CN206676221U - 用于火电厂sncr脱硝系统的多管径长喷枪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供用于火电厂SNCR脱硝系统的多管径长喷枪，结构简单轻便，设计合理巧妙，易于制造，长度增加带来的重量和扰度增量小。其包括三根同轴嵌套连接的钢管，三根钢管的前端均密封设置且相邻钢管之间的间隙形成容置空间；最内层钢管的后端通入尿素溶液形成尿素溶液管路，中间层钢管的后端通入压缩空气形成压缩空气管路，最外层钢管的后端通入冷却水形成冷却水管路；最外层钢管外部布置有多个喷嘴，尿素溶液管路与压缩空气管路分别与多个喷嘴连通；中间层钢管和最外层钢管均采用多段不同壁厚的不锈钢管焊接而成；壁厚从后往前逐段减小且保持各段管壁的外径不变。
Description
技术领域
本实用新型涉及火电厂SNCR脱硝技术，具体为用于火电厂SNCR脱硝系统的多管径长喷枪。
背景技术
选择性非催化还原脱硝技术(SNCR)是把还原剂(氨水、尿素、氨)喷入到880℃-1050℃区域内，不需要催化剂，还原剂会选择性地把烟气中的NOx还原成无害的N2和H2O。SNCR工艺以炉膛为反应器，可通过对锅炉的改造实现，建设周期短，投资和运行成本均比其它烟气脱硝技术低，适合于对中小型锅炉的改造。现代SNCR技术可控制NOx排放降低20～50％，随着机组容量增加，炉膛尺寸和机组负荷变化范围扩大，增加了反应温度窗口与还原剂均匀混合的控制难度，致使脱硝效率降低。
一个典型的SNCR系统是由还原剂的储存、输送和喷射装置组成，其中喷射装置是SNCR系统的核心设备，其性能对SNCR系统的脱硝效率有显著影响。目前国内外针对SNCR喷射装置进行了大量研究，如中国专利CN102896054A公开的一种具有两级扩散比的多喷嘴喷枪，以及中国专利CN204320086U公开的一种应用于SNCR脱硝装置中的喷枪，枪头直径小于25mm，可直接插入炉膛水冷壁间，安装简便。又如中国专利CN205361046U公开的一种SNCR脱硝系统还原剂喷射装置，它采用工艺水对喷射支路中残留的还原剂进行置换，实现了喷射装置的隔离检修。
SNCR喷枪插入炉膛内部，与烟气直接接触，磨损和高温腐蚀极大制约了喷枪的使用寿命，另一方面，随着炉膛体积的增大，SNCR喷枪喷射的还原剂难以到达炉膛中部，无法与烟气充分、均匀的混合，导致SNCR工艺脱硝效率下降，氨逃逸增加。为缓解SNCR喷枪在烟气中的磨损，中国专利CN205361748U公开了一种用于SNCR系统的双流体流线型喷枪，通过采用流线型结构的外喷头，可极大的缓解枪头磨损；又如中国专利CN205413412U公开的一种用于SNCR脱硝的防磨喷射器，通过在气相管前端的外表面涂刷耐高温防磨陶瓷涂层，可防止喷射器前端在高温高灰烟气中的磨损，并减小了喷射器外形尺寸。针对SNCR喷枪的高温腐蚀问题，中国专利CN204911212U提出了一种气缸推动的烟气脱硝用喷枪，它将冷气设备中的冷空气经由冷气管进入到导杆护套内降低导杆护套及导杆末端的温度，从而防止其由于温度过高而烧坏；又如中国专利CN102160964A涉及的一种SNCR脱硝多喷嘴长枪喷射器，通过增加冷却水输入和输出回路来实现冷却水在喷枪中的循环流动，从而降低喷枪温度。
为了实现还原剂与烟气的充分混合，中国专利CN201445911U公开了一种适用于SNCR法烟气脱硝过程的长喷枪式气泡雾化喷嘴，它通过将高压气体从遍布气泡发生器的锥形注气孔进入外流道的液流中，并形成泡状流经长喷枪外管上的喷孔喷出，可覆盖整个反应区，从而提高还原剂与烟气的混合效果。又如中国专利CN104384039A公开的一种锅炉脱硝用多喷嘴喷枪，所述喷枪采用还原剂在枪内蒸发后喷射技术，具有喷射均匀、混合充分的有点。又如中国专利CN205495328U公开的一种SNCR烟气脱硝用喷枪，采用了雾化式的喷嘴，从而使流量调整范围较大，喷雾形状全区域内的粒径均匀，喷射距离远。
