CN109718650A - Sncr脱硝系统的阶梯式喷射装置及采用该装置的脱硝系统 - Google Patents

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李楠
刘海峰
张世鑫
史磊
许强
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Abstract

本发明公开了一种SNCR脱硝系统的阶梯式喷射装置及采用该装置的脱硝系统，喷射装置包括若干个喷射单元，所述喷射单元安装在循环流化床锅炉分离器入口水平烟道内，喷射单元沿着烟气流动方向呈阶梯状设置；喷射单元包括套管和喷枪，套管沿轴向开设若干喷射孔，喷枪设置在套管内，喷枪上设置有若干喷头，喷枪与套管平行设置，喷头与喷射孔沿喷射单元的径向朝向以及轴向位置一一对应，喷头的喷口朝向与烟气流动方向一致，喷枪一端开设还原剂入口和雾化空气入口，套管一端开设冷却风接口；还原剂通过阶梯式喷射装置多点位、全覆盖射入烟道，与传统CFB锅炉喷射装置相比，阶梯设置的喷射单元能减小烟气阻力，使还原剂与烟气充分混合，从而提高脱硝效率。

Description

SNCR脱硝系统的阶梯式喷射装置及采用该装置的脱硝系统
技术领域
本发明属于循环流化床锅炉环保技术领域，具体涉及一种SNCR脱硝系统的阶梯式喷射装置及采用该装置的脱硝系统。
背景技术
循环流化床(CFB)锅炉技术是近十几年来迅速发展的一项高效低污染洁净煤发电技术，CFB锅炉普遍采用SNCR方式脱除烟气中的NOx，反应温度窗口为850～1050℃，得益于旋风分离器良好的扰动作用，CFB锅炉SNCR脱硝效率较煤粉炉相比有较大提高，最高可达80％左右。近年来环保压力日益增大，对CFB锅炉SNCR脱硝效率提出了更高的要求，影响CFB锅炉SNCR脱硝效率的一个重要因素为还原剂雾化后与高温烟气的混合是否充分。传统的还原剂喷射装置通常布置在分离器烟道两侧，还原剂射入烟道后即被高速烟气携带转向，很难到达烟道中心部位，导致烟气与还原剂混合效率不好，脱硝效率难以提高，从而需要消耗大量还原剂。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明提供了一种SNCR脱硝系统的阶梯式喷射装置及采用该装置的脱硝系统，其目的在于保证还原剂到达烟道中心位置，使还原剂均匀喷射在烟道截面多个点位，与烟气充分混合，提高SNCR脱硝效率，通过阶梯式布置喷枪，最大限度减小喷射阻力。
为解决上述技术问题，本发明通过以下方案予以实现：一种循环流化床锅炉SNCR脱硝系统的阶梯式喷射装置，包括若干个喷射单元，所述喷射单元安装在循环流化床锅炉分离器入口水平烟道内，喷射单元沿着烟气流动方向呈阶梯状设置；喷射单元包括套管和喷枪；套管沿轴向开设若干喷射孔，喷枪设置在套管内，喷枪上设置有若干喷头，喷枪与套管平行设置，喷头与喷射孔沿喷射单元的径向朝向以及轴向位置一一对应，喷头的喷口朝向与烟气流动方向一致，喷枪一端开设还原剂入口和雾化空气入口，套管的一端开设有冷却风接口。
喷头与喷枪安装形成组合件之后，其组合件的径向最大尺寸小于套管的内径。
喷枪与套管的端面采用法兰连接。
喷射单元布置为下行阶梯式或上行阶梯式；所述下行阶梯式为沿着烟气流动方向，喷射单元的高度逐渐降低，所述上行阶梯式为沿着烟气流动方向，喷射单元的高度逐渐升高。
每个喷射单元的轴线相互平行。
套管采用耐高温金属管道制成。
