CN206215012U - 用于w火焰锅炉scr和sncr联合脱硝的喷枪系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于W火焰锅炉SCR和SNCR联合脱硝的喷枪系统，属于锅炉烟气脱硝领域，包括SNCR喷枪以及SCR喷氨栅格，还包括烟气混合器，烟气混合器设于省煤器出口后的水平烟道内，SCR喷氨栅格设于水平烟道后至SCR脱硝反应器之前的上升烟道内，SNCR喷枪由设于炉膛前墙的前墙喷枪和设于炉膛后墙折焰角的折焰角喷枪组成，前墙喷枪分成上下两层，上层前墙喷枪位于相对于折焰角喷枪上方，下层前墙喷枪位于相对于折焰角喷枪下方。该方案总体上增强了SCR+SNCR联合脱硝系统的可靠性、可调节性和安全性。

Description

用于W火焰锅炉SCR和SNCR联合脱硝的喷枪系统

技术领域

本实用新型属于锅炉烟气脱硝领域，尤其涉及用于SCR和SNCR联合脱硝的脱硝喷枪系统，特别是用于W火焰锅炉实现脱硝超低排放。

背景技术

国内电力市场基本以燃煤锅炉为主，随着国家环保政策越发严格，对于锅炉NOx排放的要求也越来越高。为了减少污染物的排放，SCR(选择性催化氧化还原反应)和SNCR(选择性非催化氧化还原反应)等脱硝技术被用于锅炉烟气减排系统。在实际工程运行中，单一脱硝技术已经无法满足越加严格的环保指标，因此SCR+SNCR联合脱硝技术在燃煤锅炉上得到广泛应用。

传统SCR+SNCR的脱硝技术方案存在很多问题。锅炉在高负荷运行工况时，因为SNCR温度窗口的限制，炉膛折焰角以下位置温度不适宜，同时在炉膛后墙布置喷枪困难又难以克服，因此现有技术还原剂喷枪只能布置在炉膛出口区域前墙以及炉膛出口烟道，这种布置方案下SNCR系统还原剂在烟道中的喷射覆盖面窄，与烟气的混合差，脱硝效率低；同时SNCR系统造成的烟气中还原剂、氮氧化物浓度偏差影响到下游SCR的烟气入口条件，造成SCR系统氨逃逸偏高，锅炉空预器因氨逃逸超标积灰。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：提供W火焰锅炉SCR+SNCR脱硝技术新的喷枪布置方案，提高SNCR系统脱硝效率；同时通过在省煤器出口烟道增设大尺度烟气混合器，消除SCR入口烟气流场、浓度场的不均匀性；该实用新型提高SCR系统脱硝率，减小氨逃逸，避免锅炉空预器因氨逃逸超标而积灰。该方案总体上增强了SCR+SNCR联合脱硝系统的可靠性、可调节性和安全性。

本实用新型目的通过下述技术方案来实现：

一种用于W火焰锅炉SCR和SNCR联合脱硝的喷枪系统，包括SNCR喷枪以及SCR喷氨栅格，还包括烟气混合器，烟气混合器设于省煤器出口后的水平烟道内，SCR喷氨栅格设于水平烟道后至SCR脱硝反应器之前的上升烟道内，SNCR喷枪由设于炉膛前墙的前墙喷枪和设于炉膛后墙折焰角的折焰角喷枪组成，前墙喷枪分成上下两层，上层前墙喷枪位于相对于折焰角喷枪上方，下层前墙喷枪位于相对于折焰角喷枪下方。

本专利针对传统SCR+SNCR的脱硝技术存在的不足，解决现有技术在前墙布置喷枪的难点，在锅炉后墙折焰角位置布置墙式还原剂短喷枪，与前墙墙式喷枪配合保证还原剂在烟道中的覆盖面足够广和混合均匀，提高了SNCR系统的脱硝效率，相对现有技术的SNCR脱硝效率20％～30％，本专利喷射截面覆盖面积提高到80％以上，脱硝效率可达50％乃至更高；同时提出在省煤器出口烟道增设本专利特定烟气混合装置的技术，提高SCR入口的烟气流场、浓度场均匀性，充分保证锅炉系统的脱硝效率和氨逃逸达到要求，该大尺度烟气混合器将省煤器出口的氮氧化物及还原剂浓度最大偏差从50％降低至10％，从而使整体脱硝系统脱硝效率90％以上。

