[发明专利]适用于深度调峰的循环流化床锅炉氮氧化物脱除工艺系统

说明书

本发明公开了适用于深度调峰的循环流化床锅炉氮氧化物脱除工艺系统，包括炉膛，炉膛自下到上依次分为炉膛锥段及炉膛稀相区，炉膛锥段上设置有若干上二次风喷口、若干下二次风喷口及若干脱硝喷枪，其中，各脱硝喷枪、各上二次风喷口及各下二次风喷口位于炉膛锥段上的不同位置处，其中，各脱硝喷枪位于各下二次风喷口的上方，该系统的脱硝效率较高。

技术领域

本发明属于火电机组技术领域，涉及适用于深度调峰的循环流化床锅炉氮氧化物脱除工艺系统。

背景技术

通过大幅提升能源利用效率和大力发展非化石能源，逐步摆脱对化石能源的依赖预计到2035年，中国清洁能源装机占比将占67.5％，全国48％的电力都将由太阳能、风能提供，新能源发电量占比将超过20％。然而，高比例的清洁能源发电，就意味着其波动性、随机性、不确定性给系统带来巨大挑战。因此，大规模发展新能源，就需要匹配一定规模的具有灵活性的火电机组，以促进清洁能源在更大范围的消纳。

促进高比例新能源消纳，就需要推动对现役火电机组尤其是燃煤机组进行灵活性改造，挖掘机组深度调峰潜力，将火电机组的灵活性调峰能力提升与新能源项目的建设进行耦合和匹配，为高比例的可再生能源的电力体系奠定基础，支持我国的中长期的能源低碳转型进程和应对气候变化。

循环流化床锅炉是一种燃料适应性广、负荷调节比大、污染物排放量低的洁净煤发电技术。但其负荷调节范围也是有限制的。其中问题之一，就是随着锅炉负荷的降低，分离器进入烟温低已不能满足脱硝要求，无法实现超低排放。为此，中国专利申请CN202020236796.1公开了一种适用于循环流化床锅炉全负荷脱硝控制系统。根据锅炉运行特性分区布置脱硝喷射装置。在锅炉低负荷时，锅炉下部区域温度满足脱硝要求，则投入在二次风喷口上布置的脱硝喷射装置，实现高效脱除NOx。

但在实践过程中发现，采用这项专利技术后锅炉并未取得较高的脱硝效率。当脱硝喷枪布置在炉膛锥段下二次风喷口时，基本没有脱硝效率。当脱硝喷枪布置在炉膛锥段上二次风喷口时，脱硝效率也只有10％～15％，机组不能实现超低排放。这与预期的脱硝效率相差甚远。从反应温度上看，脱硝剂从二次风喷口进入，脱硝反应的温度窗口是满足要求的。当脱硝剂通过二次风喷口进入时，二次风对脱硝剂的裹挟时间较长，可达数秒时间。根据化学动力学计算，在较高温度下，高浓度的氧(约21％O₂)会与脱硝剂发生氧化反应，从而降低脱硝效率。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了适用于深度调峰的循环流化床锅炉氮氧化物脱除工艺系统，该系统的脱硝效率相比现有技术大幅提升。

为达到上述目的，本发明所述的适用于深度调峰的循环流化床锅炉氮氧化物脱除工艺系统包括炉膛，炉膛自下到上依次分为炉膛锥段及炉膛稀相区，炉膛锥段上设置有若干上二次风喷口、若干下二次风喷口及若干脱硝喷枪，其中，各脱硝喷枪、各上二次风喷口及各下二次风喷口位于炉膛锥段上的不同位置处；

脱硝喷枪的最低布置位置h2为：

h2＝(P-布风板阻力)/(ρgε)+hy    (1)

其中，P为风室的压力，ρ为床料密度，g为重力加速度，ε为床料孔隙率，hy为设计余量；

脱硝喷枪的最高布置位置h3为：

h3＝(v3+v5)/2*t+hy     (2)

其中，v3为A3水平面处烟气流速，v5为炉膛锥段上表面处的烟气流速，t为脱硝反应时间，hy为设计余量。

炉膛的顶部出口经炉膛出口烟道与分离器的入口相连通，分离器底部的粗颗粒出口与炉膛的入口相连通。

分离器底部的粗颗粒出口经立管、返料装置及返料斜管与炉膛的入口相连通。

炉膛的底部设置有风室。