套管的外侧设置有抓钉和耐高温耐磨层，抓钉用于固定耐高温耐磨层。
套管的两端固定在烟道侧壁上。
冷却风接口连通一次风机、流化风机或压缩空气管道。
本发明还提供一种采用本发明所述阶梯式喷射装置的SNCR脱硝系统。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：在烟道内设置喷射单元，喷头沿着喷枪的轴线方向设置，还原剂和雾化空气分别从还原剂入口和雾化空气入口进入喷枪，还原剂在雾化空气的作用下能与烟气更加充分地混合，设置多个喷射单元，喷射单元沿着烟气流向呈阶梯式排列，喷射单元对其所处烟道中某一截面的通流面积影响更小，减小烟气流通的阻力，并且还原剂并不是在某一处界面完成喷射，而是从喷射单元中沿着烟气流动逐渐喷射而出，沿着烟气流动方向形成更有效的喷射面；同时喷枪横跨整个烟道，使得喷头在整个烟道内的空间中均匀分布，还原剂能够与烟气充分混合，从冷却风接口向套管中通入冷却空气，对喷枪和喷头进行有效冷却，确保其安全稳定运行。
进一步的，喷头与喷枪安装形成组合件之后，其组合件的径向最大尺寸小于套管的内径，喷枪与套管的端面采用法兰连接；能使得喷枪与套管可拆卸连接，从而便于维修和更换，同时有利于冷却空气从喷射孔流出。
进一步的，每个喷射单元的轴线相互平行有利于还原剂与烟气充分均匀混合。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式中的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为阶梯式喷射装置在烟道上的布置示意图；
图2为阶梯式喷射装置结构示意图；
图3为阶梯式喷射装置单元水平面剖面示意图；
附图中，1-套管；2-喷枪；3-喷头；4-喷射孔；5-烟道侧壁；6-还原剂入口；7-雾化空气入口；8-冷却风入口；9-法兰；10-抓钉；11-耐磨耐高温层。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1～图3所示，一种用于循环流化床锅炉SNCR脱硝系统的阶梯式喷射装置，包括若干个喷射单元，所述喷射单元安装在CFB锅炉旋风分离器入口水平烟道内，喷射单元沿着烟道轴向呈阶梯式设置，每个喷射单元包括套管1和喷枪2；套管1沿轴向开设若干喷射孔4，喷枪2设置在套管1内，喷枪2的轴线平行于套管1的轴线，喷枪2上设置有若干喷头3，喷头3与喷射孔4的径向朝向以及轴向位置相对应，喷枪2一端开设有还原剂入口6和雾化空气入口7；套管1的一端开设有冷却风接口8，喷头3与喷枪2安装完成形成组合件之后，其组合件的径向最大尺寸小于套管1的内径；喷枪2与套管1的端面采用法兰9连接，套管1连接喷枪2的一端设置法兰盘，喷枪2与套管1的连接处设置法兰盘，喷枪2装入套管1之后，将所述两个法兰盘紧密连接。
沿烟气流动方向，多个喷射单元可以设置为下行阶梯式，也可以布置为上行阶梯式，图1所示为下行阶梯式布置方式；下行阶梯式是指，沿着烟气流动方向，喷射单元的高度逐渐降低；上行阶梯式为，沿着烟气流动方向，喷射单元的高度逐渐升高；每个喷射单元的轴线相互平行。
本发明的冷却介质采用实时环境中的空气，套管1采用耐高温金属管道制成，沿烟道横截面方向开有数个喷射孔4，套管1的一端开设有冷却风接口8，冷却风接口8连接有冷风系统，冷却风通过冷却风接口8送入套管1，通过喷射孔4排入烟道；冷却风接口8开设在套管1端部的侧壁上，冷却风接口8连通一次风机、流化风机或压缩空气管道。
