超洁净经济节能锅炉联合系统的制作方法

本发明涉及环保设备领域，更具体涉及可以在燃煤、燃油等各类锅炉和余热利用锅炉使用的一种超洁净经济节能锅炉联合系统。

背景技术：

2019年年初电厂用煤价格约在800多元每吨，平均每度电的燃料成本在0.27元左右。上网电价在0.39元左右(不同的省份上网电价不同)。劣质煤的价格要低的多，如褐煤的价格大约在100多元每吨，目前大多数锅炉不能直接使用褐煤等低成本煤降低电厂燃煤成本。

目前燃煤发电机组工作时产生nox和so2，对大气存在严重的污染。目前锅炉脱硫技术有湿法脱硫技术、干法脱硫技术、半干法脱硫技术脱硫剂主要是caco3等；脱硝主流技术有sncr、scr以及sncr和scr联合技术，以及其他锅炉脱硝技术，使用的脱硝剂有尿素、氨水、液氨、碳酸氢铵等。

30万、60万千瓦等大机组基本上使用的时scr脱硝技术，60万机组正常使用时催化剂对锅炉引风机功率增加在1000千瓦左右。尿素热解使用电加热大约功率在1000千瓦左右。加上尿素溶解时需要蒸汽加热,需要使用的能量更多。

目前的脱硝技术使用时生成硫酸氢氨，在空预器处形成类黄油状物体堵塞空预器，造成锅炉引风机风阻增加能耗增加。催化剂失效后属于危废品，对环境污染大。目前的脱硝技术在使用时脱硝还原剂的尿素每吨大约在1800元，碳酸氢铵每吨大约在500元。

目前燃煤成本居高不下的情况下，电厂机组处于低负荷运行煤耗高，如何在符合环保要求条件下提高发电厂的经济效益，是一个关系到电厂生存的严重问题。目前褐煤等低成本煤，经过改造后在目前的煤粉炉上使用可以降低锅炉燃煤成本30％。但褐煤容易自燃，一般自然存放期在两个月左右，容易自燃，常态下保存比较麻烦，常规锅炉经过改造的锅炉才能使用褐煤。

水煤浆制备不出现褐煤等低成本煤的制备时的燃烧现象可以长时间存放，水煤浆燃烧系统在工作时产生的硝含量低,可以降低锅炉的脱硝成本。

由于使用水煤浆对锅炉进行改造，锅炉烟气中的水蒸气含量增加，烟气带走的热量多，锅炉的热效率要比燃煤锅炉的低。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供了一种超洁净经济节能锅炉联合系统。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：在燃煤、燃油等各类锅炉和余热利用锅炉使用一种超洁净经济节能锅炉联合系统，包括水煤浆系统，低成本煤煤粉系统、目前锅炉煤粉系统、炉内燃烧系统和炉内脱硝系统、测量系统、控制系统。所述的煤场连接水煤浆系统、低成本煤煤粉系统、锅炉设计煤种煤粉系统，所述的水煤浆系统、低成本煤煤粉系统、锅炉设计煤种煤粉系统连接炉内燃烧系统，所述的低成本煤煤粉系统、锅炉设计煤种煤粉系统连接空预器，所述的水煤浆系统连接蒸汽切换分系统，所述的蒸汽切分换系统连接来自锅炉的蒸汽分系统、来自锅炉余热的蒸汽分系统，所述的蒸汽切换分系统连接脱硝蒸汽切换混合分系统，所述的脱硝蒸汽切换混合分系统连接脱硝剂加热分系统和脱硝剂溶解储存提供分系统，所述的脱硝蒸汽切换混合分系统连接脱硝混合分配分系统，所述的脱硝混合分配分系统连接scr脱硝反应器，所述的脱硝混合分配分系统连接大屏处脱硝喷枪(管网)、燃烧器附近喷枪(管网)、燃烧器上喷枪(管网)。

进一步的所述的水煤浆系统包括煤场输煤的存煤设施，输煤系统，水煤浆制备系统，水煤浆储存系统，水煤浆输送分系统和炉内燃烧分系统。

进一步的所述的低成本煤系统包括煤场输煤的存煤设施，输煤系统，磨煤系统，存煤粉仓、煤粉输送管道，燃烧器等。

进一步的所述的水煤浆蒸汽切换系统可以对水煤浆加热蒸汽进行切换，可以将加热水煤浆的蒸汽切换到利用烟道和锅炉余热分系统或来自锅炉的蒸汽等，将水煤浆加热到需要的不同温度和压力，根据锅炉炉膛内温度情况喷入炉膛燃烧。利用水煤浆的燃烧特性降低锅炉硝产生量。

