[发明专利]一种气水协同实现宽负荷脱硝的系统及其运行方法

说明书

本发明涉及一种气水协同实现宽负荷脱硝的系统及其运行方法，属于工业废气净化环保及能源领域。目前，SCR脱硝装置普遍存在低负荷运行时不能投入运行的问题。本发明包括锅炉、烟道、省煤器、喷氨格栅、SCR脱硝反应器、空预器、汽水旁路和烟气旁路；在省煤器进出口设置汽水旁路和烟气旁路，通过旁路汽水或烟气，减少汽水在省煤器内吸热或烟气在省煤器内放热，从而提高省煤器出口烟温，实现机组宽负荷脱硝。本发明具有系统简单、运维灵活等优点，具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种气水协同实现宽负荷脱硝的系统及其运行方法，属于工业废气净化环保及能源领域。

背景技术

我国以煤为主的能源结构在相当长时间内不会改变，因此，控制燃煤烟气NOx排放是我国治理大气污染的一项重要工作。以NH₃为还原剂的NOx选择性催化还原（SCR）技术是近年来应用最广、最有效的燃煤烟气脱硝技术。但当前商业应用的SCR脱硝催化剂存在运行烟温要求，一般在300-420℃，低于此温度范围运行将导致催化剂失活，这就导致燃煤机组在低负荷运行时无法运行脱硝装置，进而不能实现达标排放。因此，如何有效解决SCR脱硝装置在低负荷运行下的投运问题，成为当前燃煤烟气脱硝领域的重要课题。

现有技术中，如CN 204678311 U——《省煤器旁路系统》，是通过设置省煤器烟气旁路，在低负荷运行时减少烟气放热以满足低负荷脱硝运行要求，但针对当前大容量燃煤机组，烟气旁路截面过大容易导致挡板变形、积灰、磨损等问题，因此旁路烟气量及烟温调节范围有限。

现有技术中，如CN 102937296 A——《一种适用脱硝设备全负荷投运的锅炉》，是将省煤器分段布置，通过控制汽水介质进入两级省煤器的顺序，来控制省煤器的吸热量，从而提升低负荷烟温以满足脱硝运行要求，但需要采用省煤器分级布置，对于现役机组其改造工程量较大，且需要考虑满负荷运行烟温问题，因此其调温幅度有限。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种设计合理、工程量小、运维简单，针对当前SCR脱硝装置在低负荷运行时不能投入运行问题的气水协同实现宽负荷脱硝的系统及其运行方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种气水协同实现宽负荷脱硝的系统，包括锅炉和烟道，所述锅炉和烟道连通；其特征在于，还包括省煤器、喷氨格栅、SCR脱硝反应器、空预器、汽水旁路和烟气旁路；所述省煤器、喷氨格栅、SCR脱硝反应器和空预器在烟道内沿着烟气流动方向依次布置；所述汽水旁路和烟气旁路设置在烟道的外部；所述汽水旁路的入口设置在省煤器的给水入口前方，所述汽水旁路的出口设置在省煤器的出水口后方，用于将部分省煤器的给水由省煤器的给水入口引至省煤器的出水口；所述烟气旁路的入口设置在省煤器的烟气入口前方，所述烟气旁路的出口设置在省煤器的烟气出口后方，用于将部分高温烟气由省煤器的烟气入口引至SCR脱硝反应器的入口喷氨格栅前的烟道内。

进一步而言，所述汽水旁路上设置有汽水泵，通过调节汽水泵出力控制汽水旁路中汽水流量。

进一步而言，所述烟气旁路的入口和出口分别设置有入口旁路挡板和出口旁路挡板，根据需要调节入口旁路挡板和出口旁路挡板的开度，从而控制烟气旁路中烟气量。

一种如上所述的气水协同实现宽负荷脱硝的系统的运行方法，其特征在于，所述运行方法如下：当机组低负荷运行时，通过开启汽水泵引部分省煤器给水入口的低温给水至省煤器的出水口与高温汽水混合，从而减少汽水在省煤器内吸热，满足SCR脱硝反应温度要求，实现机组宽负荷脱硝；或；通过开启入口旁路挡板和出口旁路挡板引部分高温烟气至SCR脱硝反应器的入口与低温烟气混合，从而减少烟气在省煤器内放热，满足SCR脱硝反应温度要求，实现机组宽负荷脱硝。

进一步而言，当机组低负荷运行且单独开启汽水旁路或烟气旁路无法满足SCR脱硝运行烟温时，同时开启汽水旁路和烟气旁路烟道，从而大幅提高省煤器的出口烟温，实现机组宽负荷脱硝。