CN211586035U - 一种提高scr脱硝装置内部流场均匀性的导流装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种提高SCR脱硝装置内部流场均匀性的导流装置，包括双层导流板、导流板调节装置、烟气检测装置和控制器；双层导流板设置在烟道内部且位于喷氨格栅之后；导流板调节装置包括动力装置、转动机构和定位装置，动力装置和定位装置均设置在烟道外墙，转动机构位于烟道内部且一端穿过烟道外与定位装置连接，双层导流板设置在转动机构上，动力装置与转动机构连接驱动其工作进行导流片角度的调节；烟气检测装置位于SCR脱硝装置的出口处；动力装置、定位装置和烟气检测装置均与控制器电连接。本实用新型实现了NH3与烟气混合均匀化与流场均匀化的协同，降低了由于流场及NH3分布不均引起的氨逃逸量，提高了脱硝效率。

Description

一种提高SCR脱硝装置内部流场均匀性的导流装置

技术领域

本实用新型涉及一种提高SCR脱硝装置内部流场均匀性的导流装置，属于燃煤电厂SCR脱硝设备技术领域。

背景技术

根据中国环境保护产业协会统计数据，截止2016年底，已投运火电厂烟气脱硝装机容量占全国煤电机组装机容量的92％。随着国家环保政策的日趋严格，这一比例还在不断上升中，目前，在建和新投运的燃煤机组，脱硝装置已成为标配设施。

为了达到超低排放的要求，燃煤电厂中多数选择的是选择性催化还原(SCR) 脱硝技术，其基本原理为：在锅炉省煤器出口烟道后设立SCR反应器，在320℃～400℃的温度范围下。NH3与烟气中的NOx在催化剂的催化作用下有选择性的反映生成N2和水，从而达到脱除烟气中NOx的目的。

脱硝效率和氨逃逸是衡量脱硝系统性能的两个重要指标，NH3是否与烟气均匀混合以及与催化剂的接触时间直接决定了脱硝设备的性能。在目前的设计中，为了保证流场均匀性，常常在进入SCR前的弯道处设置导流装置，通过在 SCR反应器入口前弯道设置导向叶片来达到均匀流畅的目的，这种固定的导流装置在设计工况下可以取得一定的均流效果，但是当锅炉负荷，煤质发生变化时，只通过固定导流板的设计，往往很难取得预期的效果。

发明内容

针对以上方法存在的不足，本实用新型提出了一种提高SCR脱硝装置内部流场均匀性的导流装置，其根据设置在脱硝设备出入口的监测点，可实现NH3 与烟气混合均匀化与流场均匀化的协同，降低由于流场及NH3分布不均引起的氨逃逸量，提高脱硝效率。

本实用新型解决其技术问题采取的技术方案是：

本实用新型实施例提供的一种提高SCR脱硝装置内部流场均匀性的导流装置包括双层导流板、导流板调节装置、烟气检测装置和控制器；所述双层导流板设置在烟道内部且位于喷氨格栅之后；所述导流板调节装置包括动力装置、转动机构和定位装置，所述动力装置和定位装置均设置在烟道外墙，转动机构位于烟道内部且一端穿过烟道外与定位装置连接，双层导流板设置在转动机构上，动力装置与转动机构连接驱动其工作进行双层导流板的导流片角度的调节；所述烟气检测装置位于SCR脱硝装置的出口处；动力装置、定位装置和烟气检测装置均与控制器电连接，定位装置将转动机构的角度信息反馈至控制器。

作为本实施例的一种可能的实现方式，所述控制器与后台大数据系统连接。作为本实施例的一种可能的实现方式，所述控制器与后台大数据系统连接。

作为本实施例的一种可能的实现方式，所述双层导流板包括第一导流板和第二导流板，所述第一导流板和第二导流板呈90°布置，第一导流板和第二导流板的导流片均可绕转动机构单独转动。

