火电厂全工况氮氧化合物超低排放系统的制作方法

本实用新型涉及火电厂锅炉烟气氮氧化合物控制技术领域，尤其涉及一种火电厂全工况氮氧化合物超低排放系统。

背景技术：

近年来，随着经济社会的发展，大气环境污染越来越严重。火电厂作为大气污染物的重要来源，国家环保部门对其提出了烟气污染物超低排放标准，其中要求nox(氮氧化合物)≤50mg/nm³。为此，大部分火电厂都进行了超低排放改造，在高负荷下基本都可以达标排放。

同时，随着新能源发电大量并网、用电负荷峰谷差增大，对电网的稳定运行提出了新的要求，在调峰电源建设滞后、大规模储能技术尚未成熟的大背景下，火电机组进行灵活性改造参与深度调峰成为保证电网安全运行的最有效办法。灵活性调峰运行必然导致火电厂频繁低负荷运行及启停的次数明显增加。尽管进行了超低排放改造，但是火电厂在低负荷运行，尤其是在启停炉时，由于烟气温度低，无法满足脱硝反应对温度的要求(sncr温度窗口为850℃-1000℃，scr温度窗口为300℃-400℃)，造成脱硝还原剂氨水(尿素)的过量使用、nox超标排放和氨逃逸严重等问题。这不仅使火电厂的运行成本增加，同时根据现行环保考核标准，污染物浓度小时均值超标动辄考核数十万元，给火电厂带来严重的经济损失。

目前针对烟气氮氧化物的控制，煤粉炉主要采取scr脱硝工艺，为应对低负荷及启停阶段nox超标的问题，目前主要采取加装省煤器烟气旁路、加装省煤器水侧旁路、加装省煤器分隔烟道、省煤器分级布置、加热省煤器给水等改造手段，但不论采取哪种手段，scr反应器的烟气温度提升幅度都有限，因而无法彻底解决低负荷尤其是启停阶段nox超标的问题。由此可见，为解决火电厂煤粉炉灵活性运行时nox超标的问题，亟需开发一种低负荷下尤其是启停阶段火电厂煤粉炉nox超低排放系统。

技术实现要素：

为解决目前低负荷及启停炉阶段火电厂煤粉炉nox超标排放的技术问题，本实用新型提供一种火电厂全工况氮氧化合物超低排放系统。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种火电厂全工况氮氧化合物超低排放系统，其包括两套煤粉炉系统，其中：一套煤粉炉系统包括依次通过管路连接的第一送风机、第一煤粉炉、第一尾部烟道、第一scr反应器、第一引风机和第一烟囱；另一套煤粉炉系统包括依次通过管路连接的第二送风机、第二煤粉炉、第二尾部烟道、第二scr反应器、第二引风机和第二烟囱；所述第一尾部烟道和第二尾部烟道通过联络烟道连通，联络烟道上靠近第一尾部烟道底部的位置设置有第一电动调节挡板门，第一尾部烟道顶部与联络烟道通过管路连接且该管路上设置有第二电动调节挡板门，联络烟道的中间设置有第三电动调节挡板门，第二尾部烟道顶部与联络烟道通过管路连接且该管路上设置有第四电动调节挡板门，联络烟道上靠近第二尾部烟道底部的位置设置有第五电动调节挡板门，第一电动调节挡板门与第一尾部烟道之间的联络烟道上安装有第一流量计，第五电动调节挡板门与第二尾部烟道之间的联络烟道上安装有第二流量计；第一scr反应器的入口和第二scr反应器的入口分别布置有第一温度传感器和第二温度传感器，第一尾部烟道的底部和顶部分别安装有第一压力传感器和第二压力传感器，第二尾部烟道的顶部和底部分别安装有第三压力传感器和第四压力传感器；第一送风机、第一引风机、第二送风机、第二引风机、第一电动调节挡板门、第二电动调节挡板门、第三电动调节挡板门、第四电动调节挡板门和第五电动调节挡板门均与火电厂的dcs连接。

本实用新型的有益效果是：

通过联络烟道将两套煤粉炉系统耦合起来，当其中一套煤粉炉系统低负荷运行或启停，另一套煤粉炉系统高负荷运行时，可通过dcs控制两套煤粉炉系统的送风机、引风机出力及各电动调节挡板门的开度，调节联络烟道高负荷侧与低负荷侧的压差，在压差作用下使高负荷侧高温烟气流向低负荷侧低温烟气并将其加热，进而满足脱硝温度要求，使低负荷运行或启停的煤粉炉的nox达标排放。本实用新型具有如下优点：

1、通过加热低负荷侧scr反应器入口烟气温度，彻底解决低负荷特别是启停炉时nox超标排放的问题，免于环保部门的考核罚款，为火电厂带来可观的经济效益。

2、加热烟气取自高负荷运行的煤粉炉尾部烟道顶部，该处烟气温度高，可使低负荷或启停炉侧烟气快速升温，且升温幅度大，加热烟气流量小，联络烟道阻力小。

3、由于解决了烟气温度不足的问题，低负荷或启停侧煤粉炉可有效降低喷氨量和氨逃逸，提高机组运行的经济性。

4、本实用新型不需新增风机，通过调整送风机、引风机出力及电动调节挡板门的开度，即可形成压差实现高温烟气向低温烟气流动并加热的目的。

5、本实用新型联络烟道将两套煤粉炉系统尾部烟道的高温区与低温区连通，提高了scr反应器入口烟气温度调整的灵活性，既可由低负荷侧煤粉炉尾部烟道的高温烟气加热其scr反应器的烟气，也可由高负荷侧煤粉炉尾部烟道的高温烟气加热低负荷侧scr反应器的烟气。

