CN203517748U - 可控温型省煤器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种可控温型省煤器。包括尾部烟道和布置于尾部烟道上的省煤器、SCR设备，还包括省煤器出口集箱、省煤器进口集箱和省煤器给水管，省煤器给水管通过连接管与省煤器进口集箱相连接，连接管上设有第一电动调节阀；省煤器给水管与省煤器出口集箱之间还连接有省煤器给水旁路管道，该旁路管道上设有调控水量的第二电动调节阀，可以调节通过省煤器的水量，通过该方式，确保进入SCR设备的烟气温度在所有负荷下均达到催化剂要求的最佳反应温度。SCR设备入口处设置有烟温测量装置，烟温测量装置与第一电动调节阀、第二电动调节阀之间设有反馈自控装置。可纳入锅炉DCS控制***，方便运行人员在集控室进行操作控制。
Description
技术领域
本实用新型属于锅炉省煤器技术领域，尤其涉及一种带有SCR脱硝反应器的循环流化床锅炉所使用的省煤器。
背景技术
中国是一个以煤炭为主要能源的国家，煤在一次能源中占75%,其中84%以上是通过燃烧方法利用的，煤燃烧所释放出废气中的氮氧化物（NOx )，是主要的大气污染源之一。根据2012年1月1日颁布实施的《火电厂大气污染物排放标准》规定，燃煤锅炉的氮氧化物（以NOx计）排放浓度要达到100mg/m3以下。为了确保最终的NOx的排放指标，在采用低NOx燃烧设备的同时脱硝设备已经成为今后锅炉的标准配置之一。选择性催化还原法（Selective Catalytic Reduction , SCR）是脱除锅炉尾气中氮氧化物最为常见同时也是最为有效的方法，具有脱硝效率高、选择性好、运行稳定可靠等优点，被广泛应用于各工业装置中。其工艺原理是采用氨气作为还原剂，将其与空气混合后喷入SCR 脱硝反应器上游的烟道中，在催化剂的作用下与烟气中的氮氧化物进行反应生成无害的氮气和水排出，达到脱除NOx的目的。
由于SCR 所采用催化剂本身特性的限制，SCR 脱硝工艺对反应温度窗口有特定的要求，脱硝的活性温度区间大致在 300～420℃之间，才能达到氮氧化物排放的国家标准。而烟气控制在 320 ℃ 左右，既能达到氮氧化物排放的标准，又能使脱硝催化剂用量最低。现有的 SCR 烟气脱硝工艺多采用将SCR 反应器布置在锅炉省煤器和空气预热器之间，从锅炉省煤器引出的烟气经过 SCR 反应器后进入空气预热器，这种方式是电站锅炉中最通常的布置方式。包括尾部烟道，尾部烟道上布置有其他受热面、省煤器、SCR 设备和空气预热器，尾部烟道全部或者部分呈U 型或者倒U 型；电站锅炉燃烧后的烟气在经过锅炉本体的其他受热面后，先经过省煤器，而后通过与SCR 设备相连的烟道进入SCR 设备，而后烟气经过空气预热器入口烟道进入空气预热器。省煤器作为锅炉的末级受热面，其出口烟温对脱硝装置入口烟温有显著影响，而且对于大部分锅炉类型，脱硝装置入口烟温即为锅炉省煤器出口烟温。
中国作为产煤大国，不同地区的煤质差异较大，即使是同一地区，不同煤种的燃煤煤质也有着很大的区别。电厂为了达到发热量的要求和节约成本，所采用的多为混合煤，且煤质变化很大；由此造成了排烟温度的复杂多变，另外锅炉工作负荷的变化也会使锅炉出口烟温产生变化，由于设计或运行的原因，部分锅炉在低负荷工况下的出口烟温无法满足脱硝装置的运行要求，导致脱硝效果差，脱硝催化剂消耗大，烟气排放难以达到国家标准。
省煤器作为换热装置，流经省煤器外部的高温烟气为放热介质，流经省煤器内部的低温给水为吸热介质，在其他条件一定的情况下，省煤器出口处的烟气温度受省煤器换热量大小影响明显。若为提高锅炉低负荷工况下的锅炉出口烟温而减少省煤器受热面，将会使锅炉在高负荷工况下的出口烟温也不必要的增加，进而增加了锅炉排烟热损失，降低了锅炉效率，而锅炉大部分时间都运行在高负荷范围内，因此通过减少省煤器受热面来提高省煤器出口烟温的方法是不能被接受的。
