CN108499359B - 一种自动调节的涡混且防堵的喷氨格栅装置及其应用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种自动调节的涡混且防堵的喷氨格栅装置及其应用方法。传统喷氨格栅存在氨气与烟气混合效果较差、调整工作量较大和容易阻塞等缺陷。本发明中杠杆与转轴连接，杠杆的一端与烟气流速跟踪装置连接，杠杆的另一端与连接杆的一端铰接，连接杆的另一端与喷嘴开度调节阀连接，弹性部件的一端与喷嘴开度调节阀固定，弹性部件的另一端与喷嘴的内壁固定。应用简单机械原理，将烟气流速反馈至喷嘴开度调节阀，进而调节其开度大小，从而实现自动根据烟气流速调节每个喷嘴开度的目的。本发明具有根据烟气流量自动控制每个喷嘴的喷氨量、通过扰流作用强化氨气与烟气的混合、防止喷嘴积灰阻塞的优点，设备及运行维护成本低。
Description
技术领域
本发明涉及一种自动调节的涡混且防堵的喷氨格栅装置及其应用方法，属于燃煤锅炉排气污染物控制技术领域。
背景技术
在未来的很长时间内煤炭作为我国主要能源的供应格局不会改变，煤炭燃烧过程中产生大量的有害物质，火力发电行业燃煤产生的NOx污染问题受到社会各界广泛的关注，为全面实现燃煤机组超低排放改造，对脱硝装置的稳定高效运行提出了严峻的挑战，喷氨格栅的高效运行是其中的重点，直接关系到脱硝系统NOx脱除效率、氨逃逸率、催化剂寿命及空预器堵塞等问题。
传统喷氨格栅存在一些缺点和不足，其主要限制因素有：
（1）传统的喷氨格栅采用线性布置或者分区布置，在同一条线或者同一个区域还原的喷射量是相同的，如申请号为201710070946.9的中国专利，而烟道内流场分布不均，各喷射点烟气流速均不相同甚至是实时变化的，面对这种情况无论喷氨格栅线性布置还是分区布置氨气与烟气混合效果较差。
（2）传统喷氨格栅调整工作量较大，喷氨格栅通常是调整好后不再随着负荷及烟道内流场情况的变化而改变，而烟道内流场情况复杂，几乎是每一秒钟都在发生着变化，所以传统的喷氨格栅对烟气条件变化的适应性较差导致系统运行效率低。
（3）部分喷嘴开口向上，容易被烟道塌灰或低负荷沉降灰阻塞。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种设计合理的自动调节的涡混且防堵的喷氨格栅装置及其应用方法，其基于稳定可靠的机械自动控制实现还原剂喷射量的自动跟踪调节，同时兼具强化混合和防堵的作用。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种自动调节的涡混且防堵的喷氨格栅装置，其特征在于，包括烟气流速跟踪装置、杠杆、铰接部件、连接杆、喷嘴开度调节阀、弹性部件、喷嘴、喷氨支管和转轴；所述喷嘴与喷氨支管连通，所述烟气流速跟踪装置和杠杆均设置在喷氨支管的外部，所述转轴设置在喷氨支管的外壁上，所述连接杆贯穿喷氨支管和喷嘴，所述喷嘴开度调节阀和弹性部件均位于喷嘴的内部；所述杠杆与转轴连接，所述杠杆的一端与烟气流速跟踪装置连接，所述杠杆的另一端通过铰接部件与连接杆的一端铰接，所述连接杆的另一端与喷嘴开度调节阀连接，所述弹性部件的一端与喷嘴开度调节阀固定，所述弹性部件的另一端与喷嘴的内壁固定。结构设计合理，烟气流速跟踪装置兼具烟气扰流作用，应用简单机械原理，将烟气流速反馈至喷嘴开度调节阀，进而调节其开度大小，从而实现自动根据烟气流速调节每个喷嘴开度的目的。
进一步而言，所述喷嘴设置有若干个，所述喷嘴在喷氨支管上依次排列。
进一步而言，所述喷嘴与喷氨支管垂直布置。
