[发明专利]一种用于选择性催化还原改造的烟温调节系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种脱硝装置的烟温调节系统，用于锅炉尾部烟道脱硝装置前后烟温调节，属于锅炉系统。

背景技术

氮氧化物(简称NOx)是燃煤锅炉的主要污染源，《火电厂大气污染排放标准》规定从2012年1月1日开始，所有新建火电机组(采用W形火焰炉膛的火力发电锅炉，现有循环流化床火力发电锅炉，以及2003年12月31日前建成投产或通过建设项目环境影响报告书审批的火力发电锅炉除外)NOx排放量要达到100mg／Nm³；从2014年1月1日开始，重点地区所有火电投运机组NOx排放量要达到100mg/Nm³。因此在当前的火电厂污染物减排工作中，火电厂的脱硝无疑将是重点。

目前广泛采用的脱硝技术为SNCR和选择性催化还原(以下简称为SCR)。SCR是指在尾部烟道位置装设脱硝反应器，使用还原剂和催化剂将NOx还原，其NOx的脱除率可达90％，完全可以达到控制NOx排放的目的。因此，无论对于现有火电厂的减排改造，还是新建火电厂的设计，对SCR的研究都将是一项重要内容。

SCR的最佳反应温度为300～400℃，相当于省煤器出口至空预器入口处的烟温。在实际运行过程中，目前遇到的主要问题在于，在额定工况下，SCR的入口烟温若能位于最佳反应温度范围内，在负荷降低时，由于受热面换热面积过剩，使SCR的入口烟气温度降低，将导致SCR的脱硝效率降低，最终导致NH₃逃逸量增加，导致出口烟气NOx浓度升高，严重时导致电厂低负荷环保不达标。在某些电厂由于煤质变化还可能引起排烟温度的升高，电厂为保证脱硝装置的安全，被迫减低负荷。同时，也可能引起SCR入口烟气温度过高而引起催化剂失效。因此，通过何种方式，使各种负荷下的烟气温度稳定在SCR正常运行的温度范围内，同时又可以保证脱硝装置的安全，是一项有待解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是通过对烟气温度的调节，提高锅炉SCR脱硝效率，并保证锅炉安全运行。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供了一种用于选择性催化还原改造的烟温调节系统，包括尾部烟道，在尾部烟道内布置有省煤器及脱硝装置，其特征在于：在省煤器前安装有由控制系统控制开合的烟气挡板门，烟气挡板门位于尾部烟道内；

燃料和空气在锅炉炉膛中燃烧生成的烟气流经尾部烟道后，由控制系统对尾部烟气的温度进行监测和分析，当尾部烟气温度超过选择性催化还原的最佳反应温度时，控制系统控制烟气挡板门打开至设定开度，控制烟气在接触省煤器的受热面后达到在选择性催化还原的最佳反应温度范围内；当尾部烟气温度没有达到选择性催化还原的最佳反应温度范围时，控制系统将烟气挡板门关闭至设定开度，使省煤器的受热面短路。

优选地，所述烟气挡板门的形状与所述尾部烟道的形状相匹配。

本发明可以实现烟温调节的目的，保证了SCR脱硝装置在高负荷还是低负荷都可以投运，同时锅炉排烟温度都在较低水平，也保证了较高的锅炉效率，做到了高效低污染。实践证明该技术方案成效显著，且结构容易实现，改造成本相对低廉。

附图说明

图1为烟气挡板门全关状态示意图；

图2为烟气挡板门全开状态示意图；

图3为控制系统流程图。

具体实施方式

为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。

结合图1及图2，本发明提供的一种用于选择性催化还原改造的烟温调节系统，包括尾部烟道1，在尾部烟道1内布置有省煤器2及脱硝装置5。在省煤器2前安装有由控制系统控制开合的烟气挡板门3，烟气挡板门3位于尾部烟道1内。烟气挡板门3的形状与尾部烟道1的形状相匹配。

结合图3，燃料和空气在锅炉炉膛中燃烧生成的烟气流经尾部烟道1后，由控制系统对尾部烟气的温度进行监测和分析，当尾部烟气温度超过SCR最佳反应温度时，控制系统控制烟气挡板门3打开至设定开度，如图2所示，控制烟气在接触省煤器2的受热面4后达到在SCR最佳反应温度范围内；当尾部烟气温度没有达到SCR最佳反应温度范围时，控制系统将烟气挡板门3关闭至设定开度，如图1所示，使省煤器2的受热面4短路，控制烟气在不接触省煤器过剩受热面后仍保持在SCR最佳反应温度范围内。

当烟气温度至SCR最佳反应温度情况下进行脱硝作业，即保证了脱硝装置5的安全，又提高了脱硝效率，也保证了锅炉的安全运行。

通过尾部烟气的温度得到烟气挡板门3开度的具体过程为：

从理论计算角度，假定SCR入口烟温为SCR最佳反应温度，经过相应工况下的热力计算得到省煤器相对应的受热面积，然后得到烟气挡板门的开度。但在实际操作过程中，由于现场实际工况繁杂，又需要进行及时迅速的反馈，因此现场操作根据SCR入口测温点的数据，由电厂工作人员进行挡板门开度的调整，直至SCR入口测温点数据稳定在SCR最佳反应温度为止。