目前，一般通过设置省煤器烟气旁路来解决上述问题，烟气旁路的出口位于锅炉出口烟道上，在烟气旁路和锅炉出口烟道上均设置烟气调节挡板，用以调节各自烟道中所通过的烟气量。当锅炉出口烟温大于320℃时，烟气旁路上的挡板全关而锅炉出口烟道上的挡板全开，使得烟气全部经过省煤器受热面放热，减少排烟热损失，提高锅炉效率。在锅炉低负荷或因其他原因锅炉出口烟气温度低于320℃时，则将烟气旁路上的挡板开到合适位置，使一部分烟气不经过吸热的省煤器受热面而经过绝热的烟气旁路后再与经过省煤器的部分烟气相混合。未经过省煤器受热面的部分高温烟气因没有放热，其温度没有降低，省煤器的吸热量减少，这样就可以提高省煤器后的混合烟气温度，从而提高锅炉出口烟温，使进入脱硝装置的烟气温度大于320℃，满足脱硝催化剂的要求。
但烟气旁路***存在以下缺点：1、为保证烟气分布的均匀性，旁路烟道的宽度与锅炉炉膛宽度相当，占用空间较大，烟气旁路烟道的实际布置十分困难；2、烟气挡板调节性能较差；长期运行后挡板易变形卡涩，致使调节困难、甚至关闭不严而发生烟气泄漏，影响锅炉高负荷时的排烟温度，降低锅炉效率；3、旁路烟道重量较大，导致全部设备的投资成本较大。
发明内容
本实用新型的目的是对锅炉烟气脱硝前的温度进行调控，让烟温达到最佳脱硝温度并保持，使脱硝催化剂活性一直保持在最高状态，提升脱硝效果并且延长催化剂的使用寿命、减少脱硝催化剂的消耗，使得烟气排放符合国家标准。
本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：
一种可控温型省煤器，包括尾部烟道和布置于尾部烟道上的省煤器、SCR 设备，还包括省煤器出口集箱、省煤器进口集箱和省煤器给水管，省煤器给水管通过连接管与省煤器进口集箱相连接，其特征在于：所述的连接管上设有第一电动调节阀；省煤器给水管与省煤器出口集箱之间还连接有省煤器给水旁路管道。
为了方便控制，所述省煤器给水旁路管道上设有调控水量的第二电动调节阀，所述SCR 设备入口处设置有烟温测量装置，烟温测量装置与第一电动调节阀、第二电动调节阀之间设有反馈自控装置。
作为一种优选方式，所述的烟温测量装置为热电偶。
该给水旁路管道上设有调控水量的第二电动调节阀，可以调节通过省煤器的水量，通过该方式，确保在锅炉全负荷中SCR 反应的温度区间，同时确保空气预热器的设计和排烟温度在合理的水平。
本实用新型在省煤器给水管与省煤器出口集箱之间设置有竖向的省煤器给水旁路管道，该给水旁路管道上设有调控水量的第二电动调节阀，可以调节通过省煤器的水量，通过该方式，确保进入SCR设备的烟气温度在所有负荷下均达到催化剂要求的最佳反应温度，同时确保进入空气预热器的烟气温度也在其合理范围，不增加空气预热器设计的难度和锅炉的排烟损失。
与现有技术相比，本实用新型具备以下优点：
1、省煤器给水旁路管道***结构简单、管道尺寸小，易于布置和安装；
2、省煤器旁路水量通过调节阀控制，调节性能好、方便可靠，锅炉高负荷运行时温度不会升高，锅炉效率不会降低；
3、水旁路管道***结构简单，设备可靠性高，运行维护工作量小；
4、减少设备投资费用。
附图说明
图1是本实用新型可控温型省煤器的主视示意图。
图2是本实用新型可控温型省煤器的右视示意图。
图中：1-省煤器出口集箱，2-省煤器，3-旁路管道，4-第一电动调节阀，5-省煤器进口集箱，6-连接管，7-省煤器给水管，8-第二电动调节阀。
具体实施方式
下面通过非限定性的实施例并结合附图对本实用新型做进一步的说明。
