燃煤锅炉助脱硝装置

技术领域

本发明涉及锅炉技术领域，是一种燃煤锅炉助脱硝装置。

背景技术

燃用准东煤机组水平烟道位于锅炉出口，高负荷状态下，锅炉火焰中心上移，而且煤粉燃尽需要一定的过程，故水平烟道处烟温通常在1100-1200度左右，在保障锅炉热效率的同时，适当降低此处温度尤为关键，受结焦影响，锅炉过热器、再热器在负荷波动时易出现超温，通常手段为投用减温水，且减温水量大于30吨每小时，不利于机组换热管束使用寿命及影响热经济性，同时还存在水平烟道处容易结焦现象，严重时造成受热面水平截面堵死，局部超温造成爆管，停炉检修时，焦块大面积冷结、硬化，清理难度极大，对作业人员造成极大安全风险，清理工期较长，严重影响电厂经济运行。

准东煤中含有大量的碱金属（钠、钾），在烟气飞灰中碱金属随着固定碳的消耗，所占比分进一步放大，碱金属含量高的灰分熔融点会发生迁移，通常灰的熔融温度为1350度以上，而碱金属含量高时，900度左右就会发生熔融状态，熔融状态下的灰分粘性增强，对烟气中的灰分进一步捕捉就易造成大面积结焦，影响烟气、受热面间的换热，造成局部超温乃至爆管。

结焦是燃煤锅炉运行中容易出现的问题，它会破坏正常燃烧工况，减少锅炉出汽力，破坏正常水循环，造成爆管事故，严重时还会使炉膛出口堵塞而被迫停炉。锅炉炉膛结焦有很多原因，其中锅炉高负荷运行时，炉温升高，烟气流速加快，煤的灰粒呈熔融，煤粉在炉膛内燃烧不尽，灰粒到达水冷壁面和炉膛出口时，还不能够得到足够的冷却，从而就会造成结焦。当锅炉低负荷运行时，烟温过低，SCR脱硝催化剂活性太低，导致脱硝系统运行效率下降，氨逃逸率上升，长时间运行会使空预器堵塞。

发明内容

本发明提供了一种燃煤锅炉助脱硝装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有锅炉容易结焦存在锅炉低负荷运行时，烟温过低，导致脱硝系统运行效率下降，氨逃逸率上升，长时间运行会使空预器堵塞的问题。

本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种燃煤锅炉助脱硝装置，包括锅炉本体、水平烟道、过热器、SCR脱硝器、省煤器、竖直烟道和空气预热器，锅炉本体上部出口和竖直烟道上部进口之间固定连通有水平烟道，竖直烟道内上下间隔设有过热器、SCR脱硝器、省煤器和空气预热器，空气预热器的出口和锅炉本体的进风口固定连通，还包括防结焦烟道，对应SCR脱硝器和过热器之间位置的竖直烟道和水平烟道之间固定连通有防结焦烟道，防结焦烟道上设有相变蓄热罐，对应相变蓄热罐和水平烟道之间位置的防结焦烟道上设有第一调节阀门，对应相变蓄热罐和竖直烟道之间位置的防结焦烟道上设有第二调节阀门。

下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：

上述相变蓄热罐的材质可为合金类相变材质。

上述对应相变蓄热罐和第二调节阀门之间位置的防结焦烟道和空气预热器的出风口之间可固定连通有辅助烟道，辅助烟道上设有第三调节阀门。

上述对应第一调节阀门和相变蓄热罐之间位置的防结焦烟道上可设有第一检修阀门，对应辅助烟道和相变蓄热罐之间位置的防结焦烟道上设有第二检修阀门。

上述相变蓄热罐的进水口可固定连通有给水管，相变蓄热罐的出水口和锅炉本体的进水口之间固定连通有出水管。

上述还可包括烟囱，竖直烟道的出口和烟囱的进口之间沿烟气流动方向依次固定连通有除尘器和脱硫器。

本发明结构合理而紧凑，施工方便，当锅炉低负荷运行造成烟温偏低时，通过控制第一调节阀门和第二调节阀门将相变蓄热罐贮藏的热量释放出来，可以提高烟气温度，达到SCR脱销器的反应温度，保障脱硝效率达到最佳，降低运行成本的同时达到环保要求。

附图说明

附图1为本发明的结构示意图。

附图中的编码分别为：1为锅炉本体，2为水平烟道，3为过热器，4为SCR脱硝器，5为省煤器，6为竖直烟道，7为空气预热器，8为防结焦烟道，9为相变蓄热罐，10为第一调节阀门，11为第二调节阀门，12为辅助烟道，13为第三调节阀门，14为第一检修阀门，15为第二检修阀门，16为给水管，17为出水管，18为烟囱，19为除尘器，20为脱硫器。

