CN205965485U - 一种适用于全负荷脱硝的选择性非催化还原喷枪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种适用于全负荷脱硝的选择性非催化还原喷枪，其特征是包括喷枪本体、水平套管、直角弯头、垂直套管和喷嘴；喷嘴安装在喷枪垂直套管上，所述喷枪通过法兰安装于进口位置；所述喷枪本体内水平套管和垂直套管是连通的，水平套管和垂直套管内设有压缩空气和溶液双流体管道，喷枪本体端部设有压缩空气接口和溶液接口。所述喷枪喷雾形状为大角度的实心锥，喷嘴竖直向下布置，喷雾方向迎向烟气流动方向。本实用新型的设计可以克服现有SNCR脱硝技术难以满足各种锅炉全负荷运行；不必进行喷枪的分区布置，大大减少了喷枪的数量和喷枪的区域选择性控制，降低了投资成本，减少运营成本。

Description

一种适用于全负荷脱硝的选择性非催化还原喷枪

技术领域

本实用新型涉及一种适用于锅炉全负荷脱硝的SNCR喷枪，尤其适合于煤粉炉。

背景技术

脱硝处理技术可分为燃烧前控制技术、燃烧中控制技术、燃烧后控制技术，燃烧前控制技术研究较少；燃烧中控制技术即为低氮燃烧技术及其所应用所产生的低氮燃烧器(LNB)；燃烧后控制技术主要为选择性非催化还原(SNCR)和选择性催化还原(SCR)。

SNCR脱硝技术就是在锅炉合适温度窗口处(850-1050℃)喷入还原剂(氨气、氨水或尿素)，其在高温条件下与烟气中的NOx发生反应生成N2和H2O从而达到脱硝的目的。SNCR脱硝反应对温度窗口具有非常严格的要求，温度过高，喷入的还原剂会被氧化为NOx；温度过低，喷入的还原剂不与烟气中的NOx发生反应，从而造成氨逃逸过大。故SNCR脱硝装置成败的关键点之一即为温度窗口的选择。

锅炉炉膛的温度窗口随着锅炉负荷的变化发生相应变化，负荷增大，温度窗口上移；负荷降低，温度窗口下移；同时负荷的变化会造成烟气流场也会发生相应变化。目前，为了适应锅炉负荷变化造成的温度窗口的移动，喷枪采用多层布置，即在锅炉炉膛出口上部布置多层喷枪，锅炉负荷处于高负荷时，使用上层喷枪；锅炉负荷处于中负荷时，使用中层喷枪；锅炉负荷处于低负荷时，使用下层喷枪；一般负荷低于50％最大额定工况(BMCR)时，基本无法实现较高的脱硝效率；同时喷枪无法根据锅炉负荷变化造成烟气流场变化做调整。

目前，国内绝大多数电厂在锅炉低负荷条件下，脱硝装置无法运行，其给厂区的总量排放带来了严峻的考验，低负荷时不达标排放无法享受国家补贴电价，同时面临罚款。随着环保政策的日趋严格，发明一种全负荷脱硝技术迫在眉睫。

发明内容

本实用新型的发明目的是：为了解决现有SNCR技术难以适合锅炉全负荷脱硝，发明一种适合与锅炉全负荷脱硝的SNCR喷枪，其能根据锅炉负荷变化水平和竖直伸缩，从而实现SNCR脱硝技术的全负荷脱硝。

本实用新型的技术方案：一种适用于全负荷脱硝的选择性非催化还原喷枪，包括喷枪本体3、水平套管7、直角弯头、垂直套管9和喷嘴10；喷嘴安装在喷枪垂直套管上，所述喷枪通过法兰6安装于进口位置；所述喷枪本体3内水平套管7和垂直套管9是连通的，水平套管7和垂直套管9内设有压缩空气和溶液双流体管道，喷枪本体3端部设有压缩空气接口1和溶液接口2。

所述喷枪本体3具有水平和竖直伸缩功能，其包含水平伸缩段8和竖直伸缩段9，可根据温度窗口和效率自动控制其伸缩；由于喷枪伸入炉膛温度较高，喷枪冷却采用水冷式，喷枪的水平套管7和垂直套管9上最外层为冷却水壳层，水平套管7上设有冷却水的入口4和出口5；所述喷枪喷雾形状为大角度的实心锥，喷嘴10竖直向下布置，喷雾方向迎向烟气流动方向。

