一种适应深度调峰的SCR脱硝系统及方法与流程

一种适应深度调峰的scr脱硝系统及方法
技术领域
1.本发明涉及燃煤机组深度调峰的技术领域，更具体地说，涉及一种适应深度调峰的scr脱硝系统及方法。


背景技术：

2.随着新型电力系统建设逐步推进，深度调峰运行已成为燃煤机组常态化运行方式，其中深度调峰是指受电网负荷峰谷差较大影响，使得发电机组超过基本调峰范围而进行调峰的一种运行方式。深度调峰运行会出现常态化低负荷运行，这对燃煤机组的scr脱硝系统适应性提出了更高的要求，其中scr(selective catalytic reduction)为选择性催化还原技术，scr脱硝技术广泛应用于烟气脱硝，具有装置结构简单、无二次污染、脱除效率高的优点。
3.然而，现有技术中的scr脱硝系统在燃煤机组常态化低负荷运行中，由于烟气温度较低而无法正常投运，同时深度调峰工况下烟气量过小，容易导致烟气在scr脱硝系统中分布的不均匀性增加，并且在深度调峰工况下运行氧量过高，导致scr脱硝系统入口氮氧化物浓度增加，进一步增加了脱硝系统的负担，影响实际脱硝效果。当燃用高灰分煤种时，scr脱硝系统催化剂层普遍存在严重的积灰现象，影响实际脱硝效果和装置安全性。
4.综上所述，如何提供一种在深度调峰运行下烟气脱硝效果好的scr脱硝系统及方法，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明的目的是提供一种适应深度调峰的scr脱硝系统及方法，该适应深度调峰的scr脱硝系统及方法可以在深度调峰运行下烟气脱硝效果好。
6.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
7.一种适应深度调峰的scr脱硝系统，设于锅炉和空预器之间，所述scr脱硝系统的烟道入口与所述锅炉的出口管路连接，所述scr脱硝系统的烟道出口与所述空预器管路连接，所述烟道入口设于所述烟道出口的下方，所述烟道入口和所述锅炉之间设有第一旁路烟道，所述烟道入口和所述烟道出口之间还设有第二旁路烟道和第三旁路烟道，所述第二旁路烟道和所述第三旁路烟道连通。
8.一种适应深度调峰的scr脱硝系统，所述第二旁路烟道和所述scr脱硝系统连通的两端分别设有第一插板和第二插板，所述第二旁路烟道内设有用于循环烟气的风机和用于调节烟量的第一挡板，所述第一挡板靠近所述第二插板设置。
9.一种适应深度调峰的scr脱硝系统，所述第三旁路烟道的输入端和所述空预器与所述烟道出口之间的管道连通，所述第三旁路烟道的输出端和所述第二旁路烟道连通，所述输入端设有第三插板和第二挡板，所述第二挡板和所述输入端之间设有加热器。
10.一种适应深度调峰的scr脱硝系统，所述scr脱硝系统内设有喷氨装置和催化剂装置，所述喷氨装置设于所述催化剂装置的底部。
11.一种适应深度调峰的scr脱硝系统，所述喷氨装置和所述第一挡板之间设有混合器和导流板，所述导流板设于所述混合器的上方。
12.一种适应深度调峰的scr脱硝系统，所述烟道入口和所述锅炉底部的出烟口之间设有疏灰装置，所述疏灰装置包括设于所述锅炉底部的第一灰斗和设于所述烟道入口底部的第二灰斗，所述第一灰斗和所述第二灰斗连通。
13.一种适应深度调峰的scr脱硝方法，用于scr脱硝系统的脱硝，所述scr脱硝系统包括如上所述的适应深度调峰的scr脱硝系统，
14.所述scr脱硝方法包括在深度调峰工况运行下scr脱硝系统入口烟气温度高于催化剂装置许用温度时的方法，方法步骤包括：
