阅读说明：本技术 一种构型自适应灵活清洁协同燃煤发电系统及运行方法 (Configuration self-adaptive flexible clean cooperative coal-fired power generation system and operation method ) 是由 刘明 严俊杰 刘继平 种道彤 邢秦安 于 2020-05-24 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种构型自适应灵活清洁协同燃煤发电系统及运行方法,该系统省煤器布置有给水调节阀组,通过给水调节阀组可以实现烟气、工质间换热流程的调整,可以根据负荷进行构型的自适应调整,改变烟气、工质间的换热流向,从而调节SCR脱硝装置的入口温度,实现SCR脱硝装置的全工况高效运行。本发明系统投资低,采用本发明的系统锅炉效率高、运行灵活性高。(The invention discloses a configuration self-adaptive flexible clean cooperative coal-fired power generation system and an operation method thereof.A coal economizer of the system is provided with a water supply regulating valve group, the adjustment of a heat exchange flow between flue gas and a working medium can be realized through the water supply regulating valve group, the configuration self-adaptive regulation can be carried out according to load, and the heat exchange flow direction between the flue gas and the working medium is changed, so that the inlet temperature of an SCR (selective catalytic reduction) denitration device is regulated, and the full-working-condition efficient operation of the SCR denitration device is realized. The system has low investment, and the boiler adopting the system has high efficiency and high operation flexibility.)

一种构型自适应灵活清洁协同燃煤发电系统及运行方法

技术领域

本发明属于燃煤发电领域，具体涉及一种构型自适应灵活清洁协同燃煤发电系统及运行方法。

背景技术

构建清洁“清洁低碳、安全高效”的能源体系是我国能源结构转型的发展方向。为此，近年来我国可再生能源规模化装机容量迅速发展，同时常规化石能源利用效率逐渐提高。但是，风能、太阳能发电的时变特性强烈，威胁着电网的运行安全。为此，亟待提高常规燃煤发电机组的运行灵活性，即提高燃煤发电机组的变负荷区间及变负荷速率。因此，燃煤发电机组呈现频繁深度变负荷的运行新特征。

然而，当机组低负荷运行时，燃煤机组的脱硝效率显著降低。其主要原因为，SCR脱硝催化剂有适宜的工作温度区间，但当机组降负荷运行时，SCR入口烟气温度下降，导致SCR脱硝装置难以运行于适宜的运行温度区间，导致脱硝效率下降。现有提高SCR入口烟气温度主要包括烟气旁路、省煤器分级布置、给水旁路等。但是烟气旁路技术改造工作量较大，并且锅炉效率显著下降；省煤器分级布置改造工作量大；给水旁路技术烟气温度调节性能有限，并且省煤器运行安全不易保证。

如何提高燃煤电站的全工况运行性能，提高燃煤电站的运行灵活性和运行效率、降低污染物排放是燃煤发电技术的迫切需求。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提出了一种构型自适应灵活清洁协同燃煤发电系统及运行方法，该系统可以根据负荷进行构型的自适应调整，改变烟气、工质间的换热流向，从而调节SCR脱硝装置的入口温度，实现SCR脱硝装置的全工况高效运行。本发明系统投资低，采用本发明的系统锅炉效率高、运行灵活性高。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种构型自适应灵活清洁协同燃煤发电系统，包括沿烟气流向依次布置在锅炉1烟道中的省煤器2和SCR脱硝装置4；所述省煤器2下部端口通过管路经二号给水调节阀32和一号给水调节阀31与锅炉给水入口相连，二号给水调节阀32与一号给水调节阀31之间通过管路经五号给水调节阀35与水冷壁给水入口相连；省煤器2上部端口通过管路经三号给水调节阀33与水冷壁给水入口相连，省煤器2上部端口通过管路经四号给水调节阀34和六号给水调节阀36与锅炉给水入口相连；锅炉给水入口还通过管路经七号给水调节阀37与水冷壁给水入口相连。

所述锅炉给水入口与汽轮机回热系统压力最高一级回热加热器出口连通。

所述一号给水调节阀31至七号给水调节阀37为自动调节阀。

所述的一种构型自适应灵活清洁协同燃煤发电系统的运行方法，通过调节一号给水调节阀31至七号给水调节阀37的调节阀组，从而改变省煤器2中烟气与给水的顺流和逆流关系,从而调节SCR脱硝装置4的入口烟气温度满足SCR脱硝装置4工作温度区间要求，具体调节方法为，测量SCR脱硝装置4的入口烟气温度：

1)若测量SCR脱硝装置4入口烟气温度高于其最高工作温度，首先关闭七号给水调节阀37，若SCR脱硝装置4入口烟气温度仍高于其最高工作温度，关闭四号给水调节阀34、五号给水调节阀35和六号给水调节阀36，打开一号给水调节阀31、二号给水调节阀32和三号给水调节阀33,使锅炉给水从省煤器2下部端口进入省煤器2然后从省煤器2上部端口流出进入水冷壁,此时省煤器2中的烟气与给水为逆流关系；

