CN108758342A - 一种脱硝系统中热解炉的冲洗管路 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种脱硝系统中热解炉的冲洗管路，属于机械技术领域。它解决了现有的脱硝系统尿素溶液冲洗效果差的问题。本脱硝系统中热解炉的冲洗管路包括冷水管、热水支管一以及用于冲洗尿素溶液的冲洗管，冷水管的出口及热水支管一的出口均与冲洗管相连通，该冲洗管路还包括由脱硝系统所在的锅炉机组引出的凝结水管，冷水管的入口与热水支管一的入口均与凝结水管相连通，热水支管一沿由脱硝系统所在锅炉机组上的烟道外侧布置，冲洗管上设有温度表，且该冲洗管路还包括能够对热水流量进行调节的热水调节阀以及能够对冷水流量进行调节的冷水调节阀。它具有冲洗效果好、减少锅炉机组热量损失等优点。
Description
技术领域
本发明属于尿素制氨技术领域，涉及一种冲洗管路，尤其涉及一种脱硝系统中热解炉的冲洗管路。
背景技术
随着国内社会经济的发展、科技的进步，人们生活水平的日益改善，社会对环境的重视达到了空前的高度。烟气脱硝装置是继脱硫装置后成为了电厂建设时不可或缺的组成部分，而SCR烟气脱硝技术是目前脱硝效率比较高，且在国内外电厂应用最广泛、最成熟的脱硝技术。目前，在选择性催化还原脱硝(SCR)工艺中，多数还原剂采用尿素法制氨系统，尿素法是先将尿素固体颗粒在容器内的除盐水中完全溶解，然后将浓度与温度合格的尿素溶液输送到储存罐后，再由高流量循环泵输送到尿素溶液计量模块，再通过调节阀门进入尿素喷枪到热解炉内进行反应生成氨气后，氨气进入烟道与烟气中的氮氧化物反应，生成氮气和水，以削减烟气中的氮氧化物浓度。
在尿素喷枪退出运行时，需要对输送尿素溶液的管道以及喷枪内部进行冲洗，大多数电厂都是直接采用冷水作为冲洗水使用，但是冷水的温度低，对尿素溶液的冲洗效果很差，无法彻底的冲洗干净。这主要是因为尿素溶液的结晶温度比较低，在冲洗过程中很容易出现一些尿素溶液遇冷水结晶而附着在管壁上的情况，当再次投入喷枪时，尿素结晶会脱落，从而易造成喷枪的喷嘴堵塞，进而导致尿素溶液倒流至压缩空气管道，使得尿素溶液无法或仅有部分能够进入热解炉内分解，从而影响氨气的生成，影响脱硝效率，导致脱硝系统反应器出口的氮氧化物浓度超标，以至于严重影响机组安全经济环保的运行。
为了解决尿素溶液结晶而导致喷枪及管道堵塞的问题，人们比较常见的一种解决方法是从锅炉机组中直接引出一条热水管路来对热解炉内的尿素溶液喷枪及管道进行冲洗，以避免尿素溶液结晶而造成尿素喷枪或是管道堵塞，例如申请号为201520812931.1所公开的一种防止脱硝热解炉尿素喷枪及管道堵塞冲洗管路、申请号为201320413111.6所公开的尿素溶液输送管道的伴热及冲洗系统等，但是采用这种方式会增加整个锅炉机组热量的流失。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种脱硝系统中热解炉的冲洗管路，所要解决的技术问题是如何提高热解炉的冲洗效果。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：
一种脱硝系统中热解炉的冲洗管路，该冲洗管路包括冷水管、热水支管一以及用于冲洗尿素溶液的冲洗管，冷水管的出口及热水支管一的出口均与冲洗管相连通，其特征在于，该冲洗管路还包括由脱硝系统所在的锅炉机组引出的凝结水管，所述的冷水管的入口与热水支管一的入口均与凝结水管相连通，所述的热水支管一沿由脱硝系统所在锅炉机组上的烟道外侧布置，所述的冲洗管上设有温度表，且该冲洗管路还包括能够对热水流量进行调节的热水调节阀以及能够对冷水流量进行调节的冷水调节阀。
