本实用新型涉及一种燃煤电厂锅炉系统，属于燃煤锅炉减排技术领域。
背景技术：
锅炉设备产生的烟气中的氮氧化物(NOx)，主要指NO、NO2、N2O、N2O3、N2O4、N2O5，其中以NO为主，约占90％以上，其次是NO2。在大气中NO又会被氧化为NO2，使NO2的量迅速增加，而NO2在紫外线照射下，与烟气中的碳氢化合物反应，生成一种浅蓝色的有毒烟雾——光化学烟雾，它会对人体的心、肺、眼、鼻及造血器官等有极大的伤害作用，同时对动植物也会造成危害。而氧化亚氮N2O虽然含量较少，但它是形成温室效应和破坏臭氧层的因素之一。另外，氮氧化物也是产生酸雨的原因之一。
目前的燃煤电厂锅炉系统不能对氮氧化物的排放量进行有效控制。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于，提供一种燃煤电厂锅炉系统，实现对氮氧化物的排放量的有效控制。
为解决上述技术问题，本实用新型采用如下的技术方案：
一种燃煤电厂锅炉系统，包括：制粉系统、锅炉炉膛、水平烟道、尾部烟道和SNCR脱硝系统；所述制粉系统与所述锅炉炉膛连接，将磨制后的煤粉送入所述锅炉炉膛；所述锅炉炉膛与所述尾部烟道通过所述水平烟道连接，所述水平烟道内设置有对流受热面，所述尾部烟道包括并列设置的第一竖井烟道和第二竖井烟道；所述SNCR脱硝系统与所述锅炉炉膛连接；所述锅炉炉膛内设有至少一个SOFA层，每个SOFA层包括至少一个SOFA喷嘴。
前述的燃煤电厂锅炉系统中，所述锅炉炉膛由下至上依次分为AA层、A层、AB层、B层、BC层、C层、CD层、D层、DD层、OFA层和所述至少一个SOFA层。
前述的燃煤电厂锅炉系统中，所述锅炉炉膛内设有两个所述SOFA层；每个SOFA层分别包括4个所述SOFA喷嘴。
前述的燃煤电厂锅炉系统中，所述SOFA喷嘴上设有SOFA风门。
前述的燃煤电厂锅炉系统中，所述SOFA风门包括垂直摆动机构和水平摆动机构。
前述的燃煤电厂锅炉系统中，所述垂直摆动机构为气动执行器；所述水平摆动机构为手动摆动机构。
前述的燃煤电厂锅炉系统中，所述SNCR脱硝系统包括SNCR喷枪，所述锅炉炉膛的上部设有常用喷射位，所述SNCR喷枪设置在所述常用喷射位上。
前述的燃煤电厂锅炉系统中，所述锅炉炉膛的上部还设置有备用喷射位。
前述的燃煤电厂锅炉系统中，所述第一竖井烟道靠近所述锅炉炉膛，所述第一竖井烟道的上部设有低温再热器；所述第二竖井烟道远离所述锅炉炉膛，所述第二竖井烟道的上部设有低温过热器；所述水平烟道内靠近所述锅炉炉膛的一侧设有高温过热器，靠近所述尾部烟道的一侧设有高温再热器。
前述的燃煤电厂锅炉系统中，所述第一竖井烟道和所述第二竖井烟道的下部分别设置有第一省煤器和第二省煤器；所述锅炉炉膛和所述水平烟道的上部设置有顶棚过热器，所述水平烟道和所述尾部烟道的上部设置有包覆过热器；所述锅炉炉膛的上部设有前屏过热器和后屏过热器。
与现有技术相比，本实用新型所述燃煤电厂锅炉系统可以使锅炉的氮氧化合物排放平均浓度控制在160mg/m3以内，并大幅降低了尿素的消耗量。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的燃煤电厂锅炉系统的结构示意图。
附图标记为：1-制粉系统，2-锅炉炉膛，3-水平烟道，4-尾部烟道，41-第一竖井烟道，42-第二竖井烟道，5-SNCR脱硝系统，61-低温再热器，62-高温再热器，71-低温过热器，72-高温过热器，73-顶棚过热器，74-包覆过热器，75-前屏过热器，76-后屏过热器，81-第一省煤器，82-第二省煤器。
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。
具体实施方式
本实用新型的实施例：
一种燃煤电厂锅炉系统，呈Π型布置，如图1示，包括：制粉系统1、锅炉炉膛2、水平烟道3、尾部烟道4和SNCR脱硝系统5；制粉系统1与锅炉炉膛2连接，将磨制后的煤粉送入锅炉炉膛2；锅炉炉膛2与尾部烟道4通过水平烟道3连接，水平烟道3内设置有对流受热面，尾部烟道4包括并列设置的第一竖井烟道41和第二竖井烟道42；SNCR脱硝系统5与锅炉炉膛2连接；锅炉炉膛2内设有至少一个SOFA层，每个SOFA层包括至少一个SOFA喷嘴。
