CN111229008A - 一种cfb锅炉烟气脱硝可调节增压式喷射装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的一种CFB锅炉烟气脱硝可调节增压式喷射装置及方法，包括喷枪、喷枪套管、冷却风布风器、冷却风布风管、还原剂溶液进口和雾化空气进口，其中，喷枪套管套装在喷枪上；所述冷却风布风器置于喷枪套管和喷枪之间的空隙内；所述冷却风布风器的进风口与冷却风母管连接；所述冷却风布风器的每个出风口连接有一个冷却风布风管；所述喷枪通过还原剂溶液进口与还原剂溶液母管连接，通过雾化空气进口和雾化空气母管连接；该装置及方法提高了整体脱硝效率，降低了氨逃逸，防止了空气预热器腐蚀及阻塞。
Description
技术领域
本发明属于锅炉排烟污染物控制环保领域，特别涉及一种CFB锅炉烟气脱硝可调节增压式喷射装置及方法。
背景技术
锅炉燃煤产生的氮氧化物(NOx)是主要的大气污染物之一，造成了严重的环境问题。选择性非催化还原法(SNCR)是一种控制氮氧化物排放的方法，该方法不用催化剂，在850～1100℃范围内还原NOx，还原剂常用氨水或尿素，其工艺简单，尤其适用于循环流化床(CFB)锅炉脱硝。
CFB锅炉特有结构有助于喷入的还原剂和烟气均匀混合，在分离器前水平烟道设置喷入点，能显著降低氨氮比并减少氨逃逸量。传统喷射系统由套管、喷枪、冷却风管、雾化风管、还原剂风管等组成，雾化风与还原剂在喷枪混合，形成气液两相流，在喷嘴出口雾化，还原剂与水平烟道中烟气混合，形成的氨气与烟气中的NOx反应，此过程是SNCR脱硝的主要反应区段。其中冷却风起到冷却喷枪作用。然而由于水平烟道烟气流速通常在22m/s－27m/s，此时烟气流速很高，水平烟道灰浓度也很高，喷枪入口支管压力通常在0.2－0.3MPa，很多电厂由于厂用压缩空气不足，喷枪入口支管压力达不到此压力范围，导致还原剂(气态下)很难穿过水平烟道灰墙，导致还原剂无法充分与烟气混合，最终影响整体脱硝效率。
因此，需要开发一种CFB锅炉烟气脱硝增压式喷射装置及系统，同时兼顾尾部氨逃逸量关键技术，解决了由于压力不足影响脱硝效率，在满足排放标准的情况下有效降低喷氨量以及氨逃逸量，节约运行成本，最终实现超低排放目标。
发明内容
本发明的目的在于提供一种CFB锅炉烟气脱硝可调节增压式喷射装置及方法，解决了现有CFB锅炉烟气脱硝反应阶段存在的压力不足影响脱硝效率的问题。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
本发明提供的一种CFB锅炉烟气脱硝可调节增压式喷射装置，包括喷枪、喷枪套管、冷却风布风器、冷却风布风管、还原剂溶液进口和雾化空气进口，其中，喷枪套管套装在喷枪上；所述冷却风布风器置于喷枪套管和喷枪之间的空隙内；所述冷却风布风器的进风口与冷却风母管连接；所述冷却风布风器的每个出风口连接有一个冷却风布风管；所述喷枪通过还原剂溶液进口与还原剂溶液母管连接，通过雾化空气进口和雾化空气母管连接。
优选地，所述冷却风布风器布置在距离喷嘴100mm处。
优选地，所述冷却风布风管的出风口与喷嘴等齐布置。
优选地，所述冷却风母管上设置有电动调节阀。
优选地，所述喷嘴包括圆锥形结构本体，所述圆锥形结构本体上开设有多个出料口。
优选地，所述冷却风布风器的进风口通过开设在喷枪套管上的冷却空气进口与冷却风母管连接。
