路截止閥8，并逐步增加調(diào)節(jié)閥7閥門開度來控制旁路的介質(zhì)流量，由于旁路的分流作用，參加換熱的介質(zhì)流量會減少，導(dǎo)致介質(zhì)和煙氣的換熱量減少，故煙氣在省煤器受熱面區(qū)域的放熱量減少，使省煤器出口煙氣11和SCR進口煙氣13溫度升高超過300°C，達(dá)到SCR系統(tǒng)的投運溫度區(qū)間，有效地提高了 SCR系統(tǒng)的投運率和催化劑的有效使用時間。
[0017]本實用新型的一種提高低負(fù)荷工況SCR投運率的策略在實際工作時情況如下:
[0018]鍋爐省煤器換熱裝置17主要由省煤器懸吊管3和省煤器蛇形管5組成，蛇形管連接在進口聯(lián)箱10和中間聯(lián)箱6之間，懸吊管連接在中間聯(lián)箱和出口聯(lián)箱2之間，蛇形管的換熱面積大于懸吊管，起到主要的換熱作用。在鍋爐低負(fù)荷運行工況下，省煤器出口煙氣11溫度低于300°C，此時開啟旁路截止閥8，并逐步增加調(diào)節(jié)閥7閥門開度來控制旁路的介質(zhì)流量，由于旁路的分流作用，在蛇形管中參加換熱的介質(zhì)流量會減少，導(dǎo)致介質(zhì)和煙氣的換熱量減少，故煙氣在蛇形管換熱區(qū)域的放熱量減少，從而使省煤器出口煙氣溫度升高超過300°C。SCR系統(tǒng)的設(shè)計投運溫度區(qū)間為300°C?400°C，反應(yīng)器內(nèi)設(shè)計三層催化劑，首層為預(yù)留層14，預(yù)留層下面為填裝有蜂窩式催化劑的催化劑首層15和催化劑次層16，由于省煤器出口和SCR反應(yīng)器入口之間沒有換熱設(shè)備，故進入SCR第一層催化劑15的煙氣13溫度和省煤器出口溫度近似相等，達(dá)到SCR系統(tǒng)的投運溫度區(qū)間，有效地提高了 SCR系統(tǒng)的投運率和催化劑的有效使用時間。此外，介質(zhì)側(cè)的熱容量高于煙氣側(cè)，當(dāng)減少相同的換熱量時，煙氣側(cè)出口溫度升高的幅度大于介質(zhì)側(cè)出口溫度減少的幅度，因此對省煤器介質(zhì)出口溫度降低的對鍋爐經(jīng)濟運行的影響較小，保證了本實用新型在工程中的可操作性。
[0019]以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出:對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種在低負(fù)荷工況下提高SCR投運率的省煤器，其特征在于:包括殼體、設(shè)在殼體內(nèi)的省煤器出口聯(lián)箱、與省煤器出口聯(lián)箱相連的換熱裝置、與換熱裝置相連的省煤器進口聯(lián)箱以及與殼體底部相連的SCR反應(yīng)器；所述換熱裝置包括一組與省煤器出口聯(lián)箱相連的省煤器懸吊管、與每個省煤器懸吊管連接的省煤器中間聯(lián)箱、與省煤器中間聯(lián)箱相連的一組省煤器蛇形管，所述省煤器蛇形管與省煤器進口聯(lián)箱相連；所述省煤器進口聯(lián)箱與省煤器中間聯(lián)箱之間設(shè)有一支路管，所述支路管沿著流體流動方向上分別依次設(shè)有單通閥、截止閥和流量調(diào)節(jié)閥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在低負(fù)荷工況下提高SCR投運率的省煤器，其特征在于:所述SCR反應(yīng)器包括反應(yīng)器殼體、依次設(shè)在反應(yīng)器殼體內(nèi)的催化劑預(yù)留層、催化劑首層和催化劑次層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在低負(fù)荷工況下提高SCR投運率的省煤器，其特征在于:所述殼體底部設(shè)有一省煤器灰斗。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在低負(fù)荷工況下提高SCR投運率的省煤器，其特征在于:所述支路管的兩端分別設(shè)有一三通管連接器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在低負(fù)荷工況下提高SCR投運率的省煤器，其特征在于:所述調(diào)節(jié)閥為電動控制調(diào)節(jié)閥門。
【文檔編號】F22D1/02GK203927879SQ201420097259
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年3月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月5日
【發(fā)明者】司風(fēng)琪, 喻聰 申請人:東南大學(xué)