CN110152469B - 脱硫脱硝系统、其喷氨隔栅及其防积灰控制系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种脱硫脱硝系统、其喷氨隔栅及其防积灰控制系统和方法，喷氨隔栅包括与氨源连通的主管道、与所述主管道相连通的多条支管道，和开设于各所述支管道上的过孔；所述支管道上安装有喷射管，所述喷射管安装于所述支管道并通过所述过孔与所述支管道相连通；所述喷射管包括筒体、开设于所述筒体的喷氨孔，和设置于所述筒体远离所述支管道一端的挡尘板；所述喷氨孔在所述筒体上的开设位置距所述支管道的上表面具有预设高度。其避免了支管道上堆积的灰尘对喷氨孔造成的影响，避免了喷口堵塞，从而保证了烟道内氨气喷射的均匀性，提高了氨气的利用率，保证氮氧化物排放指标正常，避免了氨气的浪费。
Description
技术领域
本发明涉及煤电设备技术领域，具体涉及一种用于脱硫脱硝系统的喷氨隔栅。本发明还涉及一种包括该喷氨隔栅的脱硫脱硝系统，以及基于该脱硫脱硝系统的防积灰控制系统和方法。
背景技术
目前煤电企业的锅炉烟气脱硫脱硝系统多采用喷氨格栅实现氨气喷射，具体地，该喷氨隔栅包括多个喷氨支管，喷氨支管上开设有喷氨孔，喷氨孔上安装有短管式喷嘴，并通过该短管式喷嘴向锅炉烟道内喷射氨气，氨气与煤粉燃烧产生的氮氧化物发生反应，生成氮气和水，以降低锅炉燃烧产生的有害成分，达到国家规定的烟气污染物排放标准。
但是，在工作中，喷氨格栅的短管式喷嘴向上顺着烟道内烟气流向布置在竖井烟道内，导致烟气中的灰尘极易集聚在喷氨格栅上，从而造成喷口堵塞，致使烟道内氨气喷射的均匀性降低，且导致氨气的利用率降低，甚至引起氮氧化物排放指标超标和氨气的浪费，以及下游设备空预器堵塞等问题，降低脱硝系统运行的经济性，存在引风机失速和锅炉灭火的安全隐患。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述存在的至少一个问题，该目的是通过以下技术方案实现的。
本发明提供一种喷氨隔栅，用于脱硫脱硝系统，包括与氨源连通的主管道、与所述主管道相连通的多条支管道，和开设于各所述支管道上的过孔；
所述支管道上安装有喷射管，所述喷射管安装于所述支管道并通过所述过孔与所述支管道相连通；
所述喷射管包括筒体、开设于所述筒体的喷氨孔，和设置于所述筒体远离所述支管道一端的挡尘板；
所述喷氨孔在所述筒体上的开设位置距所述支管道的上表面具有预设高度。
在工作过程中，反应用的氨气经过主管道进入各个支管道，并通过每个支管道上的过孔进入该支管道上安装的喷射管内，喷射管内的氨气经喷氨孔喷出并与待反应物混合以发生反应；由于喷氨孔设置在筒体上，相对于支管道位置较高，避免了支管道上堆积的灰尘对喷氨孔造成的影响，避免了喷口堵塞，从而保证了烟道内氨气喷射的均匀性，提高了氨气的利用率，保证氮氧化物排放指标正常，避免了氨气的浪费；进而还能够避免下游设备空预器堵塞，提高了脱硝系统运行的经济性，降低引风机失速和锅炉灭火的安全隐患。
进一步地，所述喷射管上还设置有振打机构，所述振打机构包括电机和与电机传动连接的振锤，所述振锤在所述电机的驱动下敲打所述喷射管。
进一步地，所述筒体包括第一筒段、套设于所述第一筒段内的第二筒段，和驱动所述第二筒段相对于所述第一筒段伸出或缩回的伸缩缸；
所述第二筒段的底端固接于所述支管道，所述挡车板安装于所述第一筒段的顶端。
进一步地，所述喷氨孔的开设位置位于所述筒体的上部三分之一范围内。
进一步地，所述喷氨孔为多个，各所述喷氨孔分散且间隔设置。
本发明还提供一种脱硫脱硝系统，包括喷氨隔栅，所述喷氨隔栅为如上所述的喷氨隔栅。
本发明还提供一种防积灰控制系统，用于如上所述的脱硫脱硝系统，包括：
检测单元，用于实时检测支管道上沉积的灰尘厚度，并输出厚度数据；