一种CFB锅炉烟气脱硝可调节增压式喷射方法，基于所述的一种CFB锅炉烟气脱硝可调节增压式喷射装置，包括以下步骤：
正常运行时，还原剂溶液与雾化空气进入喷枪，形成气象两相流，之后经过喷嘴雾化成气态进入炉膛；
冷却风进入喷枪套管内，经冷却风布风器均匀布风，之后进入冷却风布风管中提升压力，之后升压后的冷却风通过冷却风布风管进入炉膛携带气态的还原剂穿过灰墙，充分与烟气混合，最终实现脱硝的目的。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供的一种CFB锅炉烟气脱硝可调节增压式喷射装置及方法，利用冷却风布风器和冷却风布风管提高冷却风喷射压力，以及均匀地将冷却风到喷枪外表面，起到很好的冷却作用；压力提升后的冷却风进入炉膛携带气态的还原剂穿过水平烟道灰墙，充分与烟气混合，最终实现脱硝的目的；该装置及方法提高了整体脱硝效率，降低了氨逃逸，防止了空气预热器腐蚀及阻塞。
进一步的，圆锥结构的喷嘴提升了喷嘴的吹扫强度，有效地避免了煤灰(飞灰)在喷嘴前段的粘接，有效提高了喷嘴的使用寿命。
进一步的，冷却风布风器布置在距离喷嘴100mm处，喷枪插入炉膛深度200mm，即冷却风布风器布置在炉膛内壁100mm处，这样可以有效地避免冷却风布风管过长，增加冷却风管压头损失，同时，有效地提高了冷却风在炉膛高温环境下冷却喷枪的效果。
进一步的，冷却风布风管的出风口与喷嘴等齐布置，有效地提高雾化效果，烟气与还原剂充分混合，有效地提高在高浓度灰墙中还原剂的穿透力。
附图说明
图1是本发明涉及的冷却风管道结构主视图；
图2是本发明涉及的冷却风管道结构俯视图；
图3是本发明涉及的喷射装置结构示意图；
其中，1、喷枪2、喷枪套管3、冷却风布风器4、抓钉5、冷却风布风管6、还原剂溶液进口7、雾化空气进口8、冷却空气进口9、电动调节阀。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明进一步详细说明。
如图1所示，本发明提供的一种CFB锅炉烟气脱硝可调节增压式喷射装置，包括喷枪1、喷枪套管2、冷却风布风器3、冷却风布风管5、还原剂溶液进口6、雾化空气进口7、冷却空气进口8和电动调节阀9，其中，喷枪套管2套装在喷枪1上；所述冷却风布风器3布置在喷枪套管2和喷枪1之间。
所述冷却风布风器3布置在距离喷嘴100mm处。
所述冷却风布风器3的出风口连接有冷却风布风管5；所述冷却风布风管5的出风口与喷嘴等齐布置。
所述冷却风布风器3的进风口通过开设在喷枪套管2上的冷却空气进口8与冷却风母管连接。
所述冷却风母管上设置有电动调节阀9。
通常喷枪深入炉膛外表面浇筑料深度约200mm。
所述喷嘴包括圆锥形结构本体，所述圆锥形结构本体上开设有多个出料口，该喷嘴的圆锥结构提升了喷嘴的喷射强度，有效地避免了煤灰(飞灰)在喷嘴前段的粘接，有效提高了喷嘴的使用寿命。
喷枪套管2其作用是保护喷枪，同时起到冷却风布风作用。喷枪套管施工安装前需要搭建临时或永久检修平台，施工前需拆掉保温材料，找到水冷壁管后再进行截断，开孔尺寸φ90，需用水钻进行洗孔，喷枪套管深入炉膛200mm，须焊抓钉4做耐磨可塑料，2～3mm沥青，然后打耐磨可塑料(具体规范按照原厂技术规范进行)，喷枪套管安装完成进行封堵并恢复破坏的保温材料。