进一步的所述的水煤浆系统的蒸汽切换系统将水蒸气分配到脱硝剂加热系统、脱硝剂及蒸汽混合系统提供、脱硝剂混合分配系统。

进一步的所述的脱硝剂混合器蒸汽来源可以来自锅炉余热利用系统，也可以来自锅炉的蒸汽，通过蒸汽切换系统等进行切换把来源不同蒸汽输入脱硝系统。

进一步的所述脱硝系统包括燃烧器处脱硝和大屏处脱硝，scr脱硝。

进一步的所述利用锅炉余热蒸发水分系统设置有换热器，所述换热器与烟道内的烟气和锅炉内的烟气换热或其他余热。

进一步的所述的换热器根据需要放置在烟道、锅炉内部或紧贴烟道、锅炉外部。

进一步的所述的烟道、锅炉内部的换热器设置有吹灰装置。

进一步的所述吹灰装置为声波吹灰装置或蒸汽吹灰装置或震动除灰装置。

进一步的所述大屏过热器附近的脱硝喷管和喷枪采用炉内、外均匀分布，保证脱硝混合气体能和烟气中的nox充分混合反应。

进一步的所述的燃烧器处脱硝喷枪在燃烧器上或附近进行分布。

进一步的所述的低成本煤磨粉系统适应不同煤种的磨煤需要温度，低成本煤种磨粉系统通过对原来的磨煤系统改造或新加。

进一步的所述的炉内燃烧系统包括水煤浆燃烧器，低成本煤燃烧系统，和设计煤种燃烧系统。以上燃烧器根据煤种不同进行分别布置或切换，确保锅炉煤种经济参配燃烧。

进一步的所述的水煤浆燃烧器燃烧时产生的低(有报道nox在44毫克左右每立方米)。通过水煤浆燃烧器的布置降低锅炉燃烧器的火焰温度降低锅炉燃烧时产生的nox产生量。通过来自锅炉余热产生的水蒸气或锅炉的水蒸气在锅炉燃烧器附件的布置对火焰区喷入高温水蒸气降低nox产生量并进行脱硝，降低锅炉的nox产生量得到国家超低排放标准，scr区域备用脱硝催化剂，根据锅炉需要确定是否使用scr脱硝。

进一步的所述的测量系统包括所有装置的测量系统，所述测量系统连接有dcs集中控制系统。

进一步的所述的控制系统还包括阀门、泵执行机构，所述阀门、泵执行机构和电机或气动原件相连。

综上所述，本发明将目前的锅炉脱硝效率提高，降低锅炉脱硝能耗，降低锅炉燃煤成本，提高发电企业效益，降低对环境的污染。

附图说明

图1为本发明超洁净经济节能锅炉联合系统的系统框图。

具体实施方式

参照图1对本发明一种超洁净节能锅炉联合系统的实施例作进一步说明。

所述的超洁净经济节能锅炉联合系统，包括煤场9、水煤浆系统8、低成本煤煤粉系统7、锅炉原设计煤种煤粉系统6、烟道和锅炉余热加热系统18、蒸汽切换器14、锅炉蒸汽提供系统10、脱硝剂溶解储存系统13、燃烧系统5和炉内脱硝管网2、和喷枪3、4等，所述的煤场9分别连接水煤浆系统8、低成本煤煤粉系统6、锅炉设计煤种煤粉系统系7，所述的燃烧系统5别连接水煤浆系统8、低成本煤煤粉系统6、锅炉设计煤种煤粉系统系7，所述的水煤浆系统8连接蒸汽切换系统14，所述的蒸汽切换系统14连接烟道和锅炉余热蒸汽系统11、锅炉蒸汽提供系统10、脱硝剂加热系统12、脱硝剂及蒸汽混合系统15、脱硝剂混合分配系统16，所述的锅炉余热蒸汽系统11连接锅炉和烟道内余热利用管道系统18，所述的脱硝剂混合分配系统16连接有炉内脱硝管网2、和喷枪3、4，所述的锅炉内1的燃烧器5燃烧后的烟气依次流经锅炉内的过热器、省煤器、sncr脱硝17、空预器、锅炉和烟道内外余热利用管道系统18、进入电除尘19、通过脱硫湿除20等通过烟囱21排入大气。