具体实施方式

本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：

如附图1所示，该燃煤锅炉助脱硝装置包括锅炉本体1、水平烟道2、过热器3、SCR脱硝器4、省煤器5、竖直烟道6和空气预热器7，锅炉本体1上部出口和竖直烟道6上部进口之间固定连通有水平烟道2，竖直烟道6内上下间隔设有过热器3、SCR脱硝器4、省煤器5和空气预热器7，空气预热器7的出口和锅炉本体1的进风口固定连通，还包括防结焦烟道8，对应SCR脱硝器4和过热器3之间位置的竖直烟道6和水平烟道2之间固定连通有防结焦烟道8，防结焦烟道8上设有相变蓄热罐9，对应相变蓄热罐9和水平烟道2之间位置的防结焦烟道8上设有第一调节阀门10，对应相变蓄热罐9和竖直烟道6之间位置的防结焦烟道8上设有第二调节阀门11。根据需求，第一调节阀门10和第二调节阀门11均为现有公知的电动调节阀门或者气动调节阀门，第一调节阀门10和第二调节阀门11控制及操作可通过锅炉本体1的DCS控制系统进行，相变蓄热罐9和第一调节阀门10之间的防结焦烟道8内、相变蓄热罐9内均可布置温度传感器并与锅炉本体1的DCS控制系统连接，监测防结焦烟道8内温度和相变蓄热罐9内温度用于辅助调节第一调节阀门10和第二调节阀门11，空气预热器7的出口和锅炉本体1的一次进风口固定连通。锅炉本体1低负荷状态下运行时，烟温偏低，使得SCR脱销器内的温度低于300度，而SCR脱销器内催化剂的活性温度介于280-350摄氏度之间，300度是SCR脱销器的保护温度，低于300度时，易造成SCR脱销器催化剂中毒，增大运行成本，造成经济损失及环保指标超标，当锅炉低负荷运行造成烟温偏低时，通过控制第一调节阀门10和第二调节阀门11将相变蓄热罐9贮藏的热量释放出来，可以提高烟气温度，达到SCR脱销器的反应温度，保障脱硝效率达到最佳，降低运行成本的同时达到环保要求。本发明结构合理而紧凑，施工方便，具有安全、省力、简便、高效的特点。

可根据实际需要，对上述燃煤锅炉助脱硝装置作进一步优化或/和改进：

如附图1所示，相变蓄热罐9的材质为合金类相变材质。根据需求，合金类相变材料为现有公知技术，如申请号为CN201610680970.X，名称为一种锅炉用相变储热合金材料及其制备方法中的相变储热合金材料。相变材料具有熔化潜热高，使其在相变中能贮藏或放出较多的热量；方便布置、不影响承重；相变过程可逆性好、膨胀收缩性小、过冷或过热现象少；能满足需要控制的特定温度；相变材料无毒，无腐蚀性，成本低，制造方便，可以在高负荷条件下，控制锅炉炉膛出口烟温，吸收烟气中的多余热量，让烟温保持在最佳温度内，防止水平烟道2内形成结焦层。

如附图1所示，对应相变蓄热罐9和第二调节阀门11之间位置的防结焦烟道8和空气预热器7的出风口之间固定连通有辅助烟道12，辅助烟道12上设有第三调节阀门13。根据需求，辅助烟道12的出口端和空气预热器7的热一次风的出口固定连通，第三调节阀门13为现有公知的电动调节阀门或者气动调节阀门，第三调节阀门13控制及操作可通过锅炉本体1的DCS控制系统进行。在使用过程中，当空气预热器7在锅炉本体1低负荷运行出现出力不够时，通过调节第三调节阀门13和第二调节阀门11，使得辅助烟道12内通入高温烟气，有助于煤粉干燥，降低着火难度，对低负荷状态下的锅炉本体1稳燃提供帮助，适应当前超低负荷稳燃改造，避免出现磨煤机堵磨、粉管堵塞现象，相对于现有通过风道燃烧器（燃油）提升热一次风的方式，无需额外使用燃料，既降低了成本，也能避免发生风量匹配较大时易造成脱火，油料燃尽率低时也容易造成油料与风道内堆积，甚至发生燃烧、烧损风道的现象。

如附图1所示，对应第一调节阀门10和相变蓄热罐9之间位置的防结焦烟道8上设有第一检修阀门14，对应辅助烟道12和相变蓄热罐9之间位置的防结焦烟道8上设有第二检修阀门15。在使用过程中，通过设置第一检修阀门14和第二检修阀门15，便于对相变蓄热罐9进行维护，降低维护风险。

如附图1所示，相变蓄热罐9的进水口固定连通有给水管16，相变蓄热罐9的出水口和锅炉本体1的进水口之间固定连通有出水管17。在使用过程中，通过这样的设置，使得可以控制相变蓄热罐9的温度，避免相变蓄热罐9超温，同时能提升锅炉本体1给水温度，便于低负荷稳燃。

如附图1所示，还包括烟囱18，竖直烟道6的出口和烟囱18的进口之间沿烟气流动方向依次固定连通有除尘器19和脱硫器20。根据需求，除尘器19和脱硫器20均为现有公知技术。在使用过程中，通过这样的设置，能够进一步降低锅炉本体1燃烧准东煤后的烟气排放指标，降低烟气对环境的影响。

以上技术特征构成了本发明的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。