进一步而言，所述烟气流速跟踪装置与杠杆刚性连接。在500℃内无弹性形变，当烟气与烟气流速跟踪装置撞击时，便于烟气形成涡流。
进一步而言，所述杠杆与转轴为轴连接。杠杆可以绕转轴转动，从而带动连接杆发生移动，使喷嘴开度调节阀开启或关闭。
进一步而言，所述喷嘴开度调节阀为锥形结构，所述喷嘴开度调节阀与喷嘴配合。能够有效避免烟尘沉降及塌灰等造成的喷嘴阻塞。
一种如上所述的自动调节的涡混且防堵的喷氨格栅装置的应用方法，其特征在于，所述应用方法如下：烟气在流动过程中与烟气流速跟踪装置相撞，之后在烟气流速跟踪装置的下部形成涡流，同时，烟气流速跟踪装置以及杠杆绕转轴旋转，从而通过铰接部件带动连接杆使喷嘴开度调节阀开启，此时，喷嘴中的氨气空气混合气喷出，在烟气流速跟踪装置的作用下形成涡流并与烟气相撞、并剧烈混合。根据喷嘴前烟气流量及时调整喷嘴开度调节阀的开度，从而避免了传统喷氨格栅均等喷氨导致的烟气流量小的区域氨浓度过高，以及烟气流量大的区域氨浓度过低所带来的问题。
进一步而言，所述每个烟气流速跟踪装置根据其所在位置的烟气流速相应地调节喷嘴开度调节阀的开度大小，其响应的烟气流速范围为0-20m/s，从而实现自动根据烟气流速调节每个喷嘴开度的目的。
进一步而言，当烟气流速为零时，喷嘴开度调节阀与喷嘴的内壁之间紧配合；随着烟气流速的增加喷嘴开度调节阀的开度增加。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：其一，烟气流速跟踪装置能够根据喷嘴前烟气流量及时调整喷嘴开度调节阀的开度，从而避免了传统喷氨格栅均等喷氨导致的烟气流量小的区域氨浓度过高而产生的NH4HSO4现象及氨逃逸现象，以及，喷嘴前烟气流量大的区域氨浓度过低，导致NOx未被充分脱除进而超标排放。其二，在根据烟气流速喷氨的前提下，烟气流速跟踪装置兼具使流过其烟气产生涡流的作用，在涡流的作用下强化氨气与烟气的混合，利于催化剂段氨气与NOx充分反应。其三，喷嘴开度调节阀在烟气流速为零或者停机情况下关闭，能够有效避免烟尘沉降及塌灰等造成的喷嘴阻塞而引发的喷氨严重不均、脱硝效率下降、氨逃逸超标、催化剂寿命不对称消耗、NH4HSO4沉积及设备阻力增加等一系列问题。其四，除烟气流速跟踪装置选取耐磨材质外其他设备及零件均为普通钢材；采用机械自动传到故障率小、运行稳定，无需专人操作，只需停机期间检查维护即可，具备完全国产化条件，设备及运行维护成本低。
附图说明
图1是本发明实施例中自动调节的涡混且防堵的喷氨格栅装置的主视结构示意图。
图2是本发明实施例中自动调节的涡混且防堵的喷氨格栅装置的剖视结构示意图。
图中：烟气流速跟踪装置1、杠杆2、铰接部件3、连接杆4、喷嘴开度调节阀5、弹性部件6、喷嘴7、喷氨支管8、转轴9。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
实施例
参见图1至图2，本实施例中，自动调节的涡混且防堵的喷氨格栅装置及相关设备设置在SCR脱硝系统入口、脱硝催化剂前烟道内，烟气依次经过自动调节的涡混且防堵的喷氨格栅装置、相关导流板以及整流格栅，之后进入脱硝反应器。自动调节的涡混且防堵的喷氨格栅装置包括烟气流速跟踪装置1、杠杆2、铰接部件3、连接杆4、喷嘴开度调节阀5、弹性部件6、喷嘴7、喷氨支管8和转轴9。
喷嘴7与喷氨支管8连通，喷嘴7与喷氨支管8垂直布置，喷嘴7设置有若干个，若干个喷嘴7在喷氨支管8上依次排列。烟气流速跟踪装置1和杠杆2均设置在喷氨支管8的外部，转轴9设置在喷氨支管8的外壁上，连接杆4贯穿喷氨支管8和喷嘴7，喷嘴开度调节阀5和弹性部件6均位于喷嘴7的内部。
