一种解决火电厂锅炉脱硝装置的入口烟温较低的改造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及火电厂锅炉的脱硝装置的改造技术，具体是一种解决火电厂锅炉脱硝装置的入口烟温较低的改造方法。
【背景技术】
[0002]目前，火电厂在脱硝方面多采用选择性催化还原法(SCR)脱硝技术。选择性催化还原法(SCR)脱硝技术因其具有脱硝率较高、运行稳定等优点，已成为国内外火电厂锅炉脱硝比较成熟的主流技术。
[0003]火电厂锅炉的尾部受热面在竖井烟道内从高到低一般依次布置有转向室、立式低温过热器、水平低温过热器、省煤器、SCR脱硝装置、空预器等。其中，SCR脱硝装置一般布置在省煤器之后、空预器之前。
[0004]现阶段，由于新能源的大规模并网、电网的频繁调峰，导致火电机组长期处于变负荷下运行，而当火电机组处于低负荷下运行时，SCR脱硝装置的入口烟温是较低的。然而，SCR脱硝装置要求的入口烟温为315-400°C，若入口烟温过低，则无法满足最低连续喷氨烟温要求，由此导致SCR脱硝装置无法运行。
[0005]基于此，为了保证SCR脱硝装置正常运行，有必要发明一种解决火电厂锅炉脱硝装置的入口烟温较低的改造方法。
【发明内容】
[0006]本发明为了解决SCR脱硝装置的入口烟温过低导致SCR脱硝装置无法运行的问题，提供了一种解决火电厂锅炉脱硝装置的入口烟温较低的改造方法。
[0007]本发明是采用如下技术方案实现的:一种解决火电厂锅炉脱硝装置的入口烟温较低的改造方法，该方法是采用如下步骤实现的:
a.搜集火电厂数据；所述火电厂数据包括:火电厂的全年机组负荷范围以及不同机组负荷下的立式低温过热器出口烟气温度、水平低温过热器出口烟气温度、省煤器出口烟气温度；
b.将省煤器出口烟气温度作为纵坐标，将机组负荷作为横坐标，编入MATLAB的坐标系中，并用光滑的曲线加以拟合，然后将拟合程度最高的曲线确定为省煤器出口烟气温度与机组负荷的关系曲线；
根据火电厂燃煤硫含量的平均值，确定SCR脱硝装置中催化剂的最佳反应温度，并将该最佳反应温度在上述关系曲线上对应的机组负荷确定为能够满足脱硝投入的最低机组负荷；
c.在水平低温过热器入口与省煤器出口之间加装旁路烟道，并在旁路烟道的入口设置挡板；
取略低于火电厂全年最低机组负荷的机组负荷作为旁路烟道挡板全开的负荷点，并将该负荷点下的立式低温过热器出口烟气温度、省煤器出口烟气温度代入热平衡方程式，由此得出该负荷点下的旁路烟气量的份额；
根据SCR脱硝装置入口的允许烟气流速，确定旁路烟道开口面积；
d.将不同机组负荷下的立式低温过热器出口烟气温度、省煤器出口烟气温度代入热平衡方程式，由此得出不同机组负荷下的旁路烟气量的份额；
将不同机组负荷下的旁路烟气量的份额与上述负荷点下的旁路烟气量的份额的比值作为纵坐标，将机组负荷作为横坐标，编入MATLAB的坐标系中，并用光滑的曲线加以拟合，然后将拟合程度最高的曲线确定为旁路烟道挡板开度与机组负荷的关系曲线；
e.将火电厂实际使用的若干种入炉煤进行化验，由此得出其各种成分的份额；根据各种成分的份额，对加装旁路烟道前后的不同机组负荷下的工况进行热力计算，由此得出加装旁路烟道前后锅炉的各个受热面进出口的烟温、工质温度及排烟温度和锅炉效率。
