CN113634111A - 一种高效的垃圾焚烧余热锅炉炉内脱硝喷射装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种垃圾焚烧装置的附属设施。技术方案是：一种高效的垃圾焚烧余热锅炉炉内脱硝喷射装置，包括DCS系统；其特征在于：该装置还包括布置在垃圾焚烧余热锅炉第一烟气通道与第二烟气通道且电连通DCS系统的多个声学测温装置和多个雾化喷射单元，以在余热炉内捕捉到适合SNCR脱硝系统还原剂反应的最佳温度场并进行还原剂喷射。该喷射装置具有结构合理、不占用多余场地、运行可靠、脱硝效率高的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种垃圾焚烧装置的附属设施，具体是垃圾焚烧余热锅炉 炉内脱硝喷射装置。
背景技术
随着人们的环保意识不断加强，垃圾发电厂作为厌恶性设施产生了一 定的邻避效应，为了回应社会诉求，尽量规避垃圾电厂带来的环境影响， 同时顺利开展项目建设和运营，妥善处理社会关心的重点问题，各地垃圾 焚烧发电厂的建造和运营标准都大幅度提高。
作为垃圾焚烧发电厂主要排放指标之一的NOx排放标准受到了很大的 关注，所以NOX的排放将会更为严格。因垃圾成分以及燃烧工况的不同， 余热锅炉炉膛内的温度场是不断变化的；而适合SNCR脱硝的温度场又十 分狭窄，而随着人们生活水平的不断提高，垃圾的燃烧热值也越来越高； 所以如何针对这些情况，提高垃圾焚烧发电厂的脱硝效率是现阶段业界需 要着重解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种垃圾焚烧余热锅炉炉内脱硝喷射装置，以提 高垃圾焚烧发电厂的脱硝效率，适应国家越来越严格的垃圾焚烧发电项目 氮氧化物的排放指标。该喷射装置具有结构合理、不占用多余场地、运行 可靠、脱硝效率高的特点。
本发明提供的技术方案是：
一种高效的垃圾焚烧余热锅炉炉内脱硝喷射装置，包括DCS系统；其特 征在于：该装置还包括布置在垃圾焚烧余热锅炉第一烟气通道与第二烟气 通道且电连通DCS系统的多个声学测温装置和多个雾化喷射单元，以在余 热炉内捕捉到适合SNCR脱硝系统还原剂反应的最佳温度场并进行还原剂 喷射。
所述多个雾化喷射单元中的喷嘴包括设置在第一烟气通道的前墙水冷 壁与二个侧墙水冷壁上的多个还原剂喷嘴、设置在第二烟气通道的二个侧 墙水冷壁上的多个还原剂喷嘴以及设置在余热锅炉第一烟气通道炉顶内 壁与第二烟气通道炉顶内壁上的若干个还原剂喷嘴。
所述设置在余热锅炉第一烟气通道竖直内壁与第二烟气通道竖直内壁 的多个还原剂喷嘴分成若干个喷射层组，每一喷射层组包括在同一水平面 等间距布置且设置在同一侧内壁的若干还原剂喷嘴。
所述设置在余热锅炉第一烟气通道炉顶内壁与第二烟气通道炉顶内壁 上的若干个还原剂喷嘴，包括在同一水平面等间距布置且设置在同一侧内 壁的若干还原剂喷嘴。
所述多个声学测温装置，包括在每一喷射层组中布置的至少一个声学 测温装置。
所述余热锅炉第一烟气通道内壁上还设置有垃圾渗滤液回喷口，该回 喷口配设有喷洒垃圾渗滤液的喷嘴，以根据需要喷洒垃圾渗滤液降低炉内 温度。
所述第一烟气通道中，前墙水冷壁上设置有扁平扇形雾化的还原剂喷 嘴，二个侧墙水冷壁上采用锥形雾化的还原剂喷嘴；所述第一烟气通道中， 二个侧墙水冷壁上采用锥形雾化的还原剂喷嘴。
该装置还包括布置在余热锅炉第一通道底部且电连通DCS系统的渗滤 液回喷系统。
本发明的工作原理是：通过各层声学测温装置，精确地测定炉膛内各 还原剂喷射层的温度并及时反馈至DCS，通过DCS的控制及时快速调整需 要投入的还原剂喷射层喷嘴，然后通过不同的双流体还原剂喷嘴(在第一 通道的前墙水冷壁上采用扁平扇形雾化的还原剂喷嘴，此喷嘴的特点是雾 化角度广，雾化覆盖的面积大，但雾化的距离相对较近，所以结合第一通 道的形状结构，非常适合布置在第一通道的前墙水冷壁上；在第一、第二 通道的侧墙水冷壁上采用锥形雾化的还原剂喷嘴，此喷嘴的特点是雾化角 度较小，但雾化距离远，适合布置在上方形烟道的短边上；在第一第二通 道顶部的水冷壁上垂直布置扁平扇形雾化的还原剂喷嘴)，让还原剂及时 有效并大面积地覆盖适合还原剂反应的温度区间，让还原剂与烟气充分混 合，达到提高脱硝效率的目的。