作为优选，所述喷枪枪体采用碳化硅陶瓷材料。

作为优选，所述喷枪采用水冷。

本实用新型的有益效果：本实用新型的设计可以克服现有SNCR脱硝技术难以满足各种锅炉全负荷运行；其可根据锅炉负荷变化竖直、水平自由伸缩，从而实现锅炉全负荷脱硝；其具有系统简单、投资和运营成本低等优点。不必进行喷枪的分区布置，大大减少了喷枪的数量和喷枪的区域选择性控制，降低了投资成本、简化了控制方案；同时由于喷枪伸入炉膛，喷嘴竖直向下布置，喷雾方向迎向烟气流动方向，大大提高了还原剂和烟气的覆盖率和混合效果，提高脱硝效果，并降低氨摩尔比(NSR)从而减少运营成本。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1为所述喷枪的结构示意图，如图所示，一种适用于锅炉全负荷脱硝的SNCR喷枪，包括喷枪本体3、喷枪的水平套管7和喷嘴10；所述喷枪通过法兰6安装于锅炉合适位置；所述喷枪本体3为双流体喷枪，端部设有压缩空气接口1和溶液接口2；所述喷枪本体3具有水平和竖直伸缩功能，水平套管7包含水平伸缩段8，另连接竖直套管9，可根据温度窗口和效率自动控制其伸缩；由于喷枪伸入炉膛温度较高，喷枪冷却采用水冷式，喷枪水平套管7设计有冷却水入口4和出口5；所述喷枪喷雾形状为大角度的实心锥，喷嘴10竖直向下布置，喷雾方向迎向烟气流动方向。所述喷枪为双流体喷枪。

所述喷枪具有自动伸缩功能，能根据锅炉负荷和脱硝效率水平和竖直伸缩。

以某电厂的480t/h煤粉炉为例作说明：原SNCR脱硝装置喷枪布置三层，分别位于锅炉折焰角下部(俗称1区)、锅炉折焰角处(俗称2区)、锅炉折焰角上部(俗称3区)，对应于锅炉不同负荷。锅炉负荷处于高位时，关闭1区、2区选择性区域阀，打开3区域性选择阀；锅炉负荷处于中位时，关闭1区、3区选择性区域阀，打开2区域性选择阀；锅炉负荷处于低位时，关闭2区、3区选择性区域阀，打开1区域性选择阀；锅炉负荷低于50％BMCR，停止喷入尿素溶液，脱硝退出运行。为了满足全负荷脱硝要求，对其进行改造，使用本喷枪1支，安装于锅炉折焰角上部。喷枪通过法兰6安装于锅炉折焰角上部合适位置，压缩空气和尿素溶液通过压缩空气接口1和溶液接口2喷入炉膛；由于喷枪枪头伸入炉膛深部，故喷枪冷却采用水冷式，冷却水通过布置于喷枪套管7上部的冷却水入口4和出口5实现喷枪的冷却；锅炉负荷由高至低变化时，喷枪水平伸缩段8和竖直伸缩段9分别向锅炉后墙方向与锅炉下部移动，以适应锅炉温度窗口的下移，达到全负荷脱硝；由于炉膛内温度较高，同时磨损极为严重，故喷枪本体3采用耐磨、耐高温的碳化硅陶瓷材料以满足喷枪使用寿命的要求。改造后的喷枪适应锅炉全负荷脱硝要求(30-100％BMCR)；只有一支所述喷枪，无区域性选择阀和分配装置等，投资成本大大降低；通过自动调节喷嘴的位置实现全负荷脱硝，控制简易；喷枪伸入炉膛深部，喷雾形状为大角度的实心锥，喷嘴10竖直向下布置，喷雾方向迎向烟气流动方向，克服了改造前喷枪无法穿透至炉膛中心，还原剂和烟气覆盖率有限等问题，提高了脱硝效率，降低氨逃逸，NSR有效降低，从而减少了运营成本并最大限度的降低了SNCR脱硝对锅炉的影响。

应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims (2)

1.一种适用于全负荷脱硝的选择性非催化还原喷枪，其特征是包括喷枪本体、水平套管、直角弯头、垂直套管和喷嘴；喷嘴安装在喷枪垂直套管上，所述喷枪通过法兰安装于进口位置；所述喷枪本体内水平套管和垂直套管是连通的，水平套管和垂直套管内设有压缩空气和溶液双流体管道，喷枪本体端部设有压缩空气接口和溶液接口。

2.根据权利要求1所述的喷枪，其特征是喷枪的水平套管和垂直套管上最外层为冷却水壳层，水平套管上设有冷却水的入口和出口。