一种用于机组低负荷运行的多汽源给水温度控制系统及方法与流程

本发明涉及一种火电机组给水加热系统，尤其涉及一种用于机组低负荷运行的多汽源给水温度控制系统及方法。

背景技术：

随着电力工业的迅猛发展，火电行业的能源消耗也越来越大。据统计，仅因化石能源的消耗，全世界每年排放二氧化碳的量高达320亿t，二氧化硫1.2亿t，氮氧化物1亿t。我国火电行业氮氧化物、二氧化碳和粉尘的工业排放量也逐年增加，由此导致环境逐渐恶化，雾霾和酸雨等现象频发。

为了解决环境污染问题，近几十年来，我国大力发展清洁能源发电，现清洁能源发电占总发电量的比重逐年上升。此外，我国还关停了近9000万kw的小容量机组，目前60万kw及以上容量的火电机组占整个电力系统的比重已超过了三分之一。由于清洁能源发电的发展，电网峰谷差已高达50％，火电机组参与调峰也越来越频繁。但是参与调峰也有一定的问题，机组低负荷运行时效率会降低，煤耗会增加。例如，一个新建的1000mw机组，50％负荷下的供电煤耗比满负荷时增加约20g/kwh。除了耗能之外，低负荷运行也会导致炉内燃烧不稳定，引起了烟气温度和粉尘浓度等参数的大幅变化，严重影响了一些电厂设备，尤其是脱硝设备的工作效率。

目前我国燃煤火电机组脱硝普遍采用选择性催化还原法(scr)。它没有副产物，不形成二次污染，装置结构简单，并且脱除效率高(可达90％以上)，运行可靠，便于维护，也是目前脱硝应用最多的技术。选择性催化还原法(scr)脱硝技术是指在催化剂的作用下，还原剂与烟气中的氮氧化物反应生成无害的氮和水，从而去除烟气中的nox。选择性是指还原剂nh3和烟气中的nox发生还原反应，而不与烟气中的氧气发生反应。为保证脱硝的效果，要求烟气的温度在一定范围之内，烟气温度过高，则催化剂易烧结、丧失活性；烟气温度过低，则反应速度下降、影响脱硝效果。在实际工程中，scr装置安装在省煤器之后、空气预热器之前，以满足脱硝所要求的烟气温度。一般要求脱硝装置入口烟气屋内的300℃-450℃之间。

当机组处于低负荷运行时，设计工况下省煤器出口烟温可以使scr反应器运行，但是烟温接近下限，此时脱硝效率低，氨逃逸率过高，容易造成空气预热器堵灰，污染大气，同时影响scr反应器寿命。因此，建立低负荷下的给水加热系统，对于提高机组深度调峰能力、降低调峰时环保成本、保护环境等具有重要意义。

技术实现要素：

为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种用于机组低负荷运行的多汽源给水温度控制系统及方法，可使低负荷工况下的给水温度提高，令省煤器出口烟温达到scr脱硝装置的要求，稳定脱硝效果；另外，通过温度监测调控主蒸汽的使用量，减少了主蒸汽流量的浪费，提升电厂经济性。

本发明的技术方案如下：

技术方案一：

一种用于机组低负荷运行的多汽源给水温度控制系统，包括锅炉、scr反应器、主蒸汽管道、给水管道、汽轮机高压缸、喷射器和加热器；所述scr反应器通过烟道与所述锅炉连接，且所述烟道的入口处设置有温度监测器；所述喷射器的动力蒸汽入口与主蒸汽管道相连，出口与所述加热器相连，所述喷射器的动力蒸汽入口与所述主蒸汽管道之间的管道上设置有蒸汽调节阀和第一蒸汽隔离阀，所述喷射器出口与加热器之间的管道上设置有第二蒸汽隔离阀；所述加热器设置在所述给水管道上。

进一步的，还包括引射管道，所述引射管道上设置有汽轮机中压缸，所述汽轮机中压缸排汽联通管引出一路与所述喷射器的低压蒸汽入口相连，且所述汽轮机中压缸和所述喷射器之间的管路上设置有第三蒸汽隔离阀。

技术方案二：

一种用于机组低负荷运行的多汽源给水温度控制方法，通过技术方案一中的所述的一种用于机组低负荷运行的多汽源给水温度控制系统实现，包括以下步骤：

通过温度监测器监测scr反应的入口烟气温度，当省煤器出口烟温满足脱硝要求时，关闭所述蒸汽调节阀、第一蒸汽隔离阀、第二蒸汽隔离阀和第三蒸汽隔离阀，使喷射器不参与运行；

当机组负荷下降，省煤器出口烟温小于脱硝要求的温度时，打开蒸汽调节阀、第一蒸汽隔离阀、第二蒸汽隔离阀和第三蒸汽隔离阀，并调节蒸汽调节阀的阀门开度至k1，使所述喷射器参与运行，蒸汽经喷射器出口喷出至所述加热器，蒸汽经加热器加热后进入给水管道，提高给水温度，直到省煤器出口烟温大于等于脱硝要求的温度；

当机组负荷大幅下降，省煤器出口烟温远小于脱硝要求的温度时，打开蒸汽调节阀、第一蒸汽隔离阀、第二蒸汽隔离阀和第三蒸汽隔离阀，并调节蒸汽调节阀的阀门开度至k2，增加所述喷射器入口处的动力蒸汽流量，提高喷射器出口的蒸汽压力，大幅提高给水温度，直到省煤器出口烟温大于等于脱硝要求的温度；

