CN206064162U - 可在线进行流场调节的燃烧设备scr烟气脱硝装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种可在线进行流场调节的燃烧设备SCR烟气脱硝装置，包括有脱硝反应器入口连接烟道、脱硝反应器和脱硝反应器出口连接烟道；还包括有第一导流装置、第二导流装置和第三导流装置；其中，所述第一导流装置布置在所述脱硝反应器入口连接烟道内，所述第二导流装置布置在所述脱硝反应器内，所述第三导流装置布置在所述脱硝反应器出口连接烟道内。设置三个导流装置，实现了对烟气流场进行在线调整、优化，实现对传统设计方法存在的偏差的在线修正，获得更加均匀分布的流场；还原剂与烟气中NOx的均匀混合，为脱硝反应的进行创造良好的条件，从而保证脱硝装置的高效、可靠、稳定运行。
Description
技术领域
本实用新型属于SCR烟气脱硝技术领域，尤其是涉及一种可在线进行流场调节的燃烧设备SCR烟气脱硝装置。
背景技术
我国经济的持续快速发展引发了对能源的巨大需求，1978年～2014年，一次能源消费从5.7亿吨提高到38.4亿吨（标准煤）。我国能源结构呈现富煤贫油少气的特点，煤炭约占一次能源生产和消费总量的70%，且煤炭消耗的75%左右用于燃烧。煤等化石燃料燃烧会产生大量的NOx，已成为引发我国酸雨、光化学烟雾等一系列严重环境问题的主要原因之一，迫切需要对NOx的排放进行控制。
控制NOx排放的手段有多种，SCR烟气脱硝技术以其高脱硝效率（可达90％以上）、成熟的应用经验和较为经济的成本，成为目前国际上NOx排放控制的主流技术，目前我国建设的火电厂烟气脱硝工程90%以上采用SCR工艺。
SCR脱硝工艺通过向烟气中加入还原剂（如氨气），使还原剂与烟气中的NOx在催化剂作用下发生反应，生成对环境无害的N2和H2O。SCR工艺的脱硝反应以催化剂的高效工作为前提，而催化剂的高效工作要求烟气中NOx与还原剂必须充分混合，而且流场分布要尽可能地高度均匀。然而在实际应用过程中，虽然通过一定的手段（如物理模型试验、数值模拟）对混合和流场分布进行了初步优化设计，但由于试验、模拟条件与实际工程条件不可避免地存在偏差，导致设计结果在实际使用过程中常会发生偏差，导致催化剂无法在最佳状态下工作，进而对脱硝效率、催化剂寿命和氨逃逸产生不利影响。由于目前流场优化装置均采用固定焊接的设计，且脱硝装置一般不允许加设旁路，导致出现问题后无法及时调整，只能在锅炉大修停炉期间甚至被迫非计划停炉进行改造，导致改造工作量大、代价高，影响电厂的正常生产。因此，开发可在线进行流场调节的燃烧设备烟气脱硝装置，实现在不停炉的情况下对流场进行在线调整优化，修正原有的设计偏差，对降低运行成本、提升脱硝装置的可用率，保证脱硝装置的高质量运行、促进我国烟气脱硝产业的发展具有重要的意义。
目前火电厂SCR烟气脱硝装置存在以下不足：脱硝装置要求流场分布要尽可能地高度均匀，但由于在实际应用过程中，虽然通过一定的手段对混合和流场分布进行了初步优化设计，但由于试验、模拟条件与实际工程条件不可避免地存在偏差，导致设计结果在实际使用过程中常会发生偏差较大的情况，由于目前均采用固定焊接的设计，且脱硝装置一般不允许加设旁路，导致出现问题后无法及时调整，只能在锅炉大修停炉期间甚至被迫非计划停炉进行改造，导致改造工作量大，影响电厂的正常生产。
在中国专利文献中CN202113779U，公开了采用旋流式喷氨装置的SCR脱硝工艺示意图，并具体公开了一种用于SCR脱硝系统的旋流式喷氨装置，包含若干根布置在烟道中的氨喷射管，所述的氨喷射管的上端与氨、空气混合气体供应总管连接，下端则封闭，在氨喷射管上设置有喷射孔，在每根氨喷射管或若干根氨喷射管配有一个流量可单独调节的阀门，在所述的喷射孔上安装有旋流式喷嘴。采用上述喷氨装置的SCR烟气脱硝装置。氨气由旋流式喷嘴喷出，在喷氨装置的下游形成大量漩涡，氨气将烟气螺旋式包裹，从而加强扰动强度，使得喷入的氨气与烟气充分混合均匀，大大缩短了氨气和烟气混合所需要的距离，提高脱硝效率。同时，由于氨喷嘴孔径大，喷嘴的数量减少，保证在机组低负荷运行时仍做到无堵塞运行，降低了喷氨调节难度和维护费用。