6、由于高负荷侧部分高温烟气流向低负荷侧，可减小高负荷侧烟气脱硝压力。

7、本实用新型很大程度得提高了机组调峰运行的灵活性，可使火电厂获得较高的调峰收益。

附图说明

图1是本实用新型的系统组成结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本实用新型作进一步地详细描述。

如图1所示，本实施例中的火电厂全工况氮氧化合物超低排放系统，其包括两套煤粉炉系统，其中：一套煤粉炉系统包括依次通过管路连接的第一送风机1、第一煤粉炉2、第一尾部烟道3、第一scr反应器4、第一引风机5和第一烟囱6；另一套煤粉炉系统包括依次通过管路连接的第二送风机7、第二煤粉炉8、第二尾部烟道9、第二scr反应器10、第二引风机11和第二烟囱12；所述第一尾部烟道3和第二尾部烟道9通过联络烟道24连通，联络烟道24上靠近第一尾部烟道3底部的位置设置有第一电动调节挡板门13，第一尾部烟道3顶部与联络烟道24通过管路连接且该管路上设置有第二电动调节挡板门14，联络烟道24的中间设置有第三电动调节挡板门15，第二尾部烟道9顶部与联络烟道24通过管路连接且该管路上设置有第四电动调节挡板门16，联络烟道24上靠近第二尾部烟道9底部的位置设置有第五电动调节挡板门17，第一电动调节挡板门13与第一尾部烟道3之间的联络烟道24上安装有第一流量计25，第五电动调节挡板门17与第二尾部烟道9之间的联络烟道24上安装有第二流量计26；第一scr反应器4的入口和第二scr反应器10的入口分别布置有第一温度传感器18和第二温度传感器23，第一尾部烟道3的底部和顶部分别安装有第一压力传感器19和第二压力传感器20，第二尾部烟道9的顶部和底部分别安装有第三压力传感器21和第四压力传感器22；第一送风机1、第一引风机5、第二送风机7、第二引风机11、第一电动调节挡板门13、第二电动调节挡板门14、第三电动调节挡板门15、第四电动调节挡板门16和第五电动调节挡板门17均与火电厂的dcs(distributedcontrolsystem，分布式控制系统)连接。第一流量计25、第二流量计26、第一温度传感器18、第二温度传感器23、第一压力传感器19、第二压力传感器20、第三压力传感器21和第四压力传感器22也与火电厂的dcs连接。

本实用新型在运行时，假如第一煤粉炉2低负荷运行或启停，第二煤粉炉8高负荷运行时，第一温度传感器18的读数＜300℃，第一煤粉炉2的nox排放不达标，第一电动调节挡板门13、第二电动调节挡板门14、第三电动调节挡板门15、第四电动调节挡板门16和第五电动调节挡板门17均处于关闭状态，分别记录第一温度传感器18、第二温度传感器23、第一压力传感器19、第二压力传感器20、第三压力传感器21和第四压力传感器22的读数，第一压力传感器19和第二压力传感器20之间形成一定的压差。此时，可先通过dcs将第一电动调节挡板门13、第二电动调节挡板门14调整到一定开度，观察第一温度传感器18和第一流量计25的读数，若第一流量计25有一定的流量，第一温度传感器18的温度仍小于300℃且不再上升，则继续开大第一电动调节挡板门13和第二电动调节挡板门14的开度或增大第一引风机5的出力，此时第一压力传感器19和第二压力传感器20之间的压差增大，第一流量计25的读数增大，第一温度传感器18的温度开始升高，若温度升高至300℃到400℃之间，则满足scr反应的温度要求，保持该运行状态，同时调整使温度不能超过400℃，防止脱硝催化剂烧结。

若经过对第一电动调节挡板门13、第二电动调节挡板门14和第一引风机5的调整后，第一温度传感器18的温度仍不能满足脱硝要求，则此时通过dcs关闭第二电动调节挡板门14，依次将第三电动调节挡板门15和第四电动调节挡板门16调到一定开度，观察第一温度传感器18和第一流量计25的读数。若第一流量计25有一定的流量，第一温度传感器18的温度仍小于300℃且不再上升，则继续开大第一电动调节挡板门13、第三电动调节挡板门15、第四电动调节挡板门16的开度或增大第一引风机5、第二送风机7的出力，此时第一压力传感器19和第三压力传感器21之间的压差增大，第一流量计25的读数增大，第一温度传感器18的温度开始升高，若温度升高至300℃到400℃之间，则满足scr反应的温度要求，保持该运行状态，同时调整使温度不能超过400℃，防止脱硝催化剂烧结。

若第一煤粉炉2开始升负荷后，第一温度传感器18的读数达到300℃到400℃之间，并且有持续升高的趋势，则需逐渐关小第一电动调节挡板门13、第二电动调节挡板门14或第一电动调节挡板门13、第三电动调节挡板门15的开度，并且调节第一引风机5、第二引风机11与第一送风机1、第二送风机7的出力，使得第一压力传感器19与第二压力传感器20或第一压力传感器19与第三压力传感器21之间的压差减小，期间始终保持第一温度传感器18的读数在300℃到400℃之间，直到完全关闭第一电动调节挡板门13、第二电动调节挡板门14或第一电动调节挡板门13、第三电动调节挡板门15的开度，使第一煤粉炉2与第二煤粉炉8完全隔离。

假如第二煤粉炉8低负荷运行或启停，第一煤粉炉2高负荷运行时，第二煤粉炉8的nox排放不达标，本实用新型的运行方式与上述调节方式原理相同。

通过使用本实用新型，可以彻底解决低负荷特别是启停炉时煤粉炉nox超标排放的问题，大幅度提高机组调峰运行的灵活性，由被动要求调峰变为主动要求调峰，既实现了火电厂污染物的达标排放，又带来了可观的经济效益。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。