[0008]本发明所述的一种解决火电厂锅炉脱硝装置的入口烟温较低的改造方法通过在水平低温过热器入口与省煤器出口之间加装旁路烟道，使得SCR脱硝装置入口烟气温度提高到了催化剂的最佳反应温度，由此完全满足了最低连续喷氨烟温要求，从而有效保证了SCR脱硝装置的正常运行。
[0009]本发明有效解决了 SCR脱硝装置的入口烟温过低导致SCR脱硝装置无法运行的问题，适用于火电厂锅炉的脱硝装置的改造。
【具体实施方式】
[0010]一种解决火电厂锅炉脱硝装置的入口烟温较低的改造方法，该方法是采用如下步骤实现的:
a.搜集火电厂数据；所述火电厂数据包括:火电厂的全年机组负荷范围以及不同机组负荷下的立式低温过热器出口烟气温度、水平低温过热器出口烟气温度、省煤器出口烟气温度；
b.将省煤器出口烟气温度作为纵坐标，将机组负荷作为横坐标，编入MATLAB的坐标系中，并用光滑的曲线加以拟合，然后将拟合程度最高的曲线确定为省煤器出口烟气温度与机组负荷的关系曲线；
根据火电厂燃煤硫含量的平均值，确定SCR脱硝装置中催化剂的最佳反应温度，并将该最佳反应温度在上述关系曲线上对应的机组负荷确定为能够满足脱硝投入的最低机组负荷；
c.在水平低温过热器入口与省煤器出口之间加装旁路烟道，并在旁路烟道的入口设置挡板；
取略低于火电厂全年最低机组负荷的机组负荷作为旁路烟道挡板全开的负荷点，并将该负荷点下的立式低温过热器出口烟气温度、省煤器出口烟气温度代入热平衡方程式，由此得出该负荷点下的旁路烟气量的份额；
根据SCR脱硝装置入口的允许烟气流速，确定旁路烟道开口面积；
d.将不同机组负荷下的立式低温过热器出口烟气温度、省煤器出口烟气温度代入热平衡方程式，由此得出不同机组负荷下的旁路烟气量的份额；
将不同机组负荷下的旁路烟气量的份额与上述负荷点下的旁路烟气量的份额的比值作为纵坐标，将机组负荷作为横坐标，编入MATLAB的坐标系中，并用光滑的曲线加以拟合，然后将拟合程度最高的曲线确定为旁路烟道挡板开度与机组负荷的关系曲线；
e.将火电厂实际使用的若干种入炉煤进行化验，由此得出其各种成分的份额；根据各种成分的份额，对加装旁路烟道前后的不同机组负荷下的工况进行热力计算，由此得出加装旁路烟道前后锅炉的各个受热面进出口的烟温、工质温度及排烟温度和锅炉效率。
[0011]所述步骤b中，火电厂燃煤硫含量的平均值若为2.166%，SCR脱硝装置中催化剂的最佳反应温度为317°C，能够满足脱硝投入的最低机组负荷为240MW ;所述步骤c中，旁路烟道挡板全开的负荷点为150MW，该负荷点下的旁路烟气量的份额为10.533%，SCR脱硝装置入口的允许烟气流速小于15m/s，旁路烟道开口面积为1.6532 m2。
[0012]所述步骤c中，在旁路烟道的水平段前段和竖直段后段设置非金属膨胀节。
[0013]所述步骤c中，在旁路烟道的竖直段设置均流板。均流板能够使得烟气流速均匀，尽可能使得通过催化剂的烟气流量分配合理。
【主权项】
