[发明专利]一种改善脱硝效果的给水加热系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种火电机组给水加热系统，特别涉及一种改善脱硝效果的给水加热系统。

背景技术

目前我国火电机组装机容量占总装机容量的70％左右、发电量占总发电量的80％左右，火电在电力工业中占主导地位。我国火电机组不但承担基本负荷，还频繁参与调峰，低负荷及频繁变负荷已成为我国大型燃煤机组的正常运行状态。随着我国社会经济发展及生活方式的变化，电网峰谷差已高达50％。据中电联统计，近年来我国火电机组年平均利用小时数在5000小时左右，机组负荷率低于60％，机组在全生命周期中处于变工况运行的时间比已达70％。

目前阶段，我国燃煤火电机组脱硝普遍采用选择性催化还原法(SCR)，其原理是在催化剂的作用下，NO_x与NH₃发生反应，生成水蒸汽与氮气。为保证脱硝的效果，要求烟气的温度在一定范围之内，烟气温度过高，则催化剂易烧结、丧失活性；烟气温度过低，则反应速度下降、影响脱硝效果。在实际工程中，SCR装置安装在省煤器之后、空气预热器之前，以满足脱硝所要求的烟气温度。

当火电机组低负荷运行时，省煤器出口烟温下降，SCR装置内催化剂的活性削弱，一方面影响脱硝效果，使烟气中的NO_x含量增加；另一方面造成氨逃逸，在空预器及锅炉尾部烟道内形成NH₄F、(NH₄)₂SO₃等，阻塞流动通道，使烟气阻力上升，影响设备的安全稳定运行。当机组负荷下降时，烟气流量也随之下降，炉膛出口烟温降低，再热蒸汽温度及锅炉给水温度均下降，从而导致省煤器出口烟温下降；当负荷下降至一定值之后，SCR装置的脱硝效率急剧下降，使NOx排放升高；未反应的NH₃逃逸，在空预器及锅炉尾部烟道内形成NH₄F、(NH₄)₂SO₃等，阻塞流动通道，使烟气阻力上升；烟气温度下降，使空预器出口热风温度降低、影响锅炉的燃烧稳定性，并加剧锅炉尾部烟道相关设备的腐蚀。我国新的火电厂烟气污染物排放标准制定后，全国火电机组的SCR脱硝装置在低负荷运行时均出现了这些问题。

为解决上述问题，现有的措施主要有给水旁路、烟气旁路、省煤器分级布置等。给水旁路虽然系统简单、投资小，但在运行中会使给水温度及流量产生很大的扰动，威胁锅炉水冷壁的水动力安全性；烟气旁路投资大、且烟气温度不均匀，效果较差；省煤器分级布置可解决低负荷下SCR的脱硝问题，但在高负荷下SCR装置易超温、使催化剂烧结。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出了一种用于改善火电机组低负荷脱硝效果给水加热系统，通过给水加热通过提高锅炉给水温度来减少烟气在省煤器中的放热，其安全性好、投资适中，具有良好的应用前景。

为实现上述目的，本发明采取以下设计方案：

一种火电机组给水加热系统，包括喷射式热泵、高压蒸汽阀、抽汽进汽阀、混合蒸汽出口阀、喷射式热泵切换阀、锅炉、汽轮机、高压加热器，其特征在于：锅炉连接喷射式热泵和汽轮机，从汽轮机的回热抽汽管引出第一管路与高压加热器相连通，同时引出第二管路与喷射式热泵相连通，所述的喷射式热泵的出口与高压加热器蒸汽侧相连通，高压加热器出水侧接与锅炉相连通。

进一步地，在第一管路上安装有喷射式热泵切换阀，与高压加热器相连通。

进一步地，在锅炉与喷射式热泵之间的管路上安装有高压蒸汽阀。

进一步地，在第二管路上安装有抽汽进汽阀，与喷射式热泵相连通。

进一步地，喷射式热泵连接至锅炉的水冷壁出口联箱；汽轮机压力最高的回热抽汽管经抽汽进汽阀进入喷射式热泵。

进一步地，喷射式热泵通过喷射式热泵切换阀进行投运及停运之间的切换。

进一步地，当火电机组运行负荷较大、锅炉省煤器出口烟温满足SCR装置脱硝的要求时，开启喷射式热泵切换阀，关闭高压蒸汽进汽阀、抽汽进汽阀；当火电机组负荷较低、锅炉省煤器出口烟温不满足SCR装置脱硝的要求时，关闭喷射式热泵切换阀，开启高压蒸汽进汽阀、段抽汽进汽阀；当火电机组负荷很低、喷射式热泵出口混合蒸汽压力不能满足给水加热要求时，关闭喷射式热泵切换阀、段抽汽进汽阀，开启高压蒸汽进汽阀。

进一步地，喷射式热泵的工作参数范围为：引射比大开0，压缩比大于1。

进一步地，喷射式热泵的工作参数范围为：引射比为0.1～2.0，压缩比为1.2～2.5。