本公开的实施例属于发电系统,具体涉及一种电站锅炉固体氨掺烧系统及其控制方法。
背景技术:
1、燃煤机组是碳排放大户,在燃煤锅炉中利用氨能实现掺氨燃烧,为燃煤机组提供了一条规模化源头减碳的技术路线。然而,氨作为零碳燃料大规模应用还存在诸多难题,例如掺氨燃烧对炉内换热、环保参数、运行性能等的影响,亟待探索研究。
2、目前主流的氨掺烧方案,均采用“液氨-气化-燃烧”的传统工艺,液氨储罐属于重大危险源,电站锅炉采用液氨制氨气再掺烧的方案,增加了火电厂的重大危险源,危害电力安全生产。
3、此外,目前电站锅炉掺氨燃烧改造方案成本较高,需要设计液氨储罐、液氨气化器、液氨/氨气输送管道,配套各类氨泄漏检测的装置,在锅炉侧还需要对原有燃烧器进行改造。根据目前已开展的300mw和600mw工程应用试验,改造费用数千万至1亿之间,改造成本极为高昂,且对锅炉原有的水冷壁(开孔加装氨气燃烧器)、二次风、煤粉燃烧器等改动较大,影响原有设备的性能与结构强度。
4、因此,需要开发一种掺氨改造成本更低、改动量更小、掺氨燃烧过程更加安全的新系统。
技术实现思路
1、本公开的实施例旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一,提供一种电站锅炉固体氨掺烧系统及其控制方法。
2、本公开的实施例提供一种电站锅炉固体氨掺烧系统,所述电站锅炉固体氨掺烧系统包括:
3、尿素供给装置,所述尿素供给装置用于供给尿素;
4、烟气供给装置,所述烟气供给装置用于供给烟气;
5、烟气尿素混合装置,所述尿素供给装置与烟气尿素混合装置能够连通,所述烟气供给装置与所述烟气尿素混合装置能够连通,所述烟气尿素混合装置用于将烟气与尿素混合;
6、煤粉燃烧器,所述煤粉燃烧器与所述烟气尿素混合装置能够连通;
7、磨煤机,所述磨煤机与所述煤粉燃烧器能够连通,同一时间所述煤粉燃烧器与所述烟气尿素混合装置、所述磨煤机中的一个连通;
8、锅炉,所述煤粉燃烧器设于所述锅炉内。
9、在本公开的一些实施例中,所述尿素供给装置包括:
10、尿素料仓,所述尿素料仓用于放置尿素;
11、螺旋给料机,所述螺旋给料机与所述尿素料仓的底部连通,所述螺旋给料机与所述尿素料仓之间的卸料管上设有卸料阀,所述螺旋给料机与所述烟气尿素混合装置通过出料管连通,所述出料管上设有出料阀;
12、变频电机,所述变频电机与所述螺旋给料机驱动连接。
13、在本公开的一些实施例中,所述烟气供给装置包括:
14、高温风机,所述高温风机与所述烟气尿素混合装置通过烟气管连通,所述烟气管上设有烟气阀,所述高温风机用于抽取scr脱硝反应器输出的烟气并输送至所述烟气尿素混合装置。
15、在本公开的一些实施例中,所述尿素供给装置与所述烟气尿素混合装置的顶部连接,所述烟气供给装置与所述烟气尿素混合装置的底部连接。
16、在本公开的一些实施例中,所述烟气尿素混合装置与所述煤粉燃烧器通过尿素管连通,所述尿素管上设有尿素阀,所述磨煤机与所述煤粉燃烧器通过煤粉管连通,所述煤粉管上设有煤粉阀,同一时间所述尿素阀与所述煤粉阀中的一个处于开启状态。
17、本公开第二方面提出了一种基于上述任一实施例所述的电站锅炉固体氨掺烧系统的控制方法,所述控制方法包括:
18、根据火电机组的电负荷超过预设电负荷,控制磨煤机停止;
19、根据所述磨煤机处于停止状态,控制所述磨煤机与煤粉燃烧器断开;