15.s1，打开所述第一插板和所述第二插板；
16.s2，打开所述第一挡板；
17.s3，开启所述风机。
18.一种适应深度调峰的scr脱硝方法，所述scr脱硝方法还包括在深度调峰工况运行下scr脱硝入口烟气温度低于催化剂装置许用温度时的方法，方法步骤包括：
19.s1，打开所述第一插板和所述第二插板；
20.s2，打开所述第一挡板；
21.s3，开启所述风机；
22.s4，连通所述第一旁路烟道。
23.一种适应深度调峰的scr脱硝方法，所述第三旁路烟道的输入端和所述空预器与所述烟道出口之间的管道连通，所述第三旁路烟道的输出端和所述第二旁路烟道连通，所述输入端设有第三插板和第二挡板，所述第二挡板和所述输入端之间设有加热器；
24.所述scr脱硝方法还包括在深度调峰工况运行，且燃煤机组负荷降低至无法维持稳燃状态下scr脱硝入口烟气温度低于催化剂装置许用温度时的方法，方法步骤包括：
25.s1，打开所述第一插板、所述第二插板和所述第三插板；
26.s2，打开所述第一挡板和所述第二挡板至预设位置，所述预设位置为当所述scr脱硝系统的入口烟气温度满足所述scr脱硝系统正常投运温度要求时的位置；
27.s3，开启所述风机和所述加热器。
28.一种适应深度调峰的scr脱硝方法，所述scr脱硝方法还包括在燃煤机组常态负荷工况运行时的方法，当燃煤机组处于常态负荷工况运行时，关闭所述第一旁路烟道、所述第二旁路烟道和所述第三旁路烟道。
29.相对于背景技术，本发明所提供的适应深度调峰的scr脱硝系统设于锅炉和空预器之间，scr脱硝系统的烟道入口与锅炉的出口管路连接，scr脱硝系统的烟道出口与空预器管路连接，烟道入口设于烟道出口的下方，烟道入口和锅炉之间设有第一旁路烟道，烟道入口和烟道出口之间还设有第二旁路烟道和第三旁路烟道，第二旁路烟道和第三旁路烟道连通。
30.通过在深度调峰工况运行下scr脱硝系统入口烟气温度高于催化剂许用温度时连通第二旁路烟道，在深度调峰工况运行且燃煤机组负荷降低至无法维持稳燃状态下，scr脱硝系统入口烟气温度低于催化剂许用温度时连通第三旁路烟道，通过在连通第二旁路烟道和第三旁路烟道时，合理的调整风机的出风量，改变循环烟气量，降低scr脱硝系统入口氮
氧化物浓度，同时提高烟气量，使烟气分布均匀，进而提高深度调峰工况下脱硝系统的脱硝效率。通过将烟道入口设于烟道出口的下方，并在烟道入口下方增设的疏灰装置，可以避免飞灰堆积到催化剂装置的表面，使烟气中的飞灰通过重力作用下落至疏灰装置进行处理。另外通过增加第三旁路烟道，可以提高燃煤机组的稳燃能力和scr脱硝系统的可靠性，保证燃煤机组在极低负荷安全运行。
31.本发明所提供的适应深度调峰的scr脱硝方法包括：在深度调峰工况运行下scr脱硝系统入口烟气温度高于催化剂许用温度时的方法、在深度调峰工况运行下scr脱硝入口烟气温度低于催化剂许用温度时的方法、在深度调峰工况运行且燃煤机组负荷降低至无法维持稳燃状态下scr脱硝入口烟气温度低于催化剂许用温度时的方法和在燃煤机组常态负荷工况运行时的方法。
32.通过在深度调峰工况运行下scr脱硝系统入口烟气温度高于催化剂许用温度时连通第二旁路烟道，在深度调峰工况运行下scr脱硝入口烟气温度低于催化剂许用温度时连通第一旁路烟道和第二旁路烟道，在深度调峰工况运行且燃煤机组负荷降低至无法维持稳燃状态下scr脱硝入口烟气温度低于催化剂许用温度时，连通第二旁路烟道和第三旁路烟道，在燃煤机组常态负荷工况运行时，关闭第一旁路烟道、第二旁路烟道和第三旁路烟道，这样能够根据烟气的实际情况适应性的调整scr脱硝系统，具有良好的实用性。