采用上述技术方案的SCR脱硝工艺无法对烟气流场进行在线调整，流场分布不均导致还原剂与烟气中的NOx混合没有达到理想状态。
实用新型内容
本实用新型要解决的问题是，提供一种对烟气流场进行在线调整，获得更加均匀分布的流场的可在线进行流场调节的燃烧设备SCR烟气脱硝装置。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：该可在线进行流场调节的燃烧设备SCR烟气脱硝装置，包括有脱硝反应器入口连接烟道、脱硝反应器和脱硝反应器出口连接烟道；还包括有第一导流装置、第二导流装置和第三导流装置；其中，所述第一导流装置布置在所述脱硝反应器入口连接烟道内，所述第二导流装置布置在所述脱硝反应器内，所述第三导流装置布置在所述脱硝反应器出口连接烟道内。
设置三个导流装置（第一导流装置、第二导流装置和第三导流装置在本实用新型部分内容中可简称为导流装置），实现了对烟气流场进行在线调整、优化，实现对传统设计方法存在的偏差的在线修正，获得更加均匀分布的流场；还原剂与烟气中NOx的均匀混合，为脱硝反应的进行创造良好的条件，从而保证脱硝装置的高效、可靠、稳定运行；保证脱硝后净烟气的速度分布均匀，减少由于烟气速度分布不均对下游部件的换热性能造成的不良影响。
进一步的改进在于，所述第一导流装置、第二导流装置和第三导流装置的结构均是相同的，且都是由若干块板材构成，每块板材由活动部分和固定部分组成，所述活动部分作为迎风面，所述活动部分的一边与转轴固定连接。
上述技术方案对导流装置的具体结构进行了限定，导流装置由若干块板材构成，将烟气流分割，均匀分布；同时以活动部分作为迎风面，可更快捷便利的调节导流装置，进而修正设计偏差，获得更好的均匀分布的烟气流场；活动部分的一边与转轴固定连接，利用转轴的转动带动活动部分偏转，进行在线调整。
进一步的改进在于，所述转轴的一端外露伸出，该外露伸出的那部分转轴末端装有齿轮或卡槽，所述齿轮、或所述卡槽或所述转轴上标有刻度，
便于旋转转轴以调整可在线进行流场调节的导流装置的活动部分的迎风角度，转轴旋转角度范围分别为在原有基础上顺时针、逆时针30°之内；齿轮、卡槽或转轴上标有刻度，可准确标示所旋转的角度；可以结合实际测量的流场分布结果进一步在线调整可在线进行流场调节的导流装置，从而优化流场分布情况。
进一步的改进在于，所述转轴的两端最外侧加装有密封盒；转轴的两端是固定在烟道外壁上的，外面加装密封盒，防止烟气泄露，操作方便，安全环保。
进一步的改进在于，所述第一导流装置与第二导流装置之间，且靠近所述第一导流装置设置有喷氨格栅，所述喷氨格栅位于所述脱硝反应器入口连接烟道内。
在安装有导流装置的基础上，配合通过喷氨格栅将脱硝所需的还原剂均匀地喷入自上游而来的均匀分布的烟气中，实现还原剂与烟气中NOx的均匀混合，能够起到更好的脱硝效果。
进一步的改进在于，在所述脱硝反应器内且靠近所述第二导流装置位置处设置有整流装置。
通过在脱硝反应器内布置有整流装置，与导流装置共同作用，修正设计偏差，保证烟气在到达催化剂表面时达到烟气速度的均匀分布，满足催化剂高效工作的要求。
进一步的改进在于，该可在线进行流场调节的燃烧设备SCR烟气脱硝装置还包括有锅炉，所述锅炉依次串接有锅炉省煤器、所述脱硝反应器入口连接烟道、所述脱硝反应器、所述脱硝反应器出口连接烟道和空预器。
烟气从锅炉产生后，依次经过锅炉省煤器、所述脱硝反应器入口连接烟道、所述脱硝反应器、所述脱硝反应器出口连接烟道和空预器，这样的结构排布能够更好的进行烟气脱硝，脱硝效率高；另外，空预器的前端烟道内设置导流装置，减少了由于烟气速度分布不均对空预器换热性能造成的不良影响；导流装置的迎风面朝向烟气流向，便于在线进行烟气流场调节。
