一种火力发电机组用锅炉烟气温升装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种火力发电机组用锅炉烟气温升装置。现有SCR反应器在发电机组低负荷运转时不能正常工作。本实用新型包括汽轮机、进汽管道、高压启动旁路管道以及一级抽汽管道，所述高压启动旁路管道与所述一级抽汽管道间通过一温升管道连通，所述温升管道前端与所述高压启动旁路管道前段连通，后端与所述一级抽汽管道后段连通；在原有高压启动旁路管道和一级抽汽管道间的增设温升管道，使得汽轮机进汽管道中的高能蒸汽依次经过高压启动旁路管道、温升管道以及一级抽汽管道进入高压加热器中，有效提高流经高压加热器的循环水温度，进而减少循环水从烟气中吸收的热量，当机组低负荷运行时，确保烟气温度满足SCR反应器正常运转的要求。
【专利说明】—种火力发电机组用锅炉烟气温升装置
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种火电厂设备，具体涉及一种火电厂的锅炉烟气温升装置。
【背景技术】
[0002]我国的能源以煤炭为主，据统计，目前我国发电装机容量中火电装机容量达到74%以上。在未来的很长一段时间里，燃煤所造成的氮氧化物污染是继二氧化硫污染之后的又一重要环境问题，而于2011年I月实施的《火力发电厂大气污染排放标准(GB13223-2011)》已经把电站锅炉氮氧化物最高允许排放浓度限值降低到100mg/Nm3。氮氧化物一般指NO、NO2、NO3、N2CKN2O3等，统称N0X。锅炉燃烧过程中生成的NOx严重污染环境。因此抑制NOx的生成和脱除在烟气已生成的NOx已成为锅炉燃烧设计及运行时必须考虑的主要问题之一。现有技术中，SCR (选择性催化还原法)是应用最广，且技术成熟的烟气脱硝方法，在燃煤发电锅炉上配置SCR反应器实现烟气脱硝已经成为一种标准配置。随着经济和社会发展，对SCR反应器脱硝装置的排放浓度和投用率要求将逐渐严格。
[0003]在发电机组正常运转时，循环水依次通过高压加热器、省煤器、锅炉汽包、水冷壁集箱、水冷壁以及过热器进行逐级升温作业，再将加热完毕的循环水(蒸汽)送入汽轮机中做功。依次串联的若干高压加热器分别与从汽轮机上导出的各级抽汽管路连接，使得循环水因吸收各级抽汽管路中蒸汽的热量而实现升温，例如:一级抽汽管路的两端分别与汽轮机一级抽汽接口、I号高压加热器连接，二级抽汽管路的两端分别与汽轮机二级抽汽接口、2号高压加热器连接；分别设于烟气通道后部和前部的省煤器、过热器用于实现循环水和蒸汽吸收烟气通道内烟气的剩余热量；锅炉汽包和水冷壁集箱用于贮存水量、汽水分离及分配循环水；设于锅炉侧壁的水冷壁实现循环水吸收锅炉炉膛热量。锅炉内产生的烟气依次经过过热器和省煤器的降温处理后通过SCR反应器进行脱硝作业，再通过空预器余热回收并经过除尘、脱硫后经烟?排入大气。此外，现有汽轮机的主蒸汽进汽管道上设有一高压启动旁路，汽机启动时通过将进汽管上的高能蒸汽经过降温水处理后直接导入冷再(再热器进口)，实现发电机组快速启动。现有的SCR反应器在使用中存在以下缺陷:SCR反应器最佳脱硝温度一般在32(T400°C，当锅炉在低负荷下运行时，SCR反应器进口烟气温度低于300°C，此时，SCR反应器进口烟温与可以保证SCR反应器正常运行的温度相差达到20°C以上，SCR反应器将无法正常进行脱硝运行，而现有电站锅炉因运行经济性等方面的考虑，锅炉设计时未考虑低负荷运行时SCR进口烟气温度低对SCR正常运行的影响，烟气排放浓度将不能满足国家环保要求。
