CN106139851A - 一种锅炉脱硝用多喷嘴喷枪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锅炉脱硝用多喷嘴喷枪，含有蒸发管、喷射管、锥形喷嘴、扇形喷嘴和安装法兰。还原剂首先在蒸发管内进行汽化，汽化后再通过喷射管两侧锥形喷嘴和端部的扇形喷嘴喷射到还原区进行脱硝反应。所述喷枪采用还原剂在枪内蒸发后喷射技术，具有喷射均匀、脱硝效果好；喷枪体积小、结构简单等特点，非常适合在开孔位置小的现有锅炉上进行脱硝改造时使用；本发明喷枪采用在炉墙插入式安装，法兰连接，安装与维护方便；其制造工艺简单，成本低，适用范围广，易于推广实施，具有良好的经济效益。

Description

一种锅炉脱硝用多喷嘴喷枪

技术领域：

本发明涉及一种锅炉脱硝用多喷嘴喷枪，特别是涉及一种在以氨水为还原剂的生物质锅炉SNCR脱硝系统中使用的还原剂喷射喷枪。

背景技术：

随着国家标准《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)的实施，大部分已建和新建的燃煤发电锅炉排放烟气中的NOx浓度都无法满足新标准的要求，必须选择合适的烟气脱硝装置进行脱硝处理。SNCR脱硝系统由于设备简单，结构紧凑、成本较低，受到了大家的青睐。在SNCR脱硝系统中，还原剂喷枪是系统最核心、最关键的部件之一，其安装位置、喷射效果直接关系到系统脱硝的效率和氨逃逸量的大小。SNCR脱硝是一种非催化还原的脱硝方式，其反应对反应温度窗口非常窄，为了找到合适的反应区域，有时需要把喷枪伸入到炉膛内部喷射。特别是生物质锅炉，为防止结焦其炉膛燃烧温度较低，有的锅炉炉膛温度刚刚满足SNCR反应的最低温度，进行SNCR脱硝时，必须把还原剂均匀喷入到炉膛高温区域，才能达到脱硝效果。然而，目前很多已建成的锅炉在设计生产时并未考虑安装脱硝设施的位置，特别是在炉膛四周，布满了水冷壁，在炉墙上安装喷枪需要改动水冷壁管道，不但工作量大，而且也给锅炉的安全运行带来了隐患。目前在煤粉锅炉上应用的脱硝喷枪直径较大，一般在100mm以上，结构复杂，价格昂贵，无法在生物质锅炉进行SNCR脱硝改造时使用。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种设计合理、尺寸精小、控制方便、脱硝效率高、氨逃逸率低且加工制造简单锅炉脱硝用多喷嘴喷枪。

本发明的技术方案是：一种锅炉脱硝用多喷嘴喷枪由蒸发管、喷射管、锥形喷嘴、扇形喷嘴、滑动支架和安装法兰等组成。脱硝还原剂通过所述喷枪还原剂入口进入喷枪蒸发管，还原剂通过蒸发管与锅炉燃烧系统进行换热汽化，还原剂汽化后进入喷射管道，再通过喷射管道两侧锥形喷嘴和端部的扇形喷嘴喷射到脱硝还原区域进行脱硝反应。

喷枪蒸发管可制成单U形或双U形，喷射管安装在蒸发管上部，在蒸发管安装有滑动支架支撑喷射管。在喷射管端部安装一个扇形喷嘴，扇形喷嘴内部流道端部为圆锥形，外部开一通过流道中心横向V形槽；在喷射管侧面根据安装位置的需要可在两侧或单侧安装锥形喷嘴，或直接开锥形孔喷射还原剂蒸汽。当脱硝系统停止时，可以通上下蒸发管和喷射管吹入压缩空气，冷却喷枪。当脱硝系统长期不用时，可以打开法兰，从炉膛中抽出。

本发明的有益效果是：

1.本发明对多喷嘴喷枪进行了创新设计，改变传统利用压缩空气雾化液体还原剂的方法，而是喷枪喷射前设置一个蒸发管，液态还原剂在蒸发管内吸热变为蒸汽，在喷射管内直接以蒸汽的形式喷射到锅炉内。还原剂以蒸汽形式喷射出去，简化了喷枪喷射系统的结构，省去了雾化压缩空气，使还原区的氧浓度降低，利于NOx的还原反应。