进一步的改进在于，在所述第一导流装置下方还设置有灰斗，设置灰斗的目的在于，脱硝装置入口连接烟道内沉降的灰尘进入灰斗。
有益效果：本实用新型利用可在线进行流场调节的导流装置，可以在不停炉的情况下对流场进行在线调整优化，修正原有的设计偏差，获得均匀分布的烟气流场，实现还原剂与烟气中NOx的均匀混合，保证脱硝装置的高效、可靠、稳定运行，对降低运行成本、提升脱硝装置的可用率，促进我国烟气脱硝产业的发展具有重要的意义，本实用新型可用于燃煤锅炉、燃气锅炉、燃油锅炉等燃烧装置的烟气脱硝，操作方便，经济性强，效益显著。
附图说明
下面结合附图和本实用新型的实施方式进一步详细说明：
图1是可在线进行流场调节的SCR燃烧设备烟气脱硝装置侧视图；
图2是导流装置俯视图；
其中：1-脱硝反应器入口连接烟道；2-灰斗；301-第一导流装置；302-第二导流装置；303-第三导流装置；4-喷氨格栅；5-整流装置；6-固定部分；7-脱硝反应器；8-脱硝反应器出口连接烟道；9-锅炉省煤器；10-空预器；11-转轴；12-活动部分；13-密封盒；14-锅炉。
具体实施方式
本实用新型的可在线进行流场调节的燃烧设备SCR烟气脱硝装置包括有脱硝反应器入口连接烟道1、脱硝反应器7和脱硝反应器出口连接烟道8，还包括有第一导流装置301、第二导流装置302和第三导流装置303；其中，所述第一导流装置301布置在所述脱硝反应器入口连接烟道1内，所述第二导流装置302布置在所述脱硝反应器7内，所述第三导流装置303布置在所述脱硝反应器出口连接烟道8内，所述第一导流装置301、第二导流装置302和第三导流装置303的结构均是相同的，且都是由若干块板材构成，每块板材由活动部分12和固定部分6组成，所述活动部分12作为迎风面，所述活动部分12的一边与转轴11固定连接，所述转轴11的一端外露伸出，该外露伸出的那部分转轴末端装有齿轮或卡槽，所述齿轮、或所述卡槽或所述转轴上标有刻度，如图2所示，所述转轴11的两端最外侧加装有密封盒13；如图1所示，所述第一导流装置301与第二导流装置302之间，且靠近所述第一导流装置301设置有喷氨格栅4，所述喷氨格栅4位于所述脱硝反应器入口连接烟道1内，在所述脱硝反应器7内且靠近所述第二导流装置302位置处设置有整流装置5，整流装置5内部装有催化剂。
该可在线进行流场调节的燃烧设备SCR烟气脱硝装置还包括有锅炉14，所述锅炉14依次串接有锅炉省煤器9、所述脱硝反应器入口连接烟道1、所述脱硝反应器7、所述脱硝反应器出口连接烟道8和空预器10，在所述第一导流装置301下方还设置有灰斗2。
此外，在本实用新型中，如图1所示，该可在线进行流场调节的燃烧设备SCR烟气脱硝装置包括：（1）导流装置，即第一导流装置301、第二导流装置302和第三导流装置303，分别布置在脱硝装置入口连接烟道1、脱硝反应器7和脱硝装置出口连接烟道8内，导流装置由若干块板材构成，板材宽度与其所处位置处的烟道相等，每块板材由活动部分12和固定部分6两部分组成，其中迎风面设计为活动部分12，该部分长度为其上下两板距离的1/5-1/3，宽度与所处位置烟道宽度相等；活动部分12的一边与转轴11固定连接，转轴11一端伸出烟道壁外侧，外露的转轴末端装有齿轮或卡槽，便于旋转转轴11以调整可在线进行流场调节的导流装置的活动部分12的迎风角度，转轴11旋转角度范围分别为在原有基础上顺时针、逆时针30°之内，齿轮、卡槽或转轴上标有刻度，可准确标示所旋转的角度；可以结合实际测量的流场分布结果进一步在线调整可在线进行流场调节的导流装置，从而优化流场分布情况。
导流装置通过两端的调节装置固定在两端的烟道壁上，外面加装密封盒13，防止烟气泄露。
（2）脱硝反应器，脱硝反应器7布置在脱硝装置入口连接烟道1和脱硝装置出口连接烟道8之间，其烟气来流方向（即图1中箭头所指示的方向）分别布置有导流装置和整流装置5、内部装有催化剂6，在催化剂的作用下，烟气中的NOx与喷氨格栅4注入的脱硝还原剂反应生成无毒的N2和H2O。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (8)