如图1、图2所示，一种可控温型省煤器，包括尾部烟道和布置于尾部烟道上的省煤器2、SCR 设备，还包括省煤器出口集箱1、省煤器进口集箱5和省煤器给水管7，省煤器给水管7通过连接管6与省煤器进口集箱5相连接，连接管6上设有第一电动调节阀4；省煤器给水管7与省煤器出口集箱5之间还连接有省煤器给水旁路管道3。省煤器给水旁路管道3上设有调控水量的第二电动调节阀8，所述SCR 设备入口处设置有烟温测量热电偶，热电偶与第一电动调节阀4、第二电动调节阀8之间设有反馈自控装置。
本实施例的工作原理如下：
SCR 设备入口处设置有烟温测量热电偶，热电偶与第一电动调节阀、第二电动调节阀之间设有反馈装置。在不需要进行调温的情况下，省煤器给水旁路管道3上的第二电动调节阀8关闭，省煤器给水旁路管道3中没有低温水通过；需要进行温度调节时，可以通过打开省煤器给水旁路管道3上的第二电动调节阀8，使流经省煤器内的低温水量减少，提高省煤器出口处的烟气温度，省煤器给水旁路管道3上的第二电动调节阀8的开度越大，升温的速度越快。由于省煤器给水旁路管道3上的第二电动调节阀8分流了进入省煤器内的低温水的流量，省煤器出口烟气温度也会因此发生变化。具体调节过程如下：
锅炉在低负荷下运行或因其他原因而导致锅炉出口烟温降低时，进入省煤器受热面的烟气温度也会降低，当SCR入口烟温监测热电偶发现低于SCR 所选用的催化剂反应温度而不能满足脱硝装置运行要求时，为了保证SCR设备的正常工作，通过开启省煤器给水旁路管道3的第二电动调节阀8，同时减小连接管6上第一电动调节阀4的开度，调节到适当的位置，使部分低温的省煤器给水经省煤器给水旁路管道直接到达省煤器出口集箱，流经省煤器受热面内的低温水量减少，从而可以减少对流经省煤器外部的高温烟气吸热，最终提高省煤器出口处的烟气温度。第一电动调节阀4和第二电动调节阀8采用电动智能型执行机构，可纳入锅炉DCS 控制***，方便运行人员在集控室进行操作控制。通过调节第一电动调节阀4、第二电动调节阀8的开度，减少进入省煤器的低温水量，提高SCR 入口的烟气温度；如果SCR 入口的烟气温度仍没有达到预定要求，则锅炉DCS 控制***控制第一电动调节阀4和第二电动调节阀8的电动智能型执行机构，继续调节第一电动调节阀4合第二电动调节阀8的开度，直至烟气温度达到要求为止。
反之，随着锅炉负荷的提高，进入省煤器受热面的烟气温度也会提高，当SCR入口烟温监测热电偶发现高于SCR 所选用的催化剂反应温度而不能满足脱硝装置运行要求时，为了保证SCR设备的正常工作，通过调节增加第一电动调节阀4的开度和减小第二电动调节阀8的开度，增加进入省煤器的低温水量，降低SCR 入口的烟气温度；如果SCR 入口的烟气温度仍没有达到预定要求，则锅炉DCS 控制***控制第一电动调节阀4、第二电动调节阀8的电动智能型执行机构，继续调节第一电动调节阀4和第二电动调节阀8的开度，直至烟气温度达到要求为止。
以上所列举的实施方式仅供理解本实用新型之用，并非是对本实用新型所描述的技术方案的限制，有关领域的普通技术人员，在权利要求所述技术方案的基础上，还可以作出多种变化或变形，所有等同的变化或变形都应涵盖在本实用新型的权利要求保护范围之内。
Claims (3)
1.一种可控温型省煤器，包括尾部烟道和布置于尾部烟道上的省煤器、SCR 设备，还包括省煤器出口集箱、省煤器进口集箱和省煤器给水管，省煤器给水管通过连接管与省煤器进口集箱相连接，其特征在于：所述的连接管上设有第一电动调节阀；省煤器给水管与省煤器出口集箱之间还连接有省煤器给水旁路管道。
2.根据权利要求1所述的可控温型省煤器，其特征在于：所述省煤器给水旁路管道上设有第二电动调节阀，所述SCR 设备入口处设置有烟温测量装置，烟温测量装置与第一电动调节阀、第二电动调节阀之间设有反馈自控装置。
3.根据权利要求2所述的可控温型省煤器，其特征在于：所述的烟温测量装置为热电偶。
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