2)若测量SCR脱硝装置4入口烟气温度低于其最高工作温度，逐渐打开四号给水调节阀34、五号给水调节阀35和六号给水调节阀36，并逐渐关闭一号给水调节阀31和三号给水调节阀33,使锅炉给水从省煤器2上部端口进入省煤器2然后从省煤器2下部端口流出进入水冷壁,此时省煤器2中的烟气与给水为顺流关系；若SCR脱硝装置4入口烟气温度仍低于时其最低工作温度时，逐渐打开七号给水调节阀37，从而使给水经旁路直接进入水冷壁。

所述SCR脱硝装置4的工作温度区间为300℃～400℃。

调节一号给水调节阀31至七号给水调节阀37的调节阀组时，注意给水调节阀开关的联动，从而维持水压的稳定性。

该系统可以实现在机组运行不同负荷时的构型自调整、自适应，该运行方法可以维持脱硝装置的温度运行范围，同时保证省煤器运行的安全性。本发明可为频繁变负荷运行的燃煤机组提高运行灵活性并提高脱硝效率时采用。

和现有技术相比较，本发明具备如下优点：

(1)本发明可扩大SCR系统脱硝运行区间，可以实现全工况高效脱硝；

(2)本发明改造成本低，可以显著降低SCR全工况脱硝的改造成本；

(3)本发明可以降低调节过程中省煤器出口工质温度，保障省煤器的运行安全。

附图说明

图1为本发明系统构成示意图。

图2为案例燃煤发电机组采用本发明SCR入口烟气温度对比图。

图3为案例燃煤发电机组采用本发明省煤器出口工质温度对比图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，本发明一种构型自适应灵活清洁协同燃煤发电系统，包括沿烟气流向依次布置在锅炉1烟道中的省煤器2和SCR脱硝装置4；所述省煤器2下部端口通过管路经二号给水调节阀32和一号给水调节阀31与锅炉给水入口相连，二号给水调节阀32与一号给水调节阀31之间通过管路经五号给水调节阀35与水冷壁给水入口相连；省煤器2上部端口通过管路经三号给水调节阀33与水冷壁给水入口相连，省煤器2上部端口通过管路经四号给水调节阀34和六号给水调节阀36与锅炉给水入口相连；锅炉给水入口还通过管路经七号给水调节阀37与水冷壁给水入口相连。

作为本发明的优选实施方式，所述锅炉给水入口与汽轮机回热系统压力最高一级回热加热器出口连通,这样可以维持锅炉给水入口温度在适宜的温度范围内。

作为本发明的优选实施方式，所述一号给水调节阀31至七号给水调节阀37为自动调节阀,这样可以提高系统的调节性能。

本发明所述的一种构型自适应灵活清洁协同燃煤发电系统的运行方法，通过调节一号给水调节阀31至七号给水调节阀37的调节阀组，从而改变省煤器2中烟气与给水的顺流和逆流关系,从而调节SCR脱硝装置4的入口烟气温度满足SCR脱硝装置4工作温度区间要求，具体调节方法为，测量SCR脱硝装置4的入口烟气温度：

1)若测量SCR脱硝装置4入口烟气温度高于其最高工作温度，首先关闭七号给水调节阀37，若SCR脱硝装置4入口烟气温度仍高于其最高工作温度，关闭四号给水调节阀34、五号给水调节阀35和六号给水调节阀36，打开一号给水调节阀31、二号给水调节阀32和三号给水调节阀33,使锅炉给水从省煤器2下部端口进入省煤器2然后从省煤器2上部端口流出进入水冷壁,此时省煤器2中的烟气与给水为逆流关系；

2)若测量SCR脱硝装置4入口烟气温度低于其最高工作温度，逐渐打开四号给水调节阀34、五号给水调节阀35和六号给水调节阀36，并逐渐关闭一号给水调节阀31和三号给水调节阀33,使锅炉给水从省煤器2上部端口进入省煤器2然后从省煤器2下部端口流出进入水冷壁,此时省煤器2中的烟气与给水为顺流关系；若SCR脱硝装置4入口烟气温度仍低于时其最低工作温度时，逐渐打开七号给水调节阀37，从而使给水经旁路直接进入水冷壁。

所述SCR脱硝装置4的工作温度区间为300℃～400℃。

作为本发明的优选实施方式，调节一号给水调节阀31至七号给水调节阀37的调节阀组时，注意给水调节阀开关的联动，从而维持水压的稳定性。

本发明系统可以在机组运行于不同区间时切换系统构型，从而维持SCR入口烟气温度在SCR脱硝催化剂活性运行区间。如图2所示，采用本发明的系统及运行方法，在燃煤发电系统负荷率在0.5以下时，维持SCR入口烟气温度在300℃以上。本发明相比常规的烟气旁路、低温省煤器分级布置的改造费用低。如图3所示，本发明相比常规的给水旁路系统，省煤器出口工质温度低，可以保证省煤器的运行安全，案例机组在燃煤发电机组负荷率为0.3时，可以降低省煤器出口工质温度12℃。