其中，所述k2大于k1。

本发明具有如下有益效果：

1、本发明是一种用于机组低负荷运行的多汽源给水温度控制系统，设置了温度监测器监测scr反应的入口烟气温度，保证低负荷时scr脱硝效率，最小限度的使用主蒸汽，节约了高品质蒸汽使用用量；当给水温度下降时，通过喷射器和加热器提高给水温度，进一步提高scr反应器入口的烟气温度，以满足scr脱硝反应需求，达到机组低负荷运行的环保指标。

2、本发明是一种用于机组低负荷运行的多汽源给水温度控制系统，喷射器结构简单，对于热负荷或者电负荷的适应性强，无运动部件，运行稳定可靠。

3、本发明是一种用于机组低负荷运行的多汽源给水温度控制系统，利用主蒸汽引射汽轮机中压缸排汽，相比于其他汽源，主蒸汽有充分的压力余量，换热饱和温度高；中排可用抽汽量大，抽汽后不影响机组安全运行，系统投运后机组可调负荷更低。

4、本发明是一种用于机组低负荷运行的多汽源给水温度控制系统，通过外接蒸汽喷射器的方式，利用主蒸汽引射汽轮机中压缸排汽，无需改造主机，对原有主机系统影响小，改造供期灵活。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图中附图标记为：

1、锅炉；2、scr反应器；3、汽轮机高压缸；4、汽轮机中压缸；5、汽轮机低压缸；6、喷射器；7、加热器；8、温度监测器；9、蒸汽调节阀；10、第一蒸汽隔离阀；11、第三蒸汽隔离阀；12、第二蒸汽隔离阀；13、主蒸汽管道；14、引射管道；15、给水管道。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例来对本发明进行详细的说明。

实施例一：

参见图1，一种用于机组低负荷运行的多汽源给水温度控制系统，包括锅炉1、scr反应器2、主蒸汽管道、给水管道、汽轮机高压缸3、喷射器6和加热器7；所述scr反应器2通过烟道与所述锅炉1连接，且所述烟道的入口处设置有温度监测器8；所述喷射器6的动力蒸汽入口与主蒸汽管道相连，出口与所述加热器7相连，所述喷射器6的动力蒸汽入口与所述主蒸汽管道之间的管道上设置有蒸汽调节阀9和第一蒸汽隔离阀10，所述喷射器6出口与加热器7之间的管道上设置有第二蒸汽隔离阀12；所述加热器7设置在所述给水管道上。

进一步的，还包括引射管道，所述引射管道上设置有汽轮机中压缸4，所述汽轮机中压缸4排汽联通管引出一路与所述喷射器6的低压蒸汽入口相连，且所述汽轮机中压缸4和所述喷射器6之间的管路上设置有第三蒸汽隔离阀11。

本实施例通过外接蒸汽喷射器的方式，利用主蒸汽引射汽轮机中压缸排汽，无需改造主机，对原有主机系统影响小，改造供期灵活；设置了温度监测器8监测scr反应的入口烟气温度，保证低负荷时scr脱硝效率，最小限度的使用主蒸汽，节约了高品质蒸汽使用用量；当给水温度下降时，通过喷射器6和加热器7提高给水温度，进一步提高scr反应器2入口的烟气温度，以满足scr脱硝反应需求，达到机组低负荷运行的环保指标。同时，利用主蒸汽引射汽轮机中压缸4排汽，相比于其他汽源，主蒸汽有充分的压力余量，换热饱和温度高；中排可用抽汽量大，抽汽后不影响机组安全运行，系统投运后机组可调负荷更低。

实施例二：

一种用于机组低负荷运行的多汽源给水温度控制方法，通过实施例一中所述的一种用于机组低负荷运行的多汽源给水温度控制系统实现，包括以下步骤：

通过温度监测器8监测scr反应的入口烟气温度，当省煤器出口烟温满足脱硝要求时，关闭所述蒸汽调节阀9、第一蒸汽隔离阀10、第二蒸汽隔离阀12和第三蒸汽隔离阀11，使喷射器6不参与运行；

当机组负荷下降，省煤器出口烟温小于脱硝要求的温度时，打开蒸汽调节阀9、第一蒸汽隔离阀10、第二蒸汽隔离阀12和第三蒸汽隔离阀11，并调节蒸汽调节阀9的阀门开度至k1，使所述喷射器6参与运行，蒸汽经喷射器6出口喷出至所述加热器7，蒸汽经加热器7加热后进入给水管道，提高给水温度，直到省煤器出口烟温大于等于脱硝要求的温度；

当机组负荷大幅下降，省煤器出口烟温远小于脱硝要求的温度时，打开蒸汽调节阀9、第一蒸汽隔离阀10、第二蒸汽隔离阀12和第三蒸汽隔离阀11，并调节蒸汽调节阀9的阀门开度至k2，增加所述喷射器6入口处的动力蒸汽流量，提高喷射器6出口的蒸汽压力，大幅提高给水温度，直到省煤器出口烟温大于等于脱硝要求的温度，降低电厂污染排放量

其中，所述k2大于k1。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

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