CN111151135B - 一种燃气轮机尾气脱硝的均流装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种燃气轮机尾气脱硝的均流装置，包括依尾气流动方向依次设置的第一均流板、第二均流板、第三均流板；所述第一均流板，固接于余热锅炉的内壁，且所述第一均流板的板面与尾气流动方向垂直，所述第一均流板的上半部迎风截面面积小于下半部迎风截面面积；所述第二均流板，平行固接于所述第一均流板的下游，所述第二均流板的板面与尾气流动方向垂直，所述第二均流板的上半部迎风截面面积小于下半部迎风截面面积；所述第三均流板，固接于余热锅炉的内壁，所述第三均流板的端面设有导流件，所述导流板驱使流体向上流动。经过本发明提供的均流装置，可确保烟气流场的均匀性及氨气浓度可以分布均匀，从而在后续的尾气处理中提高脱硝效果。
Description
技术领域
本发明涉及燃气轮机尾气处理设备技术领域，具体涉及一种燃气轮机尾气脱硝的均流装置。
背景技术
随着国家环保要求的日益提高，燃气轮机尾气的SCR脱硝技术快速发展。燃气轮机的尾气温度较高，因此为了回收这部分热量燃气轮机尾部均安装有余热锅炉，典型的燃气轮机尾气热量回收余热锅炉采用卧式结构一般为F级机组。燃气轮机尾气在进入余热锅炉进口时有一个扩张段。在燃气轮机尾气脱硝系统中喷氨格栅可选取两个位置，一个位置在催化剂段前的余热锅炉炉膛内部，另一个位置为入口扩张段。喷氨格栅安装在扩张段有下列优点：氨气与氮氧化物接触时间长，反应充分、由于入口段截面较小可以布置相对较少的喷头。
喷氨格栅布置在扩张段也有其明显的劣势，由于处于扩张段在锅炉的高度方向上烟气流量分布不均，大部分气流从中下部流过，上部气流速度明显偏小。因此必须布置适当的均流装置使氨气浓度分布均匀。
发明内容
本发明的目的在于提供一种燃气轮机尾气脱硝的均流装置来解决上述难题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种燃气轮机尾气脱硝的均流装置，包括依尾气流动方向依次设置的第一均流板、第二均流板、第三均流板；
所述第一均流板，固接于余热锅炉的内壁，且所述第一均流板的板面与尾气流动方向垂直，所述第一均流板的上半部迎风截面面积小于下半部迎风截面面积；
所述第二均流板，平行固接于所述第一均流板的下游，所述第二均流板的板面与尾气流动方向垂直，所述第二均流板的上半部迎风截面面积小于下半部迎风截面面积；
所述第三均流板，固接于余热锅炉的内壁，所述第三均流板的端面设有导流件，所述导流件驱使流体向上流动。
作为本发明的一种改进，所述第一均流板、第二均流板、第三均流板的截面面积自上而下逐渐增大，且三者通过顶部钢管和底部支座连接于所述余热锅炉的内壁；
顶部钢管，一端焊接固定于所述第一均流板、第二均流板、第三均流板的顶部，另一端焊接固接于所述余热锅炉的外墙板；
底部支座，上端面与所述第一均流板、第二均流板、第三均流板的底部固接，下端面与所述余热锅炉的内壁固接
作为本发明的一种改进，所述第一均流板、第二均流板上的均流孔为圆形，且所述第一均流板、第二均流板上半部的均流孔的面积大于下半部的均流孔的面积。
作为本发明的一种改进，所述第一均流板、第二均流板上的均流孔在位置和尺寸上均一一对应。
作为本发明的一种改进，所述所述第三均流板上设置的导流件为后突导流板，所述第三均流板上每一个均流孔的后侧端面均设置一后突导流板，所述后突导流板一端固接于所述第三均流板，另一端斜向远离所述第三均流板。
作为本发明的一种改进，所述后突导流板与所述第三均流板的倾斜夹角为30度。
作为本发明的一种改进，所述第一均流板、第二均流板、第三均流板通过壁板连接装置固接于余热锅炉的内壁，所述壁板连接装置包括：
炉壁连接件，内嵌于余热锅炉的内壁，所述炉壁连接件的外侧端面开设有呈“π”形的连接槽，所述连接槽的中央设置有锁定块，所述锁定块的两侧均开设有一排大小形状相同的锁定槽，所述锁定槽用于容纳配合锁条；
