CN109578958A - 含有熔盐储热***的超超临界二次再热机组 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种含有熔盐储热***的超超临界二次再热机组，包括锅炉、SCR脱硝装置、熔盐储热***，熔盐储热***包括高温熔盐储罐、低温熔盐储罐、烟气‑熔盐换热器、蒸汽‑熔盐换热器、四个高温熔盐泵、三个给水‑熔盐换热器；当超超临界二次再热机组高负荷时，熔盐储热***通过吸收高温烟气和高温蒸汽存储热量；当超超临界二次再热机组低负荷时，通过熔盐储热***将储存的高温热量放出，提高超超临界二次再热机组的负荷响应速度和热效率。

Description

含有熔盐储热***的超超临界二次再热机组
技术领域
本发明属于常规发电技术和熔盐储热技术领域，具体涉及一种含有熔盐储热***的超超临界二次再热机组。
背景技术
超超临界二次再热机组具有高效、环保等特点，代表了当前燃煤机组的最高水平。但超超临界二次再热机组变负荷特性较差，较低负荷下***的响应特性较慢，可通过设置储热***，高负荷时储存热量，低负荷时通过储热***，将热量加热给水回热***，实现超超临界二次再热机组的高效和灵活运行；
当机组变负荷运行时，SCR脱硝装置入口烟气温度变化显著，然而SCR脱硝装置催化剂对工作温度有比较严格的要求。在高温环境下，催化剂可能出现烧结现象，部分活性成分损失，进而使催化剂活性降低；在低温环境下，氧化还原反应速率降低，SCR脱硝装置还会副反应生成硫酸氢铵，这是一种粘性强并具有腐蚀性的物质，易粘结在催化剂表面并堵塞孔隙，降低催化剂活性，并对下游锅炉尾部的受热面造成腐蚀和堵塞，影响锅炉运行。
发明内容
本发明的目的在于提供一种超超临界二次再热机组熔盐储热***，它能有效实现SCR脱硝装置在变负荷状态下高效运行，控制NOx排放，以及保持超超临界二次再热机组较低负荷工作时的高效与灵活。
一种含有熔盐储热***的超超临界二次再热机组，包括锅炉、SCR脱硝装置、熔盐储热***，其特征在于：熔盐储热***包括高温熔盐储罐、低温熔盐储罐、烟气-熔盐换热器、蒸汽-熔盐换热器、四个高温熔盐泵、三个给水-熔盐换热器；当超超临界二次再热机组高负荷时，熔盐储热***通过吸收高温烟气和高温蒸汽存储热量；当超超临界二次再热机组低负荷时，通过熔盐储热***将储存的高温热量放出，提高超超临界二次再热机组的负荷响应速度和热效率。
进一步，烟气-熔盐换热器设置在锅炉的尾部烟道中，其烟气侧入口与锅炉的出热端相通，烟气侧出口与SCR脱硝装置相通；烟气-熔盐换热器熔盐侧入口通过熔盐放热管道与高温熔盐储罐出口相连，烟气-熔盐换热器熔盐侧入口还通过熔盐吸热管道与低温熔盐储罐出口相连；烟气-熔盐换热器熔盐侧出口通过熔盐吸热管道与高温熔盐储罐入口相连，烟气-熔盐换热器熔盐侧出口还通过熔盐放热管道与低温熔盐储罐入口相连；第一给水-熔盐换热器熔盐侧入口通过熔盐放热管道与高温熔盐储罐出口相连，第三给水-熔盐换热器熔盐侧出口通过熔盐放热管道与低温熔盐储罐入口相连；第三给水-熔盐换热器给水侧入口与第四高温加热器入口相连，第一给水-熔盐换热器给水侧出口与第一高压加热器出口相连，三个给水-熔盐换热器串联；蒸汽-熔盐换热器熔盐侧出口通过熔盐吸热管道与高温熔盐储罐入口相连，蒸汽-熔盐换热器熔盐侧入口通过熔盐吸热管道与低温熔盐储罐出口相连；蒸汽-熔盐换热器蒸汽侧入口与中压缸入口相连，蒸汽-熔盐换热器蒸汽侧出口与中压缸出口相连。