【发明内容】
[0004]为了解决现有技术的不足，本发明提供一种火力发电机组用锅炉烟气温升装置，使得发电机组在低负荷运行时，其烟气温度仍能达到SCR反应器正常工作所需温度，确保烟气排放浓度负荷国家环保要求。
[0005]本发明通过以下方式实现:一种火力发电机组用锅炉烟气温升装置，包括汽轮机、一与所述汽轮机进汽口连通的进汽管道、前端与所述进汽管道连通的高压启动旁路管道以及与所述汽轮机连接的一级抽汽管道，所述一级抽汽管道的前端通过抽汽接口与汽轮机连接，后端与一高压加热器连接，所述高压启动旁路管道后段通过一启动旁路减温器与一减温水管道的后端连通，所述高压启动旁路管道与所述一级抽汽管道间通过一温升管道连通，所述温升管道前端与所述高压启动旁路管道前段连通，后端与所述一级抽汽管道后段连通。
[0006]在原有高压启动旁路管道和一级抽汽管道间的增设温升管道，使得汽轮机进汽管道中的高能蒸汽依次经过高压启动旁路管道、温升管道以及一级抽汽管道进入高压加热器中，使得高压加热器的加热汽源既可以在一级抽汽接口或汽轮机进汽管中择一切换，有效提高流经高压加热器的循环水温度，减小进入省煤器的循环水与烟气间的温度差，进而减少循环水从烟气中吸收的热量，当机组低负荷运行时，确保烟气温度满足SCR反应器正常运转的要求。
[0007]作为优选，所述减温水管道中段分设一减温水支路管道，所述温升管道中段通过一温升减温器与所述减温水支路管道后端连通。减温水支路管道将减温水管道中的减温水引流至温升管道中，以稀释方式降低温升管道中来自高压启动旁路管道的高能蒸汽。
[0008]作为优选，所述温升管道前段、高压启动旁路管道中段、减温水管道后段、一级抽汽管道中段以及减温水支路管道上均串联设置一电动隔离阀。位于温升管道前段的电动隔离阀用于控制温升管道内循环水的通闭状态，位于高压启动旁路管道中段的电动隔离阀用于控制高压启动旁路管道内循环水的通闭状态，位于减温水管道后段的电动隔离阀用于控制减温水管道与高压启动旁路管道间的通闭状态，位于一级抽汽管道中段的电动隔离阀用于控制从汽轮机一级抽汽接口流出的低能蒸汽与所述高压加热器间的通闭状态，位于减温水支路管道的电动隔离阀用于控制减温水支路管道与温升管道间的通闭状态，通过上述电动隔离阀相互配合实现高压加热器在不同供热管路间切换。
[0009]作为优选，所述温升管道前段、一级抽汽管道中段上均串联设置一调压阀。温升管道和一级抽汽管道均通过调压阀调节管道内蒸汽压力。
[0010]本发明的突出有益效果:在原有高压启动旁路管道和一级抽汽管道间的增设温升管道，使得汽轮机进汽管道中的高能蒸汽依次经过高压启动旁路管道、温升管道以及一级抽汽管道进入高压加热器中，使得高压加热器的加热汽源既可以在一级抽汽接口或汽轮机进汽管中择一切换，有效提高流经高压加热器的循环水温度，减小进入省煤器的循环水与烟气间的温度差，进而减少循环水从烟气中吸收的热量，当机组低负荷运行时，确保烟气温度满足SCR反应器正常运转的要求，从而保证锅炉在低负荷情况下烟气NOx排放质量达到国家标准。此外，本发明还具有热汽源压力温度较高、汽量可按需调整的优点，系统简单，改造成本低，操作方便。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为本发明管路结构示意图；
[0012]图2为发电机组管路结构示意图；
