废热回收锅炉制造技术

一种废热回收锅炉，包括：一条水平安装的锅炉管路，该管路具有从上游侧到下游侧内部均为中空的部分；一台过热器；一台蒸发器；一台脱氮反应器；一台省煤器，这些部件从上游侧到下游侧依次设置在锅炉管路中。一个汽包设置在上述锅炉管路外部并与上述蒸发器相连，下降管从汽包延伸到锅炉管路中。氨喷射部件设置在锅炉管路内部、高压蒸发器的上游侧，在上述下降管组的上游侧和下游侧的任何一侧紧靠上述下降管组。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种废热回收锅炉，具体涉及一种能降低和除去废气中所含的氮氧化物(NOx)的废热回收锅炉。近年来，从能量守恒来看，为了提高发电效率，除用燃气轮机发电外，还可采用回收燃气轮机排气的余热的组合循环发电装置，用以产生蒸汽，并通过利用所产生的蒸汽的燃气轮机进行发电。此外，为了提高发电效率和发电量的输出，还可将上述组合循环发电装置制造成大容量的装置。在上述组合循环发电装置中，采用废热回收锅炉，以便回收废热并产生蒸汽。废热回收锅炉回收从原动机(如燃气轮机等)排出的废气中的热量，然后产生和提供用于蒸汽轮机的驱动蒸汽和工艺用汽热水(processsteam hot water)。此外，为了考虑到环境保护，废热回收锅炉包括用于降低废气中有害的氮氧化物的脱硝炉(denitrator)。目前，在废热回收锅炉中，尤其力图提供高性能的脱硝炉，这类脱硝炉可以去除废气中所含的90％的氮氧化物。下面参见图22和23对传统的废热回收锅炉进行描述，图22为废热回收锅炉的侧视简图，图23为废热回收锅炉的氨喷射部件(单元)的顶部平面图。如上述附图所示，卧式自然循环式废热回收锅炉是一种再热两段加压式锅炉(reheat dual pressure type boiler)。锅炉管路14中装有高压第二级过热器15的传热管、再热器16、高压一级过热器13、高压蒸发器4、低压过热器17、高压省煤器18，低压蒸发器19和低压省煤器20，这些部件按上面描述的顺序顺着废气流动方向从上游侧到下游侧依次被安装在上述锅炉管路中。此外，在锅炉管路14中还装有氨喷射部件1和NOx去除反应器5，在锅炉上部有高压汽包6和低压汽包21。标号2代表氨喷射部件支承件，标号3代表高压汽包下降管，标号7代表氨喷射管，标号8代表氨喷射喷嘴。下面对上述废热回收锅炉的运行情况进行描述。流入废热回收锅炉的废气依次流过高压第二级过热器15、再热器16和高压一级过热器13、然后与氨喷射部件1中的氨混合。接着，上述废气流过高压蒸发器4、随后借助于NOx去除反应器(脱氮反应器或脱硝炉)5除去废气中的氮氧化物，上述NOx去除反应器包括促进还原反应的催化剂层。此外，废气依次流过低压过热器17、高压省煤器18，低压蒸发器19和低压省煤器20，然后排向大气。废热回收锅炉的氨喷射部件1安装在高压蒸发器4的上游侧(以废气流动方向为准)。此外，必需使氨与废气均匀混合，为此，将氨喷射部件1安装在与脱硝炉5相隔一段距离之处，以使高压蒸发器4可位于喷射部件1和脱硝炉5之间。氨和废气流过带有很多整齐排列的传热管的高压蒸发器4时，它们被均匀混合。氨在490℃或更高温度时被氧化，于是形成氮氧化物。因此，这对于保持适当的去除NOx的效率而言是不理想的。故而，必须使废气保持适当的温度，为了获得满意的条件，以废气流动方向而言，将氨喷射部件1安装在高压一级过热器13的下游侧和高压蒸发器4的上游侧，使过程气体温度(planned gas temperature)约为470℃。在这种情况下，在废热回收锅炉中在废气与热交换管进行热交换的同时可除去废气中所含的有害的氮氧化物。图24为图22中示出的氨喷射部件的视图，该视图是从废气流动方向所看到的视图。在图24中，氨喷射部件1包括一个(或若干个)氨喷射管7，一个(或若干个)氨喷射部件支承件2和在氨喷射管3上加工出的一些氨喷射喷嘴8。氨与空气在混合器22中混合，再流过氨喷射部件入口连接管23、氨喷射部件集管24和氨喷射部件入口管25，然后再流入由氨喷射部件支承件2支承的氨喷射管7。流入氨喷射管7的氨从设置在氨喷射管7上的一些氨喷射喷嘴8中喷出，然后与废气混合。上述那些氨喷射喷嘴8垂直交替地设置在氨喷射管7上，因而可使氨与废气均匀混合。此外，可通过氨流控制阀26控制氨的流速，以使氨与废气均匀混合。如上所述，氨喷射部件的结构应能使氨均匀地喷射到流过锅炉管路中的全部废气上。