[发明专利]带有烟气升温系统的自然循环汽包锅炉

说明书

技术领域

本发明涉及一种发电用的自然循环汽包锅炉，尤其是一种可以提高自然循环汽包锅炉的SCR反应器入口烟温的自然循环汽包锅炉。

背景技术

中国的能源结构是以煤炭为主的，煤炭消耗量还将持续增长。据统计，目前中国发电装机容量中火电装机容量占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的环境问题。同时于2011年1月实施的《火电厂大气污染物排放标准(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100~200mg/m³，燃煤发电锅炉配置SCR反应器实现烟气脱硝已经成为一种标准配置。随着经济和社会的发展，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。

氮氧化物一般指NO、NO₂、NO₃、N₂O、N₂O₃等，统称为NO_x。锅炉燃烧过程中生成的氮氧化物（主要为NO及NO₂）严重地污染了环境。因此抑制NO_x的生成和脱除在烟气中已生成的NO_x己成为锅炉燃烧设计及运行时必须考虑的主要问题之一。

选择性催化还原法(SCR) 是应用最广，且技术成熟的烟气脱硝方法，己成为目前电站锅炉脱硝的主流技术。SCR脱硝效率高，排放浓度低能够满足目前及今后严格的环保要求，日益受到中国及世界上其它国家的重视。

目前商业上应用比较广泛的SCR反应器脱硝温度一般控制在320~400℃。当SCR反应器入口烟气的温度低于300℃时，会使SCR反应器中催化剂的活性降低，无法实现SCR反应器脱硝的正常运行。因此，保证合适的SCR反应器脱硝入口烟气的温度是SCR反应器脱硝正常运行的关键。

现有的锅炉水侧的流程（图1）为：给水经过省煤器7升温后进入汽包6。汽包6的下部的饱和水经过下降管5进入锅炉的下水包10，下水包10的水通过水冷壁9上升吸取热量，从而部分蒸发为蒸汽，汽水混合物进入汽包6完成汽水分离。分离后的饱和蒸汽进入过热器，饱和水则进入下降管5继续循环。

亚临界300MW自然循环汽包锅炉的结构示意图如图4所示，包括锅炉4、汽包6、省煤器7、SCR反应器、空预器，汽包6的下降管5与锅炉4的下水包10连接。

目前由于自然循环汽包锅炉设计方面的原因，自然循环汽包锅炉在低负荷和/或大气温度低条件下运行时，亚临界和超高压的自然循环汽包锅炉的SCR反应器烟气入口温度与可以保证SCR反应器正常运行的温度相差可达20℃以上，因此在低负荷和/或大气温度低条件下，SCR反应器无法投运，烟气排放浓度将不能满足中国国家环保要求。

发明内容

本发明为了解决自然循环汽包锅炉在低负荷和/或大气温度低条件下SCR反应器无法投运的技术问题，而提供一种带有烟气升温系统的自然循环汽包锅炉，通过对现有的自然循环汽包锅炉的水系统进行改造，利用水泵将由汽包的下降管进入锅炉的下水包的高温饱和水输送至锅炉省煤器水侧进口与省煤器给水混合，以提高省煤器的给水温度，进而提高锅炉省煤器出口烟气温度，使之温度达到SCR反应器投运的适用温度。

为实现上述目的，本发明的技术方案：一种带有烟气升温系统的自然循环汽包锅炉，包括锅炉、汽包、省煤器、SCR反应器、空预器、烟气升温系统，汽包的下降管与锅炉的下水包连接，其特征在于：所述烟气升温系统由水泵、开关阀、电动调节阀组成；锅炉的下水包通过开关阀与水泵入口管道连接，水泵的出口管道通过电动调节阀与省煤器的给水入口管道并联连接。

水泵的出口与电动调节阀之间连接有止回阀。

在本发明的一优选的实施例中，在水泵的出口与电动调节阀之间安装止回阀，从而避免进入省煤器中的水倒流，从而保证烟气升温系统在锅炉中安全运行。

带有烟气升温系统的汽包锅炉的水侧的流程示意图如图2所示，汽包下部的饱和水经锅炉的下水包后依次开关阀即图中的隔离门1、水泵，电动调节阀即图中的调节门3调节进入省煤器，进入省煤器的这部分饱和水和省煤器的给水的混合，提高省煤器入口给水的温度，从而减少了省煤器中水和烟气的温差，导致烟气放热量的减少，省煤器出口烟气的温度有了一定程度的提高，从而使进入SCR反应器的烟气的温度可以满足SCR反应器投运的适用温度。

本发明的一种带有烟气升温系统的自然循环汽包锅炉，适用于亚临界和超高压的汽包锅炉。

本发明的有益效果是：