CN208711443U - 一种具有防积灰导流作用的scr烟气脱硝装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种具有防积灰导流作用的SCR烟气脱硝装置，包括有一个或多个第一导流板的第一导流板组件、有一个或多个第二导流板的第二导流板组件，第一导流板包括开设有多个通孔的第一多孔部，第一多孔部的开孔率使穿透第一多孔部的气流速度大于飞灰的沉降速度；第二导流板包括开设有多个通孔的第二多孔部，第二多孔部的开孔率使穿透第二多孔部的气流速度大于飞灰的沉降速度。本实用新型使透过通孔的气流速度大于飞灰的沉降速度，从而利用烟气流过导流板时产生的升力主动预防背风面飞灰沉积，从而避免运行过程中因导流板积灰引发顶层催化剂入口流场恶化和催化剂积灰堵塞，本实用新型的结构简单，设备成本低，维护更换方便。

Description

一种具有防积灰导流作用的SCR烟气脱硝装置

技术领域

本实用新型涉及一种SCR烟气脱硝装置，尤其涉及一种具有防积灰导流作用的SCR烟气脱硝装置。

背景技术

SCR：Selective Catalytic Reduction，简称SCR。SCR脱硝技术是指在280～420℃范围内，还原剂(如NH₃、尿素和氨水等)在催化剂作用下，“有选择性”地与烟气中的NOx反应，生成无污染的N₂和H₂O的NOx减排技术。

随着NOx排放标准的日益严格，我国燃煤发电厂普遍安装了SCR烟气脱硝装置。除少量塔式炉外，燃煤电厂普遍采用π型高温高尘式SCR脱硝装置。在π型SCR脱硝装置中，为了使到达顶层SCR催化剂上游的烟气速度均匀，通常在上升烟道出口和反应器入口的两个90°转弯处布置两组导流板。这两组导流板在运行过程中普遍存在背风面积灰现象。由于离催化剂的距离很近，这两组导流板积灰后直接导致顶层催化剂入口流场恶化，烟气速度均匀性变差，烟气入射角变大。导流板上积灰坍塌还会直接造成下方催化剂积灰堵塞。流场的恶化和催化剂的积灰堵塞都会造成SCR脱硝装置性能下降，氨逃逸升高，催化剂寿命缩短，影响机组的安全环保经济运行。

现有技术的一种SCR脱硝除尘装置(CN 102688629 B)，包括连通至脱硝反应器前的反应器入口烟道，反应器入口烟道内脱硝还原剂注射烟气流程上游由水平向上竖直弯折的90°弯头处设有除尘导流装置，除尘导流装置包括平滑弯曲连通90°弯头的水平段和竖直段的导流机构，以及除尘机构。除尘导流装置的导流机构为一组导流板，除尘机构为设置于导流板上的一组挡灰板，为了实现最佳除尘效果，挡灰板固定于导流板的竖直段且与竖直方向的夹角为15°-90°。除尘导流装置下方设有灰斗及其排灰口，用以收集挡灰板处理的飞灰。烟气被除尘装置导流时，烟气与除尘导流装置的挡灰板发生高速碰撞，烟气中的飞灰尤其是大颗粒爆米花状的飞灰受机械碰撞跌落到灰斗中。此装置虽然能对最易堵塞催化剂的大颗粒飞灰能有效处理，但是对于小颗粒飞灰却不能得到有效处理，另外，该装置也不能解决导流板的背风面飞灰沉积的问题。