作为选择，前墙喷枪和折焰角喷枪水平相对布置，且前墙喷枪沿炉宽均匀布置。

作为选择，折焰角喷枪从折焰角的下水冷壁成夹角水平穿出，下水冷壁与折焰角喷枪相邻的两水冷壁管子朝炉膛外弯曲的同时相对朝两侧弯曲，形成一容纳折焰角喷枪从中穿过的水冷壁孔。

作为进一步选择，折焰角喷枪包括喷枪，以及套设于喷枪外的套管，套管外安装密封盒，密封盒内填充保温浇注料，套管露出喷枪的端头设有密封钢板，密封盖板开椭圆形孔，并设有膨胀缝，喷枪穿过该椭圆形孔从水冷壁孔中伸出。

作为进一步选择，密封板开3mm的膨胀缝，密封盒外壳距离水冷壁孔处水冷壁管子弯管起弯点70mm以上。

上述方案中，本专利采用创新的椭圆形密封板开孔弯管技术在锅炉前墙折焰角位置布置墙式还原剂短喷枪，解决现有技术在前墙布置喷枪的难点。

作为选择，SNCR喷枪的雾化平均粒径范围为100微米～400微米，烟气混合器距离SCR喷氨栅格大于5米的烟气行程。

作为选择，烟气混合器由若干组混合器叶片组沿烟道断面排列成排组成，每组混合器叶片组均由一对混合器叶片沿烟气方向交叉构成，且每一混合器叶片均由两直板以一夹角拼接构成。

作为进一步选择，混合器叶片组朝向烟气方向的交叉角度为60-90°，每一混合器叶片均由两直板以60-90°夹角拼接构成。作为优选，混合器叶片组朝向烟气方向的交叉角度为90°，每一混合器叶片均由两直板以90°夹角拼接构成。该方案中，根据实际情况可调节混合器叶片夹角和叶片组夹角，以及混合器叶片的长度和宽度，实现不同的混合效果，优选两个角度均为90°。

前述本实用新型主方案及其各进一步选择方案可以自由组合以形成多个方案，均为本实用新型可采用并要求保护的方案；且本实用新型，(各非冲突选择)选择之间以及和其他选择之间也可以自由组合。本领域技术人员在了解本实用新型方案后根据现有技术和公知常识可明了有多种组合，均为本实用新型所要保护的技术方案，在此不做穷举。

本实用新型的有益效果：该专利所示方案下SNCR系统还原剂在烟道截面中的覆盖面大大提高，相比传统前墙布置方案，喷射截面覆盖面积提高到80％以上，还原剂与烟气的混合更为均匀，相对现有技术的SNCR脱硝效率20％～30％，本专利SNCR脱硝效率可达50％乃至更高；省煤器出口烟道增设的大尺度烟气混合装置，减小了SCR入口烟气的还原剂和氮氧化物浓度偏差，将传统无混合器方案的组分浓度偏差从50％减低到10％以内，从而保证烟道截面上的氨氮摩尔比的均匀性，提高系统脱硝效率，整体脱硝系统脱硝效率90％以上。