需要对热解炉内的尿素溶液进行冲洗时，凝结水管内的部分凝结水流入热水支管一内，另一部分凝结水流入支管二内，由于热水支管一沿由脱硝系统所在锅炉机组上的烟道外侧设置，而烟道因为内部有烟气存在的原因会向外辐射很高的热量，这样热水支管一就会与烟道外侧发散出的高热量进行热交换，从而就会对流入到热水支管一内的凝结水进行加热使其形成具有高温度的热水，最后由机组工作人员根据现场情况通过冷水调节阀对冷水的流量进行调节并通过热水调节阀对热水的流量进行调节，使冷水与热水在冲洗管内混合为具有合适水温的冲洗水来对热解炉进行冲洗。
本脱硝系统中热解炉的冲洗管路利用热水与冷水混合形成冲洗水来进行冲洗，同时配置温度表并结合热水调节阀及冷水调节阀使工作人员能够根据现场的情况对热水及冷水的流量进行及时地调节，使混合后的冲洗水始终处于最佳的冲洗温度，从而保证最佳的冲洗效果，很好地解决了尿素喷枪及管道因结晶而堵塞的问题。而且，由于烟道本身就是会向外进行辐射热量的，本脱硝系统中热解炉的冲洗管路直接利用了烟道向外辐射的热量来对凝结水进行加热，相比于常规中直接从其他热水管路中引一条支管来供应热水而言，不仅同样能够保证热解炉的冲洗效果同时还很好地利用了烟道外部辐射的热量，减少了直接从其他热水管路中引一条支管来供应热水而造成的锅炉机组热量的损失。
在上述的脱硝系统中热解炉的冲洗管路中，所述的脱硝系统包括脱硝反应器，所述的烟道为连接于脱硝反应器入口/出口处的烟道。
脱硝反应器与热解炉同为脱硝系统中的设备，两者之间距离相对比较近，将热水支管一沿连接于脱硝反应器入口/出口处的烟道外侧设置能够使热水支管一内的凝结水被加热为热水后离热解炉比较近，也就是热水的输送距离比较短。这样可以避免热水在输送过程中因输送距离较远而与空气较长时间进行热交换，从而导致热水温度降低的问题，在提高热解炉冲洗效果的同时进一步减少了热量的流失。
在上述的脱硝系统中热解炉的冲洗管路中，所述的脱硝反应器入口处/出口处烟道外侧设有保温层，所述的热水支管一设置于脱硝反应器入口处/出口处烟道与保温层之间。
在脱硝反应器入口处/出口处烟道外侧设置保温层，通过将热水支管一设置在脱硝反应器入口处/出口处烟道与保温层之间，这样可以隔绝热水支管一与外界空气的热交换，从而使热水支管一内被加热为热水的凝结水可以保持较高的温度，在避免热量流失的同时又提高了热解炉的冲洗效果。
在上述的脱硝系统中热解炉的冲洗管路中，所述的保温层内侧设有凹腔，所述的热水支管一部分位于凹腔内且热水支管一的部分外侧壁与凹腔的内壁相贴合。
常规来说，设置在烟道外侧的保温层内侧壁都是平面，以保证保温层内侧壁能够与烟道外侧壁呈贴合状态。但是，由于在烟道外侧布置热水支管一后会使烟道外侧呈不规则状，因此在保温层内侧设置凹腔，将热水支管一部分设置在凹腔内且热水支管一的部分外侧壁与凹腔的内壁相贴合，这样既可以使保温层与热水支管一之间形成贴合来防止热水支管一与外界空气的热交换，以提高热解炉的冲洗效果，同时又可以保证原有保温层与烟道外侧壁之间的紧密连接，避免了烟道外部热量向外辐射。
在上述的脱硝系统中热解炉的冲洗管路中，所述的保温层由保温棉构成。
保温棉具有很好的变形性以及保温特性，采用保温棉组成保温层包覆在烟道外侧时，保温棉与热水支管一相接触并通过保温棉自身的良好变形性而自然形成上述凹腔，从而使保温层与热水支管一紧密的贴合在一起，以防止热水支管一与外界空气的热交换来保证热解炉的冲洗效果。
在上述的脱硝系统中热解炉的冲洗管路中，该冲洗管路还包括与热水支管一平行设置的热水支管二，热水支管一与热水支管二沿同一个烟道外侧设置，所述的热水支管一的入口与热水支管二的入口均与一根热水管相连接，且热水管的入口与凝结水管相连接，所述的热水支管一的出口与热水支管二的出口均与一根热水集流管相连接，且热水集流管的出口与冷水管的出口均与冲洗管相连接，所述的温度表为就地温度表，所述的冷水调节阀设于冷水管上，所述的热水调节阀设于热水集流管上。
