CN106238259B - 一种基于蒸发冷却的sncr喷枪及其冷却方法 - Google Patents

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Abstract

本发明一种基于蒸发冷却的SNCR喷枪及其冷却方法，所述的SNCR喷枪，包括SNCR喷枪本体，依次连接在SNCR喷枪本体上蒸发冷却介质出口和蒸发冷却介质入口之间的换热器和蒸发冷却介质泵，以及在SNCR喷枪本体和换热器之间循环的沸点低于100℃的蒸发冷却介质；换热器内从上到下依次设置有冷却水喷管和换热盘管；换热盘管的入口连接蒸发冷却介质出口，出口连接蒸发冷却介质泵的输入口；蒸发冷却介质在蒸发冷却介质出口和换热器之间为汽相，蒸发冷却介质在换热器和蒸发冷却介质入口之间为液相。所述冷却方法，采用沸点低于100℃的蒸发冷却介质经蒸发冷却介质泵以液相进入SNCR喷枪本体，吸热后以汽相离开SNCR喷枪本体。

Description

一种基于蒸发冷却的SNCR喷枪及其冷却方法
技术领域
本发明涉及SNCR中的喷枪，具体为一种基于蒸发冷却的SNCR喷枪及其冷却方法。
背景技术
SNCR脱硝工艺是一种在锅炉内适当温度区域喷入工质(-NH2还原剂)，将NOx在炉内还原的脱硝方法。SNCR喷枪采用可伸缩设计。投运时，由执行机构将喷枪从锅炉炉墙预开孔插入炉内。停运时由执行机构将喷枪拖出。由于锅炉炉内温度1000℃左右，因此需要将喷枪冷却。
目前SNCR喷枪长度小于8米，原因是喷枪自身重量大，长度大于8米的喷枪，设备设计维护困难。造成喷枪自身重量大的一个因素是：目前的冷却方法采用工艺水作为冷却介质，如下图1所示，为保证冷却效果，SNCR喷枪中冷却水流动空间需求大，喷枪整体直径、重量大。以一支8米的SNCR喷枪为例，重量在1吨以上。同时由于进、出口冷却水仅发生温度变化，没有发生相变，因此单位质量的冷却水能够带走的热量小，更为关键的是冷却水出口排出的热水，因为水温高，不能再次作为冷却介质利用。而如果加换热器降温，因为不是相变换热，所以换热器体积大，不经济。因此热水直接进入废水池排出，工艺水耗量极大。以一台600MW锅炉为例，SNCR喷枪冷却水的消耗量为80m3/h。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种基于蒸发冷却的SNCR喷枪及其冷却方法，能够减轻设备重量，延长SNCR喷枪长度，同时降低水耗。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种基于蒸发冷却的SNCR喷枪，包括SNCR喷枪本体，依次连接在SNCR喷枪本体上蒸发冷却介质出口和蒸发冷却介质入口之间的换热器和蒸发冷却介质泵，以及在SNCR喷枪本体和换热器之间循环的沸点低于100℃的蒸发冷却介质；换热器内从上到下依次设置有冷却水喷管和换热盘管；换热盘管的入口连接蒸发冷却介质出口，出口连接蒸发冷却介质泵的输入口；蒸发冷却介质在蒸发冷却介质出口和换热器之间为汽相，蒸发冷却介质在换热器和蒸发冷却介质入口之间为液相。
优选的，换热器和蒸发冷却介质泵之间设置有蒸发冷却介质储罐。
优选的，换热器顶部设置有冷却风机。
优选的，冷却水喷管的输入端设置有冷却水喷淋泵，冷却水喷淋泵的输入端连接换热器内冷却水排出口。
一种基于蒸发冷却的SNCR喷枪冷却方法，采用沸点低于℃的蒸发冷却介质经蒸发冷却介质泵以液相进入SNCR喷枪本体，吸热后以汽相离开SNCR喷枪本体，进入换热器中，在喷淋水和冷却风的作用下，温度降至室温后以液相状态回到蒸发冷却介质储罐中，完成一个循环。
优选的，喷淋水中未蒸发的部分在换热器中循环利用。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明采用沸点低与100℃的蒸发冷却介质以液相进入SNCR喷枪本体，吸热后以汽相离开SNCR喷枪本体，汽化潜热大，其蒸发冷却能力是水冷的30倍。从而能够使喷枪减轻喷枪重量，延长喷枪长度20％以上。通过将水冷用于对蒸发冷却剂降温，代替了对SNCR喷枪本体的直接降温，一方面节省了冷却水的用量，另一方面使得蒸发冷却剂能够在降温循环系统中循环利用，从而使得本发明采用两种冷却介质，相对于仅采用冷却水的SNCR喷枪，由于换热器中的喷淋水相变换热，没有蒸发的部分可以循环利用，而仅采用冷却水的SNCR喷枪冷却水不发生相变，因此本发明所述的SNCR喷枪的水耗降低95％以上。
附图说明
图1为现有技术中SNCR喷枪的结构示意图。
图2为本发明实例中所述的SNCR喷枪的结构示意图。
图中：锅炉炉壁1，SNCR喷枪本体2，蒸发冷却介质出口3，蒸发冷却介质入口4，蒸发冷却介质泵6，蒸发冷却介质储罐7，换热器8。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
本发明如图2所示，其包括从锅炉炉壁1中插入锅炉炉内的SNCR喷枪本体2，SNCR喷枪本体2上设置有相连通的蒸发冷却介质出口3和蒸发冷却介质入口4；还包括依次连接在SNCR喷枪本体2上蒸发冷却介质出口3和蒸发冷却介质入口4之间的换热器8和蒸发冷却介质泵6，以及在SNCR喷枪本体2和换热器8之间循环的沸点低于100℃的蒸发冷却介质；其中，换热器8内从上到下依次设置有冷却水喷管和换热盘管；换热盘管的入口连接蒸发冷却介质出口3，出口连接蒸发冷却介质泵6的输入口；蒸发冷却介质在蒸发冷却介质出口3和换热器8之间为气态，蒸发冷却介质在换热器8和蒸发冷却介质入口4之间为液态。
其中，换热器8和蒸发冷却介质泵6之间设置有蒸发冷却介质储罐7。换热器8优选的采用空冷换热器，其顶部设置有冷却风机。冷却水喷管的输入端设置有冷却水喷淋泵，冷却水喷淋泵的输入端连接换热器内冷却水排出口。
本发明一种基于蒸发冷却的SNCR喷枪冷却方法，采用沸点低于100℃的蒸发冷却介质经蒸发冷却介质泵6以液相进入SNCR喷枪本体2，吸热后以汽相离开SNCR喷枪本体2，进入换热器8中，在喷淋水和冷却风的作用下，温度降至室温后以液相状态回到蒸发冷却介质储罐7中，完成一个循环。喷淋水中未蒸发的部分在换热器8中循环利用。
随着国家对燃煤污染物控制力度的加大，SNCR脱硝工艺有广阔的应用前景，本发明所述的SNCR喷枪在减排的同时实现节水，降低了运行成本，是有推广前途的新技术。