附图说明

图1是本实用新型实施例的喷枪系统布置结构示意图；

图2是本实用新型实施例的折焰角喷枪布置结构示意图；

图3是本实用新型实施例的折焰角喷枪处水冷壁弯管结构示意图；

图4是图3中水冷壁弯管的右视结构示意图；

图5是图3中水冷壁弯管的仰视结构示意图；

图6是本实用新型实施例的烟气混合器结构示意图；

图7是本实用新型实施例的烟气混合器叶片的结构示意图；

图8是本实用新型实施例的烟气混合器叶片组的结构示意图；

其中11-折焰角喷枪，12-烟气混合器，13-SCR喷氨栅格，14-SCR脱硝反应器，15-上层前墙喷枪，16-下层前墙喷枪，17-混合器叶片组，18-混合器叶片，21-喷枪，22-套管，23-密封盒，24-保温浇注料，25-管屏内衬，26-下水冷壁，27-吊挂管，31-椭圆形孔，32-扁钢，33-水冷壁管子，34-膨胀缝，41-炉膛前墙，42-炉膛后墙，43-折焰角，44-水平烟道，45-上升烟道。

具体实施方式

下列非限制性实施例用于说明本发明。

参考图1所示，一种用于W火焰锅炉SCR和SNCR联合脱硝的喷枪系统，包括SNCR喷枪以及SCR喷氨栅格13，还包括烟气混合器12，烟气混合器12设于省煤器出口后的水平烟道44内，SCR喷氨栅格13设于水平烟道44后至SCR脱硝反应器14之前的上升烟道45内，SNCR喷枪由设于炉膛前墙41的前墙喷枪和设于炉膛后墙42折焰角43的折焰角喷枪11组成，前墙喷枪和折焰角喷枪11水平相对布置，且前墙喷枪沿炉宽均匀布置。

参考图1所示，前墙喷枪分成上下两层，上层前墙喷枪15位于相对于折焰角喷枪11上方，下层前墙喷枪16位于相对于折焰角喷枪11下方；参考图2-5所示，折焰角喷枪11从折焰角43的下水冷壁26成夹角水平穿出，下水冷壁26与折焰角喷枪11相邻的两水冷壁管子33朝炉膛外弯曲的同时相对朝两侧弯曲，形成一容纳折焰角喷枪11从中穿过的水冷壁孔。折焰角喷枪11包括喷枪21，以及套设于喷枪21外的套管22，套管22外安装密封盒23，密封盒23内填充保温浇注料24，套管22露出喷枪21的端头设有密封盖板，密封盖板开椭圆形孔31，并设有膨胀缝34，喷枪21穿过该椭圆形孔31从水冷壁孔中伸出。

烟气混合器12结构示意图如图6-8，图中箭头为烟气方向，烟气混合器12由若干组混合器叶片组17沿烟道断面排列成排组成，每组混合器叶片组17均由一对混合器叶片18沿烟气方向交叉(且混合器叶片组17的两混合器叶片18的长度方向与烟气方向形成的两平面平行)构成，且混合器叶片组17朝向烟气方向的交叉角度α(即两混合器叶片18的长度方向，在朝向烟气方向一侧的夹角)为60-90°，每一混合器叶片18均由两直板以60-90°夹角β拼接构成；叶片长度L和宽度W根据烟道尺寸确定，通过这四个参数控制混合器的调节效果和运行阻力。根据实际情况可调节混合器叶片18夹角和混合器叶片组17夹角，以及混合器叶片18的长度L和宽度W，实现不同的混合效果，控制阻力；烟气流经该大尺度烟气混合器后，可以实现烟道宽度方向和高度方向的均匀性调整。

应用实例：

某300MW的W火焰锅炉施行SCR-SNCR技术脱硝系统，SNCR系统使用还原剂为液氨，通过喷枪往锅炉炉膛喷射。炉膛前墙41布置上下两层喷枪以满足锅炉不同负荷的脱硝要求，上下各7只喷枪(上层前墙喷枪15为7只，下层前墙喷枪16为7只)。炉膛后墙42折焰角43位置通过弯管技术措施，安装7支喷枪沿炉宽均匀布置(7只折焰角喷枪11)，折焰角喷枪11水平布置，喷枪21避开折焰角吊挂和梁，密封盖板开3mm的膨胀缝34，密封盒23外壳距离水冷壁孔处水冷壁管子33弯管起弯点70mm以上，SNCR喷枪的雾化平均粒径范围为100微米～400微米。SNCR系统运行时前墙喷枪与折焰角喷枪11共同作用，高负荷工况下投运上层前墙喷枪15和折焰角喷枪11，低负荷工况时投运下层前墙喷枪16和折焰角喷枪11。实现烟道内喷射覆盖面积达90％，SNCR系统脱硝效率达到50％。

