CN107355301A - 调峰燃气机组冷态启动移动式脱硝控制***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及调峰燃气机组冷态启动移动式脱硝控制***及方法，属于发电领域。该***与燃气轮机和余热锅炉相互配合，包括脱硝装置、移动式装置平台和排烟旁路***；所述的排烟旁路***的输入口连接余热锅炉的输出口；排烟旁路***的气体输出端设置有三通挡板和三通球阀；所述的脱硝装置的输入口连接所述的排烟旁路***的输出口，脱硝装置的输出口排放处理后的烟气；所述的移动式装置平台上固定放置有所述的脱硝装置。本发明有效的脱去燃气机组在频繁启动过程中，特别是冷态启动中产生的NOx，过程简单，节能环保；采用移动式装置平台，能灵活使用脱硝装置，操作简单方便；占地面积小，建造成本低，装置利用率高。
Description
技术领域
本发明涉及调峰燃气机组冷态启动移动式脱硝控制***及方法，属于发电领域。
背景技术
近年来，我国为保护和改善环境，针对污染物排放出台了各种政策和规定，气体排放标准要求越来越高，传统火电厂的发展受到的限制越来越大，因此天然气发电技术得到大力发展。
燃气轮机排放的尾气与燃烧室结构、燃料质量及运行条件有关，但是由于天然气中硫和粉尘含量少，所以NOx排放量成为燃气轮机环保的主要限值因素。燃气轮机一般热态启动大约需要1小时，但冷态启动需要3～4小时，而且燃气轮机排烟出口NOx浓度最高可达250mg/Nm3，远远高于国家规定排放限值50mg/Nm3。特别是会频繁启停的调峰燃气轮机机组，其启动过程中NOx浓度超标是一个不容忽视的问题。
在每台燃气轮机出口安装催化剂脱硝装置***是现有常规的脱硝手段，但该***存在占地面积大，建造成本高，催化剂维护成本高，装置利用率低等的问题。
发明内容
本发明为解决上述技术问题，提供一种结构设计合理、装置利用率高的调峰燃气机组冷态启动移动式脱硝控制***及方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是:
调峰燃气机组冷态启动移动式脱硝控制***，与燃气轮机和余热锅炉相互配合，包括脱硝装置、移动式装置平台和排烟旁路***；所述的排烟旁路***的输入口连接余热锅炉的输出口；排烟旁路***的气体输出端设置有三通挡板和三通球阀；所述的脱硝装置的输入口连接所述的排烟旁路***的输出口，脱硝装置的输出口排放处理后的烟气；所述的移动式装置平台上固定放置有所述的脱硝装置。本***占地面积小，建造成本低，装置利用率高。
进一步的，所述的脱硝装置为一台或多台，安装在移动式装置平台上，用以解决调峰燃气机组气动过程中NOx排放超标。当多台燃气轮机启动时，可在移动式装置平台上安装多台脱硝装置，同时工作，解决了现有技术方案中需要很大的工作场地用以放置燃气轮机和与之配备脱硝装置的技术问题。
进一步的，所述的脱硝装置采用串联或/和并联的方式布置。等离子体脱销装置串联时，可以逐级脱除氮氧化物，将NOX排放降得很低，适合于烟气量较小的分布式燃气脱硝；等离子体脱销装置并联时，分别进入脱硝装置中进行脱除，适用于烟气量较大的分布式燃气脱硝；串联和并联联合使用时，既可以处理大烟气量的氮氧化物排放，又可以将排放值降得很低。
进一步的，所述的脱硝装置为低温等离子体脱硝装置。低温等离子体采用高压电源或脉冲电源使得中性分子H2O和O2被激发为自由基，然后氧化还原氮氧化物，生成硝酸或氮气，其具有空间要求低、阻力小、对主辅机影响小等优点。
进一步的，还包括NOx含量监测装置、二通挡板和回管，所述的NOx含量监测装置设置在所述的脱硝装置输出口前端，所述的二通挡板设置在所述的脱硝装置输出口末端，所述的NOx含量监测装置与所述的二通挡板通过电缆相连接，所述的回管连接所述的脱硝装置的第二输入口和第二输出口。该装置用于监测处理后的烟气中NOx含量是否达标，当监测到的烟气中NOx含量不达标，则NOx含量监测装置通过电缆控制二通挡板，将烟气通过脱硝装置的第二输出口排入回管，再经由脱硝装置的第二输入口排入脱硝装置，进行再一次的脱硝，脱硝后的烟气再经过上述过程直至达标经由脱硝装置的输出口排出，此设计可保证排出的烟气达标。