冷却风布风管8布置在冷却风布风器3与喷枪本体1之间，其作用一是起到冷却喷枪，保护喷枪不被在高温环境下损坏的作用。二是起到增压作用。
传统的冷却风在喷枪套管中穿过，直接进入炉膛，冷却风进入炉膛，出口面积剧增，喷枪压力快速下降。然而通过现场实际调试数据结果显示，冷却风不仅仅具有冷却、保护喷枪的作用，通过现场提高冷却风母管压力，脱硝效率有提高趋势，试验结果表明冷气风具有携带还原剂穿透灰墙的作用，可以让还原剂充分与烟气混合，提高整体脱硝效率，降低氨逃逸，防止空气预热器腐蚀及阻塞。然而冷却风大多取自于高压头风源，通常为高压流化风或一次风，可是很多电厂存在风量不足，无法保证高压头冷却风。
本申请利用冷却风布风器3以及冷却风布风管5可以有效地提高冷却风喷射压力以及均匀地将冷却风布风到喷枪外表面，起到很好的冷却作用。
冷却风电动调节门9的开度控制冷却风量及母管压力，实现可调节增压式冷却风系统。
正常运行时，还原剂溶液与雾化风进入喷枪本体，形成气象两相流，经过喷嘴雾化成气态进入炉膛。冷却风进入喷枪套管，经冷却风布风器均匀布风到冷却风布风管中，提升压力后的冷却风通过冷却风布风管进入炉膛携带气态的还原剂穿过水平烟道灰墙，充分与烟气混合，最终实现脱硝的目的。
Claims (7)
1.一种CFB锅炉烟气脱硝可调节增压式喷射装置，其特征在于，包括喷枪(1)、喷枪套管(2)、冷却风布风器(3)、冷却风布风管(5)、还原剂溶液进口(6)和雾化空气进口(7)，其中，喷枪套管(2)套装在喷枪(1)上；所述冷却风布风器(3)置于喷枪套管(2)和喷枪(1)之间的空隙内；所述冷却风布风器(3)的进风口与冷却风母管连接；所述冷却风布风器(3)的每个出风口连接有一个冷却风布风管(5)；所述喷枪(1)通过还原剂溶液进口(6)与还原剂溶液母管连接，通过雾化空气进口(7)和雾化空气母管连接。
2.根据权利要求1所述的一种CFB锅炉烟气脱硝可调节增压式喷射装置，其特征在于，所述冷却风布风器(3)布置在距离喷嘴100mm处。
3.根据权利要求1所述的一种CFB锅炉烟气脱硝可调节增压式喷射装置，其特征在于，所述冷却风布风管(5)的出风口与喷嘴等齐布置。
4.根据权利要求1所述的一种CFB锅炉烟气脱硝可调节增压式喷射装置，其特征在于，所述冷却风母管上设置有电动调节阀(9)。
5.根据权利要求1所述的一种CFB锅炉烟气脱硝可调节增压式喷射装置，其特征在于，所述喷嘴包括圆锥形结构本体，所述圆锥形结构本体上开设有多个出料口。
6.根据权利要求1所述的一种CFB锅炉烟气脱硝可调节增压式喷射装置，其特征在于，所述冷却风布风器(3)的进风口通过开设在喷枪套管(2)上的冷却空气进口(8)与冷却风母管连接。
7.一种CFB锅炉烟气脱硝可调节增压式喷射方法，其特征在于，基于权利要求1-6中任一项所述的一种CFB锅炉烟气脱硝可调节增压式喷射装置，包括以下步骤：
正常运行时，还原剂溶液与雾化空气进入喷枪(1)，形成气象两相流，之后经过喷嘴雾化成气态进入炉膛；
冷却风进入喷枪套管(2)内，经冷却风布风器(3)均匀布风，之后进入冷却风布风管(5)中提升压力，之后升压后的冷却风通过冷却风布风管进入炉膛携带气态的还原剂穿过灰墙，充分与烟气混合，最终实现脱硝的目的。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200605 |