比较控制单元，用于接收当前厚度数据，并将灰尘厚度与筒体高度相比较，若灰尘厚度高于或等于筒体高度的三分之二，则向振打电机输出启动振打指令；若灰尘厚度高于或等于筒体高度的四分之三，则发出预警指令；
报警单元，用于在接收到预警指令时发出声光报警信号。
进一步地，所述比较控制单元还用于在灰尘高度高于或等于筒体高度的三分之二时，向伸缩缸发出伸长指令，且在灰尘高度低于筒体高度的二分之一时，向伸缩缸发出缩短指令。
本发明还提供一种防积灰控制方法，包括以下步骤：
S1：实时检测支管道上沉积的灰尘厚度，并输出厚度数据；
S2：将灰尘厚度与筒体高度相比较，若灰尘厚度高于或等于筒体高度的三分之二，则转向步骤S3；若灰尘厚度高于或等于筒体高度的四分之三，则转向步骤S4；
S3：向振打电机输出启动振打指令；
S4：向报警器发出预警指令。
10、根据权利要求9所述的防积灰控制方法，其特征在于，在步骤S2中，当灰尘高度高于或等于筒体高度的三分之二时，还转向步骤S5；当灰尘高度低于筒体高度的二分之一时，转向步骤S6；
S5：向伸缩缸发出伸长指令；
S6：且向伸缩缸发出缩短指令。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术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为本发明所提供的喷氨隔栅一种具体实施方式的结构示意图；
图2为图1中A部分的放大图；
图3为本发明所提供的防积灰控制系统一种具体实施方式的结构框图；
图4为本发明所提供的防积灰控制方法一种具体实施方式的流程图。
附图标记说明：
1-主管道
2-支管道
3-喷射管
31-筒体 32-喷氨孔 33-挡尘板
4-振打电机
5-伸缩缸
100-检测单元
200-比较控制单元
300-报警单元
具体实施方式
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。
请参考图1和图2，图1为本发明所提供的喷氨隔栅一种具体实施方式的结构示意图；图2为图1中A部分的放大图。
在一种具体实施方式中，本发明提供的喷氨隔栅用于脱硫脱硝系统，该喷氨隔栅包括与氨源连通的主管道1、与所述主管道1相连通的多条支管道2，和开设于各所述支管道2上的过孔；其中，主管道1也可以设置多排，各排主管道1相平行地并列布置，每条主管道1上均设置有多条支管道2，同一主管道1上的多条支管道2在该主管道1上并列均布，使得各个主管道1和各个支管道2形成阡陌纵横的隔栅式结构。上述支管道2可以通过焊接或法兰连接等方式固定在与其连通的主管道1上。
为了提高氨气的喷射高度，在上述支管道2上安装有喷射管3，所述喷射管3安装于所述支管道2并通过所述过孔与所述支管道2相连通，所述喷射管3包括筒体31、开设于所述筒体31的喷氨孔32，和设置于所述筒体31远离所述支管道2一端的挡尘板33；所述喷氨孔32在所述筒体31上的开设位置距所述支管道2的上表面具有预设高度，该预设高度可以为筒体31的顶端与支管道2的上表面之间距离的二分之一以上的任一数值，例如为该距离的三分之二或四分之三等，具体高度可根据筒体31的实际高度以及灰尘堆积量等情况确定。
这样，在原喷口(即支管道2上开设的过孔)上加装喷射管3，将氨气的出口设置在喷射管3上，即可提高氨气出口的高度，在支管路上有灰尘堆积时，灰尘堆积的高度无法抵达氨气出口的高度，避免喷氨孔32被堵塞，保证了喷氨工作的顺利进行。
该筒体31为碳钢管，焊接在过孔上，在该碳钢管的上部均匀开七个圆孔，开孔面积之和是原喷口的1.5倍，形成上述喷氨孔32。为了提高喷氨量，可以增加喷氨孔32的喷口面积，令其为原来喷口面积的1.5倍左右，即喷氨孔32的喷口面积为过孔面积的1.5倍。
