本實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，與煙氣中的碳氫化合物反應(yīng)，生成一種淺藍色的有毒煙霧——光化學(xué)煙霧，它會對人體的心、肺、眼、鼻及造血器官等有極大的傷害作用，同時對動植物也會造成危害。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)不能對氮氧化物的排放量進行有效控制。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本實用新型的目的在于，提供一種燃煤電廠鍋爐系統(tǒng)，實現(xiàn)對氮氧化物的排放量的有效控制。
為解決上述技術(shù)問題，本實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所述水平煙道連接，所述水平煙道內(nèi)設(shè)置有對流受熱面，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SOFA層，每個SOFA層包括至少一個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)有兩個所述SOFA層；每個SOFA層分別包括4個所述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。
前述的燃煤電廠鍋爐系統(tǒng)中，所述SOFA風(fēng)門包括垂直擺動機構(gòu)和水平擺動機構(gòu)。
前述的燃煤電廠鍋爐系統(tǒng)中，所述垂直擺動機構(gòu)為氣動執(zhí)行器；所述水平擺動機構(gòu)為手動擺動機構(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，所述鍋爐爐膛的上部設(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離所述鍋爐爐膛，所述第二豎井煙道的上部設(shè)有低溫過熱器；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)置有包覆過熱器；所述鍋爐爐膛的上部設(shè)有前屏過熱器和后屏過熱器。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實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以內(nèi)，并大幅降低了尿素的消耗量。
附圖說明
圖1為本實用新型實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-低溫過熱器，72-高溫過熱器，73-頂棚過熱器，74-包覆過熱器，75-前屏過熱器，76-后屏過熱器，81-第一省煤器，82-第二省煤器。
下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步的說明。
具體實施方式
本實用新型的實施例：
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通過水平煙道3連接，水平煙道3內(nèi)設(shè)置有對流受熱面，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SOFA層，每個SOFA層包括至少一個SOFA噴嘴。
本實施例中，制粉系統(tǒng)1可以為正壓直吹式制粉系統(tǒng)，配四臺ZGM65G中速磨煤機。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負荷時均投三層，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，均由電動執(zhí)行機構(gòu)單獨操作；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SOFA層。
當(dāng)高負荷2、3、4磨運行時，可以關(guān)閉下層二次風(fēng)和A層周界風(fēng)。理由：2、3、4磨運行時，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磨運行時，只要兩層二次風(fēng)中有一層開度在30-40％即可滿足運行。
可選的，鍋爐爐膛2內(nèi)設(shè)有兩個SOFA層；每個SOFA層分別包括4個SOFA噴嘴。SOFA噴嘴上設(shè)有SOFA風(fēng)門。SOFA風(fēng)門包括垂直擺動機構(gòu)和水平擺動機構(gòu)。垂直擺動機構(gòu)為氣動執(zhí)行器，擺動幅度20°；水平擺動機構(gòu)為手動擺動機構(gòu)，擺動幅度10°。正常運行中，在機組低負荷運行下層磨煤機時，還原區(qū)高度可滿足機組運行要求，SOFA擺角調(diào)整在50％運行(即水平角度)，在機組高負荷期間或上層磨煤機運行時將SOFA擺角調(diào)整在50％運行(即向上擺動20°)，提高還原區(qū)高度來滿足機組運行需要。
SNCR脫硝系統(tǒng)5包括SNCR噴槍，鍋爐爐膛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/臺爐，在鍋爐28米和30米處布置14支SNCR噴槍，四周環(huán)繞布置，分設(shè)2個分配模塊，每個分配模塊控制7支SNCR噴槍，在鍋爐33米和36米處的前墻分別設(shè)有6支SNCR噴槍，每層設(shè)一個分配模塊與之對應(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)，達到脫硝目的。
嘗試通過SOFA風(fēng)偏差配風(fēng)控制NOx。將#2、#3角的SOFA風(fēng)門開度100％，#1、#4角的SOFA風(fēng)門開度50-70％。由于SNCR噴槍布置在鍋爐前墻，通過加大后墻2個角的SOFA風(fēng)量，減少前墻2個角的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，延長煙氣在爐膛的停留時間，有利于加強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)，只開孔和裝噴槍套管，暫不安裝SNCR噴槍。在鍋爐大負荷運行期間，鍋爐爐膛2溫度高，上層燃燒器運行時火焰中心位置上移，常用噴射位處的溫度較高，不利于還原劑尿素的反應(yīng)，此時在備用噴射位安裝SNCR噴槍，投入該噴槍，可以提高還原劑反應(yīng)溫度，提高SNCR效率。
本實施例中，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遠離鍋爐爐膛2，第二豎井煙道42的上部設(shè)有低溫過熱器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)置有頂棚過熱器73，水平煙道3和尾部煙道4的上部設(shè)置有包覆過熱器74；鍋爐爐膛2的上部設(shè)有前屏過熱器75和后屏過熱器76。
鍋爐過熱器采用兩級噴水減溫，一級減溫器主要用于粗調(diào)，改變汽溫較大的波動和保護屏式過熱器不超溫；二級減溫器主要用于細調(diào)，改變汽溫較小的波動和保護高溫過熱器不超溫。再熱蒸汽采用煙氣擋板調(diào)節(jié)。預(yù)熱器分前、后二級，前級預(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，因負荷變化等原因NOx排放超標時，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。