热水支管一的入口与热水支管二的入口均与热水管相连接，且热水管的入口与凝结水管相连接，也就表示凝结水管内的部分凝结水流入到热水管内并从热水管内分流到热水支管一与热水支管二内。热水支管二与热水支管一平行设置且热水支管二与热水支管一沿同一个烟道的外侧设置，也就是说热水支管一内的凝结水与热水支管二内的凝结水会同时与烟道进行热交换，这样可以保证热交换过程更加合理、均匀。热水支管一内的凝结水与热水支管二内的凝结水均经热交换加热后再一同流入到热水集流管内，再由热水集流管统一将加热后的凝结水和冷水管内的常温凝结水在冲洗管内混合，从而形成具有适合水温的冲洗水以对热解炉进行有效的冲洗。
在上述的脱硝系统中热解炉的冲洗管路中，所述的热水集流管外侧与冲洗管外侧均包覆保温铝皮，且热水调节阀外设置保温套。
在热水集流管外侧与冲洗管外侧均包覆保温铝皮，同时在热水调节阀外设置保温套，主要是为了起到保温作用，这样可以避免与外界空气发生热交换而导致热水集流管内的热水温度或是冲洗管内的混合水温度降低，从而保证热解炉的冲洗效果。
在上述的脱硝系统中热解炉的冲洗管路中，所述的凝结水管上设有用于控制凝结水管启闭的主控制阀。
在凝结水管上设置主控制阀主要是为了方便机组工作人员能够对整个冲洗管路的启用和停止进行总控制，避免在不需要冲洗时热水支管一及热水支管二仍然与烟道外侧热交换而造成热量的流失。
在上述的脱硝系统中热解炉的冲洗管路中，所述的冲洗管上设有自力式压力调节阀、就地压力表、泄压阀以及检修控制阀。
由于整个冲洗管路距离地面较高，设置就地压力表主要为了方便机组工作人员能够及时对冲洗管内的水压进行监控，在水压过高时可以通过自力式压力调节阀进行调节以保护设备，避免冲洗水压力过大而对热解炉设备造成损坏。同时，设置检修控制阀是为了在冲洗管出现泄漏时将冲洗管与其他管路断开，并且通过设置泄压阀可将冲洗管内的冲洗水泄掉以便工作人员方便进行维修。
与现有技术相比，本脱硝系统中热解炉的冲洗管路利用高温水与凝结水混合来进行冲洗，一方面避免了因冲洗水温度过低而出现尿素溶液结晶的情况，进而解决了尿素喷枪及管道因结晶而堵塞的问题，提高了热解炉内尿素溶液的冲洗效果；另一方面又不会因为温度过高而造成密封件或控制阀门损坏，保证了脱硝系统本身的运行稳定性。
而且，本脱硝系统中热解炉的冲洗管路直接利用了烟道向外辐射的热量来对凝结水进行加热，不仅同样能够保证热解炉的冲洗效果同时还很好地利用了烟道外部辐射的热量，减少了锅炉机组热量的损失。
附图说明
图1是本脱硝系统中热解炉的冲洗管路的示意图。
图2是本脱硝系统中热解炉的冲洗管路中热水支管一、热水支管二与烟道之间的分布示意图。
图中，1、冲洗管；2、凝结水管；3、热水管；4、冷水管；5、热水支管一；6、热水支管二；7、烟道；8、保温层；8a、凹腔；9、热水集流管；10、主控制阀；11、热水调节阀；12、冷水调节阀；13、温度表；14、自力式压力调节阀；15、就地压力表；16、泄压阀；17、检修控制阀；18、锅炉辅汽减温水管；19、三通接头。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例一
如图1所示，一种脱硝系统中热解炉的冲洗管路，脱硝系统包括热解炉，该冲洗管路包括冷水管4、热水支管一5、用于冲洗热解炉的冲洗管1以及由脱硝系统所在的锅炉机组引出的凝结水管2，凝结水管2具体是从锅炉机组中的锅炉辅汽减温水管18引出的。冷水管4的出口及热水支管一5的出口均与冲洗管1相连通，冷水管4的入口及热水支管一5的入口均与凝结水管2相连通，热水支管一5沿由脱硝系统所在的锅炉机组上的烟道7外侧设置，冲洗管1上设有温度表13，且该冲洗管路还包括能够对热水流量进行调节的热水调节阀11以及能够对冷水流量进行调节的冷水调节阀12。
具体来说，脱硝系统还包括脱硝反应器，烟道7为脱硝反应器入口处的烟道7，也就是热水支管一5是沿连接于脱硝反应器入口处的烟道7外侧设置的，脱硝反应器与热解炉同为脱硝系统中的设备，两者之间的距离相对比较近，将热水支管一5沿连接于脱硝反应器入口处的烟道外侧设置能够使热水支管一5内的凝结水离热解炉比较近，也就是使热水的输送距离比较短，这样可以避免热水在输送过程中因输送距离比较远而与空气较长时间进行热交换。