喷氨孔32的开设位置位于所述筒体31的上部三分之一范围内，且所述喷氨孔32为多个，各所述喷氨孔32分散且间隔设置，喷氨孔32不局限于七个圆孔，也可以为七个方孔，或五个圆孔等形式。
在工作过程中，反应用的氨气经过主管道1进入各个支管道2，并通过每个支管道2上的过孔进入该支管道2上安装的喷射管3内，喷射管3内的氨气经喷氨孔32喷出并与待反应物混合以发生反应；由于喷氨孔32设置在筒体31上，相对于支管道2位置较高，避免了支管道2上堆积的灰尘对喷氨孔32造成的影响，避免了喷口堵塞，从而保证了烟道内氨气喷射的均匀性，提高了氨气的利用率，保证氮氧化物排放指标正常，避免了氨气的浪费；进而还能够避免下游设备空预器堵塞，提高了脱硝系统运行的经济性，降低引风机失速和锅炉灭火的安全隐患。
进一步地，为了避免或缓解灰尘在喷射管3或支管路上堆积，所述喷射管3上还设置有振打机构，通过定时或不定时振打，敲落落在管路上的灰尘，以减轻灰尘堆积。
该振打机构包括电机和与电机传动连接的振锤，所述振锤在所述电机的驱动下敲打所述喷射管3。该电机可以在后台控制器的指令下定时开启，或者在检测到灰尘累积到一定程度的情况下开启。具体地，该电机可以为自动化程度较高的伺服电机。
在灰尘较大的工况下，除了定时振打除灰以外，还可能根据灰尘堆积情况，调整喷氨孔32的高度；具体地，所述筒体31包括第一筒段、套设于所述第一筒段内的第二筒段，和驱动所述第二筒段相对于所述第一筒段伸出或缩回的伸缩缸5；所述第二筒段的底端固接于所述支管道2，所述挡车板安装于所述第一筒段的顶端，喷氨孔32开设在位于上段的第二筒段上。
当用于灰尘较大的工况下时，第二筒段相对于第一筒段伸出，以提高喷氨孔32的位置，当用于灰尘较小的工况下时，第二筒段相对于第一筒段缩回，至少漏出喷氨孔32即可，以便通过降低筒体31的高度来提高筒体31的强度。
显然地，通过后台控制器的指令驱动伸缩缸5的动作，也可以在使用过程中，根据灰尘堆积的情况，实时伸长或缩短筒体31。
除了上述喷氨隔栅，本发明还提供一种包括该喷氨隔栅的脱硫脱硝系统，该脱硫脱硝系统的其他各部分结构请参考现有技术，在此不做赘述。
在上述具体实施方式的基础上，为了提高设备的自动化水平，降低人工成本，节约劳动力，本发明还提供一种用于该脱硫脱硝系统的防积灰控制系统。
在一种具体实施方式中，如图3所示，该防积灰控制系统包括检测单元100、比较控制单元200和报警单元300；其中，检测单元100用于实时检测支管道2上沉积的灰尘厚度，并输出厚度数据；比较控制单元200用于接收当前厚度数据，并将灰尘厚度与筒体31高度相比较，若灰尘厚度高于或等于筒体31高度的三分之二，则向振打电机4输出启动振打指令；若灰尘厚度高于或等于筒体31高度的四分之三，则发出预警指令；报警单元300用于在接收到预警指令时发出声光报警信号。
在工作过程中，当检测到支管道2上沉积的灰尘厚度高于预设值时，则启动振打电机4，振打电机4带动振锤振打管路，以便及时将管壁上沉积的灰尘敲落；同时，若检测到的灰尘厚度高于报警阈值时，启动报警装置，通知值班人员，以避免发生由于喷氨孔32堵塞导致的次生风险，提高了设备的安全性能。
上述比较控制单元200还用于在灰尘高度高于或等于筒体31高度的三分之二时，向伸缩缸5发出伸长指令，且在灰尘高度低于筒体31高度的二分之一时，向伸缩缸5发出缩短指令。这样，根据灰尘堆积的高度，通过调整筒体31的高度来调整喷氨孔32的高度，以此避免喷氨孔32堵塞。
进一步地，本发明还提供一种基于上述防积灰控制系统的防积灰控制方法，如图4所示，该方法包括以下步骤：
S1：实时检测支管道2上沉积的灰尘厚度，并输出厚度数据；
S2：将灰尘厚度与筒体31高度相比较，若灰尘厚度高于或等于筒体31高度的三分之二，则转向步骤S3和步骤S5；若灰尘厚度高于或等于筒体31高度的四分之三，则转向步骤S4；当灰尘高度低于筒体31高度的二分之一时，转向步骤S6；