Claims (4)

1.一种基于蒸发冷却的SNCR喷枪，其特征在于，包括SNCR喷枪本体(2)，依次连接在SNCR喷枪本体(2)上蒸发冷却介质出口(3)和蒸发冷却介质入口(4)之间的换热器(8)和蒸发冷却介质泵(6)，以及在SNCR喷枪本体(2)和换热器(8)之间循环的沸点低于100℃的蒸发冷却介质；
所述的换热器(8)内从上到下依次设置有冷却水喷管和换热盘管；换热盘管的入口连接蒸发冷却介质出口(3)，出口连接蒸发冷却介质泵(6)的输入口；
所述的蒸发冷却介质在蒸发冷却介质出口(3)和换热器(8)之间为汽相，蒸发冷却介质在换热器(8)和蒸发冷却介质入口(4)之间为液相；
换热器(8)和蒸发冷却介质泵(6)之间设置有蒸发冷却介质储罐(7)；换热器(8)顶部设置有冷却风机。
2.根据权利要求1所述的一种基于蒸发冷却的SNCR喷枪，其特征在于，冷却水喷管的输入端设置有冷却水喷淋泵，冷却水喷淋泵的输入端连接换热器内冷却水排出口。
3.一种基于蒸发冷却的SNCR喷枪冷却方法，其特征在于，采用沸点低于100℃的蒸发冷却介质经蒸发冷却介质泵(6)以液相进入SNCR喷枪本体(2)，吸热后以汽相离开SNCR喷枪本体(2)，进入换热器(8)中，在喷淋水和冷却风的作用下，温度降至室温后以液相状态回到蒸发冷却介质储罐(7)中，完成一个循环。
4.根据权利要求3所述的一种基于蒸发冷却的SNCR喷枪冷却方法，其特征在于，喷淋水中未蒸发的部分在换热器(8)中循环利用。
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