如上所述，人们越来越希望将组合式循环发电装置制造成大容量的，因此废热回收锅炉的尺寸也大。这将导致安装空间、经费、电费均增加。为了克服上述弊病，就要求废热回收锅炉的空间减小和设计费用低廉。而传统的废热回收锅炉的存在要求氨喷射部件周围和汽包下降管的空间较大以及增加了锅炉的整体长度的问题。此外，大容量的组合式发电装置增大了燃气轮机的功率输出，同时使废气温度上升。据此，可能将废热回收锅炉做成高温和大容量的。因此。从环保出发，要求废热回收锅炉包括一个高性能的脱硝炉。再者，在传统的废热回收锅炉中，废气温度上升，还使与供给燃气轮机冷却蒸汽的系统有关的氨喷射部件的温度升高。因此氨喷射不能在合适的温度下进行。换句话说，在高温和大容量的废热回收锅炉中很难高效率地除去NOx。本专利技术的目的是克服上面所提到的现有技术中的缺点和不足，针对高温和大容量的废热回收锅炉提供一种借助于将氨喷射部件安装在最佳位置而能节约和有效地利用用于废热回收锅炉的安装空间并能有效地除去废气中的氮氧化物的废热回收锅炉。就一方面而言，完成本专利技术的上述目的和其它目的的方案是在所提供的废热回收锅炉中，将从原动机排向用于回收废气余热的锅炉管路的废气和喷射到废气中的氨混合，从而减少了废气中氮氧化物的含量，上述废热回收锅炉包括一条水平安装的锅炉管路，该管路具有沿废气流动方向从上游侧到下游侧内部均为中空的部分；一台设置在上述锅炉管路内、位于废气流上游侧的高压第二级过热器；一台设置在上述高压第二级过热器下游侧的再热器；一台设置在上述再热器下游的高压第一级过热器；一台设置在上述高压第一级过热器下游的高压蒸发器；一台设置在上述高压蒸发器下游的脱氮反应器；一台设置在上述脱氮反应器下游的低压过热器；一台设置在上述低压过热器下游侧的高压省煤器；一台设置在上述高压省煤器下游侧的低压蒸发器；一个设置在上述低压蒸发器下游侧的低压省煤器；一个设置在上述锅炉管路外部、与上述高压蒸发器相连的高压汽包；一个设置在上述锅炉管路外部、与上述低压蒸发器相连的低压汽包；一组从高压汽包延伸到锅炉管路中的高压下降管；一个设置在锅炉管路内部用于喷射氨的氨喷射部件；上述氨喷射部件被设置在高压蒸发器上游侧，在上述下降管组的上游侧和下游侧两者中的任一侧，靠近下降管组。另一方面，提供一种废热回收锅炉，在该废热回收锅炉中，将从原动机排向用于回收废气余热的锅炉管路的废气和喷射到废气中的氨混合，从而减少了废气中氮氧化物的含量，上述废热回收锅炉包括一条水平安装的锅炉管路，该管路具有沿废气流动方向从上游侧到下游侧内部均为中空的部分；一台设置在上述锅炉管路内、位于废气流上游侧的高压第二级过热器；一台设置在上述高压第二级过热器下游的再热器；一台设置在上述再热器下游的高压第一级过热器；一个设置在高压第一级过热器的下游侧的高压蒸发器组件，该高压蒸发器组件包括一个第一高压蒸发器和一个设置在第一高压蒸发器下游侧的第二高压蒸发器；一台设置在上述高压蒸发器组件下游侧的脱氮反应器；一台设置在上述脱氮反应器下游的低压过热器；一台设置在上述低压过热器下游侧的高压省煤器；一台设置在上述高压省煤器下游侧的低压蒸发器；一个设置在上述低压蒸发器下游侧的低压省煤器；一个设置在上述锅炉管路外部、与上述高压蒸发器相连的高压汽包；一个设置在上述锅炉管路外部、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种废热回收锅炉，在该废热回收锅炉中将从燃气轮机／柴油机排向用于回收废气余热的锅炉管路中的废气和喷射到废气中的氨混合，从而减少了废气中氮氧化物的含量，其特征在于，上述废热回收锅炉包括： 一条水平安装的锅炉管路，该管路具有沿废气流动方向从上游侧到下游侧内部均为中空的部分； 一台设置在上述锅炉管路内、位于废气流上游侧的过热器； 一台设置在上述过热器下游侧的蒸发器； 一台设置在上述蒸发器下游的脱氮反应器； 一台设置在上述蒸发器下游侧的省煤器； 一个设置在上述锅炉管路外部、与上述蒸发器相连的汽包； 一组从上述汽包延伸到锅炉管路中的下降管；和 一个设置在锅炉管路内部用于喷射氨的氨喷射部件， 上述氨喷射部件被设置在蒸发器的上游侧，在上述下降管组的上游侧和下游侧的任一侧靠近上述下降管组。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：岛田秀顕，江上法秀，长嶋孝幸，
申请(专利权)人：东芝株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]