[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

本發明一種適用于深度調峰的鍋爐低負荷穩燃脫硝系統及方法，系統包括連接在鍋爐上的氨氣噴入裝置、電解水制氫裝置、汽輪機和發電機，以及設在鍋爐尾部煙道內的SCR反應器；鍋爐爐膛側壁上自上而下依次設有SOFA噴口、氨氣噴口、氫氣噴口和低氮燃燒器；SOFA噴口位于鍋爐爐膛燃盡區；氨氣噴口、氫氣噴口和低氮燃燒器位于鍋爐爐膛主燃區；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和另一路管路伸入鍋爐尾部煙道設置在SCR反應器的入口處；電解水制氫裝置的氫氣出口連接氫氣噴口，氧氣出口連接SOFA噴口；汽輪機的輸入端高溫蒸汽由鍋爐提供，汽輪機的動力輸出端連接發電機輸入端，發電機供電端分別與電解水制氫裝置的電源端和外部電網連接。

技術領域

本發明涉及燃煤電廠深度調峰鍋爐技術領域，具體為一種適用于深度調峰的鍋爐低負荷穩燃脫硝系統及方法。

背景技術

通常在電力系統中各個電廠的需求電負荷是在不斷發生變化的，為了維持有功功率平衡，保持系統頻率穩定，就需要發電部門相應改變發電機的發電量以適應用電負荷的變化。當火電機組深度調峰時，鍋爐總煤量逐步降低，爐膛溫度逐步下降，燃燒逐漸惡化。當達到一定的穩燃負荷臨界點時，鍋爐必須采取相適應的措施穩定燃燒。

而且，隨著電網裝機容量的快速增加，電力供需不匹配問題日益嚴峻，居民用電量遠小于供電量的現象頻繁發生，使得電廠燃煤機組時常處于深度調峰低負荷運行狀態。在深度調峰期間機組長期處于低負荷運行，由于此時一次風煤比過大，燃燒初期氧量較高，導致煤粉燃燒產生的NO_x質量濃度升高難以達到目前的排放標準，且存在低負荷穩燃問題，降低了火電機組深度調峰能力。此外，隨著新能源發電技術的不斷發展，燃煤機組的上網空間被大規模占據。加之風能等新能源具有波動性大、穩定性差等反調峰特性，進一步給燃煤機組調峰過程帶來了巨大的挑戰和限制。因此，燃煤機組需要具有深度調峰下低負荷運行的能力，而燃煤機組低負荷穩定運行的關鍵是保證燃燒穩定，也就是燃燒器能夠在低負荷下穩燃，但目前的燃煤機組難以實現較低負荷下的穩燃。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明提供一種適用于深度調峰的鍋爐低負荷穩燃脫硝系統及方法，設計合理，簡單高效，穩定可行。

本發明是通過以下技術方案來實現：

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

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、氨氣噴口、氫氣噴口和低氮燃燒器；所述的SOFA噴口位于鍋爐爐膛燃盡區；所述的氨氣噴口、氫氣噴口和低氮燃燒器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和另一路管路伸入鍋爐尾部煙道設置在SCR反應器的入口處；

所述的電解水制氫裝置的氫氣出口連接氫氣噴口，氧氣出口連接SOFA噴口；

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

進一步的，所述的氨氣噴入裝置包括液氨儲罐。

更進一步的，所述的液氨儲罐的出口依次設置有給料泵和計量裝置，計量裝置的輸出端作為氨氣出口。

進一步的，所述的兩路管路上分別設置有控制閥。

進一步的，所述的電解水制氫裝置采用質子交換膜電解槽。

進一步的，所述的汽輪機的輸入端連接過熱器/再熱器，過熱器/再熱器設置在鍋爐爐頂水平煙道內。

一種適用于深度調峰的鍋爐低負荷穩燃脫硝方法，包括，