CN113559705B - 一种引流式scr脱硝尿素直喷系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及火电行业SCR脱硝尿素直喷系统，具体为一种引流式SCR脱硝尿素直喷系统。本发明包括与尿素喷枪一一对应连接的混合单元；所述的混合单元包括引入腔，四个分配管和四个喷射腔；所述的引入腔的出口通过四个分配管与四个喷射腔的入口分别对应连接；所述的每个混合单元通过其引入腔的入口端连接设置在每个尿素喷枪下游出口处；一个混合单元对应的烟道截面为4a×4b的矩形，a、b分别为烟道截面长、宽的单位长度。本发明可有效增加尿素热解产物喷射的均匀性，改善尿素直喷系统存在的氨氮不均的问题，具有原理简单，效果可靠，且容易制造安装等优点，有良好的推广应用价值。

Description

一种引流式SCR脱硝尿素直喷系统
技术领域
本发明涉及火电行业SCR脱硝尿素直喷系统，具体为一种引流式SCR脱硝尿素直喷系统。
背景技术
火电厂脱硝系统用氨量大，其氨区一般都属于重大危险源，近年来国家能源局多次发文推动实施火电厂液氨改尿素工程，部分省、市政府已发文加快开展相关改造工作。目前应用最广的液氨改尿素技术路线为尿素热解和尿素水解，两种方案均存在系统复杂，投资费用较高的问题。相对而言，直接将尿素溶液喷射到SCR入口烟道进行热解的尿素直喷热解技术在系统复杂性和投资方面具有显著优势。然而，尿素直喷方案中一般喷枪数量不宜过多，这将导致喷氨均匀性指标难以满足技术要求，这也对尿素直喷技术的推广使用造成了不利影响。
针对上述问题，目前常用的方法往往是在下游加装大量混合装置，混合效果难以保证且增加阻力较多。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种引流式SCR脱硝尿素直喷系统，具有原理简单，效果可靠，且容易制造安装等优点，有良好的推广应用价值。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种引流式SCR脱硝尿素直喷系统，包括与尿素喷枪一一对应连接的混合单元；
所述的混合单元包括引入腔，四个分配管和四个喷射腔；所述的引入腔的出口通过四个分配管与四个喷射腔的入口分别对应连接；
所述的每个混合单元通过其引入腔的入口端连接设置在每个尿素喷枪下游出口处；一个混合单元对应的烟道截面为4a×4b的矩形，a、b分别为烟道截面长、宽的单位长度。
进一步的，所述的a、b长度均不大于500mm。
进一步的，所述的引入腔为进出口截面呈正方形的长方体，高度范围为150mm～300mm。
更进一步的，所述的引入腔进、出口截面的中心点与其所在混合单元对应的烟道截面的中心点重合，进、出口截面的边与其所在混合单元对应的烟道截面的边平行。
更进一步的，所述的引入腔的进口截面中心法线与尿素喷枪喷嘴截面中心法线重合，且进口截面边长应不小于尿素喷枪喷射雾化圆锥在该平面的投影圆直径。
更进一步的，所述的引入腔的出口截面沿其两条中位线分割为四个正方形截面，每个正方形截面密封连接一个分配管。
进一步的，所述的分配管相对于引入腔呈X状排布。
进一步的，所述的每个分配管的进口截面和出口截面平行且尺寸相等，且分配管进、出口截面中心点连线和与其所在混合单元对应的烟道截面法线夹角α不大于45°。
进一步的，所述的喷射腔为长方体，高度范围为100mm～200mm。