附图说明
33.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
34.图1为本发明所提供的适应深度调峰的scr脱硝系统的示意图。
35.其中：
36.1-锅炉、2-空预器、3-烟道入口、4-烟道出口、5-第一旁路烟道、6-第二旁路烟道、61-第一插板、62-第二插板、63-风机、64-第一挡板、7-第三旁路烟道、71-第三插板、72-第二挡板、73-加热器、8-喷氨装置、9-催化剂装置、10-混合器、11-导流板、12-疏灰装置、121-第一灰斗、122-第二灰斗。
具体实施方式
37.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
38.为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
39.本技术实施例提供的适应深度调峰的scr脱硝系统，设于锅炉1和空预器2之间，可参考说明书附图1，scr脱硝系统的烟道入口3与锅炉1的出口管路连接，scr脱硝系统的烟道出口4与空预器2管路连接，烟道入口3设于烟道出口4的下方，烟道入口3和锅炉1之间设有
第一旁路烟道5，烟道入口3和烟道出口4之间还设有第二旁路烟道6和第三旁路烟道7，第二旁路烟道6和第三旁路烟道7连通。
40.需要说明的是，空预器2是利用锅炉等装置的排烟热量来预热的换热器，能够降低锅炉1的排烟温度。锅炉1底部出口和scr脱硝系统的烟道入口3连通，当烟道入口3的烟气温度低于催化剂许用温度时，连通第一旁路烟道5，其中第一旁路烟道5的提温幅度是按照燃煤机组最低稳燃负荷设计的，第一旁路烟道5和锅炉1的顶部连通，由于从锅炉1顶部排出的烟气温度较高，和底部出口的烟气混合后能够提高烟气的温度，满足催化条件，提高脱硫效果；当从锅炉1出口流入烟道入口3的烟气量不足，且烟道入口3的烟气温度高于催化剂许用温度时，连通第二旁路烟道6，将已经脱硝处理后的烟气再次循环至烟道入口3，以提高提高烟气量，使烟气分布均匀，并且通过混合净化后的烟气降低流入烟道入口3的烟气温度；当从锅炉1出口流入烟道入口3的烟气量不足，烟道入口3的烟气温度低于催化剂许用温度，并且燃煤机组负荷降低至无法维持稳燃状态时，从锅炉1顶部排出的烟气温度也不能满足要求，此时连通第二旁路烟道6和第三旁路烟道7，第三旁路烟道7内部设有加热器73，流经加热器73加热后的烟气从第三旁路烟道7流入第二旁路烟道6，再由第二旁路烟道6流入烟道入口3，满足催化剂的温度需求。
41.在第二旁路烟道6内设有风机63，通过合理的调整风机63的出风量，改变循环烟气量，降低scr脱硝系统入口氮氧化物浓度，使烟气分布均匀，进而提高深度调峰工况下脱硝系统的脱硝效率。并且将烟道入口3设于烟道出口4的下方，同时在烟道入口3下方增设的疏灰装置12，可以避免飞灰堆积到催化剂装置9的表面，使烟气中的飞灰通过重力作用下落至疏灰装置12进行处理。第三旁路烟道7可以提高燃煤机组的稳燃能力和scr脱硝系统的可靠性，保证燃煤机组在极低负荷安全运行。
42.第二旁路烟道6和scr脱硝系统连通的两端分别设有第一插板61和第二插板62，第二旁路烟道6内设有用于循环烟气的风机63和用于调节烟量的第一挡板64，第一挡板64靠近第二插板62设置。第一插板61和第二插板62控制烟气能否通过第二旁路烟道6流入烟道入口3，通过第一挡板64能够调节在烟道出口4和空预器2之间管道内烟气流入第二旁路烟道6的流量。
43.第三旁路烟道7的输入端和空预器2与烟道出口4之间的管道连通，第三旁路烟道7的输出端和第二旁路烟道6连通，输入端设有第三插板71和第二挡板72，第二挡板72和输入端之间设有加热器73。第三插板71控制烟气能否通过第三旁路烟道7流入第二旁路烟道6，通过第二挡板72能够调节在烟道出口4和空预器2之间管道内烟气流入第三旁路烟道7的流量。当加热器73开启后，流经加热器73的烟气能够提高温度，需用说明的是，加热器73采用电加热的方式加热烟气，消耗机组的发电负荷，满足燃煤机组的稳燃状态，并且其输出的发电负荷不变，满足深度调峰时的发电负荷要求。
44.scr脱硝系统内设有喷氨装置8和催化剂装置9，喷氨装置8设于催化剂装置9的底部。喷氨装置8和催化剂装置9能够对流入scr脱硝系统的烟气进行脱硝处理。喷氨装置8和第一挡板64之间设有混合器10和导流板11，导流板11设于混合器10的上方。混合器10将从第一旁路烟道5、第二旁路烟道6和第三旁路烟道7流入烟道入口3的烟气进行充分混合。混合后的烟气自下而上通过导流板11均匀的流入scr脱硝系统与喷氨装置8喷入的氨气进行逆流充分混合后，流经催化剂进行脱硝处理。
45.烟道入口3和锅炉1底部的出烟口之间设有疏灰装置12，疏灰装置12包括设于锅炉1底部的第一灰斗121和设于烟道入口3底部的第二灰斗122，第一灰斗121和第二灰斗122连通。在混合器10下方的管路连通设置第二灰斗122，烟道入口3和在混合器10混合后的烟气，利用自身重力沉降至第二灰斗122，再经第一灰斗121和第二灰斗122之间的疏灰管路，流入第一灰斗121一并处理，避免飞灰堆积到催化剂装置表面。
46.本技术实施例提供的适应深度调峰的scr脱硝方法，用于scr脱硝系统的脱硝，scr脱硝系统包括如上所述的适应深度调峰的scr脱硝系统，scr脱硝方法包括在深度调峰工况运行下scr脱硝系统入口烟气温度高于催化剂装置许用温度时的方法，具体方法步骤包括：
47.s1，打开第一插板和第二插板；
48.s2，打开第一挡板；
49.s3，开启风机。
50.步骤1中打开第一插板和第二插板能够连通第二旁路烟道，步骤2中打开第一挡板能够控制流入第二旁路烟道的烟气量，步骤3中开启风机，能够加速旁路烟道的烟气循环。这样部分脱硝后的净烟气流经第二旁路烟道与scr烟道入口中的烟气汇合，以达到提升流经scr脱硝系统烟气流量的效果，并且降低流入scr烟道入口烟气的温度，经混合器混合均匀后，自下而上通过导流板均匀的流入scr脱硝系统，烟气与喷氨装置喷入的氨气进行逆流充分混合后，之后流经催化剂装置进行脱硝处理。
51.scr脱硝方法还包括在深度调峰工况运行下scr脱硝入口烟气温度低于催化剂装置许用温度时的方法，方法步骤包括：
52.s1，打开第一插板和第二插板；
53.s2，打开第一挡板；
54.s3，开启风机；
55.s4，连通第一旁路烟道。
56.与scr脱硝系统入口烟气温度高于催化剂装置许用温度时的方法相比，scr脱硝入口烟气温度低于催化剂装置许用温度时的方法，在连通第二旁路烟道的同时连通第一旁路烟道，第一旁路烟道和锅炉的顶部连通，锅炉顶部的烟气温度高，混合后能够提高流入scr烟道入口烟气的温度。需要说明的是，第一旁路烟道的提温幅度是按照燃煤机组最低稳燃负荷设计的，因此，锅炉实际负荷达到最低稳燃负荷，通过连通第一旁路烟道，可以保证烟气温度满足催化剂温度。
57.scr脱硝方法还包括在深度调峰工况运行，且燃煤机组负荷降低至无法维持稳燃状态下scr脱硝入口烟气温度低于催化剂装置许用温度时的方法，方法步骤包括：