进一步的，所述的脱硝装置通过螺栓结构固定在所述的移动式装置平台上。螺栓结构既方便拆卸，也可保证脱硝装置牢固的固定在移动式装置平台上。
调峰燃气机组冷态启动移动式脱硝控制***的工作方法：将该***与余热锅炉相连接；燃气轮机启动过程中产生的高温烟气，经过余热锅炉的出口进入到排烟旁路***输入口，再由排烟旁路***输入口进入到脱硝装置的输入口，在脱硝装置内将烟气中的氮氧化合物还原；还原后的烟气通过脱硝装置的输出口排出；当燃气轮机负荷稳定后，通过三通球阀控制三通挡板，使烟气直接从余热锅炉排出。
本发明同现有技术相比具有以下优点及效果：
1、本发明有效的脱去燃气机组在频繁启动过程中，特别是冷态启动中产生的NOx，过程简单，节能环保；
2、本发明采用移动式装置平台，能灵活使用脱硝装置，操作简单方便；占地面积小，建造成本低；
3、解决了现有技术方案中需要很大的工作场地用以放置燃气轮机和与之配备脱硝装置的技术问题，脱硝装置可在不同的燃气机组之间使用，装置利用率高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的脱硝装置串联时的结构示意图。
图3为本发明的脱硝装置并联时的结构示意图。
标号说明：
1、燃气机组；2、余热锅炉；3、排烟旁路***；4、脱硝装置；5、移动式装置平台；6、三通挡板。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
实施例1：
如图1所示，调峰燃气机组冷态启动移动式脱硝控制***，燃气轮机与余热锅炉相连，并与本发明相互配合，本发明包括脱硝装置、移动式装置平台和排烟旁路***；排烟旁路***的输入口连接余热锅炉的输出口；排烟旁路***的气体输出端设置有三通挡板和三通球阀，三通球阀控制三通挡板的转动；脱硝装置的输入口连接排烟旁路***的输出口，脱硝装置的输出口排放处理后的烟气；移动式装置平台上固定放置有脱硝装置，本实施例中的燃气机组容量较小，所以设置一台脱硝装置，直接用机车牵引移动式装置平台，将本脱硝***移动到工作位置上。
在燃气机组启动前，通过移动式装置平台将脱硝装置移到工作位置上，连接好余热锅炉与排烟旁路***之间的管道；燃气轮机启动过程中产生的高温烟气，先进入余热锅炉加热蒸汽使得烟气温度降低到80℃左右，此时的烟气体积减小、NOx含量高；烟气经过余热锅炉的出口进入到排烟旁路***输入口，排烟旁路***内的三通球阀控制三通挡板将烟气导入脱硝装置中，在脱硝装置内将烟气中的氮氧化合物还原，烟气脱除NOx后通过脱硝装置的输出口排出；当燃气轮机负荷稳定后，通过三通球阀控制三通挡板，使烟气直接从余热锅炉排出，不进入脱硝装置。燃气机组启动完成后恢复到常规运行方式运行。
实施例2：
如实施例1所示，其区别仅在于脱硝装置为多台。
如图2所示，本实施例中采用大容量的燃气机组，所以需要多台脱硝装置对其排出的烟气进行脱硝处理；本实施例中产生的烟气量较大，所以多台脱硝装置通过并联的方式安装在移动式装置平台上，烟气分别进入脱硝装置中共同进行脱除。此时移动式装置平台比较重，为了方便移动，可在厂内建设铁轨，将移动式装置平台安装在轨道上进行移动。
实施例3：
如实施例1所示，其区别仅在于脱硝装置为多台。
如图3所示，本实施例中采用大容量的燃气机组，所以需要多台脱硝装置对其排出的烟气进行脱硝处理；本实施例中产生的烟气较小，所以多台脱硝装置通过串联的方式安装在移动式装置平台上，逐级脱除氮氧化物，将NOX排放降得很低。此时移动式装置平台比较重，为了方便移动，可在厂内建设铁轨，将移动式装置平台安装在轨道上进行移动。
实施例4：
如实施例1所示，其区别仅在于脱硝装置为多台，多台脱硝装置通过串联和并联相结合的方式安装在移动式装置平台上，既可以处理大烟气量的氮氧化物排放，又可以将排放值降得很低。本实施例中采用大容量的燃气机组，所以需要多台脱硝装置对其排出的烟气进行脱硝处理；此时移动式装置平台比较重，为了方便移动，可在厂内建设铁轨，将移动式装置平台安装在轨道上进行移动。但是此方案投入会增加，氮氧化物的脱除效率随氮氧化物含量的降低而降低。