20、根据所述磨煤机与所述煤粉燃烧器处于断开状态,依次连通烟气尿素混合装置与所述煤粉燃烧器、连通所述烟气尿素混合装置与烟气供给装置、连通所述烟气尿素混合装置与尿素供应装置;
21、根据所述烟气供给装置与所述烟气尿素混合装置处于连通状态,控制所述烟气供给装置启动;
22、根据所述尿素供应装置与所述烟气尿素混合装置处于连通状态,控制所述尿素供给装置启动。
23、在本公开的一些实施例中,根据预设的掺氨比例、烟气与尿素的比例,控制尿素的供应量。
24、在本公开的一些实施例中,所述根据火电机组的电负荷超过预设电负荷,控制磨煤机停止,具体包括:
25、根据火电机组的电负荷超过50%的额定电负荷,且持续时间大于30min,控制磨煤机停止运行。
26、在本公开的一些实施例中,所述根据所述磨煤机处于停止状态,控制所述磨煤机与煤粉燃烧器断开,具体包括:
27、根据磨煤机处于停止状态且持续时间大于5min,控制磨煤机与煤粉燃烧器之间的煤粉阀关闭。
28、在本公开的一些实施例中,所述磨煤机与所述煤粉燃烧器之间的煤粉阀处于关闭状态且持续时间大于5min,判定所述磨煤机与所述煤粉燃烧器处于断开状态。
29、本公开实施例的电站锅炉固体氨掺烧系统及其控制方法,当需要掺烧尿素时,将磨煤机与煤粉燃烧器断开,然后将烟气尿素混合装置与煤粉燃烧器连通,再分别连通烟气尿素混合装置与烟气供给装置,以使烟气供给装置将烟气输送至烟气尿素混合装置内,连通烟气尿素混合装置与尿素供应装置,以使尿素供应装置将尿素颗粒输送至烟气尿素混合装置内,从而使烟气与尿素颗粒混合,混合后的烟气与尿素颗粒的混合体进入到煤粉燃烧器内,并在锅炉内进行燃烧,从而实现尿素的掺烧。本公开的电站锅炉固体氨掺烧系统,采用尿素颗粒制取氨气,再进行掺烧,改造成本极低,安全性极高。
1.一种电站锅炉固体氨掺烧系统,其特征在于,所述电站锅炉固体氨掺烧系统包括:
2.根据权利要求1所述的电站锅炉固体氨掺烧系统,其特征在于,所述尿素供给装置包括:
3.根据权利要求1所述的电站锅炉固体氨掺烧系统,其特征在于,所述烟气供给装置包括:
4.根据权利要求1所述的电站锅炉固体氨掺烧系统,其特征在于,所述尿素供给装置与所述烟气尿素混合装置的顶部连接,所述烟气供给装置与所述烟气尿素混合装置的底部连接。
5.根据权利要求1所述的电站锅炉固体氨掺烧系统,其特征在于,所述烟气尿素混合装置与所述煤粉燃烧器通过尿素管连通,所述尿素管上设有尿素阀,所述磨煤机与所述煤粉燃烧器通过煤粉管连通,所述煤粉管上设有煤粉阀,同一时间所述尿素阀与所述煤粉阀中的一个处于开启状态。
6.一种基于权利要求1至5中任一项所述的电站锅炉固体氨掺烧系统的控制方法,其特征在于,所述控制方法包括:
7.根据权利要求6所述的控制方法,其特征在于,根据预设的掺氨比例、烟气与尿素的比例,控制尿素的供应量。
8.根据权利要求6所述的控制方法,其特征在于,所述根据火电机组的电负荷超过预设电负荷,控制磨煤机停止,具体包括:
9.根据权利要求6所述的控制方法,其特征在于,所述根据所述磨煤机处于停止状态,控制所述磨煤机与煤粉燃烧器断开,具体包括:
10.根据权利要求6所述的控制方法,其特征在于,所述磨煤机与所述煤粉燃烧器之间的煤粉阀处于关闭状态且持续时间大于5min,判定所述磨煤机与所述煤粉燃烧器处于断开状态。