杠杆2与转轴9轴连接，杠杆2可以绕转轴9转动；杠杆2的一端与烟气流速跟踪装置1刚性连接，杠杆2的另一端通过铰接部件3与连接杆4的一端铰接，连接杆4的另一端与喷嘴开度调节阀5连接，弹性部件6的一端与喷嘴开度调节阀5固定，弹性部件6的另一端与喷嘴7的内壁固定；喷嘴开度调节阀5为锥形结构，喷嘴开度调节阀5与喷嘴7配合。
本实施例中，自动调节的涡混且防堵的喷氨格栅装置的应用方法如下：烟气在流动过程中与烟气流速跟踪装置1相撞，之后在烟气流速跟踪装置1的下部形成涡流，同时，烟气流速跟踪装置1以及杠杆2绕转轴9旋转，从而通过铰接部件3带动连接杆4使喷嘴开度调节阀5开启，此时，喷嘴7中的氨气空气混合气喷出，在烟气流速跟踪装置1的作用下形成涡流并与烟气相撞、并剧烈混合。
每个烟气流速跟踪装置1根据其所在位置的烟气流速相应地调节喷嘴开度调节阀5的开度大小，其响应的烟气流速范围为0-20m/s，从而实现自动根据烟气流速调节每个喷嘴开度的目的。当烟气流量为零时，喷嘴开度调节阀5与喷嘴7的内壁之间紧配合。
虽然本发明以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种自动调节的涡混且防堵的喷氨格栅装置，其特征在于，包括烟气流速跟踪装置、杠杆、铰接部件、连接杆、喷嘴开度调节阀、弹性部件、喷嘴、喷氨支管和转轴；所述喷嘴与喷氨支管连通，所述烟气流速跟踪装置和杠杆均设置在喷氨支管的外部，所述转轴设置在喷氨支管的外壁上，所述连接杆贯穿喷氨支管和喷嘴，所述喷嘴开度调节阀和弹性部件均位于喷嘴的内部；所述杠杆与转轴连接，所述杠杆的一端与烟气流速跟踪装置连接，所述杠杆的另一端通过铰接部件与连接杆的一端铰接，所述连接杆的另一端与喷嘴开度调节阀连接，所述弹性部件的一端与喷嘴开度调节阀固定，所述弹性部件的另一端与喷嘴的内壁固定；
烟气在流动过程中与烟气流速跟踪装置相撞，之后在烟气流速跟踪装置的下部形成涡流，同时，烟气流速跟踪装置以及杠杆绕转轴旋转，从而通过铰接部件带动连接杆使喷嘴开度调节阀开启；
每个所述烟气流速跟踪装置根据其所在位置的烟气流速相应地调节喷嘴开度调节阀的开度大小，其响应的烟气流速范围为0-20m/s，从而实现自动根据烟气流速调节每个喷嘴开度的目的。
2.根据权利要求1所述的自动调节的涡混且防堵的喷氨格栅装置，其特征在于，所述喷嘴设置有若干个，所述喷嘴在喷氨支管上依次排列。
3.根据权利要求2所述的自动调节的涡混且防堵的喷氨格栅装置，其特征在于，所述喷嘴与喷氨支管垂直布置。
4.根据权利要求1所述的自动调节的涡混且防堵的喷氨格栅装置，其特征在于，所述烟气流速跟踪装置与杠杆刚性连接。
5.根据权利要求1所述的自动调节的涡混且防堵的喷氨格栅装置，其特征在于，所述杠杆与转轴为轴连接。
6.根据权利要求1所述的自动调节的涡混且防堵的喷氨格栅装置，其特征在于，所述喷嘴开度调节阀为锥形结构，所述喷嘴开度调节阀与喷嘴配合。
7.一种如权利要求1-6中任一项权利要求所述的自动调节的涡混且防堵的喷氨格栅装置的应用方法，其特征在于，所述应用方法如下：喷嘴中的氨气空气混合气喷出，在烟气流速跟踪装置的作用下形成涡流并与烟气相撞、并剧烈混合。
8.根据权利要求7所述的自动调节的涡混且防堵的喷氨格栅装置的应用方法，其特征在于，当烟气流速为零时，喷嘴开度调节阀与喷嘴的内壁之间紧配合；随着烟气流速的增加喷嘴开度调节阀的开度增加。
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