本发明的有益效果是：由于配置了电连通DCS系统多个声学测温装置、 多个雾化喷射单元以及渗滤液回喷系统，因而能够使还原剂及时有效并大 面积地覆盖适合还原剂反应的温度区间，从而显著提高烟气脱硝效率。此 外，该喷射装置具有结构合理、不占用多余场地、运行可靠的特点
附图说明
图1是余热锅炉第一烟道、第二烟道的各温度层喷嘴布置图（图12的S部放大结构示意图）。
图2是图1的A-A剖视结构示意图。
图3是图1的B-B剖视结构示意图。
图4是余热锅炉的炉顶喷嘴安装位置的主视结构示意图。
图5是余热锅炉的炉顶喷嘴安装位置的俯视结构示意图(为图面清晰， 顶部水冷壁予以省略)。
图6是图4的左视方向的炉顶喷嘴雾化效果图。
图7是第一、第二烟道的图2部位喷嘴的雾化效果图(俯视方向)。
图8是配置在第一烟道最下层(喷嘴设置标高为18400)的喷射单元 系统图。
图9是配置在第一、第二烟道的每个中层(共有两个中层，喷嘴设置 标高分别为20800、23200)与上层(喷嘴设置标高为25600)中的喷射单 元系统图。
图10是图8中的D部、图9中的C部的结构示意图(雾化喷射单元 结构图)。
图11是第一烟道内的垃圾渗滤液回喷口的配置位置示意图。
图12是余热锅炉的结构示意图。
图中标号为：1-扁平扇形雾化的还原剂喷嘴；2-锥形雾化的还原剂 喷嘴；3-声学测温装置；4-喷嘴安装固定支架；5-氨水管路气动球阀； 6-压缩空气管路气动球阀；7-雾化喷射单元；8-渗滤液回喷口。
具体实施方式
以下结合附图所示的实施例进一步说明。
本发明的思路是：经过理论分析论证，并结合实际，初步找到各个工 况下适合SNCR还原剂反应的最佳温度场位置(比如采用氨水作为还原剂， 反应的最佳温度在900℃～1000℃；如采用尿素溶液作为还原剂，反应的 最佳温度在950℃～1050℃)，然后在各个适合的温度场布置一层还原剂喷 嘴，因垃圾成分以及燃烧工况的不同，炉内的温度场是不断变化的，因 SNCR还原NOx的反应对于温度条件非常敏感，炉膛上喷入点的选择，即 温度窗口的选择，是SNCR还原NOx效率高低的关键，所以需要快速、精 确地找到该反应温度区间。
如果由于垃圾热值过高，原先设计的还原剂喷射层的温度都高于最佳 的反应温度，此时通过渗滤液回喷来调节炉膛内的温度，使温度窗口达到 最佳的反应温度场；如此时没有渗滤液，可以通过增加喷射稀释还原剂的 工艺水来降低炉膛的温度，使温度场达到最佳。
依照以上思路设计的垃圾焚烧余热锅炉炉内脱硝喷射装置(附图所 示)，包括DCS系统(分布式计算机控制系统)；还包括布置在垃圾焚烧余 热锅炉第一烟气通道与第二烟气通道且电连通DCS系统的多个声学测温 装置和多个雾化喷射单元以及布置在焚烧炉上的渗滤液回喷系统，所述声 学测温装置3、雾化喷射单元7以及渗滤液回喷系统均电接通DCS系统， 能够准确捕捉到余热炉内适合SNCR脱硝系统还原剂反应的最佳温度场， 并进行还原剂喷射。
所述多个雾化喷射单元中的喷嘴，包括设置在余热锅炉第一烟气通道 的前墙水冷壁100与二个侧墙水冷壁200上的多个还原剂喷嘴(氨水溶液 喷嘴)、设置在第二烟气通道的二个侧墙水冷壁200上的多个还原剂喷嘴 以及设置在余热锅炉第一烟气通道炉顶内壁与第二烟气通道炉顶内壁上 的若干个还原剂喷嘴；均分别通过喷嘴安装固定支架4进行安装。由图 10可知：每个雾化喷射单元采用一个喷嘴(氨水溶液喷嘴)，氨水溶液来 自氨水母管，采用的压缩空气来自压缩空气母管，并配有吹扫用气(用于 冷却炉膛内的氨水溶液喷嘴及防止因喷嘴堵塞而未雾化的氨水水滴流到 水冷壁上)。