1.一种可在线进行流场调节的燃烧设备SCR烟气脱硝装置，包括有脱硝反应器入口连接烟道、脱硝反应器和脱硝反应器出口连接烟道，其特征在于，还包括有第一导流装置、第二导流装置和第三导流装置；其中，所述第一导流装置布置在所述脱硝反应器入口连接烟道内，所述第二导流装置布置在所述脱硝反应器内，所述第三导流装置布置在所述脱硝反应器出口连接烟道内。
2.根据权利要求1所述的可在线进行流场调节的燃烧设备SCR烟气脱硝装置，其特征在于，所述第一导流装置、第二导流装置和第三导流装置的结构均是相同的，且都是由若干块板材构成，每块板材由活动部分和固定部分组成，所述活动部分作为迎风面，所述活动部分的一边与转轴固定连接。
3.根据权利要求2所述的可在线进行流场调节的燃烧设备SCR烟气脱硝装置，其特征在于，所述转轴的一端外露伸出，该外露伸出的那部分转轴末端装有齿轮或卡槽，所述齿轮、或所述卡槽或所述转轴上标有刻度。
4.根据权利要求3所述的可在线进行流场调节的燃烧设备SCR烟气脱硝装置，其特征在于，所述转轴的两端最外侧加装有密封盒。
5.根据权利要求1所述的可在线进行流场调节的燃烧设备SCR烟气脱硝装置，其特征在于，所述第一导流装置与第二导流装置之间，且靠近所述第一导流装置设置有喷氨格栅，所述喷氨格栅位于所述脱硝反应器入口连接烟道内。
6.根据权利要求1所述的可在线进行流场调节的燃烧设备SCR烟气脱硝装置，其特征在于，在所述脱硝反应器内且靠近所述第二导流装置位置处设置有整流装置。
7.根据权利要求1-6任一项所述的可在线进行流场调节的燃烧设备SCR烟气脱硝装置，其特征在于，该可在线进行流场调节的燃烧设备SCR烟气脱硝装置还包括有锅炉，所述锅炉依次串接有锅炉省煤器、所述脱硝反应器入口连接烟道、所述脱硝反应器、所述脱硝反应器出口连接烟道和空预器。
8.根据权利要求7所述的可在线进行流场调节的燃烧设备SCR烟气脱硝装置，其特征在于，在所述第一导流装置下方还设置有灰斗。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of utility model: Combustion apparatus SCR flue gas denitration device of flow field regulation can carry out on line Effective date of registration: 20181101 Granted publication date: 20170405 Pledgee: Bank of China Limited by Share Ltd. Nanjing Pukou sub branch Pledgor: JIANGSU DEYITONG ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: 2018320000260 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20200420 Granted publication date: 20170405 Pledgee: Bank of China Limited by Share Ltd. Nanjing Pukou sub branch Pledgor: JIANGSU DEYITONG ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: 2018320000260 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20170405 |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |