[發(fā)明專利]采用SCR脫硝的燃煤發(fā)電機(jī)組空氣預(yù)熱器冷端溫度控制方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201710933028.4
• 申請日: 2017-10-10
• 公開（公告）號: CN107726917A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉建民;陳國慶;黃啟龍;李永生;蔡培;戴維葆
• 申請（專利權(quán)）人: 國電科學(xué)技術(shù)研究院;南京電力設(shè)備質(zhì)量性能檢驗(yàn)中心
• 主分類號: F28F27/00
• 分類號: F28F27/00;F23L15/02
• 代理公司: 南京匯盛專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙)32238
• 代理人: 張立榮,聶占濤

本發(fā)明公開了采用SCR脫硝的燃煤發(fā)電機(jī)組中空氣預(yù)熱器冷端溫度控制方法，該方法結(jié)合SCR脫硝系統(tǒng)導(dǎo)致煙氣酸露點(diǎn)的升高值以及SCR脫硝系統(tǒng)出口的硫酸氫銨的沉積溫度，計(jì)算空氣預(yù)熱器冷端綜合溫度。本發(fā)明兼顧考慮了空氣預(yù)熱器內(nèi)硫酸蒸汽的凝結(jié)和硫酸氫銨的沉積現(xiàn)象。選取的空氣預(yù)熱器冷端綜合溫度在保證煙氣中硫酸蒸汽在空氣預(yù)熱器冷端蓄熱片上不發(fā)生凝結(jié)的同時(shí)，確保了SCR脫硝系統(tǒng)逃逸氨與SO₃及硫酸蒸汽反應(yīng)形成的硫酸氫銨不在空氣預(yù)熱器熱端蓄熱片表面沉積。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于火力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及采用SCR脫硝的燃煤發(fā)電機(jī)組中空氣預(yù)熱器冷端綜合溫度的確定方法。

背景技術(shù)

空氣預(yù)熱器作為燃煤發(fā)電機(jī)組主要的輔助設(shè)備，是利用煙氣的熱量加熱燃料燃燒所需空氣的熱交換設(shè)備，為鍋爐尾部受熱面不可缺少的一部分。空氣預(yù)熱器因可回收煙氣中的熱量，降低排煙溫度，提高燃料和空氣的初始溫度，所以有利于強(qiáng)化燃料的著火和燃燒，提高鍋爐效率，同時(shí)，也為制粉系統(tǒng)提供溫度適宜的干燥介質(zhì)，有利于原煤的研磨與干燥。目前，我國燃煤電廠采用的空氣預(yù)熱器分為管式空氣預(yù)熱器和回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器，前者主要用于200MW及以下容量的鍋爐中，后者一般用于300MW及以上容量鍋爐和部分200MW鍋爐。由于空氣預(yù)熱器工作于煙氣和空氣冷熱交變區(qū)，運(yùn)行條件比較復(fù)雜，合理地選擇及控制空氣預(yù)熱器運(yùn)行參數(shù)對其安全穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。

空氣預(yù)熱器冷端綜合溫度是其運(yùn)行控制的關(guān)鍵參數(shù)之一，與其腐蝕與堵灰密切相關(guān)，定義為空氣預(yù)熱器進(jìn)口空氣溫度與出口煙氣溫度之和。當(dāng)冷端綜合溫度過低時(shí)，煙氣中的硫酸蒸汽會凝結(jié)在壁溫相對較低的冷端蓄熱片表面，導(dǎo)致冷端蓄熱片表面發(fā)生酸腐蝕，并由此導(dǎo)致積灰、堵塞問題的發(fā)生。當(dāng)冷端綜合溫度過高時(shí)，冷端酸凝結(jié)和腐蝕積灰的問題雖可得到有效控制，但過高的排煙溫度會導(dǎo)致排煙熱損失增加、鍋爐效率降低。

為了經(jīng)濟(jì)合理地控制空氣預(yù)熱器冷端綜合溫度，相關(guān)研究機(jī)構(gòu)和空氣預(yù)熱器廠家進(jìn)行了大量相關(guān)探索研究，提出將冷端蓄熱片更換為耐腐蝕的Corten鋼，并總結(jié)分析了多年的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，提出了空氣預(yù)熱器冷端綜合溫度控制導(dǎo)則。圖1、圖2是美國CE公司和API公司針對燃用煙煤機(jī)組給出的冷端綜合溫度控制曲線。圖3為國家經(jīng)濟(jì)貿(mào)易委員會(現(xiàn)國家發(fā)改委)2001年2月發(fā)布的中華人民共和國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器運(yùn)行維護(hù)規(guī)程》給出的空氣預(yù)熱器冷端綜合溫度最低推薦值與燃用煤質(zhì)含硫量之間的關(guān)系。在燃煤發(fā)電機(jī)組安裝SCR脫硝系統(tǒng)之前,空氣預(yù)熱器冷端采用耐腐蝕的Corten鋼，并嚴(yán)格按照推薦的冷端綜合溫度運(yùn)行，空氣預(yù)熱器腐蝕和堵塞的問題比較少見。

為了滿足國家日益要求嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)，“十二五”期間我國燃煤發(fā)電機(jī)組基本全部實(shí)施了脫硝改造，采用的主流技術(shù)為SCR煙氣脫硝技術(shù)，占整個(gè)煤電裝機(jī)總?cè)萘康?6％左右。SCR脫硝技術(shù)采用的催化劑不僅可以催化NH₃還原NOx，還對SO₂具有催化氧化的作用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，煙氣經(jīng)過SCR脫硝系統(tǒng)2層催化劑后，煙氣中1％左右的SO₂將被催化氧化為SO₃。實(shí)施超低排放后，脫硝一般都采用3層或4層催化劑，此情況下SO₂向SO₃轉(zhuǎn)化率在1～3％，甚至更高。煙氣中SO₃濃度的升高，使的硫酸蒸汽的分壓力提高，煙氣的酸露點(diǎn)一定會增高。而傳統(tǒng)基于煤質(zhì)硫份的酸露點(diǎn)計(jì)算公式為經(jīng)驗(yàn)型公式，僅考慮爐膛內(nèi)SO₃的生成，并未考慮SCR催化劑的催化氧化作用，因此，已不適用于采用SCR脫硝的燃煤發(fā)電機(jī)組酸露點(diǎn)計(jì)算。另外，由于酸露點(diǎn)升高，空氣預(yù)熱器冷端綜合溫度也應(yīng)該相應(yīng)提高，以往推薦的空氣預(yù)熱器冷端綜合溫度也沒有考慮SCR脫硝的影響，因此，其推薦的冷端綜合溫度控制方法亦不適用。