[发明专利]一种适用于深度调峰的锅炉低负荷稳燃脱硝系统及方法

说明书

本发明一种适用于深度调峰的锅炉低负荷稳燃脱硝系统及方法，系统包括连接在锅炉上的氨气喷入装置、电解水制氢装置、汽轮机和发电机，以及设在锅炉尾部烟道内的SCR反应器；锅炉炉膛侧壁上自上而下依次设有SOFA喷口、氨气喷口、氢气喷口和低氮燃烧器；SOFA喷口位于锅炉炉膛燃尽区；氨气喷口、氢气喷口和低氮燃烧器位于锅炉炉膛主燃区；氨气喷入装置的氨气出口分两路管路，一路管路连接氨气喷口和另一路管路伸入锅炉尾部烟道设置在SCR反应器的入口处；电解水制氢装置的氢气出口连接氢气喷口，氧气出口连接SOFA喷口；汽轮机的输入端高温蒸汽由锅炉提供，汽轮机的动力输出端连接发电机输入端，发电机供电端分别与电解水制氢装置的电源端和外部电网连接。

技术领域

本发明涉及燃煤电厂深度调峰锅炉技术领域，具体为一种适用于深度调峰的锅炉低负荷稳燃脱硝系统及方法。

背景技术

通常在电力系统中各个电厂的需求电负荷是在不断发生变化的，为了维持有功功率平衡，保持系统频率稳定，就需要发电部门相应改变发电机的发电量以适应用电负荷的变化。当火电机组深度调峰时，锅炉总煤量逐步降低，炉膛温度逐步下降，燃烧逐渐恶化。当达到一定的稳燃负荷临界点时，锅炉必须采取相适应的措施稳定燃烧。

而且，随着电网装机容量的快速增加，电力供需不匹配问题日益严峻，居民用电量远小于供电量的现象频繁发生，使得电厂燃煤机组时常处于深度调峰低负荷运行状态。在深度调峰期间机组长期处于低负荷运行，由于此时一次风煤比过大，燃烧初期氧量较高，导致煤粉燃烧产生的NO_x质量浓度升高难以达到目前的排放标准，且存在低负荷稳燃问题，降低了火电机组深度调峰能力。此外，随着新能源发电技术的不断发展，燃煤机组的上网空间被大规模占据。加之风能等新能源具有波动性大、稳定性差等反调峰特性，进一步给燃煤机组调峰过程带来了巨大的挑战和限制。因此，燃煤机组需要具有深度调峰下低负荷运行的能力，而燃煤机组低负荷稳定运行的关键是保证燃烧稳定，也就是燃烧器能够在低负荷下稳燃，但目前的燃煤机组难以实现较低负荷下的稳燃。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种适用于深度调峰的锅炉低负荷稳燃脱硝系统及方法，设计合理，简单高效，稳定可行。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种适用于深度调峰的锅炉低负荷稳燃脱硝系统，包括连接在锅炉上的氨气喷入装置、电解水制氢装置、汽轮机和发电机，以及设置在锅炉尾部烟道内的SCR反应器；

所述的锅炉采用空气分级燃烧，炉膛侧壁上自上而下依次设置有SOFA喷口、氨气喷口、氢气喷口和低氮燃烧器；所述的SOFA喷口位于锅炉炉膛燃尽区；所述的氨气喷口、氢气喷口和低氮燃烧器位于锅炉炉膛主燃区；

所述氨气喷入装置的氨气出口分两路管路，一路管路连接氨气喷口和另一路管路伸入锅炉尾部烟道设置在SCR反应器的入口处；

所述的电解水制氢装置的氢气出口连接氢气喷口，氧气出口连接SOFA喷口；

所述的汽轮机的输入端高温蒸汽由锅炉提供，汽轮机的动力输出端连接发电机输入端，发电机供电端分别与电解水制氢装置的电源端和外部电网连接。

进一步的，所述的氨气喷入装置包括液氨储罐。

更进一步的，所述的液氨储罐的出口依次设置有给料泵和计量装置，计量装置的输出端作为氨气出口。

进一步的，所述的两路管路上分别设置有控制阀。

进一步的，所述的电解水制氢装置采用质子交换膜电解槽。

进一步的，所述的汽轮机的输入端连接过热器/再热器，过热器/再热器设置在锅炉炉顶水平烟道内。

一种适用于深度调峰的锅炉低负荷稳燃脱硝方法，包括，