[發明專利]一種適用于深度調峰的鍋爐低負荷穩燃脫硝系統及方法

在審

• 申請號: 202110354101.9
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN112879887A
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 陸續;吳慶龍;張向宇;張波;付康麗;向小鳳;徐宏杰
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: F22B1/22
• 分類號: F22B1/22;F22B31/00;F22B37/02;F23J7/00;F23J15/04;F23L7/00;C25B1/04
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陳翠蘭

1.一種適用于深度調峰的鍋爐低負荷穩燃脫硝系統，其特征在于，包括連接在鍋爐上的氨氣噴入裝置、電解水制氫裝置(13)、汽輪機(11)和發電機(12)，以及設置在鍋爐尾部煙道內的SCR反應器(10)；

所述的鍋爐采用空氣分級燃燒，爐膛側壁上自上而下依次設置有SOFA噴口(8)、氨氣噴口(7)、氫氣噴口(6)和低氮燃燒器(5)；所述的SOFA噴口(8)位于鍋爐爐膛燃盡區；所述的氨氣噴口(7)、氫氣噴口(6)和低氮燃燒器(5)位于鍋爐爐膛主燃區；

所述氨氣噴入裝置的氨氣出口分兩路管路，一路管路連接氨氣噴口(7)和另一路管路伸入鍋爐尾部煙道設置在SCR反應器(10)的入口處；

所述的電解水制氫裝置(13)的氫氣出口連接氫氣噴口(6)，氧氣出口連接SOFA噴口(8)；

所述的汽輪機(11)的輸入端高溫蒸汽由鍋爐提供，汽輪機(11)的動力輸出端連接發電機(12)輸入端，發電機(12)供電端分別與電解水制氫裝置(13)的電源端和外部電網連接。

2.根據權利要求1所述的一種適用于深度調峰的鍋爐低負荷穩燃脫硝系統，其特征在于，所述的氨氣噴入裝置包括液氨儲罐(1)。

3.根據權利要求2所述的一種適用于深度調峰的鍋爐低負荷穩燃脫硝系統，其特征在于，所述的液氨儲罐(1)的出口依次設置有給料泵(2)和計量裝置(3)，計量裝置(3)的輸出端作為氨氣出口。

4.根據權利要求1所述的一種適用于深度調峰的鍋爐低負荷穩燃脫硝系統，其特征在于，所述的兩路管路上分別設置有控制閥(4)。

5.根據權利要求1所述的一種適用于深度調峰的鍋爐低負荷穩燃脫硝系統，其特征在于，所述的電解水制氫裝置(13)采用質子交換膜電解槽。

6.根據權利要求1所述的一種適用于深度調峰的鍋爐低負荷穩燃脫硝系統，其特征在于，所述的汽輪機(11)的輸入端連接過熱器/再熱器(9)，過熱器/再熱器(9)設置在鍋爐爐頂水平煙道內。

7.一種適用于深度調峰的鍋爐低負荷穩燃脫硝方法，其特征在于，基于權利要求1-6任意一項所述的系統，包括，

當深度調峰所需負荷降低到鍋爐無法自穩定燃燒時，保持鍋爐在其最低穩燃負荷下運行，將發電機(12)多發電量用于電解水制氫裝置(13)電解水制取氫氣和氧氣；

將氫氣通過氫氣噴口(6)送入鍋爐爐內主燃區進行鍋爐穩燃，消耗主燃區內過剩的氧氣，并產生H⁺和OH^-自由基；

H⁺和OH^-自由基與通過氨氣噴口(7)噴入主燃區的氨氣協同，將煙氣中的部分NO_x還原為氮氣和水；

將氧氣通過SOFA噴口(8)送入鍋爐爐內燃盡區參與煤粉燃盡，并將主燃區噴入的過剩氨氣氧化；

將氨氣噴入SCR反應器(10)入口處，將煙氣中剩余的NO_x還原為氮氣和水，降低NO_x排放量至排放標準。

8.根據權利要求7所述的一種適用于深度調峰的鍋爐低負荷穩燃脫硝方法，其特征在于，將氫氣通過氫氣噴口(6)送入鍋爐爐內主燃區進行鍋爐穩燃，消耗主燃區內過剩的氧氣時，鍋爐主蒸汽壓力升高，給煤量采用PID控制方式，根據主蒸汽壓力與設定值之間的偏差進行自動調節。

9.根據權利要求7所述的一種適用于深度調峰的鍋爐低負荷穩燃脫硝方法，其特征在于，通過設置計量裝置(3)和控制閥(4)，用于控制送入鍋爐爐內主燃區和SCR反應器(10)入口處的氨氣量。