如图1和图2所示，在脱硝反应器入口处的烟道7外侧设有保温层8，热水支管一5设置于脱硝反应器入口处烟道7与保温层8之间。保温层8内侧设有凹腔8a，热水支管一5部分位于凹腔8a内且热水支管一5的部分外侧壁与凹腔8a的内壁相贴合。保温层8具体是由保温棉构成的，将保温棉组成的保温层8包覆在烟道7外侧时，保温层8会与热水支管一5相接触并通过保温棉自身的良好变形性而自然形成凹腔8a，从而使保温层8与热水支管一5能够紧密地贴合在一起。
如图1和图2所示，本冲洗管路还包括热水支管二6，热水支管二6与热水支管一5平行设置，且热水支管一5与热水支管二6均沿连接于脱硝反应器入口处的烟道7外侧设置，热水支管二6也设置于保温层8与脱硝反应器的入口处烟道7之间。热水支管一5的入口与热水支管二6的入口均与一根热水管3相连接，且冷水管4的入口及热水管3的入口均与凝结水管2相连接，冷水管4、热水管3及凝结水管2具体是利用三通接头19实现连接的，热水支管一5的出口与热水支管二6的出口均与一根热水集流管9相连接，且热水集流管9的出口与冷水管4的出口均与冲洗管1相连接，热水集流管9、冷水管4及冲洗管1也是利用三通接头19实现连接的。
如图1所示，凝结水管2上设有用于控制凝结水管2启闭的主控制阀10，由于整个冲洗管路是由凝结水管2引入的，因此在凝结水管2上设置主控制阀10，可以方便锅炉机组工作人员对整个冲洗管路的启用和停止进行总控制，避免在不需要冲洗时热水支管一5仍然与烟道7外侧热交换而造成热量的流失。
需要对热解炉进行冲洗时，锅炉机组工作人员控制主控制阀10打开，使凝结水管2内的凝结水分别流入热水管3与冷水管4内。由于热水管3在脱硝反应器入口处的烟道7处分流为热水支管一5与热水支管二6，且热水支管一5与热水支管二6均沿脱硝反应器入口处的烟道7外侧设置，而脱硝反应器入口处的烟道7会向外辐射出非常高的热量，因此流入热水管3内的凝结水会分流到热水支管一5与热水支管二6内，且热水支管一5与热水支管二6会分别与烟道7外侧辐射出来的高热量进行热交换，从而就会对流入到热水支管一5内的凝结水以及流入到热水支管二6内的凝结水进行加热使其形成具有比较高温度的热水，最后热水支管一5内的热水与支管三内的热水一同流入到热水集流管9内，再由热水集流管9统一将加热后的凝结水和冷水管4内的常温凝结水在冲洗管1内混合，从而形成具有合适水温的冲洗水以对热解炉进行有效的冲洗。
本脱硝系统中热解炉的冲洗管路利用高温凝结水与常温凝结水混合形成冲洗水来对热解炉进行冲洗，一方面避免了因冲洗水温度过度而出现尿素溶液结晶的情况，进而解决了尿素喷枪及管道因结晶而堵塞的问题，提高了热解炉内尿素溶液的冲洗效果；另一方面由于热解炉内的尿素管道及尿素喷枪上会设置不少密封件或控制阀门，采用混合后的冲洗水又不会因为温度过高而造成密封件或控制阀门损坏，保证了脱硝系统本身的运行稳定性。而且，由于烟道7本身就是会向外进行辐射热量的，本脱硝系统中热解炉的冲洗管路直接利用了烟道7向外辐射的热量来对凝结水进行加热，相比于常规中直接从其他热水管3路中引一条支管来供应热水而言，不仅同样能够保证热解炉的冲洗效果同时还很好地利用了烟道7外部辐射的热量，减少了直接从其他热水管3路中引一条支管来供应热水而造成的锅炉机组热量的损失,同时也是由于热水是由热交换方式得来的，因此热水的温度不稳定，这样通过冷热水混合并结合冷热水流量调配的方式可以保证冲洗水的温度始终处于最佳的冲洗温度。
如图1所示，另外，通过在冲洗管1上设置温度表13，温度表13具体为就地温度表，方便机组工作人员可在地面对冲洗管1的混合水温度进行监控，同时将热水调节阀11设置在热水集流管9上，将冷水控制阀12设置在冷水管上，使得机组工作人员能够根据现场的情况及时对热水及冷水的流量进行调节，使混合后的冲洗水始终处于最佳的冲洗温度，从而更好地对热解炉内的尿素溶液进行冲洗。