S3：向振打电机4输出启动振打指令；
S4：向报警器发出预警指令。
S5：向伸缩缸5发出伸长指令；
S6：向伸缩缸5发出缩短指令。
在工作过程中，当检测到支管道2上沉积的灰尘厚度高于预设值时，则启动振打电机4，振打电机4带动振锤振打管路，以便及时将管壁上沉积的灰尘敲落；同时，若检测到的灰尘厚度高于报警阈值时，启动报警装置，通知值班人员，以避免发生由于喷氨孔32堵塞导致的次生风险，提高了设备的安全性能。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
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以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (5)
1.一种脱硫脱硝系统，其特征在于，包括喷氨隔栅和防积灰控制系统，
所述喷氨隔栅包括：
与氨源连通的主管道（1）、与所述主管道（1）相连通的多条支管道（2），和开设于各所述支管道（2）上的过孔；
所述支管道（2）上安装有喷射管（3），所述喷射管（3）安装于所述支管道（2）并通过所述过孔与所述支管道（2）相连通；
所述喷射管（3）包括筒体（31）、开设于所述筒体（31）的喷氨孔（32），和设置于所述筒体（31）远离所述支管道（2）一端的挡尘板（33）；
所述喷氨孔（32）在所述筒体（31）上的开设位置距所述支管道（2）的上表面具有预设高度；
所述喷射管（3）上还设置有振打机构，所述振打机构包括电机和与电机传动连接的振锤，所述振锤在所述电机的驱动下敲打所述喷射管（3）；
所述筒体（31）包括第一筒段、套设于所述第一筒段内的第二筒段，和驱动所述第二筒段相对于所述第一筒段伸出或缩回的伸缩缸（5）；
所述第二筒段的底端固接于所述支管道（2），所述挡尘板 安装于所述第一筒段的顶端；
所述防积灰控制系统包括：
检测单元（100），用于实时检测支管道（2）上沉积的灰尘厚度，并输出厚度数据；
比较控制单元（200），用于接收当前厚度数据，并将灰尘厚度与筒体（31）高度相比较，若灰尘厚度高于或等于筒体（31）高度的三分之二，则向振打电机（4）输出启动振打指令；若灰尘厚度高于或等于筒体（31）高度的四分之三，则发出预警指令；
报警单元（300），用于在接收到预警指令时发出声光报警信号；
所述比较控制单元（200）还用于在灰尘高度高于或等于筒体（31）高度的三分之二时，向伸缩缸（5）发出伸长指令，且在灰尘高度低于筒体（31）高度的二分之一时，向伸缩缸（5）发出缩短指令。
2.根据权利要求1所述的脱硫脱硝系统，其特征在于，所述喷氨孔（32）的开设位置位于所述筒体（31）的上部三分之一范围内。
3.根据权利要求2所述的脱硫脱硝系统，其特征在于，所述喷氨孔（32）为多个，各所述喷氨孔（32）分散且间隔设置。
4.一种防积灰控制方法，应用于权利要求1-3中任意一种所述脱硫脱硝系统，其特征在于，包括以下步骤：
S1：实时检测支管道（2）上沉积的灰尘厚度，并输出厚度数据；
S2：将灰尘厚度与筒体（31）高度相比较，若灰尘厚度高于或等于筒体（31）高度的三分之二，则转向步骤S3；若灰尘厚度高于或等于筒体（31）高度的四分之三，则转向步骤S4；
S3：向振打电机（4）输出启动振打指令；
S4：向报警器发出预警指令。
5.根据权利要求4所述的防积灰控制方法，其特征在于，在步骤S2中，当灰尘高度高于或等于筒体（31）高度的三分之二时，还转向步骤S5；当灰尘高度低于筒体（31）高度的二分之一时，转向步骤S6；
S5：向伸缩缸（5）发出伸长指令；
S6：且向伸缩缸（5）发出缩短指令。
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