具体安装方式需要根据排放限值和烟气量综合考虑。
实施例5：
如实施例1所示，其区别仅在于所用的脱硝装置为低温等离子体脱硝装置。低温等离子体采用高压电源或脉冲电源使得中性分子H2O和O2被激发为自由基，然后氧化还原氮氧化物，生成硝酸或氮气，其具有空间要求低、阻力小、对主辅机影响小等优点。
实施例6：
如实施例1所示，其区别仅在于还包括NOx含量监测装置、二通挡板和回管。NOx含量监测装置设置在脱硝装置输出口前端，二通挡板设置在脱硝装置输出口末端，NOx含量监测装置与二通挡板通过电缆相连接；回管连接脱硝装置的第二输入口和第二输出口。
在燃气机组启动前，通过移动式装置平台将脱硝装置移到工作位置上，连接好余热锅炉与排烟旁路***之间的管道；燃气轮机启动过程中产生的高温烟气，先进入余热锅炉加热蒸汽使得烟气温度降低到80℃左右，此时的烟气体积减小、NOx含量高；烟气经过余热锅炉的出口进入到排烟旁路***输入口，排烟旁路***内的三通球阀控制三通挡板将烟气导入脱硝装置中，在脱硝装置内将烟气中的氮氧化合物还原，烟气脱除NOx后，NOx含量监测装置监测处理后的烟气中NOx含量是否达标，当监测到的烟气中NOx含量不达标，则NOx含量监测装置通过电缆控制二通挡板，将烟气通过脱硝装置的第二输出口排入回管，再经由脱硝装置的第二输入口排入脱硝装置，进行再一次的脱硝，脱硝后的烟气再经过上述过程直至达标，经由脱硝装置的输出口排出。当燃气轮机负荷稳定后，通过三通球阀控制三通挡板，使烟气直接从余热锅炉排出，不进入脱硝装置。燃气机组启动完成后恢复到常规运行方式运行。
实施例7：
在实施例1的基础上，脱硝装置通过螺栓结构固定在所述的移动式装置平台上。螺栓结构既方便拆卸，也可保证脱硝装置牢固的固定在移动式装置平台上。
此外，需要说明的是，本发明中只涉及燃气机组冷态启动过程，启动完成后恢复到常规运行方式，所以在附图中只标注了燃气机组冷态启动过程。本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.调峰燃气机组冷态启动移动式脱硝控制***，与燃气轮机和余热锅炉相互配合，其特征是：包括脱硝装置、移动式装置平台和排烟旁路***；
所述的排烟旁路***的输入口连接余热锅炉的输出口；排烟旁路***的气体输出端设置有三通挡板和三通球阀；
所述的脱硝装置的输入口连接所述的排烟旁路***的输出口，脱硝装置的输出口排放处理后的烟气；
所述的移动式装置平台上固定放置有所述的脱硝装置。
2.根据权利要求1所述的调峰燃气机组冷态启动移动式脱硝控制***，其特征是：所述的脱硝装置为一台或多台，安装在移动式装置平台上。
3.根据权利要求2所述的调峰燃气机组冷态启动移动式脱硝控制***，其特征是：所述的脱硝装置采用串联或/和并联的方式布置。
4.根据权利要求1所述的调峰燃气机组冷态启动移动式脱硝控制***，其特征是：所述的脱硝装置为低温等离子体脱硝装置。
5.根据权利要求1所述的调峰燃气机组冷态启动移动式脱硝控制***，其特征是：还包括NOx含量监测装置、二通挡板和回管，所述的NOx含量监测装置设置在所述的脱硝装置输出口前端，所述的二通挡板设置在所述的脱硝装置输出口末端，所述的NOx含量监测装置与所述的二通挡板通过电缆相连接，所述的回管连接所述的脱硝装置的第二输入口和第二输出口。
6.根据权利要求1所述的调峰燃气机组冷态启动移动式脱硝控制***，其特征是：所述的脱硝装置通过螺栓结构固定在所述的移动式装置平台上。
7.权利要求1所述的调峰燃气机组冷态启动移动式脱硝控制***的工作方法，其特征是：将该***与余热锅炉相连接；燃气轮机启动过程中产生的高温烟气，经过余热锅炉的出口进入到排烟旁路***输入口，再由排烟旁路***输入口进入到脱硝装置的输入口，在脱硝装置内将烟气中的氮氧化合物还原；还原后的烟气通过脱硝装置的输出口排出；当燃气轮机负荷稳定后，通过三通球阀控制三通挡板，使烟气直接从余热锅炉排出。
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