2.本发明蒸发管采用U形布置在下侧，喷射管布置在上侧，在蒸发管上安装一个滑动支架，蒸发管内以液态和气液混合态还原剂为主，管道内的温度较低，线性膨胀较小，U形蒸发管间的固定支架加强了喷枪的刚度；喷射管内主要是过热蒸汽，温度高，线性膨胀大。为了防止喷射管和蒸发管热胀不一致，在蒸发管和喷射管之间设置一个滑动支架。

3.本发明喷射管端部安装一个扇形喷嘴，扇形喷嘴内部流道端部为圆锥形，外部开一通过流道中心横向V形槽；扇形喷嘴当量直径较大，喷射面水平安装，负责喷枪前面较大反应面积；喷射管侧面水平方向开设一排锥形孔，负责两喷枪之间反应区域。

4.本发明喷枪与套管采用法兰连接，扇形喷嘴采用螺纹与喷枪进行连接，方便连接与更换。其制造方便，成本较低，适用范围广，易于推广实施，具有良好的经济效益。

附图说明：

图1为锅炉脱硝用多喷嘴喷枪的结构示意图。

图2为喷射管沿锥形喷嘴的剖面图。

图3为锅炉脱硝用多喷嘴喷枪在锅炉SNCR脱硝系统应用示意图。

图1中，1-扇形喷嘴，2-锥形喷嘴，3-喷射管，4-滑动支架，5-安装法兰，6-蒸发管，7-固定支架，8-压缩空气入口，9-还原剂入口。

图2中，1-喷射管，2-锥形喷嘴。

图3中，1-锅炉炉膛，2-蒸汽换热器，3-多喷嘴喷枪。

具体实施方式：

实施例：图2为锅炉SNCR脱硝系统，本发明所述多喷嘴喷枪(3)安装在锅炉炉膛的侧壁上，左右两面对装，具体安装喷枪的长度和数量根据锅炉的大小确定。喷枪的管道采用外径小于32mm的不锈钢310S制成，喷枪套管截面为长孔，上下两边为半圆弧。套管一段焊接在水冷壁的鳍片上，不用改变水冷壁管道，另一端焊上法兰。多喷嘴喷枪通过喷枪套管插入到炉膛内，并利用喷枪法兰进行固定和密封。如果套管和鳍片之间的连接强度不够，可以在水冷壁鳍片和套管之间设置加强筋。

工作原理：

1.5％～10％的氨水通过喷枪还原剂入口送入到喷枪中，氨水在蒸发管内开始汽化，氨水汽化、比容增大。

2.氨水蒸汽进入喷射管中，温度继续升高，比容继续增大，高温高压的氨水蒸汽通过喷射管侧面的锥形喷嘴和端部的扇形喷嘴喷出。

3.如果锅炉NOx排放浓度较高，所需还原剂较大时，氨水在蒸发管汽化不完全时，可在喷射管入口通入压缩空气，加强雾化。

本发明多喷嘴喷枪是锅炉SNCR脱硝系统的核心部件，通过本发明的运用，使整个系统更加简单、安装方便、易于控制，保证了较高的脱硝效率高。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质所作的任何简单修改，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种锅炉脱硝用多喷嘴喷枪，含有蒸发管(6)、喷射管(3)、锥形喷嘴(2)、扇形喷嘴(1)、滑动支架(4)和安装法兰(5)，其特征是：脱硝还原剂通过所述喷枪还原剂入口(9)进入喷枪蒸发管(6)，还原剂通过蒸发管(6)与锅炉燃烧系统进行换热汽化，还原剂汽化后进入喷射管道(3)，再通过喷射管道(3)两侧锥形喷嘴(2)和端部的扇形喷嘴(1)喷射到脱硝还原区域进行脱硝反应。

2.根据权利要求1所述的锅炉脱硝用多喷嘴喷枪，其特征是：所述蒸发管(6)采用单U形或双U形。

3.根据权利要求1所述的锅炉脱硝用多喷嘴喷枪，其特征是：所述喷射管(3)端部安装一个扇形喷嘴(1)，扇形喷嘴(1)内部流道端部为圆锥形，外部开一通过流道中心横向V形槽。

4.根据权利要求1所述的锅炉脱硝用多喷嘴喷枪，其特征是：所述喷射管(3)根据安装位置的需要可在两侧或单侧安装锥形喷嘴(2)，或开锥形孔。

5.根据权利要求1所述的锅炉脱硝用多喷嘴喷枪，其特征是：在蒸发管(6)、喷射管(3)之间安装有滑动支架(4)，利用蒸发管(6)支撑喷射管(3)。