所述设置在余热锅炉第一烟气通道内壁与第二烟气通道内壁的多个还 原剂喷嘴分成若干个喷射层组(由图1可知：这些喷射层组分别设置在标 高为18400、20800、23200、25600位置；单位mm，以下同。另外水冷集 箱的标高位置为26200mm)，每一喷射层组包括在同一水平面等间距布置 且设置在同一侧内壁的若干还原剂喷嘴。图中显示：第一烟气通道内壁的 每一喷射层组中，前墙水冷壁上设置有6个喷嘴，每个侧墙水冷壁上设置 有3个喷嘴；第二烟气通道内壁的每一喷射层组中，每个侧墙水冷壁上设 置有2个喷嘴。
所述设置在余热锅炉第一烟气通道炉顶内壁上的若干个还原剂喷嘴， 在同一水平面等间距布置(图5中显示有6把还原剂喷嘴)；
所述设置在余热锅炉第二烟气通道炉顶内壁上的若干个还原剂喷嘴， 在同一水平面等间距布置(图5中显示有5把还原剂喷嘴)；由于余热锅炉 炉顶内壁倾斜，因此第二烟气通道炉顶内壁上的若干个还原剂喷嘴的标高 位置，较第一烟气通道炉顶内壁上的若干个还原剂喷嘴的标高位置高一 些。
所述多个声学测温装置，包括在每一喷射层组中布置的至少一个声学 测温装置。图中显示：第一烟气通道内壁的每一喷射层组中，前墙水冷壁 上设置有1个声学测温装置；每个侧墙水冷壁上设置有1个声学测温装置。 第二烟气通道内壁的每一喷射层组中，每个侧墙水冷壁上设置有1个声学 测温装置。
所述余热锅炉第一烟气通道底部内壁上还设置有垃圾渗滤液回喷口 (由图11可知：该垃圾渗滤液回喷口设置在标高16700位置)，该回喷口 配设有喷洒垃圾渗滤液的喷嘴，以根据需要喷洒垃圾渗滤液降低炉内温 度。
所述第一烟气通道中，前墙水冷壁上设置有扁平扇形雾化的还原剂喷 嘴，二个侧墙水冷壁上采用锥形雾化的还原剂喷嘴；所述第一烟气通道中， 二个侧墙水冷壁上采用锥形雾化的还原剂喷嘴。
本发明中的雾化喷射单元、渗滤液回喷系统均为现有成熟装置。
Claims (8)
1.一种高效的垃圾焚烧余热锅炉炉内脱硝喷射装置，包括DCS系统；其特征在于：该装置还包括布置在垃圾焚烧余热锅炉第一烟气通道与第二烟气通道且电连通DCS系统的多个声学测温装置(3)和多个雾化喷射单元(7)以在余热炉内捕捉到适合SNCR脱硝系统还原剂反应的最佳温度场并进行还原剂喷射。
2.根据权利要求1所述的高效的垃圾焚烧余热锅炉炉内脱硝喷射装置，其特征在于：所述多个雾化喷射单元中的喷嘴包括设置在第一烟气通道的前墙水冷壁与二个侧墙水冷壁上的多个还原剂喷嘴、设置在第二烟气通道的二个侧墙水冷壁上的多个还原剂喷嘴以及设置在余热锅炉第一烟气通道炉顶内壁与第二烟气通道炉顶内壁上的若干个还原剂喷嘴。
3.根据权利要求2所述的高效的垃圾焚烧余热锅炉炉内脱硝喷射装置，其特征在于：所述设置在余热锅炉第一烟气通道竖直内壁与第二烟气通道竖直内壁的多个还原剂喷嘴分成若干个喷射层组，每一喷射层组包括在同一水平面等间距布置且设置在同一侧内壁的若干还原剂喷嘴。
4.根据权利要求3所述的高效的垃圾焚烧余热锅炉炉内脱硝喷射装置，其特征在于：所述设置在余热锅炉第一烟气通道炉顶内壁与第二烟气通道炉顶内壁上的若干个还原剂喷嘴，包括在同一水平面等间距布置且设置在同一侧内壁的若干还原剂喷嘴。
5.根据权利要求4所述的高效的垃圾焚烧余热锅炉炉内脱硝喷射装置，其特征在于：所述多个声学测温装置，包括在每一喷射层组中布置的至少一个声学测温装置。
6.根据权利要求5所述的高效的垃圾焚烧余热锅炉炉内脱硝喷射装置，其特征在于：所述余热锅炉第一烟气通道内壁上还设置有垃圾渗滤液回喷口，该回喷口配设有喷洒垃圾渗滤液的喷嘴，以根据需要喷洒垃圾渗滤液降低炉内温度。
7.根据权利要求6所述的高效的垃圾焚烧余热锅炉炉内脱硝喷射装置，其特征在于：所述第一烟气通道中，前墙水冷壁上设置有扁平扇形雾化的还原剂喷嘴(1)，二个侧墙水冷壁上采用锥形雾化的还原剂喷嘴(2)；所述第一烟气通道中，二个侧墙水冷壁上采用锥形雾化的还原剂喷嘴。
8.根据权利要求7所述的高效的垃圾焚烧余热锅炉炉内脱硝喷射装置，其特征在于：该装置还包括布置在余热锅炉第一通道底部且电连通DCS系统的渗滤液回喷系统。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20211112 |