本实施例中，制粉系统1可以为正压直吹式制粉系统，配四台ZGM65G中速磨煤机。锅炉采用SG－420/13.7－M778型超高压中间再热自然循环锅炉；锅炉炉膛2内设置水平浓淡直流燃烧器、空气分级低氮燃烧器，四角切圆燃烧、平衡通风、固态排渣、全钢结构；燃烧器分四层布置，每层各4支，共16支，锅炉MCR和ECR负荷时均投三层，另一层备用。燃烧器的一、二次风喷嘴呈间隔排列，顶部设有OFA消旋燃尽风，每组燃烧器各有二次风挡板10组，均由电动执行机构单独操作；第一预热器61和第二预热器62采用管式空气预热器；
如图1所示，锅炉炉膛2由下至上可以依次分为AA层、A层、AB层、B层、BC层、C层、CD层、D层、DD层、OFA层和至少一个SOFA层。
当高负荷2、3、4磨运行时，可以关闭下层二次风和A层周界风。理由：2、3、4磨运行时，炉膛火焰在上部，一般关闭下层二次风和A层周界风不会引起烧毁喷口事故发生；减少下部风量，有利于降低炉膛火焰高度，下部风量减少有利于提高SOFA风量，有利于降低NOx。主燃烧区的OFA层二次风一般开度在5％以下，用于冷却喷口。在D层一次风上面有DD和OFA两层二次风，在4磨运行时，只要两层二次风中有一层开度在30-40％即可满足运行。
可选的，锅炉炉膛2内设有两个SOFA层；每个SOFA层分别包括4个SOFA喷嘴。SOFA喷嘴上设有SOFA风门。SOFA风门包括垂直摆动机构和水平摆动机构。垂直摆动机构为气动执行器，摆动幅度20°；水平摆动机构为手动摆动机构，摆动幅度10°。正常运行中，在机组低负荷运行下层磨煤机时，还原区高度可满足机组运行要求，SOFA摆角调整在50％运行(即水平角度)，在机组高负荷期间或上层磨煤机运行时将SOFA摆角调整在50％运行(即向上摆动20°)，提高还原区高度来满足机组运行需要。
SNCR脱硝系统5包括SNCR喷枪，锅炉炉膛2的上部设有常用喷射位，SNCR喷枪设置在常用喷射位上。实际应用中，根据CFD模拟结果确定喷枪数量和布置位置，例如，共设置26支喷枪/台炉，在锅炉28米和30米处布置14支SNCR喷枪，四周环绕布置，分设2个分配模块，每个分配模块控制7支SNCR喷枪，在锅炉33米和36米处的前墙分别设有6支SNCR喷枪，每层设一个分配模块与之对应，用于直接向炉堂内喷射尿素溶液，使之与高温烟气充分混合和反应，达到脱硝目的。
尝试通过SOFA风偏差配风控制NOx。将#2、#3角的SOFA风门开度100％，#1、#4角的SOFA风门开度50-70％。由于SNCR喷枪布置在锅炉前墙，通过加大后墙2个角的SOFA风量，减少前墙2个角的SOFA风量，在折焰角的作用下，使锅炉炉膛2上部烟气偏向前墙，延长烟气在炉膛的停留时间，有利于加强SNCR喷入的尿素混合反应，提高SNCR脱硝效率。
优选的，锅炉炉膛2的上部还设置有备用喷射位，该备用喷射位在常用喷射位的上方(例如38米)，只开孔和装喷枪套管，暂不安装SNCR喷枪。在锅炉大负荷运行期间，锅炉炉膛2温度高，上层燃烧器运行时火焰中心位置上移，常用喷射位处的温度较高，不利于还原剂尿素的反应，此时在备用喷射位安装SNCR喷枪，投入该喷枪，可以提高还原剂反应温度，提高SNCR效率。
本实施例中，如图1所示，第一竖井烟道41靠近锅炉炉膛2，第一竖井烟道41的上部设有低温再热器61；第二竖井烟道42远离锅炉炉膛2，第二竖井烟道42的上部设有低温过热器71；水平烟道3内靠近锅炉炉膛的一侧设有高温过热器72，靠近尾部烟道4的一侧设有高温再热器62；第一竖井烟道41和第二竖井烟道42的下部分别设置有第一省煤器81和第二省煤器82；锅炉炉膛2和水平烟道3的上部设置有顶棚过热器73，水平烟道3和尾部烟道4的上部设置有包覆过热器74；锅炉炉膛2的上部设有前屏过热器75和后屏过热器76。
锅炉过热器采用两级喷水减温，一级减温器主要用于粗调，改变汽温较大的波动和保护屏式过热器不超温；二级减温器主要用于细调，改变汽温较小的波动和保护高温过热器不超温。再热蒸汽采用烟气挡板调节。预热器分前、后二级，前级预热器为二次风预热器、管箱高度自上至下为5.5m，5.5m，2.8m；后级预热器为一次风预热器、管箱高度自上而下为2.75m×4，2.5m共5组。
另外，因负荷变化等原因NOx排放超标时，应该先快速减少炉膛氧量，调整尿素量和配风，然后逐渐恢复氧量到正常水平。