58.s1，打开第一插板、第二插板和所述第三插板；
59.s2，打开第一挡板和所述第二挡板至预设位置，预设位置为当scr脱硝系统的入口烟气温度满足scr脱硝系统正常投运温度要求时的位置；
60.s3，开启风机和加热器。
61.与scr脱硝入口烟气温度低于催化剂装置许用温度时的方法相比，燃煤机组负荷降低至无法维持稳燃状态下，这样第一旁路烟道内的烟气温度无法维持稳定温度。需用说明的是，燃煤机组无法维持稳燃工况的原因是，机组当前的负荷低于其所能承受的最低稳燃负荷，为了维持燃煤机组的稳燃状态，可以提高机组的负荷，并且同时通过对加热器通
电，以消耗机组提高的负荷。这样满足燃煤机组稳燃状态的同时，其输出的发电负荷不变，满足深度调峰时的发电负荷要求。相当于通过电加热器消耗了燃煤机组自己发出来的电，进行烟气加热，此时锅炉负荷增加但是发电负荷不变，增加的负荷用于电加热器做功，虽然发电负荷不变但是实际负荷增加到了最低稳燃负荷以上，锅炉就可以保持稳燃状态了。因此，在连通第二旁路烟道的同时连通第三旁路烟道，由于第三旁路烟道内设有加热器，通过电加热器提高流经烟气的温度，进而能够提高流入scr烟道入口烟气的温度。scr脱硝方法还包括在燃煤机组常态负荷工况运行时的方法，当燃煤机组处于常态负荷工况运行时，关闭第一旁路烟道、第二旁路烟道和第三旁路烟道。流入scr烟道入口的烟气符合scr脱硝系统正常工作的状态，因此，无需连通旁路烟道。
62.需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另一个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
63.以上对本技术所提供的适应深度调峰的scr脱硝系统及方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以对本技术进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本技术权利要求的保护范围内。

技术特征：
1.一种适应深度调峰的scr脱硝系统，设于锅炉(1)和空预器(2)之间，其特征在于，所述scr脱硝系统的烟道入口(3)与所述锅炉(1)的出口管路连接，所述scr脱硝系统的烟道出口(4)与所述空预器(2)管路连接，所述烟道入口(3)设于所述烟道出口(4)的下方，所述烟道入口(3)和所述锅炉(1)之间设有第一旁路烟道(5)，所述烟道入口(3)和所述烟道出口(4)之间还设有第二旁路烟道(6)和第三旁路烟道(7)，所述第二旁路烟道(6)和所述第三旁路烟道(7)连通。2.根据权利要求1所述的适应深度调峰的scr脱硝系统，其特征在于，所述第二旁路烟道(6)和所述scr脱硝系统连通的两端分别设有第一插板(61)和第二插板(62)，所述第二旁路烟道(6)内设有用于循环烟气的风机(63)和用于调节烟量的第一挡板(64)，所述第一挡板(64)靠近所述第二插板(62)设置。3.根据权利要求1所述的适应深度调峰的scr脱硝系统，其特征在于，所述第三旁路烟道(7)的输入端和所述空预器(2)与所述烟道出口(4)之间的管道连通，所述第三旁路烟道(7)的输出端和所述第二旁路烟道(6)连通，所述输入端设有第三插板(71)和第二挡板(72)，所述第二挡板(72)和所述输入端之间设有加热器(73)。4.