现有技术中，随着炉膛空间尺寸的扩大，炉膛截面上NOx分布的不均匀性也更加明显，炉膛中部NOx浓度最高，但常规喷枪喷射的还原剂难以到达炉膛中部，从而制约了还原剂与烟气的混合效果，降低了脱硝效率。在大机组SNCR工艺中，增加喷枪长度是解决还原剂喷射距离最有效的手段，但长度增加带来的喷枪重量和扰度增加，将危及喷枪的安全使用。
实用新型内容
针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供用于火电厂SNCR脱硝系统的多管径长喷枪，结构简单轻便，设计合理巧妙，易于制造，长度增加带来的重量和扰度增量小。
本实用新型是通过以下技术方案来实现：
用于火电厂SNCR脱硝系统的多管径长喷枪，包括三根同轴嵌套连接的钢管，三根钢管的前端均密封设置且相邻钢管之间的间隙形成容置空间；最内层钢管的后端通入尿素溶液形成尿素溶液管路，中间层钢管的后端通入压缩空气形成压缩空气管路，最外层钢管的后端通入冷却水形成冷却水管路；最外层钢管外部布置有多个喷嘴，尿素溶液管路与压缩空气管路分别与多个喷嘴连通；中间层钢管和最外层钢管均采用多段不同壁厚的不锈钢管焊接而成；壁厚从后往前逐段减小且保持各段管壁的外径不变。
优选的，中间层钢管和最外层钢管均采用三段不同壁厚的不锈钢管焊接而成；从后往前，第一段不锈钢管壁厚为11mm，长度为5m；第二段不锈钢管壁厚为7mm，长度为3.6m；第三段不锈钢管壁厚为3.5mm，长度为1.4m-3.4m。
优选的，最外层钢管外部布置的多个喷嘴按对应在不同壁厚的各段不锈钢管上进行分组，并对应壁厚从后往前逐段减小的趋势，多组喷嘴的流量也逐组减小。
优选的，冷却水管路中设置有沿轴向固定在压缩空气管路外部的隔板，将冷却水管路分为仅前端连通的上下两管路，下管路部分设置冷却水入口，上管路部分设置冷却水出口。
优选的，还包括固定最内层钢管的连接法兰，最内层钢管的后端穿过连接法兰设置。
进一步，中间层钢管的后端固定连接法兰上。
优选的，最外层钢管的后端通过装配法兰固定在中间层钢管上，压缩空气管路的入口设置在连接法兰和装配法兰之间。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：
本实用新型所述的多管径长喷枪采用三层钢管嵌套连接，最内层为尿素溶液管路，中间一层为压缩空气管路，最外层为冷却水循环管路，结构简单，易于加工制造。尿素溶液管路与压缩空气管路前端均密封，各管路之间互不影响。压缩空气管路和冷却水管路均采用壁厚逐渐减小的不锈钢管焊接而成，可显著降低喷枪重量，增加喷枪长度从而提高还原剂喷射距离。
进一步的，冷却水管路上布置有多个喷嘴形成的三种流量的喷嘴组，各喷嘴组流量分布利用管径的变化与烟气中氮氧化物的浓度分布一致，可提高还原剂与烟气的混合效果，降低氨逃逸。
进一步的，冷却水管路被冷却水隔板分成上下两层，冷却水从下层通入，从上层流出，与传统长喷枪相比，减少了一根冷却水管路，从而减小了喷枪重量。
附图说明
图1为本实用新型实例中所述多管径长喷枪的纵截面示意图。
图2为图1中A-A方向的截面示意图。
图中：1为尿素溶液管路；2为压缩空气管路；3为冷却水入口；4为冷却水出口；5为冷却水隔板；6为第一段不锈钢管；7为第二段不锈钢管；8为第三段不锈钢管；9为第一组喷嘴；10为第二组喷嘴；11为第三组喷嘴；12为连接法兰，13为装配法兰。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本实用新型做进一步的详细说明，所述是对本实用新型的解释而不是限定。
本实用新型提出用于火电厂SNCR脱硝系统的多管径长喷枪，其结构如图1所示，喷枪总长度为10-12米可调，可插入炉膛中部。喷枪上包含多个喷嘴，向烟气中喷射还原剂，将烟气中的氮氧化物还原成氮气和水。所述还原剂为质量浓度5-10％的尿素溶液，采用压缩空气雾化。喷枪所用冷却剂为水。
