[实用新型]利用尿素为还原剂脱硝的燃气分布式能源系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种燃气分布式能源系统，特别是一种利用尿素为还原剂脱硝的燃气分布式能源系统，属于燃气分布式能源供能技术领域。

背景技术

随着我国经济的发展，传统集中式燃煤电厂综合利用效率低下、环保性能差等特点逐渐暴露，发电效率高、环保性能较好的分布式能源产业得到大力发展。燃气分布式能源系统由于其综合热效率高、烟气清洁、供能侧就地利用等特点得到了大力发展。燃气分布式能源燃料为天然气，天然气在燃机的燃烧中会产生多种氮氧化物。采用燃气轮机的分布式能源系统没有脱硝装置，一般采用改进燃烧技术以达到一定的去除氮氧化物的效果，但脱除率一般不超过60％，燃气轮机排气氮氧化物含量在50mg/m³左右，脱硝效率比较低，氮氧化物达不到排放要求，环保性能差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种利用尿素为还原剂脱硝的燃气分布式能源系统。本实用新型将燃气轮机系统、脱硝系统及余热供冷供热发电系统装备模块化耦合，对系统出口烟气进行脱硝处理，进一步降低燃气分布式能源系统机组中氮氧化物的排放，保证机组排放烟气达到环保要求；同时，对不同温度的烟气进行不同的余热利用，实现能量的梯级利用，为用户同时提供电量、热量和冷量，提高能源综合利用效率。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下的技术方案：

一种利用尿素为还原剂脱硝的燃气分布式能源系统由燃气轮机系统、脱硝系统和余热供冷供热发电系统组成，所述燃气轮机系统设于该系统的顶部，所述脱硝系统、余热供冷供热发电系统依次置于所述燃气轮机系统之后。所述脱硝系统包括顺次连接的斗提机、溶解罐、输送泵、尿素溶液罐、输送循环装置、流量阀、计量分配装置、热解室和SCR反应器，所述流量阀还与尿素溶液罐连接，所述计量分配装置、热解室均与燃气轮机系统连通。脱硝系统主要选择的还原剂有纯氨、氨水和尿素，相比于纯氨和氨水，尿素具有无毒、无害、无爆炸等特点。同时，尿素在运输、存储无需安全及危险性考量，安全系数极高。将尿素溶液喷进热解室实现氧化还原反应还可以避免氨在电厂存储及管路、阀门泄露过程中造成人员伤害，使用尿素为还原剂的脱硝系统具有较好的安全环境。氮氧化物主要由燃气轮机系统中燃烧生成，且氮氧化物的量随燃气轮机系统运行工况不同而变化。以尿素为还原剂的脱硝系统设在燃气轮机系统之后，主要采用尿素热解工艺，尿素热解工艺直接快速加热雾化后的尿素溶液，具有跟踪机组负荷变化速度较快，响应时间短等优点。

前述的燃气轮机系统包括空气压缩机、空气预热器、燃烧室、燃气轮机和烟气分流器，所述空气压缩机、空气预热器、燃烧室和燃气轮机顺次连接，所述燃气轮机、烟气分流器均与空气预热器连接，所述烟气分流器还连接于计量分配装置和热解室。空气预热器中换热后的燃气轮机出口烟气流经烟气分流器，一部分烟气导入脱硝系统中的计量分配装置，与尿素溶液在计量分配装置中形成雾化尿素；剩余烟气进入脱硝系统中的热解室，为雾化尿素的热解提供热源。该种方式与传统的脱氨装置相比减少了空气风机和热解室外加热源的配置，节约了系统成本和能量，提高了系统整体利用效率。

前述的余热供冷供热发电系统包括给水泵、余热锅炉、蒸汽轮机、供热设备、吸收式制冷设备和供冷设备，所述给水泵、余热锅炉、蒸汽轮机、吸收式制冷设备和供冷设备顺次连接，所述余热锅炉还分别连接于SCR反应器和供热设备。在余热供冷供热发电系统中，锅炉给水经过给水泵泵入余热锅炉中与脱硝系统出口烟气换热，换热后的锅炉给水分为两股物流：中温水和高温水蒸气。中温水经过供热设备为热用户供热；高温水蒸气进入蒸汽轮机发电做功，蒸汽轮机排气进入吸收式制冷设备作高温热源制取冷量，由供冷设备向冷用户供冷。

与现有技术相比，本实用新型的有益之处在于：

1、将燃气轮机系统、脱硝系统及余热利用系统有效集成，采用SCR脱硝法对系统出口烟气进行脱硝处理，进一步降低机组中氮氧化物的排放量，使得氮氧化物低于30mg/m³的75℃左右的低温烟气排入大气，满足了氮氧化物合理排放的要求，提升了分布式能源系统的环保性能；

2、将燃气轮机排气分为两部分，一部分进入计量分配装置与尿素溶液混合形成雾化尿素，方便喷入热解室中进行热解，剩余烟气进入热解室中作为雾化尿素热解的热源，这种配置一方面减少了计量分配系统中空气风机的设置，另一方面利用高温清洁的燃气轮机排气为尿素热解提供热源，减少了热解室外加热源的配置，节省了设备投入，降低了成本；