CN110748905A - 一种低氮锅壳式锅炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低氮锅壳式锅炉，主要包括炉胆、转烟室、烟管、锅壳、前烟箱、省煤器、燃烧器、CEMS烟气在线监测系统、脱硝温度测点和脱硝还原剂喷射装置，锅壳内横置有炉胆和烟管，锅壳的后部设置有转烟室，转烟室采用膜式壁结构形成导流膜式壁并与炉胆相连通使能燃料在炉胆内完全燃烧后产生的烟气进入转烟室。本发明的有益效果为：锅炉后部设置了容积较大的转烟室，转烟室采用膜式壁结构。锅炉转烟室中设置了温度传感器和脱硝还原剂喷射装置。通过对烟气温度的检测，可以确保脱硝还原剂在最佳温度区间内工作，提高脱硝效率。锅炉转烟室中设置了导流膜式壁，延长了流程，可以确保脱硝还原剂与烟气能充分有效地接触混合，提升脱硝效率。

Description

一种低氮锅壳式锅炉

技术领域

本发明涉及锅炉领域，主要是一种低氮锅壳式锅炉。

背景技术

近年来，随着我国经济的高速发展，以及工业化和城镇化的深入推进，能源的消耗持续增加。同时，随之而来的大气污染问题日益突出，一些城市的空气质量逐渐恶化，成为我国面临的最严峻的环境问题。如不采取切实有效的措施防止生态环境的进一步恶化，环境问题可能制约我国经济的持续、快速和健康发展。

燃料燃烧过程中所产生的氮氧化物是影响环境空气质量的重要因素。工业锅炉是能源消耗大户，如何降低锅炉烟气中氮氧化物的排放，是当前锅炉厂家的研发重点。对于天然气燃料锅炉可以采用烟气再循环、分级燃烧等低氮技术大幅降低氮氧化物的排放，但对于轻柴油燃料、以及裂解气燃料(生物质气化燃料等，含有大量氮气等杂质)，利用烟气再循环、分级燃烧等技术无法明显降低氮氧化物的排放。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种低氮锅壳式锅炉，利用脱硝技术可以大幅降低烟气中氮氧化物的排放。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的。一种低氮锅壳式锅炉，主要包括炉胆、转烟室、烟管、锅壳、前烟箱、省煤器、燃烧器、CEMS烟气在线监测系统、脱硝温度测点和脱硝还原剂喷射装置，锅壳内横置有炉胆和烟管，锅壳的后部设置有转烟室，转烟室采用膜式壁结构形成导流膜式壁并与炉胆相连通使能燃料在炉胆内完全燃烧后产生的烟气进入转烟室；所述的转烟室上设置有温度传感器形成脱硝温度测点，同时在每一个温度传感器附近还设有脱硝还原剂喷射装置，通过脱硝还原剂喷射装置在高温烟气中喷淋脱硝还原剂来实现降低氮氧化物排放。

所述的脱硝还原剂为氨水或者尿素。

所述的CEMS烟气在线监测系统实时监控锅炉后部烟气中氮氧化物的含量，并且通过控制系统调节喷淋的脱硝还原剂用量。

所述的转烟室外设置一空腔，所述的温度传感器和脱硝还原剂喷射装置安装在空腔中并延伸到转烟室内，脱硝还原剂喷射装置采用伸缩式结构，通过CEMS烟气在线监测系统8计算结果自动调节脱硝还原剂喷射装置的插入深度。

所述的转烟室设置有观察孔和人孔。

本发明的有益效果为：

1、本发明中，锅壳式锅炉采用大炉胆结构，锅炉后部设置了容积较大的转烟室，转烟室采用膜式壁结构。燃料在炉胆内完全燃烧，烟气进入转烟室的温度可以控制在850～1050℃范围内。

2、本发明中，锅炉转烟室中设置了温度传感器和脱硝还原剂喷射装置。通过对烟气温度的检测，可以确保脱硝还原剂在最佳温度区间(800～1100℃)内工作，提高脱硝效率。

3、本发明中，锅炉转烟室中设置了导流膜式壁，延长了流程，可以确保脱硝还原剂与烟气能充分有效地接触混合，提升脱硝效率。

4、本发明适用于不同燃料成分和不同热值的燃料，包括：轻柴油、生物质燃气、高炉煤气、焦炉煤气等，当然也适用于天然气。

5、本发明中，采用NSCR脱硝技术，在高温烟气中喷淋氨水或者尿素。

6、本发明中，CEMS烟气在线分析系统实时监控锅炉尾部烟气中氮氧化物的含量，并且通过控制系统调节喷淋的脱硝还原剂用量。

7、本发明中，锅炉转烟室设置有观察孔和人孔，方便随时查看炉内运行状态或停炉期间进入炉内观察和维护。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明膜式壁结构转烟室脱硝结构示意图。

图3为实时在线脱硝调节控制系统的原理框图。

附图标记说明：炉胆1、转烟室2、烟管3、锅壳4、前烟箱5、省煤器6、燃烧器7、CEMS烟气在线监测系统8、脱硝温度测点9、脱硝还原剂喷射装置10、导流膜式壁11，空腔12。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做详细的介绍：

如图1-2所示，一种低氮锅壳式锅炉，主要包括炉胆1、转烟室2、烟管3、锅壳4、前烟箱5、省煤器6、燃烧器7、CEMS烟气在线监测系统8、脱硝温度测点9和脱硝还原剂喷射装置10，锅壳4内横置有炉胆1和烟管3，锅壳4的后部设置有转烟室2，转烟室2采用膜式壁结构形成导流膜式壁11并与炉胆1相连通使能燃料在炉胆1内完全燃烧后产生的烟气进入转烟室2；所述的转烟室2上设置有温度传感器形成脱硝温度测点9，同时在每一个温度传感器附近还设有脱硝还原剂喷射装置10，通过脱硝还原剂喷射装置10在高温烟气中喷淋脱硝还原剂来实现降低氮氧化物排放。所述的转烟室2外设置一空腔12，转烟室2还设置有观察孔和人孔。所述的温度传感器和脱硝还原剂喷射装置10安装在空腔12中并延伸到转烟室2内，脱硝还原剂喷射装置10采用伸缩式结构形成喷枪深度调节系统，通过CEMS烟气在线监测系统8计算结果自动调节脱硝还原剂喷射装置10的插入深度。

在本实例中，燃料在锅壳式锅炉的炉胆内完全燃烧，高温烟气进入膜式壁结构的转烟室。转烟室中设置了导流膜式壁形成半湿背式的结构，可以适当延长烟气流程；增大受热面的同时，也扩大了脱硝空间，使脱硝催化剂与烟气充分有效的接触，提升脱硝效率。本发明中采用NSCR脱硝技术，在高温烟气中喷淋氨水或者尿素；然后烟气进入烟管、省煤器进一步冷却，最终排入大气。

在本实例中，锅炉转烟室中设置了温度传感器，可以随时检测该位置烟气温度，并反馈给锅炉控制系统，通过调节燃烧等方式，可以确保还原剂喷淋位置的烟气温度处于最佳脱硝反应温度区间(一般为800～1100℃，具体可根据还原剂的不同选取反应温度)。

在本实施例中，配备了CEMS烟气在线分析系统，用以监测锅炉尾部烟气中氮氧化物的含量，并反馈信号至脱硝控制系统，便于及时调节还原剂喷淋的药剂用量。膜式壁结构中设置脱硝装置，包括沿烟气流程方向上的多个温度测点和脱硝喷嘴以及相应的控制阀、仪表等程序载体，膜式壁回燃室在烟气流程上具有明显的温度分布，保证脱硝催化剂始终在最佳温度区域喷入，喷淋用量调节系统包括泵(可调节式)、调节阀门(有执行机构或手动结构)、多路喷淋管道。

在本实施例中，处理器将得到的信号输出至喷枪深度调节系统。喷枪深度调节系统根据主控室PC计算的结果自动调节喷枪的插入深度。不使用的喷淋点喷枪可以退出炉内，避免高温烟气冲刷，延长喷枪寿命。处理器将得到的信号输出至喷淋用量调节系统。喷淋用量调节系统根据主控室PC计算的结果自动调节氨水或尿素管路调节阀门开度或泵的转速。

在本实施例中，膜式壁结构转烟室设置有观察孔和人孔，方便工作人员随时查看炉内运行状态，以及停炉期间进入炉内观察和维护，避免因为焦油问题和尿素粉末等造成的锅炉烟管堵塞。

可以理解的是，对本领域技术人员来说，对本发明的技术方案及发明构思加以等同替换或改变都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种低氮锅壳式锅炉，其特征在于：主要包括炉胆(1)、转烟室(2)、烟管(3)、锅壳(4)、前烟箱(5)、省煤器(6)、燃烧器(7)、CEMS烟气在线监测系统(8)、脱硝温度测点(9)和脱硝还原剂喷射装置(10)，锅壳(4)内横置有炉胆(1)和烟管(3)，锅壳(4)的后部设置有转烟室(2)，转烟室(2)采用膜式壁结构形成导流膜式壁(11)并与炉胆(1)相连通使能燃料在炉胆(1)内完全燃烧后产生的烟气进入转烟室(2)；所述的转烟室(2)上设置有温度传感器形成脱硝温度测点(9)，同时在每一个温度传感器附近还设有脱硝还原剂喷射装置(10)，通过脱硝还原剂喷射装置(10)在高温烟气中喷淋脱硝还原剂来实现降低氮氧化物排放。

2.根据权利要求1所述的低氮锅壳式锅炉，其特征在于：所述的脱硝还原剂为氨水或者尿素。

3.根据权利要求1所述的低氮锅壳式锅炉，其特征在于：所述的CEMS烟气在线监测系统(8)实时监控锅炉后部烟气中氮氧化物的含量，并且通过控制系统调节喷淋的脱硝还原剂用量。

4.根据权利要求1所述的低氮锅壳式锅炉，其特征在于：所述的转烟室(2)外设置一空腔(12)，所述的温度传感器和脱硝还原剂喷射装置(10)安装在空腔(12)中并延伸到转烟室(2)内，脱硝还原剂喷射装置(10)采用伸缩式结构，通过CEMS烟气在线监测系统(8)计算结果自动调节脱硝还原剂喷射装置(10)的插入深度。

5.根据权利要求1或4所述的低氮锅壳式锅炉，其特征在于：所述的转烟室(2)设置有观察孔和人孔。

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