作为本实施例的一种可能的实现方式，所述第一导流板和第二导流板至少设置3片导流片。

作为本实施例的一种可能的实现方式，所述第一导流板和第二导流板的数目根据烟道宽度不同进行调整，第一导流板的高度为H,可转动最大角度为θ，第一导流板导流片与第二导流板导流片之间和第一导流板导流片与烟道前后两侧壁面之间的最小距离均大于1.5Hsinθ；第二导流板叶片的高度为L，可转动最大度为δ，第二导流板导流片与第一导流板导流片之间和第二导流板导流片与烟道左右两侧壁面之间的最小距离均大于1.5Lsinδ。

作为本实施例的一种可能的实现方式，所述控制器位于烟道外部，用于接收转动机构的角度信息并且传输至后台大数据系统，接受后台大数据系统反馈信号后控制导流板调节装置驱动双层导流板转动。

作为本实施例的一种可能的实现方式，所述烟气检测装置由设置在烟气监测网格上的NOx监测传感器、NH3监测传感器和压力传感器中的一种或几种组成，采用无线传输协议的方式向控制器输出监测信号。

作为本实施例的一种可能的实现方式，所述烟气监测网格在SCR脱硝装置 SCR催化剂的上面和下面各布置一层，且采取等距方形网格划分的方式布置。

作为本实施例的一种可能的实现方式，所述压力传感器设置在SCR脱硝装置SCR催化剂上面的烟气监测网格上且压力传感器的数量不少于3x3个；所述 NOx监测传感器和/或NH3监测传感器设置在SCR脱硝装置SCR催化剂下面的烟气监测网格上且NOx监测传感器和/或NH3监测传感器的数量不少于3x3个。

本实用新型实施例的技术方案可以具有的有益效果如下：

本实用新型实施例的技术方案的一种提高SCR脱硝装置内部流场均匀性的导流装置，通过在喷氨格栅之后的SCR入口烟道中设置两层垂直布置的导流板，实现了对烟气流场两个维度的调节，改变了以往导流板只能在一个平面内调节的局限性，可以使得进入SCR反应装置的烟气实现更高程度的均匀化，更好的与催化剂层接触反应；通过本实用新型设计的装置的控制器与后台大数据系统连接，可以实时更新调整数据，根据检测的烟气数据实时动态调节，降低了氨逃逸量，提高了脱硝效率。

本实用新型根据设置在脱硝设备出入口的监测点，可实现NH3与烟气混合均匀化与流场均匀化的协同，降低了由于流场及NH3分布不均引起的氨逃逸量，提高了脱硝效率。

附图说明：

图1是根据一示例性实施例示出的一种提高SCR脱硝装置内部流场均匀性的导流装置的结构示意图；

图2是根据一示例性实施例示出的一种导流板调节装置的结构示意图；

图3是根据一示例性实施例示出的第一导流板导流片转动示意图；

图4是根据一示例性实施例示出的第二导流板导流片转动示意图；

图5是根据一示例性实施例示出的一种烟气检测装置的测点安装位置示意图；

图6是根据一示例性实施例示出的一种导流装置的电连接示意图。

图中，1-双层导流板；2-导流板调节装置；21-转动机构；22-动力装置； 23-定位装置；3-烟气检测装置；4-控制器。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型做进一步说明：

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本实用新型进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/ 或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本实用新型省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本实用新型。

如图1-图6所示，本实用新型实施例提供的一种提高SCR脱硝装置内部流场均匀性的导流装置包括双层导流板1、导流板调节装置2、烟气检测装置3 和控制器4；所述双层导流板1设置在SCR脱硝装置烟道内部且位于喷氨格栅之后；所述导流板调节装置2包括转动机构21、动力装置22和定位装置23，所述动力装置22和定位装置23均设置在烟道外墙，转动机构21位于烟道内部且一端穿过烟道外与定位装置23连接，双层导流板21设置在转动机构21上，动力装置22与转动机构21连接驱动其工作进行双层导流板1的导流片角度的调节；所述烟气检测装置3位于SCR脱硝装置的出口处；动力装置22、定位装置23和烟气检测装置3均与控制器4电连接，定位装置将转动机构的角度信息反馈至控制器4。