哈尔滨锅炉厂提出了一种用于SCR脱硝反应器的防积灰导流装置(201710427610.3)，包括直形迎风面板、弧形背风面板和支撑装置。所述支撑装置位于所述直形板和所述弧形板之间，三者构成流线型结构导流装置。其中，直型板采用通长整体结构。弧形板采用间断分片结构，由多个板片间通过垫板连接构成，板片上布置加强筋。这种防积灰导流装置可以在一定程度上缓解平直导流板背风面积灰的问题，但也存在明显缺点：①可能会劣化烟气流场，特别是入射角：由于弧形板的存在，其流场的影响与原平直导流板背风面积了相同高度的飞灰类似；②关键位置不适用：为了达到较好的导流效果，上升烟道出口和反应器入口的两个 90°转弯处这两个关键位置的导流板迎风面通常采用弧直板或者折线板，而不是平直板；③结构复杂，重量大：技术一中弧形板采用间断结构，弧形板之间通过垫板进行连接，并需在每片弧形板上布置多组加强筋，大幅增加了导流装置的加工复杂性和重量。

另外某电厂SCR脱硝装置上升烟道出口导流板积灰如图1所示，积灰厚度约20～30cm；该导流板末段背风面烟气在高度方向的分速度基本为零，如图2所示，运行过程中飞灰会沉降堆积到导流板末段。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种利用烟气升力防止导流板背风面飞灰沉积的 SCR脱硝装置。

为实现上述目的，本实用新型采取如下技术方案：

本实用新型的目的在于提供一种具有防积灰导流作用的SCR烟气脱硝装置，包括下端部与锅炉省煤器灰斗相连通的反应器入口烟道、与所述的反应器入口烟道的上端部相连通的脱硝反应器、设置在所述的反应器入口烟道的出口处的第一导流板组件、设置在所述的脱硝反应器的入口处的第二导流板组件，所述的第一导流板组件包括一个或多个第一导流板，所述的第二导流板组件包括一个或多个第二导流板，所述的第一导流板包括开设有多个通孔的第一多孔部，所述的第一多孔部的开孔率使穿透所述的第一多孔部的气流速度大于飞灰的沉降速度；所述的第二导流板包括开设有多个通孔的第二多孔部，所述的第二多孔部的开孔率使穿透所述的第二多孔部的气流速度大于飞灰的沉降速度。

具体地，所述的第一多孔部的开孔率为10～50％。

优选地，所述的第一多孔部形成在所述的第一导流板的末端。

优选地，所述的第一导流板包括呈弧形的第一段以及平直的第二段，所述的第一多孔部为所述的第二段的部分或全部。

进一步优选地，所述的反应器入口烟道包括与所述的锅炉省煤器灰斗相连接且沿水平方向延伸的第一烟道、与所述的脱硝反应器的入口相连通且沿水平方向延伸的第二烟道、分别与所述的第一烟道和所述的第二烟道相连通且沿上下方向延伸的第三烟道，所述的第一导流板组件设置在所述的第二烟道和所述的第三烟道的连接处。

具体地，所述的第二多孔部的开孔率为10～50％。

优选地，所述的第二导流板为直板。

进一步优选的，所述的第二多孔部为所述的第二导流板的部分或全部。

具体地，所述的SCR烟气脱硝装置还包括设置在所述的反应器入口烟道的入口处的第三导流板组件。

本实用新型中的前端与末端，是根据烟气流动方向来定义的，导流板先与烟气接触的一端为前，相对的另一端为末端。

本实用新型中，开孔率是指多个通孔的总面积与开孔部的面积的比值。

由于以上技术方案的实施，本实用新型与现有技术相比具有如下优点：

本实用新型通过在第一导流板和第二导流板上开设通孔，并使透过通孔的气流速度大于飞灰的沉降速度，从而利用烟气流过导流板时产生的升力主动预防背风面飞灰沉积，从而避免运行过程中因导流板积灰引发顶层催化剂入口流场恶化和催化剂积灰堵塞，本实用新型的结构简单，设备成本低，维护更换方便。

附图说明

图1为某电厂上升烟道出口原导流板末段背风面烟气流线图；

图2为本实用新型SCR烟气脱硝装置示意图；

图3为本实用新型中第一导流板的示意图；

图4为本实用新型中第二导流板的示意图；

图5为本实用新型上升烟道出口防积灰型导流板末段背风面烟气流线图；

其中：

1、锅炉省煤器灰斗；2、脱硝反应器；21、顶层催化剂；22、中层催化剂；23、下层催化剂；31、第一烟道；32、第二烟道；33、第三烟道；4、第一导流板；41、第一段；42、第二段；43、第一多孔部；5、第二导流板；51、第二多孔部。