[0013]图中:1、汽轮机，2、进汽管道，3、高压启动旁路管道，4、一级抽汽管道，5、高压加热器，6、启动旁路减温器，7、减温水管道，8、温升管道，9、减温水支路管道，10、温升减温器，11、电动隔离阀，12、调压阀，13、省煤器，14、锅炉汽包，15、水冷壁集箱，16、水冷壁，17、过热器，18、SCR反应器，19、空预器，20、烟气通道。
【具体实施方式】
[0014]下面结合说明书附图和【具体实施方式】对本发明的实质性特点作进一步的说明。
[0015]如图1所示的一种火力发电机组用锅炉烟气温升装置，由汽轮机1、一与所述汽轮机I进汽口连通的进汽管道2、前端与所述进汽管道2连通的高压启动旁路管道3、与所述汽轮机I连接的一级抽汽管道4以及温升管道8组成，所述一级抽汽管道4的前端通过抽汽接口与汽轮机I连接，后端与一高压加热器5连接，所述高压启动旁路管道3后段通过一启动旁路减温器6与一减温水管道7的后端连通，所述高压启动旁路管道3与所述一级抽汽管道4间通过温升管道8连通，所述温升管道8前端与所述高压启动旁路管道3前段连通，后端与所述一级抽汽管道4后段连通；所述减温水管道7中段分设一减温水支路管道9，所述温升管道8中段通过一温升减温器10与所述减温水支路管道9后端连通；所述温升管道8前段、高压启动旁路管道3中段、减温水管道7后段、一级抽汽管道4中段以及减温水支路管道9上均串联设置一电动隔离阀11 ;所述温升管道8前段、一级抽汽管道4中段上均串联设置一调压阀12。温升管道8和一级抽汽管道4均通过调压阀12调节管道内蒸汽压力。
[0016]当发电机组运转时，循环水通过以下流程完成加热工序(如图2所示):
[0017]1、循环水依次经过串联的高压加热器5，并使得循环水温度提升，I号高压加热器5位于串联的高压加热器5尾端，进入省煤器13的循环水温度取决于其流出I号高压加热器5时的温度；
[0018]2、从I号高压加热器5中流出的循环水进入位于烟气通道20后段的省煤器13中，循环水通过省煤器13吸收烟气通道20内的热量，再次提升水温；
[0019]3、从省煤器13中流出的循环水经锅炉汽包14进入水冷壁集箱15，或者直接由省煤器13进入水冷壁集箱15 ；
[0020]4、水冷壁集箱15中的循环水进入位于锅炉炉膛侧壁的水冷壁16，通过吸收炉膛热量后蒸发(或部分蒸发)为蒸汽。
[0021]5、蒸发的循环水经过过热器17继续吸热，再输送至汽轮机I作功。
[0022]6、从汽轮机I中排出的尾汽经回收后重复利用。
[0023]循环水在发电机组中重复利用，同时，锅炉内燃烧产生的高温烟气在烟气通道20内依次经过过热器17和省煤器13，烟气的部分热量会被流经过热器17和省煤器13中的循环水吸收，使得烟气温度降低并维持在适合SCR反应器18正常工作的温度范围内，之后，烟气进入SCR反应器18进行脱硝作业，最后，烟气经空预器19排出。在此过程中，根据能量守衡定律，进入SCR反应器18的烟气所含热量与被过热器17、省煤器13吸收的热量总和始终不变(在理想状态下，不考虑其它损耗)，当循环水通过过热器17和省煤器13吸收较多热量时，烟气温度则相应降低。
[0024]在具体操作中，发电机组可以根据其负荷大小在两种模式间切换:
[0025]模式一:当发电机组正常运转时，从锅炉中排出的烟气温度较高，I号高压加热器5的加热汽源由位于汽轮机I上的一级抽汽接口供给，从一级抽汽接口中流出的蒸汽热量较低，流经I号高压加热器5中的循环水吸收热量较少，经I号高压加热器5加热后的循环水与烟气间存在较大温差，使得循环水在流经省煤器13时会从烟气中吸收较多的热量，烟气经过省煤器13降温至适合SCR反应器18正常工作的温度范围。此时，位于一级抽汽管道4上的电动隔离阀11开启，一级抽汽管道4贯通，位于减温水支路管道9、温升管道8上的电动隔离阀11关闭，温升管道8断流。