进一步，当超超临界二次再热机组在高负荷运行期间，若SCR脱硝装置前的烟气温度高于其正常工作温度范围，熔盐通过第二高温熔盐泵由低温熔盐储罐抽到高温熔盐储罐中，途中通过烟气-熔盐换热器来冷却SCR脱硝装置入口的烟气，将高温熔盐储存于高温熔盐储罐中。
进一步，当超超临界二次再热机组电网负荷要求在低负荷发电量时，机组仍运行在高负荷状态，从中压缸入口抽取部分蒸汽进入蒸汽-熔盐换热器加热来自低温熔盐储罐的熔盐，之后通过减压阀进入中压缸出口，加热后的熔盐进入高温熔盐储罐。
进一步，当超超临界二次再热机组在低负荷运行期间，若SCR脱硝装置入口烟气温度低于正常工作范围，熔盐通过第一高温熔盐泵由高温熔盐储罐抽到低温熔盐储罐中，途中通过烟气-熔盐换热器来加热省煤器出口烟气，来保证SCR脱硝装置入口烟气温度在正常工作范围内。
进一步，当超超临界二次再热机组低负荷运行时，若SCR脱硝装置入口烟气温度在正常工作范围内，熔盐可通过第三高温熔盐泵由高温熔盐储罐抽入三个给水-熔盐换热器中来加热从第四高压加热器入口抽取的部分给水，最后回到低温熔盐储罐，部分取代第一至第四高压加热器对给水的加热。
进一步，熔盐储热***吸热和放热量由机组负荷和SCR脱硝装置入口烟气温度决定，并通过管道阀门调整。
进一步，所述管道均设有阀门。
本发明具有以下有益效果：本发明通过合理设置不同温度范围的储热***，除了可以存储高负荷下的烟气和蒸汽热量，用于低负荷时加热回热***工质温度，在超超临界二次再热机组较低负荷工作时，维持较高的热效率；还可以通过储热***低负荷时加热烟气，保证SCR脱硝装置在低负荷下保持较高的烟气温度，满足SCR脱硝装置低负荷下的高效催化反应，控制NOx排放，降低氨逃逸率，较少尾部烟道的硫酸氢氨形成和氨排放，提高环保效能。
附图说明
图1为本发明的包含熔盐储热***的超超临界二次再热机组的结构示意图。
图中标码：1-锅炉；2-超高压缸；3-高压缸；4-中压缸；5-低压缸；6-一次再热器；7-二次再热器；8-凝汽器；9-高压加热器#0；10-高压加热器#1；11-高压加热器#2；12-高压加热器#3；13-除氧器；14-汽动给水泵；15-低压加热器#4；16-低压加热器#5；17-低压加热器#6；18-低压加热器#7；19-低压加热器#8；20-熔盐-给水换热器#1；21-熔盐-给水换热器#2；22-熔盐-给水换热器#3；23-高温熔盐储罐；24-低温熔盐储罐；25-烟气-熔盐换热器；26-SCR脱硝装置；27-空气预热器；28-蒸汽-熔盐换热器；29-高温熔盐泵#1；30-高温熔盐泵#2；31-高温熔盐泵#3；32-高温熔盐泵#4；33-减压阀。
具体实施方法
本发明专利提供了一种超超临界二次再热机组的熔盐储热***，下面结合附图和具体实施方式对本***工作原理做进一步说明。
参见图1，一种包含熔盐储热***的超超临界二次再热机组，包括锅炉(1)、SCR脱硝装置(26)、熔盐储热***。熔盐储热***包含高温熔盐储罐(23)、低温熔盐储罐(24)、烟气-熔盐换热器(25)、蒸汽-熔盐换热器(28)、高温熔盐泵#1(29)、高温熔盐泵#2(30)、高温熔盐泵#3(31)、高温熔盐泵#4(32)给水-熔盐换热器#1(20)、给水-熔盐换热器#2(21)、给水-熔盐换热器#3(22)等。