具体实施方式

以下将通过具体实施例进一步阐述本实用新型，但并不用于限制本实用新型的保护范围。本领域技术人员可在权利要求范围内对制备方法和使用仪器作出改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

如附图2-3所示，一种具有防积灰导流作用的SCR烟气脱硝装置，包括脱硝反应器2、反应器入口烟道、第一导流板组件、第二导流板组件以及第三导流板组件。反应器入口烟道的下端部与锅炉省煤器灰斗1的出口相连通且上端部与脱硝反应器2的入口相连通，第一导流板组件设置在反应器入口烟道的出口处，第二导流板组件设置在脱硝反应器2的入口处，第三导流板组件设置在反应器入口烟道的入口处。

反应器入口烟道包括第一烟道31、第二烟道32以及第三烟道33。第一烟道31与锅炉省煤器1相连接且沿水平方向延伸，第二烟道32与脱硝反应器2的入口相连通且沿水平方向延伸，第三烟道33分别与第一烟道31和第二烟道32相连通且沿上下方向延伸。本实施例中，第一导流板组件设置在第二烟道32和第三烟道33的连接处，第三导流板设置在第一烟道31 和第三烟道33的连接处。

如图2-3所示，第一导流板组件包括一个或多个第一导流板4。

第一导流板4包括开设有多个通孔的第一多孔部43，第一多孔部43形成在第一导流板4 的末端，第一多孔部43的开孔率为10～50％。

优选地，第一导流板4包括呈弧形的第一段41、平直的第二段42。第一导流板4的材质为普通钢板。上述第一多孔部43为第二段42的部分或全部。烟气先经过第一导流板4的第一段41，再经过第一导流板4的第二段42并且部分烟气从第一多孔部43通过使得气流速度大于飞灰的沉降速度，从而避免灰尘沉积于第一导流板4的背风面。

第二导流板组件包括一个或多个第二导流板5。

第二导流板5为直板且包括开设有多个通孔的第二多孔部51，第二多孔部51为第二导流板5的部分或全部。本实施例中，第二多孔部51为第二导流板5的全部，第二多孔部51的开孔率为10～50％。

第三导流板可以采用常规的导流板。

脱硝反应器2的入口端还设置有整流格栅，烟气经过第三导流组件、第一导流组件与第二导流组件后，再经过整流格栅的梳理从上到下依次均匀通过催化剂层。脱硝反应器2催化剂的层数根据工艺的要求确定。本实施例中，脱硝反应器2中设置有三层催化剂层，从上往下，依次为：顶层催化剂21、中层催化剂22、下层催化剂23，

本实用新型中第一导流板4、第二导流板5的工作原理相同，而且这两种导流板均为防积灰型导流板，因此以下以第一导流板4为例进行阐述。

本实用新型的第一导流板4的工作原理是利用烟气流经防积灰型导流板时迎风面与背风面的压差，产生一股能穿透防积灰型导流板上的通孔的气流，防止飞灰沉降到第一导流板4 的背风面。而为了有效预防飞灰沉积，我们需要将第一导流板4上的通孔的气流速度保持大于飞灰的沉降速度，同时，为了保证导流的效果，穿透通孔的气流不宜过大，因此我们通过设置第一导流板4上的开孔率来调节穿透通孔的气流大小。

本实用新型中首先通过对第一导流板4布置的优化，达到催化剂入口流场性能指标要求。然后，对第一导流板4的开孔率的优化设计，使穿透多孔板通孔的气流速度大于飞灰的沉降速度。其中，飞灰的沉降速度采用流体力学经验公式计算。

