[发明专利]一种用于选择性催化反应器温度控制的多通道省煤器和方法

说明书

相关申请的交叉参考

本发明是2006年5月9日提交的申请序列号为11/430,761的美国专利申请的部分延续。

技术领域

本发明一般涉及选择性催化反应器(SCR)的温度控制领域，尤其是涉及一种系统和 方法，该系统和方法用于将进入选择性催化反应器系统的燃烧气体或烟气的温度保持在或 使其高于一个最佳的催化反应温度，即使锅炉运行在负荷减小的情况下。

背景技术

在操作具有选择性催化反应器(SCR)系统的锅炉的过程中，该选择性催化反应器的 有效性依赖于进入催化反应器的烟气温度。大多数可以运行在大约450℉到大约840℉的范 围内。最佳性能典型地发生在大约570℉和大约750℉之间。典型地，进入选择性催化反应 器的期望气体温度大约为580℉或更高。当温度大约为580℉时，氨和氮的氧化物(NOx) 的反应是最佳的，催化反应所需的氨的量也是最少的。因此，由于经济上的原因，进入催 化反应器的期望气体温度在所有的负荷下都应当保持在大约570℉到大约750℉的最佳温度 范围内。

然而，随着锅炉负荷的变化，锅炉排出气体的温度会降低至大约580℉的最佳温度以下。 为了使气体温度增加至大约580℉，现有的实践中是使用省煤器(economizer)气体旁路。 该省煤器气体旁路用于将省煤器上游的较热气体和离开省煤器的较冷气体混合。通过控制 通过旁路系统的气体量，可以在锅炉负荷较低时将锅炉出口的烟气温度保持在大约580℉。

使用这种方法，需要用到静态的混合装置，减压叶片/板以及热混合装置，使得不同温 度的烟气在气体混合物到达催化反应器的入口之前混合。在大多数应用中，在催化反应器 之前要获得对流量、温度的严格混合要求以及获得氨的混合通常是很困难的。

在锅炉负荷降低的情况下，进入选择性催化反应器的烟气温度会降低，在对于这一问 题的另一处理方法中，省煤器配备有给水旁路，用于将给水部分地分流出省煤器以保持烟 气温度。

用于去除氮的氧化物的选择性催化反应器系统的另外的细节可以参见 Babcock&Wilcox公司于2005年出版的《蒸汽/它的产生和应用》一书第41版的第34章节，作 者为Kitto和Stultz，在此将其中的内容引入作为参考，就像是完全地在此陈述一般。使用传 统省煤器的烟气温度控制在授予McNertney，Jr等人的专利号为7,021,248的美国专利和授予 Albrecht等人的专利号为6,609,483的美国专利中有所记载，在此将其中的内容引入作为参 考，就像是完全地在此陈述一般。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一个系统和一种方法，用于在无需将给水从省煤器分流的 情况下，通过减小省煤器中选定管道和/或区域的水流来增加经过省煤器的烟气的出口温 度。当这些选定的管道或区域中的流动被减小时，使省煤器中剩余的部分或管道溢流 (overflowed)，使得流过省煤器的总流量保持不变。为了增加省煤器气体出口温度，通过 减小经过这些管道的流量，省煤器中特定百分比的管道的传热将被减小。在剩余管道中的 水流量的增加对于剩余管道的传热影响很小，从而导致省煤器整个气体侧传热的全面的下 降，结果增加了来自省煤器的气体的出口温度。

本发明的另一个目的在于提供一个系统和一种方法，用于在锅炉负荷范围内保持期望 的省煤器出口气体温度，这种系统和方法是通过以下方式实现的：在烟气的流路上提供液 体冷却传热表面或管道的两个或多个分段或分隔室，其中每个分段或分隔室的流速(flow rate)相对于其余分段或分隔室独立地进行控制，确定产生足够保持所期望的省煤器出口气 体温度的复合/总的传热能力所需的各分段或分隔室中的流速，以及调节省煤器每个分段或 分隔室的流速。