烟气-熔盐换热器(25)设置在锅炉(1)的尾部烟道中，其烟气侧入口与锅炉(1)的出热端相通，烟气侧出口与SCR脱硝装置(26)相通。烟气-熔盐换热器(25)熔盐侧入口通过熔盐放热管道与高温熔盐储罐(23)出口相连，烟气-熔盐换热器(25)熔盐侧入口通过熔盐吸热管道与低温熔盐储罐(24)出口相连。烟气-熔盐换热器(25)熔盐侧出口通过熔盐吸热管道与高温熔盐储罐(23)入口相连，烟气-熔盐换热器(25)熔盐侧出口通过熔盐放热管道与低温熔盐储罐(24)入口相连。给水-熔盐换热器#3(22)给水侧入口与高温加热器#4(12)入口相连，给水-熔盐换热器#1(20)给水侧出口与高压加热器#1(9)出口相连，给水-熔盐换热器#1、#2、#3串联。蒸汽-熔盐换热器(28)熔盐侧出口通过熔盐吸热管道与高温熔盐储罐(23)入口相连，蒸汽-熔盐换热器(28)熔盐侧入口通过熔盐吸热管道与低温熔盐储罐(24)出口相连。蒸汽-熔盐换热器(28)蒸汽侧入口与中压缸(4)入口相连，蒸汽-熔盐换热器(28)蒸汽侧出口与中压缸(4)出口相连。管道均设有阀门。本发明考虑到抽气会影响锅炉稳定性以及超高压缸、高压缸做功效率高，故从中压缸入口的二次再热蒸汽抽取。
以上储热***的加热和放热过程通过以下几个步骤实现，储热通过两个步骤实现，放热也通过两个步骤实现，具体工作情景见下：
储热步骤1
超超临界二次再热机组，在高负荷运行期间，若SCR脱硝装置(26)前的烟气温度高于其正常工作温度范围，熔盐通过高温熔盐泵#2(30)由低温熔盐储罐(24)抽到高温熔盐储罐(23)中，途中通过烟气-熔盐换热器(25)来冷却SCR脱硝装置(26)入口的烟气，将高温熔盐储存于高温熔盐储罐(23)中，待需要时进行放热，并保证SCR脱硝装置(26)入口烟气温度在正常工作范围内。
储热步骤2
超超临界二次再热机组，电网负荷要求在低负荷发电量时，如50％～80％时，机组仍运行在高负荷状态。从中压缸(4)入口抽取部分蒸汽进入蒸汽-熔盐换热器(28)加热来自低温熔盐储罐(24)的熔盐，之后通过减压阀(33)进入中压缸(4)出口，加热后的熔盐回到高温熔盐储罐(23)。
放热步骤1
超超临界二次再热机组，在低负荷运行期间，若SCR脱硝装置(26)入口烟气温度不在正常工作范围内，熔盐通过高温熔盐泵#1(29)由高温熔盐储罐(23)抽到低温熔盐储罐(24)中，途中通过烟气-熔盐换热器(25)来加热省煤器出口烟气，来保证SCR脱硝装置(26)入口烟气温度在正常工作范围内。
放热步骤2
超超临界二次再热机组低负荷运行时，若SCR脱硝装置(26)入口烟气温度在正常工作范围内，熔盐可通过高温熔盐泵#3(31)从高温熔盐储罐(23)抽入给水-熔盐换热器#1(20)、给水-熔盐换热器#2(21)、给水-熔盐换热器#3(22)中来加热从高压加热器#4(12)入口抽取的部分给水，最后回到低温熔盐储罐(24)，部分取代高压加热器#1、高压加热器#2、高压加热器#3、高压加热器#4对给水的加热。熔盐流量根据负荷温度匹配决定。熔盐储热***吸热和放热量由机组负荷和SCR脱硝装置(26)入口烟气温度决定，并通过管道阀门调整。

Claims (8)

1.一种含有熔盐储热***的超超临界二次再热机组，包括锅炉、SCR脱硝装置、熔盐储热***，其特征在于：熔盐储热***包括高温熔盐储罐、低温熔盐储罐、烟气-熔盐换热器、蒸汽-熔盐换热器、四个高温熔盐泵、三个给水-熔盐换热器；当超超临界二次再热机组高负荷时，熔盐储热***通过吸收高温烟气和高温蒸汽存储热量；当超超临界二次再热机组低负荷时，通过熔盐储热***将储存的高温热量放出，提高超超临界二次再热机组的负荷响应速度和热效率。