如附图1所示，某电厂的上升烟道出口原导流板末段背风面烟气流线图，我们对导流板做了改进，将第一导流板4的后端设置成带通孔的第一多孔部43，如附图4所示，本实用新型的烟气在高度方向上的分速度达到了4.32m/s，远大于飞灰的沉降速度0.22m/s。

以下为分别使用某电厂的原结构导流板与本实用新型防积灰型导流板(第一导流板4、第二导流板5)，布置位置相同时，顶层催化剂上游的烟气流场性能指标如表1所示。

表1顶层催化剂层上游的烟气流场数值结果

参数	原导流板	防积灰型导流板
			速度分布相对标准偏差	20.5％	21.3％
烟气入射角	＜25°	＜25°
			顶部导流板背风面高度方向流速	0m/s	4.32m/s

从表1可以看出，在布置位置相同时，防积灰型导流板与常规导流板的流场优化效果基本相同。此实例说明，本实用新型提出的防积灰型导流板能够在有效预防飞灰沉积的同时获得与常规导流板相同的流场优化效果。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种具有防积灰导流作用的SCR烟气脱硝装置，包括下端部与锅炉省煤器灰斗(1)相连通的反应器入口烟道、与所述的反应器入口烟道的上端部相连通的脱硝反应器(2)、设置在所述的反应器入口烟道的出口处的第一导流板(4)组件、设置在所述的脱硝反应器(2)的入口处的第二导流板(5)组件，其特征在于：所述的第一导流板(4)组件包括一个或多个第一导流板(4)，所述的第二导流板(5)组件包括一个或多个第二导流板(5)，所述的第一导流板(4)包括开设有多个通孔的第一多孔部(43)，所述的第一多孔部(43)的开孔率使穿透所述的第一多孔部(43)的气流速度大于飞灰的沉降速度；所述的第二导流板(5)包括开设有多个通孔的第二多孔部(51)，所述的第二多孔部(51)的开孔率使穿透所述的第二多孔部(51)的气流速度大于飞灰的沉降速度。

2.根据权利要求1所述的具有防积灰导流作用的SCR烟气脱硝装置，其特征在于：所述的第一多孔部(43)的开孔率为10～50％。

3.根据权利要求1或2所述的具有防积灰导流作用的SCR烟气脱硝装置，其特征在于：所述的第一多孔部(43)形成在所述的第一导流板(4)的末端。

4.根据权利要求1或2所述的具有防积灰导流作用的SCR烟气脱硝装置，其特征在于：所述的第一导流板(4)包括呈弧形的第一段(41)以及平直的第二段(42)，所述的第一多孔部(43)为所述的第二段(42)的部分或全部。

5.根据权利要求4所述的具有防积灰导流作用的SCR烟气脱硝装置，其特征在于：所述的反应器入口烟道包括与所述的锅炉省煤器灰斗(1)相连接且沿水平方向延伸的第一烟道(31)、与所述的脱硝反应器(2)的入口相连通且沿水平方向延伸的第二烟道(32)、分别与所述的第一烟道(31)和所述的第二烟道(32)相连通且沿上下方向延伸的第三烟道(33)，所述的第一导流板(4)组件设置在所述的第二烟道(32)和所述的第三烟道(33)的连接处。

6.根据权利要求1所述的具有防积灰导流作用的SCR烟气脱硝装置，其特征在于：所述的第二多孔部(51)的开孔率为10～50％。

7.根据权利要求1或6所述的具有防积灰导流作用的SCR烟气脱硝装置，其特征在于：所述的第二导流板(5)为直板。

8.根据权利要求7所述的具有防积灰导流作用的SCR烟气脱硝装置，其特征在于：所述的第二多孔部(51)为所述的第二导流板(5)的部分或全部。

9.根据权利要求1所述的具有防积灰导流作用的SCR烟气脱硝装置，其特征在于：所述的SCR烟气脱硝装置还包括设置在所述的反应器入口烟道的入口处的第三导流板组件。