1.一种解决火电厂锅炉脱硝装置的入口烟温较低的改造方法，其特征在于:该方法是采用如下步骤实现的: a.搜集火电厂数据；所述火电厂数据包括:火电厂的全年机组负荷范围以及不同机组负荷下的立式低温过热器出口烟气温度、水平低温过热器出口烟气温度、省煤器出口烟气温度； b.将省煤器出口烟气温度作为纵坐标，将机组负荷作为横坐标，编入MATLAB的坐标系中，并用光滑的曲线加以拟合，然后将拟合程度最高的曲线确定为省煤器出口烟气温度与机组负荷的关系曲线； 根据火电厂燃煤硫含量的平均值，确定SCR脱硝装置中催化剂的最佳反应温度，并将该最佳反应温度在上述关系曲线上对应的机组负荷确定为能够满足脱硝投入的最低机组负荷； c.在水平低温过热器入口与省煤器出口之间加装旁路烟道，并在旁路烟道的入口设置挡板； 取略低于火电厂全年最低机组负荷的机组负荷作为旁路烟道挡板全开的负荷点，并将该负荷点下的立式低温过热器出口烟气温度、省煤器出口烟气温度代入热平衡方程式，由此得出该负荷点下的旁路烟气量的份额； 根据SCR脱硝装置入口的允许烟气流速，确定旁路烟道开口面积； d.将不同机组负荷下的立式低温过热器出口烟气温度、省煤器出口烟气温度代入热平衡方程式，由此得出不同机组负荷下的旁路烟气量的份额； 将不同机组负荷下的旁路烟气量的份额与上述负荷点下的旁路烟气量的份额的比值作为纵坐标，将机组负荷作为横坐标，编入MATLAB的坐标系中，并用光滑的曲线加以拟合，然后将拟合程度最高的曲线确定为旁路烟道挡板开度与机组负荷的关系曲线； e.将火电厂实际使用的若干种入炉煤进行化验，由此得出其各种成分的份额；根据各种成分的份额，对加装旁路烟道前后的不同机组负荷下的工况进行热力计算，由此得出加装旁路烟道前后锅炉的各个受热面进出口的烟温、工质温度及排烟温度和锅炉效率。
2.根据权利要求1所述的一种解决火电厂锅炉脱硝装置的入口烟温较低的改造方法，其特征在于:所述步骤b中，火电厂燃煤硫含量的平均值若为2.166%，SCR脱硝装置中催化剂的最佳反应温度为317°C，能够满足脱硝投入的最低机组负荷为240MW ;所述步骤c中，旁路烟道挡板全开的负荷点为150MW，该负荷点下的旁路烟气量的份额为10.533%，SCR脱硝装置入口的允许烟气流速小于15m/s，旁路烟道开口面积为1.6532 m2。
3.根据权利要求1所述的一种解决火电厂锅炉脱硝装置的入口烟温较低的改造方法，其特征在于:所述步骤c中，在旁路烟道的水平段前段和竖直段后段设置非金属膨胀节。
4.根据权利要求1所述的一种解决火电厂锅炉脱硝装置的入口烟温较低的改造方法，其特征在于:所述步骤c中，在旁路烟道的竖直段设置均流板。
【专利摘要】本发明涉及火电厂锅炉的脱硝装置的改造技术，具体是一种解决火电厂锅炉脱硝装置的入口烟温较低的改造方法。本发明解决了SCR脱硝装置的入口烟温过低导致SCR脱硝装置无法运行的问题。一种解决火电厂锅炉脱硝装置的入口烟温较低的改造方法，该方法是采用如下步骤实现的：a.搜集火电厂数据；b.将省煤器出口烟气温度作为纵坐标，将机组负荷作为横坐标，编入MATLAB的坐标系中；c.在水平低温过热器入口与省煤器出口之间加装旁路烟道；d.将不同机组负荷下的立式低温过热器出口烟气温度、省煤器出口烟气温度代入热平衡方程式；e.将火电厂实际使用的若干种入炉煤进行化验。本发明适用于火电厂锅炉的脱硝装置的改造。
【IPC分类】B01D53-56, B01D53-90
【公开号】CN104785104
【申请号】CN201510158404
【发明人】孟恩隆, 王灵梅, 苏鹏伟, 张宁
【申请人】山西大学
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年4月7日