根据权利要求2所述的适应深度调峰的scr脱硝系统，其特征在于，所述scr脱硝系统内设有喷氨装置(8)和催化剂装置(9)，所述喷氨装置(8)设于所述催化剂装置(9)的底部。5.根据权利要求4所述的适应深度调峰的scr脱硝系统，其特征在于，所述喷氨装置(8)和所述第一挡板(64)之间设有混合器(10)和导流板(11)，所述导流板(11)设于所述混合器(10)的上方。6.根据权利要求1所述的适应深度调峰的scr脱硝系统，其特征在于，所述烟道入口(3)和所述锅炉(1)底部的出烟口之间设有疏灰装置(12)，所述疏灰装置(12)包括设于所述锅炉(1)底部的第一灰斗(121)和设于所述烟道入口(3)底部的第二灰斗(122)，所述第一灰斗(121)和所述第二灰斗(122)连通。7.一种适应深度调峰的scr脱硝方法，用于scr脱硝系统的脱硝，其特征在于，所述scr脱硝系统包括如权利要求2所述的适应深度调峰的scr脱硝系统，所述scr脱硝方法包括在深度调峰工况运行下scr脱硝系统入口烟气温度高于催化剂装置许用温度时的方法，方法步骤包括：s1，打开所述第一插板和所述第二插板；s2，打开所述第一挡板；s3，开启所述风机。8.根据权利要求7所述的适应深度调峰的scr脱硝方法，其特征在于，所述scr脱硝方法还包括在深度调峰工况运行下scr脱硝入口烟气温度低于催化剂装置许用温度时的方法，方法步骤包括：s1，打开所述第一插板和所述第二插板；s2，打开所述第一挡板；s3，开启所述风机；s4，连通所述第一旁路烟道。9.根据权利要求7所述的适应深度调峰的scr脱硝方法，其特征在于，所述第三旁路烟道(7)的输入端和所述空预器(2)与所述烟道出口(4)之间的管道连通，所述第三旁路烟道
(7)的输出端和所述第二旁路烟道(6)连通，所述输入端设有第三插板(71)和第二挡板(72)，所述第二挡板(72)和所述输入端之间设有加热器(73)；所述scr脱硝方法还包括在深度调峰工况运行，且燃煤机组负荷降低至无法维持稳燃状态下scr脱硝入口烟气温度低于催化剂装置许用温度时的方法，方法步骤包括：s1，打开所述第一插板、所述第二插板和所述第三插板；s2，打开所述第一挡板和所述第二挡板至预设位置，所述预设位置为当所述scr脱硝系统的入口烟气温度满足所述scr脱硝系统正常投运温度要求时的位置；s3，开启所述风机和所述加热器。10.根据权利要求7所述的适应深度调峰的scr脱硝方法，其特征在于，所述scr脱硝方法还包括在燃煤机组常态负荷工况运行时的方法，当燃煤机组处于常态负荷工况运行时，关闭所述第一旁路烟道、所述第二旁路烟道和所述第三旁路烟道。

技术总结
本申请公开了一种适应深度调峰的SCR脱硝系统及方法，SCR脱硝系统的烟道入口与锅炉的出口管路连接，SCR脱硝系统的烟道出口与空预器管路连接，烟道入口设于烟道出口的下方，烟道入口和锅炉之间设有第一旁路烟道，烟道入口和烟道出口之间还设有第二旁路烟道和第三旁路烟道，第二旁路烟道和第三旁路烟道连通。SCR脱硝方法包括：在深度调峰工况运行下SCR脱硝系统入口烟气温度高于催化剂许用温度时的方法、在深度调峰工况运行下SCR脱硝入口烟气温度低于催化剂许用温度时的方法、在深度调峰工况运行且燃煤机组负荷降低至无法维持稳燃状态下SCR脱硝入口烟气温度低于催化剂许用温度时的方法和在燃煤机组常态负荷工况运行时的方法。方法。方法。


技术研发人员：张鹏威 于鹏峰 郭栋 王晓霞 刘法志 陈广伟 戴礼 唐秀能 葛伟 胡志勇
受保护的技术使用者：华电电力科学研究院有限公司
技术研发日：2023.05.23
技术公布日：2023/9/14