省煤器出口烟道布置大尺度烟气混合器12，烟气混合器12设于省煤器出口后的水平烟道44内，SCR喷氨栅格13设于水平烟道44后至SCR脱硝反应器14之前的上升烟道45内，烟气混合器12距离SCR喷氨栅格13大于5米的烟气行程，混合器叶片组17夹角为90°，混合器叶片18角度为90°，根据烟道大小布置混合器叶片18长度L为2500mm，宽度W为400mm，装置运行阻力为70Pa，该大尺度烟气混合器将省煤器出口的氮氧化物及还原剂浓度最大偏差从50％降低至10％，改善了SCR系统入口的烟气条件，从而使整体脱硝系统高效运行。

该项目锅炉炉膛出口氮氧化物500mg/m³，出口烟气氮氧化物达到45mg/m³，脱硝效率91％。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于W火焰锅炉SCR和SNCR联合脱硝的喷枪系统，包括SNCR喷枪以及SCR喷氨栅格，其特征在于：还包括烟气混合器，烟气混合器设于省煤器出口后的水平烟道内，SCR喷氨栅格设于水平烟道后至SCR脱硝反应器之前的上升烟道内，SNCR喷枪由设于炉膛前墙的前墙喷枪和设于炉膛后墙折焰角的折焰角喷枪组成，前墙喷枪分成上下两层，上层前墙喷枪位于相对于折焰角喷枪上方，下层前墙喷枪位于相对于折焰角喷枪下方。

2.如权利要求1所述的用于W火焰锅炉SCR和SNCR联合脱硝的喷枪系统，其特征在于：前墙喷枪和折焰角喷枪水平相对布置，且前墙喷枪沿炉宽均匀布置。

3.如权利要求1所述的用于W火焰锅炉SCR和SNCR联合脱硝的喷枪系统，其特征在于：折焰角喷枪从折焰角的下水冷壁成夹角水平穿出，下水冷壁与折焰角喷枪相邻的两水冷壁管子朝炉膛外弯曲的同时相对朝两侧弯曲，形成一容纳折焰角喷枪从中穿过的水冷壁孔。

4.如权利要求3所述的用于W火焰锅炉SCR和SNCR联合脱硝的喷枪系统，其特征在于：折焰角喷枪包括喷枪，以及套设于喷枪外的套管，套管外安装密封盒，密封盒内填充保温浇注料，套管露出喷枪的端头设有密封钢板，密封盖板开椭圆形孔，并设有膨胀缝，喷枪穿过该椭圆形孔从水冷壁孔中伸出。

5.如权利要求4所述的用于W火焰锅炉SCR和SNCR联合脱硝的喷枪系统，其特征在于：密封板开3mm的膨胀缝，密封盒外壳距离水冷壁孔处水冷壁管子弯管起弯点70mm以上。

6.如权利要求1所述的用于W火焰锅炉SCR和SNCR联合脱硝的喷枪系统，其特征在于：SNCR喷枪的雾化平均粒径范围为100微米～400微米，烟气混合器距离SCR喷氨栅格大于5米的烟气行程。

7.如权利要求1所述的用于W火焰锅炉SCR和SNCR联合脱硝的喷枪系统，其特征在于：烟气混合器由若干组混合器叶片组沿烟道断面排列成排组成，每组混合器叶片组均由一对混合器叶片沿烟气方向交叉构成，且每一混合器叶片均由两直板以一夹角拼接构成。

8.如权利要求7所述的用于W火焰锅炉SCR和SNCR联合脱硝的喷枪系统，其特征在于：混合器叶片组朝向烟气方向的交叉角度为60-90°，每一混合器叶片均由两直板以60-90°夹角拼接构成。