锁条，分为首尾固接一体的固定部与锁定部，所述固定部呈倒置“山”字形结构且固定卡接在所述连接槽的两侧，所述锁定部呈“U”字形结构且一端与所述固定部连接为一体，另一端为自由端，所述自由端活动设置于所述锁定槽内且端部设有倒扣，所述锁定部由弹性材料制成且具有朝向自身内侧的弹性锁力；
板壁连接件，固接于所述第一均流板、第二均流板、第三均流板的四周侧壁，所述板壁连接件的一侧端面与所述第一均流板、第二均流板、第三均流板固接，另一侧端面固接有相被而设的锁定臂；
锁定臂，呈“回”字形结构，其一端与所述板壁连接件固定连接，另一端插接于所述连接槽内。
作为本发明的一种改进，所述炉壁连接件与板壁连接件之间设有距离传感器，所述距离传感器连接于一个控制电路，所述控制电路包括：电源、三极管Q1、PMOS管Q2、信号接收端IO1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、电感M1、第一电容F1、第二电容F2、第三电容F3；
所述电源分别连接于所述PMOS管Q2的源极，以及所述第一电阻R1的一端；
所述三极管Q1的基极与信号接收端IO1连接，所述三极管Q1的集电极分别与第一电阻R1的另一端以及所述PMOS管Q2的栅极连接，所述三极管Q1的发射极接地；
所述PMOS管Q2的漏电极分别与所述第三电阻R3的一端、所述第六电阻R6的一端以及所述第四电阻R4的一端连接，所述PMOS管Q2的源极和栅极之间连接有反相串联的二极管；
所述第一电阻R1的另一端与所述第二电阻R2的一端连接；
所述第二电阻R2的另一端与所述电感M1的一端连接；
所述第三电阻R3的另一端与所述电感M1的一端连接；
所述第四电阻R4的另一端与所述电感M1的一端连接；
所述第五电阻R5的一端与所述电感M1的另一端连接，所述第五电阻R5的另一端、第六电阻R6的另一端分别与所述第三电容F3的一端连接；
所述电感M1的一端分别与所述距离传感器第一接出端、所述距离传感器第二接出端连接，所述电感M1的另一端与所述第二电容F2的一端连接；
所述第一电容F1连接于所述距离传感器第一接出端、所述距离传感器第二接出端；
所述第二电容F2的另一端接地；
所述第三电容F3的另一端接地。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明的正面视图；
图2为图1在A处的放大示意图；
图3为图1在B处的放大示意图；
图4为本发明的安装示意图；
图5为本发明的俯视图；
图6为本发明的第一均流板、第二均流板的结构示意图；
图7为本发明的第三均流板的侧视图；
图8为本发明的壁板连接装置的结构示意图；
图9为本发明的控制电路图。
图中各构件为：
10-第一均流板，
20-第二均流板，
30-第三均流板，31-后突导流板，
40-余热锅炉，41-顶部钢管，42-底部支座，
50-均流孔，
60-壁板连接装置，61-炉壁连接件，62-连接槽，63-锁定块，64-锁定槽，65-锁条，651-固定部，652-锁定部，66-倒扣，67-板壁连接件，68-锁定臂。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1，一种燃气轮机尾气脱硝的均流装置，包括依尾气流动方向依次设置的第一均流板10、第二均流板20、第三均流板30；
所述第一均流板10，固接于余热锅炉40的内壁，且所述第一均流板10的板面与尾气流动方向垂直，所述第一均流板10的上半部迎风截面面积小于下半部迎风截面面积；
所述第二均流板20，平行固接于所述第一均流板10的下游，所述第二均流板20的板面与尾气流动方向垂直，所述第二均流板20的上半部迎风截面面积小于下半部迎风截面面积；
所述第三均流板30，固接于余热锅炉40的内壁，所述第三均流板30的端面设有导流件，所述导流件驱使流体向上流动。
上述技术方案的工作原理：由于上述原因特别开发了针对燃气轮机尾气脱硝的均流装置。该均流装置对于喷氨格栅布置在扩张段或催化剂前的炉膛管束段都有明显均流作用，使氨气浓度分布更加均匀。整个均流装置布置在喷氨格栅上游，设置三组均流板，应用流体力学原理使扩张段高度方向上使下部局部阻力高于上部局部阻力，强制流体向上部流动从而达到均流的作用。
第一均流板10、第二均流板20为同一形状导流件在高度方向上尺寸不同，在宽度方向上均匀布置。采用变截面设计上部迎风截面小、下部迎风截面大。这种结构的导流件下部局部阻力大，上部局部阻力小。第三均流板30可布置在第一均流板10、第二均流板20前部也可布置在后部，对底部高速流体转向，向上流动。
上述技术方案的有益效果：经过本发明提供的均流装置，可确保烟气流场的均匀性及氨气浓度可以分布均匀，从而在后续的尾气处理中提高脱硝效果。
在本发明的一个实施例中，所述第一均流板10、第二均流板20、第三均流板30的截面面积自上而下逐渐增大，且三者均通过顶部钢管41和底部支座42连接于所述余热锅炉的内壁；
顶部钢管41，一端焊接固定于所述第一均流板10、第二均流板20、第三均流板30的顶部，另一端焊接固接于所述余热锅炉40的外墙板；
底部支座42，上端面与所述第一均流板10、第二均流板20、第三均流板30的底部固接，下端面与所述余热锅炉40的内壁固接。
上述技术方案的工作原理及有益效果：本实施例通过顶部钢管41、底部支座42将第一均流板10、第二均流板20、第三均流板30固定设置在余热锅炉40内部，与直接焊接或者螺栓连接相比可以用来消除焊接时产生的热应力及应力集中的问题，同时还能减少热量传导，提高均流板的连接强度以及延长使用时间。
在本发明的一个实施例中，所述第一均流板10、第二均流板20上的均流孔50为圆形，且所述第一均流板10、第二均流板20上半部的均流孔50的面积大于下半部的均流孔50的面积。
所述第一均流板10、第二均流板20上的均流孔50在位置和尺寸上均一一对应。
上述技术方案的工作原理及有益效果：孔板结构的均流板不仅可以有效对尾气进行均流，而且该均流板没有圆弧曲面结构，结构简单，加工难度小方便现场加工。均流板运行阻力小特别适用于后部无引风机的燃气脱硝工程。均流板采用变截面设计，对烟气在烟道截面高度方向上的分布不均有很好的均流效果。
在本发明的一个实施例中，所述第三均流板30上设置的导流件为后突导流板31，所述第三均流板30上每一个均流孔50的后侧端面均设置一后突导流板31，所述后突导流板31一端固接于所述第三均流板30，另一端斜向远离所述第三均流板30。
所述后突导流板31与所述第三均流板30的倾斜夹角为30度。
上述技术方案的工作原理及有益效果：第三均流板30的作用是对整体的气流进行导向，使尾气在整个炉体中均匀流动。
在本发明的一个实施例中，所述第一均流板10、第二均流板20、第三均流板30通过壁板连接装置60固接于余热锅炉40的内壁，所述壁板连接装置60包括：
炉壁连接件61，内嵌于余热锅炉40的内壁，所述炉壁连接件61的外侧端面开设有呈“π”形的连接槽62，所述连接槽62的中央设置有锁定块63，所述锁定块63的两侧均开设有一排大小形状相同的锁定槽64，所述锁定槽64用于容纳配合锁条65；
锁条65，分为首尾固接一体的固定部651与锁定部652，所述固定部651呈倒置“山”字形结构且固定卡接在所述连接槽62的两侧，所述锁定部652呈“U”字形结构且一端与所述固定部651连接为一体，另一端为自由端，所述自由端活动设置于所述锁定槽64内且端部设有倒扣66，所述锁定部652由弹性材料制成且具有朝向自身内侧的弹性锁力；
板壁连接件67，固接于所述第一均流板10、第二均流板20、第三均流板30的四周侧壁，所述板壁连接件67的一侧端面与所述第一均流板10、第二均流板20、第三均流板30固接，另一侧端面固接有相被而设的锁定臂68；
锁定臂68，呈“回”字形结构，其一端与所述板壁连接件67固定连接，另一端插接于所述连接槽62内。
上述技术方案的工作原理及有益效果：常见的均流板一般都是通过螺栓可拆卸的固定在炉壁上或者直接焊接其上。螺栓固接的话常常会导致连接处有锈迹而无法长久使用，而直接焊接的话则不易于拆卸。为此三个均流板通过壁板连接装置60可拆卸的连接在余热锅炉40的内壁上，不仅便于拆卸更换均流板，而且不会在连接处留下易腐蚀的边角结构。
在本发明的一个实施例中，所述炉壁连接件与板壁连接件之间设有距离传感器，所述距离传感器连接于一个控制电路，所述控制电路包括：电源、三极管Q1、PMOS管Q2、信号接收端IO1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、电感M1、第一电容F1、第二电容F2、第三电容F3；
所述电源分别连接于所述PMOS管Q2的源极，以及所述第一电阻R1的一端；
所述三极管Q1的基极与信号接收端IO1连接，所述三极管Q1的集电极分别与第一电阻R1的另一端以及所述PMOS管Q2的栅极连接，所述三极管Q1的发射极接地；
所述PMOS管Q2的漏电极分别与所述第三电阻R3的一端、所述第六电阻R6的一端以及所述第四电阻R4的一端连接，所述PMOS管Q2的源极和栅极之间连接有反相串联的二极管；
所述第一电阻R1的另一端与所述第二电阻R2的一端连接；
所述第二电阻R2的另一端与所述电感M1的一端连接；
所述第三电阻R3的另一端与所述电感M1的一端连接；
所述第四电阻R4的另一端与所述电感M1的一端连接；
所述第五电阻R5的一端与所述电感M1的另一端连接，所述第五电阻R5的另一端、第六电阻R6的另一端分别与所述第三电容F3的一端连接；
所述电感M1的一端分别与所述距离传感器第一接出端、所述距离传感器第二接出端连接，所述电感M1的另一端与所述第二电容F2的一端连接；
所述第一电容F1连接于所述距离传感器第一接出端、所述距离传感器第二接出端；
所述第二电容F2的另一端接地；
所述第三电容F3的另一端接地。
上述技术方案的工作原理及有益效果：距离传感器的作用是为了防止在长时间使用后均流板无意中脱离而影响均流效果。而本电路可以精确的检测出均流板是否从余热锅炉40的内壁上脱离。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内中。
Claims (5)
1.一种燃气轮机尾气脱硝的均流装置，其特征在于，包括依尾气流动方向依次设置的第一均流板（10）、第二均流板（20）、第三均流板（30）；
所述第一均流板（10），固接于余热锅炉（40）的内壁，且所述第一均流板（10）的板面与尾气流动方向垂直，所述第一均流板（10）的上半部迎风截面面积小于下半部迎风截面面积；
所述第二均流板（20），平行固接于所述第一均流板（10）的下游，所述第二均流板（20）的板面与尾气流动方向垂直，所述第二均流板（20）的上半部迎风截面面积小于下半部迎风截面面积；
所述第三均流板（30），固接于余热锅炉（40）的内壁，所述第三均流板（30）的端面设有导流件，所述导流件驱使流体向上流动；
所述第一均流板（10）、第二均流板（20）上的均流孔（50）在位置和尺寸上均一一对应；
所述第一均流板（10）、第二均流板（20）、第三均流板（30）通过壁板连接装置（60）固接于余热锅炉（40）的内壁，所述壁板连接装置（60）包括：
炉壁连接件（61），内嵌于余热锅炉（40）的内壁，所述炉壁连接件（61）的外侧端面开设有呈“π”形的连接槽（62），所述连接槽（62）的中央设置有锁定块（63），所述锁定块（63）的两侧均开设有一排大小形状相同的锁定槽（64），所述锁定槽（64）用于容纳配合锁条（65）；
锁条（65），分为首尾固接一体的固定部（651）与锁定部（652），所述固定部（651）呈倒置“山”字形结构且固定卡接在所述连接槽（62）的两侧，所述锁定部（652）呈“U”字形结构且一端与所述固定部（651）连接为一体，另一端为自由端，所述自由端活动设置于所述锁定槽（64）内且端部设有倒扣（66），所述锁定部（652）由弹性材料制成且具有朝向自身内侧的弹性锁力；
板壁连接件（67），固接于所述第一均流板（10）、第二均流板（20）、第三均流板（30）的四周侧壁，所述板壁连接件（67）的一侧端面与所述第一均流板（10）、第二均流板（20）、第三均流板（30）固接，另一侧端面固接有相被而设的锁定臂（68）；
锁定臂（68），呈“回”字形结构，其一端与所述板壁连接件（67）固定连接，另一端插接于所述连接槽（62）内；
所述炉壁连接件与板壁连接件之间设有距离传感器，所述距离传感器连接于一个控制电路，所述控制电路包括：电源、三极管Q1、PMOS管Q2、信号接收端IO1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、电感M1、第一电容F1、第二电容F2、第三电容F3；
所述电源分别连接于所述PMOS管Q2的源极，以及所述第一电阻R1的一端；
所述三极管Q1的基极与信号接收端IO1连接，所述三极管Q1的集电极分别与第一电阻R1的另一端以及所述PMOS管Q2的栅极连接，所述三极管Q1的发射极接地；
所述PMOS管Q2的漏电极分别与所述第三电阻R3的一端、所述第六电阻R6的一端以及所述第四电阻R4的一端连接，所述PMOS管Q2的源极和栅极之间连接有反相串联的二极管；
所述第一电阻R1的另一端与所述第二电阻R2的一端连接；
所述第二电阻R2的另一端与所述电感M1的一端连接；
所述第三电阻R3的另一端与所述电感M1的一端连接；
所述第四电阻R4的另一端与所述电感M1的一端连接；
所述第五电阻R5的一端与所述电感M1的另一端连接，所述第五电阻R5的另一端、第六电阻R6的另一端分别与所述第三电容F3的一端连接；
所述电感M1的一端分别与所述距离传感器第一接出端、所述距离传感器第二接出端连接，所述电感M1的另一端与所述第二电容F2的一端连接；
所述第一电容F1连接于所述距离传感器第一接出端、所述距离传感器第二接出端；
所述第二电容F2的另一端接地；
所述第三电容F3的另一端接地。
2.根据权利要求1所述的一种燃气轮机尾气脱硝的均流装置，其特征在于：所述第一均流板（10）、第二均流板（20）、第三均流板（30）的截面面积自上而下逐渐增大，且三者均通过顶部钢管（41）和底部支座（42）连接于所述余热锅炉的内壁；
顶部钢管（41），一端焊接固定于所述第一均流板（10）、第二均流板（20）、第三均流板（30）的顶部，另一端焊接固接于所述余热锅炉（40）的外墙板；
底部支座（42），上端面与所述第一均流板（10）、第二均流板（20）、第三均流板（30）的底部固接，下端面与所述余热锅炉（40）的内壁固接。
3.根据权利要求2所述的一种燃气轮机尾气脱硝的均流装置，其特征在于：所述第一均流板（10）、第二均流板（20）上的均流孔（50）为圆形，且所述第一均流板（10）、第二均流板（20）上半部的均流孔（50）的面积大于下半部的均流孔（50）的面积。
4.根据权利要求1所述的一种燃气轮机尾气脱硝的均流装置，其特征在于：所述第三均流板（30）上设置的导流件为后突导流板（31），所述第三均流板（30）上每一个均流孔（50）的后侧端面均设置一后突导流板（31），所述后突导流板（31）一端固接于所述第三均流板（30），另一端斜向远离所述第三均流板（30）。
5.根据权利要求4所述的一种燃气轮机尾气脱硝的均流装置，其特征在于：所述后突导流板（31）与所述第三均流板（30）的倾斜夹角为30度。
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