2.根据权利要求1所述一种含有熔盐储热***的超超临界二次再热机组，其特征在于：
所述烟气-熔盐换热器设置在锅炉的尾部烟道中，其烟气侧入口与所述锅炉的出热端相通，烟气侧出口与所述SCR脱硝装置相通；
所述烟气-熔盐换热器熔盐侧入口通过熔盐放热管道与所述高温熔盐储罐出口相连，所述烟气-熔盐换热器熔盐侧入口还通过熔盐吸热管道与所述低温熔盐储罐出口相连；
所述烟气-熔盐换热器熔盐侧出口通过熔盐吸热管道与所述高温熔盐储罐入口相连，烟气-熔盐换热器熔盐侧出口还通过熔盐放热管道与所述低温熔盐储罐入口相连；
第一给水-熔盐换热器熔盐侧入口通过熔盐放热管道与所述高温熔盐储罐出口相连，第三给水-熔盐换热器熔盐侧出口通过熔盐放热管道与所述低温熔盐储罐入口相连；第三给水-熔盐换热器给水侧入口与第四高温加热器入口相连，第一给水-熔盐换热器给水侧出口与第一高压加热器出口相连，三个给水-熔盐换热器串联；
所述蒸汽-熔盐换热器熔盐侧出口通过熔盐吸热管道与所述高温熔盐储罐入口相连，所述蒸汽-熔盐换热器熔盐侧入口通过熔盐吸热管道与所述低温熔盐储罐出口相连；
所述蒸汽-熔盐换热器蒸汽侧入口与中压缸入口相连，所述蒸汽-熔盐换热器蒸汽侧出口与中压缸出口相连。
3.根据权利要求2所述的一种含有熔盐储热***的超超临界二次再热机组，其特征在于：当所述超超临界二次再热机组在高负荷运行期间，若所述SCR脱硝装置前的烟气温度高于其正常工作温度范围，熔盐通过第二高温熔盐泵由所述低温熔盐储罐抽到所述高温熔盐储罐中，途中通过所述烟气-熔盐换热器来冷却所述SCR脱硝装置入口的烟气，将高温熔盐储存于所述高温熔盐储罐中。
4.根据权利要求2所述的一种含有熔盐储热***的超超临界二次再热机组，其特征在于：当所述超超临界二次再热机组电网负荷要求在低负荷发电量时，机组仍运行在高负荷状态，从所述中压缸入口抽取部分蒸汽进入所述蒸汽-熔盐换热器加热来自低温所述熔盐储罐的熔盐，之后通过减压阀进入所述中压缸出口，加热后的熔盐进入所述高温熔盐储罐。
5.根据权利要求2所述的一种含有熔盐储热***的超超临界二次再热机组，其特征在于：当所述超超临界二次再热机组在低负荷运行期间，若所述SCR脱硝装置入口烟气温度低于正常工作范围，熔盐通过第一高温熔盐泵由高温熔盐储罐抽到所述低温熔盐储罐中，途中通过所述烟气-熔盐换热器来加热省煤器出口烟气，来保证所述SCR脱硝装置入口烟气温度在正常工作范围内。
6.根据权利要求2所述的一种含有熔盐储热***的超超临界二次再热机组，其特征在于：当所述超超临界二次再热机组低负荷运行时，若所述SCR脱硝装置入口烟气温度在正常工作范围内，熔盐可通过第三高温熔盐泵由所述高温熔盐储罐抽入三个给水-熔盐换热器中来加热从第四高压加热器入口抽取的部分给水，最后回到所述低温熔盐储罐，部分取代第一至第四高压加热器对给水的加热。
7.根据权利要求2所述的一种含有熔盐储热***的超超临界二次再热机组，其特征在于：所述熔盐储热***吸热和放热量由机组负荷和所述SCR脱硝装置入口烟气温度决定，并通过管道阀门调整。
8.根据权利要求2-7任一项所述的一种含有熔盐储热***的超超临界二次再热机组，其特征在于：所述管道均设有阀门。
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