本发明喷射单元的数量为3～6个，喷射单元的数量根据烟道的长度设计。
喷枪2上的喷头3的顶端位于套管1内，喷枪2与套管1采用法兰9连接，喷枪2能使得在锅炉运行期间从套管1中抽出喷枪2，便于检查和维修。
如图3所示，套管1的外侧设置有抓钉10和耐高温耐磨层11，抓钉10用于固定耐高温耐磨层11抓钉10采用耐高温金属制成，均匀分布在套管1的外表面，抓钉10与套管1焊接固定；抓钉10与所在套管1外表面处的法线方向平行；耐高温耐磨层11防止套管1被高温烟气冲刷磨损甚至烧损。
如图2所示，喷射单元的长度根据烟道宽度而定，喷射单元两端固定在烟道侧壁5上，喷枪2从套管1一端穿入套管1，喷枪2的轴线平行于套管1的轴线，并通过法兰9固定在套管1上，喷头3与喷枪2连通，喷头3及喷射孔4方向与烟气流向相同。
本发明一个具体的实施例，如图2和图3所示，还原剂与雾化空气对应地从还原剂接口6与雾化空气接口7送入喷枪2，喷枪2与套管1均设置四个，每支喷枪2上设置四个喷头，还原剂和雾化空气从十六个喷头3喷射进入烟道，与烟气混合；冷却风分别从喷射单元的冷却风入口8送入套管1，通过十六个喷射孔4进入烟道，起到冷却喷头3、喷枪2以及套管1的作用。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.SNCR脱硝系统的阶梯式喷射装置，其特征在于，包括若干个喷射单元，所述喷射单元安装在循环流化床锅炉分离器入口水平烟道内，喷射单元沿着烟气流动方向呈阶梯状设置；喷射单元包括套管(1)和喷枪(2)，套管(1)沿轴向开设若干喷射孔(4)，喷枪(2)设置在套管(1)内，喷枪(2)上设置有若干喷头(3)，喷枪(2)与套管(1)平行设置，喷头(3)与喷射孔(4)沿喷射单元的径向朝向以及轴向位置一一对应，喷头(3)的喷口朝向与烟气流动方向一致，喷枪(2)一端开设还原剂入口(6)和雾化空气入口(7)，套管(1)的一端开设有冷却风接口(8)。
2.根据权利要求1所述的SNCR脱硝系统的阶梯式喷射装置，其特征在于，喷头(3)与喷枪(2)安装形成组合件之后，其组合件的径向最大尺寸小于套管(1)的内径。
3.根据权利要求1所述的SNCR脱硝系统的阶梯式喷射装置，其特征在于，喷枪(2)与套管(1)的端面采用法兰(9)连接。
4.根据权利要求1所述的SNCR脱硝系统的阶梯式喷射装置，其特征在于，喷射单元布置为下行阶梯式或上行阶梯式；所述下行阶梯式为沿着烟气流动方向，喷射单元的高度逐渐降低，所述上行阶梯式为沿着烟气流动方向，喷射单元的高度逐渐升高。
5.根据权利要求4所述的SNCR脱硝系统的阶梯式喷射装置，其特征在于，每个喷射单元的轴线相互平行。
6.根据权利要求1所述的SNCR脱硝系统的阶梯式喷射装置，其特征在于，套管(1)采用耐高温金属管道制成。
7.根据权利要求1所述的SNCR脱硝系统的阶梯式喷射装置，其特征在于，套管(1)的外侧设置有抓钉(10)和耐高温耐磨层(11)，抓钉(10)用于固定耐高温耐磨层(11)。
8.根据权利要求1所述的SNCR脱硝系统的阶梯式喷射装置，其特征在于，套管(1)的两端固定在烟道侧壁(5)上。
9.根据权利要求1所述的SNCR脱硝系统的阶梯式喷射装置，其特征在于，冷却风接口(8)连通一次风机、流化风机或压缩空气管道。
10.一种SNCR脱硝系统，其特征在于，采用权利要求1～9任一项所述的阶梯式喷射装置。
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