[0026]模式二:当发电机组低负荷运转时，从锅炉中排出的烟气温度较低，I号高压加热器5的加热汽源由温升管道8供给，位于汽轮机I进汽管道2内的高能蒸汽依次通过高压启动旁路管道3、温升管道8进入I号高压加热器5，并与流经I号高压加热器5中的循环水存在较大温差，循环水吸收热量较多，经I号高压加热器5加热后的循环水与烟气间温差较小，使得循环水在流经省煤器13时会从烟气中吸收较少的热量，确保烟气降温后还能维持在适合SCR反应器18正常工作的温度范围内。此时，位于一级抽汽管道4上的电动隔离阀11关闭，一级抽汽管道4断流，位于减温水支路管道9、温升管道8上的电动隔离阀11开启，温升管道8贯通。
[0027]在实际操作中，所述温升管道8的前端与所述高压启动旁路管道3的前段连通，也可以根据实际安装需要，将温升管道8的前端与汽轮机I进汽管道2连通，亦实现引导高能蒸汽进入I号高压加热器5的目的，也应视为本发明的具体实施例。
[0028]在具体操作中，减温水支路管道9中的减温水通过温升减温器10与温升管道8中的高能蒸汽混合，通过调整减温水的流量来调节进入I号高压加热器5中高能蒸汽的温度，亦能实现调控烟气温度的目的。当烟气温度低于适合SCR反应器18正常工作的预设温度时，通过减小流经减温水支路管道9中的减温水流量来提高流入省煤器13的循环水温度，进而减小烟气经过省煤器13时的热量损失；当烟气温度高于适合SCR反应器18正常工作的预设温度时，通过增大流经减温水支路管道9中的减温水流量来降低流入省煤器13的循环水温度，进而增大烟气经过省煤器13时的热量损失，确保SCR反应器18正常工作。
【权利要求】
1.一种火力发电机组用锅炉烟气温升装置，包括汽轮机(I)、一与所述汽轮机(I)进汽口连通的进汽管道(2)、前端与所述进汽管道(2)连通的高压启动旁路管道(3)以及与所述汽轮机(I)连接的一级抽汽管道(4 )，所述一级抽汽管道(4 )的前端通过抽汽接口与汽轮机(I)连接，后端与一高压加热器(5)连接，所述高压启动旁路管道(3)后段通过一启动旁路减温器(6 )与一减温水管道(7 )的后端连通，其特征在于所述高压启动旁路管道(3 )与所述一级抽汽管道(4 )间通过一温升管道(8 )连通，所述温升管道(8 )前端与所述高压启动旁路管道(3 )前段连通，后端与所述一级抽汽管道(4 )后段连通。
2.根据权利要求1所述的一种火力发电机组用锅炉烟气温升装置，其特征在于所述减温水管道(7)中段分设一减温水支路管道(9)，所述温升管道(8)中段通过一温升减温器(10)与所述减温水支路管道(9)后端连通。
3.根据权利要求2所述的一种火力发电机组用锅炉烟气温升装置，其特征在于所述温升管道(8)前段、高压启动旁路管道(3)中段、减温水管道(7)后段、一级抽汽管道(4)中段以及减温水支路管道(9 )上均串联设置一电动隔离阀(11)。
4.根据权利要求3所述的一种火力发电机组用锅炉烟气温升装置，其特征在于所述温升管道(8)前段、一级抽汽管道(4)中段上均串联设置一调压阀(12)。
【文档编号】F23J15/08GK203731456SQ201420081985
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年2月26日 优先权日:2014年2月26日
【发明者】陈勤根, 谢尉扬 申请人:浙江浙能技术研究院有限公司