此外，在热水集流管9外侧与冲洗管1外侧均包覆有保温铝皮，且热水调节阀11外设置有保温套。在热水集流管9外侧与冲洗管1外侧均包覆保温铝皮，同时在热水调节阀11外设置保温套，主要是为了起到保温作用，这样可以避免因与外界空气发生热交换而导致热水集流管9内的热水温度或是冲洗管1内的混合冲洗水温度降低，以保证热解炉的冲洗效果。
如图1所示，在冲洗管1上还设有自力式压力调节阀14、就地压力表15、泄压阀16以及检修控制阀17。由于整个冲洗管路距离地面较高，设置就地压力表15主要为了方便机组工作人员能够及时对冲洗管1内的水压进行监控，在水压过高时可以通过自力式压力调节阀14进行调节以保护设备，避免冲洗水压力过大而对热解炉设备造成损坏。同时，设置检修控制阀17是为了在冲洗管1出现泄漏时将冲洗管1与其他管路断开，并且通过设置泄压阀16可将冲洗管1内的冲洗水泄掉以便工作人员方便进行维修。
实施例二
本实施例同实施例一的结构及原理基本相同，不同之处在于：在本实施例中，热水支管一5与热水支管二6均沿脱硝反应器出口处的烟道7外侧布置。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (9)
1.一种脱硝系统中热解炉的冲洗管路，包括冷水管(4)、热水支管一(5)以及用于冲洗尿素溶液的冲洗管(1)，冷水管(4)的出口及热水支管一(5)的出口均与冲洗管(1)相连通，其特征在于，该冲洗管路还包括由脱硝系统所在的锅炉机组引出的凝结水管(2)，所述的冷水管(4)的入口与热水支管一(5)的入口均与凝结水管(2)相连通，所述的热水支管一(5)沿由脱硝系统所在锅炉机组上的烟道(7)外侧布置，所述的冲洗管(1)上设有温度表(13)，且该冲洗管路还包括能够对热水流量进行调节的热水调节阀(11)以及能够对冷水流量进行调节的冷水调节阀(12)。
2.根据权利要求1所述的脱硝系统中热解炉的冲洗管路，其特征在于，所述的脱硝系统包括脱硝反应器，所述的烟道(7)为连接于脱硝反应器入口/出口处的烟道(7)。
3.根据权利要求1所述的脱硝系统中热解炉的冲洗管路，其特征在于，所述的脱硝反应器入口处/出口处烟道(7)外侧设有保温层(8)，所述的热水支管一(5)设置于脱硝反应器入口处/出口处烟道(7)与保温层(8)之间。
4.根据权利要求3所述的脱硝系统中热解炉的冲洗管路，其特征在于，所述的保温层(8)内侧设有凹腔(8a)，所述的热水支管一(5)部分位于凹腔(8a)内且热水支管一(5)的部分外侧壁与凹腔(8a)的内壁相贴合。
5.根据权利要求4所述的脱硝系统中热解炉的冲洗管路，其特征在于，所述的保温层(8)由保温棉构成。
6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的脱硝系统中热解炉的冲洗管路，其特征在于，该冲洗管路还包括与热水支管一(5)平行设置的热水支管二(6)，热水支管一(5)与热水支管二(6)沿同一个烟道(7)外侧设置，所述的热水支管一(5)的入口与热水支管二(6)的入口均与一根热水管(3)相连接，且热水管(3)的入口与凝结水管(2)相连接，所述的热水支管一(5)的出口与热水支管二(6)的出口均与一根热水集流管(9)相连接，且热水集流管(9)的出口与冷水管(4)的出口均与冲洗管(1)相连接，所述的温度表(13)为就地温度表，所述的冷水调节阀(12)设于冷水管(4)上，所述的热水调节阀(11)设于热水集流管(9)上。
7.根据权利要求6所述的脱硝系统中热解炉的冲洗管路，其特征在于，所述的热水集流管(9)外侧与冲洗管(1)外侧均包覆保温铝皮，且热水调节阀(11)外设置保温套。
8.根据权利要求1所述的脱硝系统中热解炉的冲洗管路，其特征在于，所述的凝结水管(2)上设有用于控制凝结水管(2)启闭的主控制阀(10)。
9.根据权利要求1所述的脱硝系统中热解炉的冲洗管路，其特征在于，所述的冲洗管(1)上设有自力式压力调节阀(14)、就地压力表(15)、泄压阀(16)以及检修控制阀(17)。
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