所述的煤场9的不同的煤按照煤种和工艺要求分别输送到水煤浆系统8、低成本煤煤粉系统6、锅炉设计煤种煤粉系统系7，制造出适合燃烧的颗粒和混合状态，进入燃烧系统5中各自适合的燃烧区域进行燃烧；燃烧系统5中的水煤浆燃烧器燃烧水煤浆时对燃烧系统5其他煤种燃烧器燃烧时产生的硝有抑制作用并对其他燃烧器产生的硝有脱除作用，锅炉燃烧器上喷枪4及燃烧器附近布置的喷枪3吹入适量的适合温度水蒸汽混合剂对燃烧火焰产生抑制硝产生物质及因素，减少硝产生的量；高温烟气经过大屏处大屏处脱硝喷枪(管网)2进行进一步深度脱硝，使锅炉内硝含量降到得到极低，燃烧后的锅炉烟气依次流经锅炉内的过热器、省煤器、sncr脱硝17、锅炉和烟道内外余热利用管道系统18、空预器、进入电除尘19、通过脱硫湿除20等通过烟囱21排入大气。

使用水煤浆进行燃烧烟气内水蒸气的增加，带走的余热多，通过烟道和锅炉内外余热利用管道系统18进行余热利用提高锅炉的效率。利用烟道锅炉余热蒸发水分系统运行时，先在烟道处将低温水加热到一定的温度，加热后的水或水蒸气进入锅炉内进一步加热(部分参与锅炉内主机系统的循环)，产生的高温水蒸气进入蒸汽切换系统，来自锅炉的水蒸气通过管道进入蒸汽切换系统，蒸汽切换系统根据锅炉燃烧情况和蒸汽的压力需要进行切换，从蒸汽切换系统出来的水蒸气通过管道分配至水煤浆系统8、脱硝剂加热系统12、脱硝剂及蒸汽混合系统15、脱硝剂混合分配系统16，再依次进入进入大屏处蒸汽燃烧系统5上水煤浆燃烧器和大屏处脱硝管网2、和燃烧器上及附近喷枪3、4。

燃烧器有锅炉常规煤种燃烧器、低成本煤种燃烧器、水煤浆燃烧器。根据锅炉的不同种类各种燃烧器进行合理的分布，保证锅炉燃煤经济运行。

燃烧器上或燃烧器附近合理布置脱硝喷枪和管网，根据锅炉运行情况对锅炉内喷入适量水蒸气保证锅炉硝产生最低和脱硝作用。

低成本煤经济性计算：

以褐煤为例，发电企业燃煤成本占总成本约70％的，褐煤价格约在200元/吨，含水比较高；和目前的电厂动力煤800元左右/吨相比具有大的价格优势。根据公开资料使用褐煤可以降低燃煤成本的30％左右。一台60万机组参烧褐煤一年增加利润大约一亿元。

环保经济性计算：

目前600mw机组在出力在100％时烟气量约为2000000m³,nox含量为500毫克/m³,氨硝比为1:1进行计算参数：

每年催化剂运行折旧成本大约300万元/年。

硝(全部按照no计算)的总量：2000000×0.5＝1000000(克)

需要的氨总量：1000000÷30×17＝566666(克)＝566.7公斤

每年需要的脱硝剂大概在566.7×4000＝2266吨

脱硝剂的使用成本大约在300万元/年

尿素热解时热解炉电加热功率大约在1000千瓦。

scr增加的风阻大约在1200帕，增加的引风机功率大约在1000千瓦。(不含硫酸氢氨增加的空预器阻力产生的能耗)

本案是三种燃烧器混合燃烧，水煤浆降低nox产生低，加上水煤浆燃烧时降低煤粉燃烧器的火焰区的温度，减少了其他燃烧器产生的热力nox。加上使用燃烧器火焰区的脱硝喷枪(管网)的脱硝。锅炉可以在不投运目前锅炉的sncr和scr脱硝系统设施，就能满足或基本满足脱硝效果满足超低排放标准。可以减少以下运行成本：取消尿素热解炉，减少热解能耗在1000千瓦。

取消scr催化剂区减少风阻大约在1200帕，减少的引风机功率大约在1000千瓦。(不含硫酸氢氨增加的空预器阻力产生的能耗)

每年减少催化剂运行折旧成本约在300万元/年。

每年减少脱硝剂使用成本约在300万元/年。

由于燃烧器的改造后有水煤浆燃烧等使用，在锅炉启炉时将极大缩短nox超标排放时间，减少对大气的污染。

本实施例优选的还包括测量系统内所有装置的测量系统，所述测量系统连接有dcs集中控制系统，dcs集中控制系统通过测量系统测得数据和外部指令，对执行系统进行控制，保证系统稳定运行。

本实施例优选的还包括阀门、泵执行机构，所述阀门、泵执行机构和电机或气动原件相连，保证系统稳定运行。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

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