更进一步的，所述的喷射腔出口截面中心与其所在混合单元对应的烟道截面沿长宽方向四等分后的矩形中心点重合。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明通过采用由引入腔、四个分配管和四个喷射腔组成的混合单元，将其布置于每个尿素喷枪下游出口处，这样尿素热解产物被先引流到引入腔，然后通过四个分配管和四个喷射腔将尿素热解产物均匀分配到烟道周边截面，从而使喷射点由原先的一个尿素喷枪喷射点增加到四个，并将一个混合单元对应的烟道截面设为4a×4b的矩形，可有效增加尿素热解产物喷射的均匀性，改善尿素直喷系统存在的氨氮不均的问题；另外，相对于在尿素喷枪下游增加混合器等方案，本发明具有原理简单，效果可靠，基本不增加阻力等诸多优点，有良好的推广应用价值。
进一步，本发明采用的引入腔为进出口截面呈正方形的长方体，且进、口截面中心点与其所在混合单元对应的烟道截面的中心点重合，边与其所在混合单元对应的烟道截面的边平行，以保证尿素热解产物能够完全流入本混合单元。
进一步，本发明采用将引入腔的进口截面中心法线与尿素喷枪喷嘴截面中心法线重合，且进口截面边长应不小于尿素喷枪喷射雾化圆锥在该平面的投影圆直径的设置方式，更进一步确保尿素热解产物能够完全流入本混合单元中。
进一步，本发明通过设置多个分配管，并将每个分配管与引入腔的出口截面沿其两条中位线分割成的四个正方形截面分别密封连接，从而将进入引入腔内的尿素热解产物进行分流，保证喷射均匀性。
进一步，本发明采用的分配管布置方式相对于引入腔呈“X”状排布，从而确保不同方向上的喷射均匀程度。
进一步，本发明设置的每个分配管的进口截面和出口截面平行且尺寸相等，且分配管进、出口截面中心点连线和与其所在混合单元对应的烟道截面法线夹角α不大于45°，使得尿素热解产物能完全流入本混合单元。
进一步，本发明采用的喷射腔为长方体，且喷射腔出口截面中心与其所在混合单元对应的烟道截面沿长宽方向四等分后的矩形中心点重合，保证相同混合单元的每个喷射腔均在一个截面上，进一步确保喷射混合的均匀性，提高处理效率。
附图说明
图1为本发明实施例中所述系统中混合单元的立体结构示意图。
图2为本发明实施例中所述系统中混合单元的正视图。
图3为本发明实施例中所述系统中混合单元的俯视图。
图4为本发明实施例中一个混合单元对应的烟道截面的布置示意图。
图中：1为尿素喷枪，2为引入腔，3为分配管，4为喷射腔，a为烟道截面长的单位长度，b为烟道截面宽的单位长度。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
本发明一种引流式SCR脱硝尿素直喷系统，如图1所示，包括尿素喷枪1和由引入腔2、四个分配管3和四个喷射腔4组成的混合单元；所述的混合单元与尿素喷枪1一一对应连接，且每个混合单元通过其引入腔2的入口连接设置在每个尿素喷枪1下游出口处，一个混合单元对应的烟道截面为4a×4b的矩形，a、b分别为烟道截面长、宽的单位长度且均不大于500mm；所述的引入腔2的出口通过四个分配管3连接四个喷射腔4的入口；
如图1和2所示，所述的引入腔2为长方体，进口截面为正方形，边长分别与烟道长宽方向平行，布置于尿素喷枪1下游，进口截面中心法线与尿素喷枪1喷嘴截面中心法线重合，且与其所在混合单元对应的烟道截面中心法线重合，进口截面边长应不小于尿素喷枪1喷射雾化圆锥在该平面的投影圆直径，引入腔2高度宜为150mm～300mm左右；
如图3所示，所述的引入腔2出口截面的两条中位线将出口分割为四个小正方形截面，每个小正方形作为一个分配管3的进口截面，共计四个分配管3，四个分配管3的出口截面分别连接四个喷射腔4的入口；