喷枪结构为三层钢套管，嵌套连接，最内层为尿素溶液管路1，中间层为压缩空气管路2，最外层为冷却水管路，三根套管端部均密封，各管路之间互相不影响。钢管优选采用不锈钢制成，连接法兰12用于最内层钢管的连接以及中间层钢管的密封；最外层钢管的后端通过装配法兰13固定在中间层钢管上，并且装配法兰13用于喷枪与执行机构的装配。
压缩空气管路2和冷却水管路均采用三段不同壁厚的不锈钢管焊接而成，钢管外径一致。第一段不锈钢管6壁厚为11mm，长度为5m；第二段不锈钢管7壁厚为7mm，长度为3.6m；第三段不锈钢管8壁厚为3.5mm，长度为1.4-3.4m可调。
在三段不同壁厚的钢管上各安装了一组喷嘴，用于喷射尿素溶液。三组喷嘴的流量分布与烟气中氮氧化物的浓度分布一致，具体为靠近喷枪前部的第三组喷嘴11流量大，而靠近喷枪尾部的第一组喷嘴9流量小，中间的第二组喷嘴10的流量在两者之间。
如图1和图2所示，在冷却水管路中增加一个冷却水隔板5，通过沿轴向固定在压缩空气管路2上将管道分成上下两路，冷却水从下路管道的冷却水入口3通入，由上路管道的冷却水出口4排出，降低喷枪温度。
Claims (7)
1.用于火电厂SNCR脱硝系统的多管径长喷枪，其特征在于，包括三根同轴嵌套连接的钢管，三根钢管的前端均密封设置且相邻钢管之间的间隙形成容置空间；最内层钢管的后端通入尿素溶液形成尿素溶液管路(1)，中间层钢管的后端通入压缩空气形成压缩空气管路(2)，最外层钢管的后端通入冷却水形成冷却水管路；
最外层钢管外部布置有多个喷嘴，尿素溶液管路(1)与压缩空气管路(2)分别与多个喷嘴连通；
中间层钢管和最外层钢管均采用多段不同壁厚的不锈钢管焊接而成；壁厚从后往前逐段减小且保持各段管壁的外径不变。
2.根据权利要求1所述的用于火电厂SNCR脱硝系统的多管径长喷枪，其特征在于，中间层钢管和最外层钢管均采用三段不同壁厚的不锈钢管焊接而成；从后往前，第一段不锈钢管(6)壁厚为11mm，长度为5m；第二段不锈钢管(7)壁厚为7mm，长度为3.6m；第三段不锈钢管(8)壁厚为3.5mm，长度为1.4m-3.4m。
3.根据权利要求1所述的用于火电厂SNCR脱硝系统的多管径长喷枪，其特征在于，最外层钢管外部布置的多个喷嘴按对应在不同壁厚的各段不锈钢管上进行分组，并对应壁厚从后往前逐段减小的趋势，多组喷嘴的流量也逐组减小。
4.根据权利要求1所述的用于火电厂SNCR脱硝系统的多管径长喷枪，其特征在于，冷却水管路中设置有沿轴向固定在压缩空气管路(2)外部的隔板(5)，将冷却水管路分为仅前端连通的上下两管路，下管路部分设置冷却水入口(3)，上管路部分设置冷却水出口(4)。
5.根据权利要求1所述的用于火电厂SNCR脱硝系统的多管径长喷枪，其特征在于，还包括固定最内层钢管的连接法兰(12)，最内层钢管的后端穿过连接法兰(12)设置。
6.根据权利要求5所述的用于火电厂SNCR脱硝系统的多管径长喷枪，其特征在于，中间层钢管的后端固定连接法兰(12)上。
7.根据权利要求1所述的用于火电厂SNCR脱硝系统的多管径长喷枪，其特征在于，最外层钢管的后端通过装配法兰(13)固定在中间层钢管上，压缩空气管路的入口设置在连接法兰(12)和装配法兰(13)之间。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106823760A (zh) * | 2017-03-21 | 2017-06-13 | 中国华能集团公司 | 一种用于火电厂sncr脱硝系统的多管径长喷枪 |
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2017
- 2017-03-21 CN CN201720277918.XU patent/CN206676221U/zh active Active
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