如图3所示，所述的分配管3相对于引入腔2呈“X”状排布，分配管3的进口截面和出口截面相平行且尺寸相等，出口截面中心与其所在混合单元对应烟道截面被其长宽方向中位线分割成的小矩形中线点重合，分配管3将尿素热解产物和烟气均匀引流至对应烟道四个小正方形分割截面中心区域。进、出口截面中心点连线和截面法线的夹角不大于45°；
如图1所示，所述的分配管3出口作为喷射腔4进口，喷射腔4为长方体，高度范围为100mm～200mm左右，其内的尿素热解产物和烟气经过整流后射入主流烟气，与主流烟气混合。
其中，如图4所示，每个混合单元对应的烟道截面长、宽均不大于2000mm；
其中，如图4所示，引入腔2进口截面中心点与其所在混合单元对应的烟道截面中心点重合，边与其所在混合单元对应的烟道截面的边平行；
其中，如图4所示，喷射腔4出口截面中心与其所在混合单元对应的烟道截面沿长宽方向四等分后的矩形中心点重合。
在实际应用中，首先，如图1所示，尿素喷枪1向高温烟气中喷射尿素溶液，尿素迅速受热分解为热解产物向下游随烟气流动，本发明中的混合单元布置于尿素喷枪1下游，混合单元的引入腔2入口截面中心法线与尿素喷枪1喷嘴中心法线重合，且与混合单元对应的烟道截面中心法线重合；引入腔2入口截面为正方形，边长分别与烟道长宽方向平行，长度不小于尿素喷枪1喷射雾化圆锥在该平面上的投影圆直径，以保证尿素热解产物能够完全流入本单元；
然后，尿素热解产物随烟气流经引入腔2后引流至四个分配管3，分配管3相对于引入腔2呈“X”状排布，分配管3出口截面中心与混合单元对应烟道截面被其长宽方向中位线分割成的小矩形中线点重合，如图4所示。
最后，尿素热解产物及烟气在流经分配管3后流入喷射腔4，经过整流后射入主流烟气，与主流烟气混合。
其中，如图4所示，每个混合单元对应的烟道截面为4a×4b的矩形，a、b均不大于500mm；分配管3与其所在混合单元对应的烟道截面法线夹角α不得大于45°。
本发明中的混合单元与尿素喷枪1成对配置，即在多个尿素喷枪1的使用情况下，可配置同样数量的混合单元。

Claims (2)

1.一种引流式SCR脱硝尿素直喷系统，其特征在于，包括与尿素喷枪（1）一一对应连接的混合单元；
所述的混合单元包括引入腔（2），四个分配管（3）和四个喷射腔（4）；所述的引入腔（2）的出口通过四个分配管（3）与四个喷射腔（4）的入口分别对应连接；
所述的每个混合单元通过其引入腔（2）的入口端连接设置在每个尿素喷枪（1）下游出口处；一个混合单元对应的烟道截面为4a×4b的矩形，a、b分别为烟道截面长、宽的单位长度；所述的a、b长度均不大于500mm；
所述的引入腔（2）为进出口截面呈正方形的长方体，高度范围为150mm~300mm；
所述的分配管（3）相对于引入腔（2）呈X状排布；
所述的每个分配管（3）的进口截面和出口截面平行且尺寸相等，且分配管（3）进、出口截面中心点连线和与其所在混合单元对应的烟道截面法线夹角α不大于45°；
所述的喷射腔（4）为长方体，高度范围为100mm~200mm；
所述的引入腔（2）进、出口截面的中心点与其所在混合单元对应的烟道截面的中心点重合，进、出口截面的边与其所在混合单元对应的烟道截面的边平行；
所述的引入腔（2）的出口截面沿其两条中位线分割为四个正方形截面，每个正方形截面密封连接一个分配管（3）；
所述的喷射腔（4）出口截面中心与其所在混合单元对应的烟道截面沿长宽方向四等分后的矩形中心点重合。
2.根据权利要求1所述的一种引流式SCR脱硝尿素直喷系统，其特征在于，所述的引入腔（2）的进口截面中心法线与尿素喷枪（1）喷嘴截面中心法线重合，且进口截面边长应不小于尿素喷枪（1）喷射雾化圆锥在该平面的投影圆直径。
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