转动机构21采用转轴，动力装置22采用电机，定位装置23包括信号采集器和设置在电机上的角度传感器。带有角度传感器的电机安装在烟道外壁，转轴伸入到烟道内部，导流板调节装置接受来自控制器的动作信号后，电机带动转轴转动，调整导流片方向，达到调节烟气流场的目的。由电机中的角度传感器将转动角度信号传递给信号采集器记录转动角度信息，并反馈至控制器。

作为本实施例的一种可能的实现方式，所述控制器与后台大数据系统连接。

如图3和图4所示，作为本实施例的一种可能的实现方式，所述双层导流板包括第一导流板和第二导流板，所述第一导流板和第二导流板呈90°布置，第一导流板和第二导流板的导流片均可绕转动机构单独转动。第一导流板安装在喷氨格栅后，第二导流板位于第一导流板后方(下游烟道)，距离第一导流板的距离可根据CFD(Computational FluidDynamics，计算流体动力学)模拟后的结果确定。

作为本实施例的一种可能的实现方式，所述第一导流板和第二导流板至少设置3片导流片。

作为本实施例的一种可能的实现方式，所述第一导流板和第二导流板的数目根据烟道宽度不同进行调整，第一导流板的高度为H,可转动最大角度为θ，第一导流板导流片与第二导流板导流片之间和第一导流板导流片与烟道前后两侧壁面之间的最小距离均大于1.5Hsinθ；第二导流板叶片的高度为L，可转动最大度为δ，第二导流板导流片与第一导流板导流片之间和第二导流板导流片与烟道左右两侧壁面之间的最小距离均大于1.5Lsinδ。

第一导流板安装时，沿烟道宽度方向依次等距布置导流片，导流片的数目和间距由烟道的尺寸决定，每片导流片上下转动的角度为-15°～15°，在安装时，导流片之间和导流片与烟道之间至少与烟道间隔Lsin15°的距离。

第二导流板安装时，沿烟道长度方向依次等距布置导流片。导流片的数目和间距由烟道的尺寸决定，每片导流片左右转动的角度为-15°～15°，在安装时，导流片之间和导流片与烟道之间至少与烟道间隔Lsin15°的距离。

作为本实施例的一种可能的实现方式，所述烟气检测装置由设置在烟气监测网格上的NOx监测传感器、NH3监测传感器和压力传感器中的一种或几种组成，采用无线传输协议的方式向控制器输出监测信号。

如图5所示，作为本实施例的一种可能的实现方式，所述烟气监测网格在 SCR脱硝装置SCR催化剂的上面和下面各布置一层，且采取等距方形网格划分的方式布置。

作为本实施例的一种可能的实现方式，所述压力传感器设置在SCR脱硝装置SCR催化剂上面的烟气监测网格(上层烟气监测网格)上且压力传感器的数量不少于3x3个；所述NOx监测传感器和/或NH3监测传感器设置在SCR脱硝装置SCR催化剂下面的烟气监测网格(下层烟气监测网格)上且NOx监测传感器和/或NH3监测传感器的数量不少于3x3个。

上层烟气监测网格由压力传感器组成，根据烟道尺寸，设置不少于3x3个压力传感器，用于监测流场整体的均匀性。下层烟气监测网格由NOx监测传感器和NH3监测传感器，根据烟道尺寸，设置不少于3x3个NOx监测传感器和NH3 监测传感器，用于监测SCR出口NOx分布情况和NH3分布情况。烟气监测信号最终传送给控制器。

作为本实施例的一种可能的实现方式，所述控制器位于烟道外部，用于接收转动机构的角度信息并且传输至后台大数据系统，接受后台大数据系统反馈信号后控制导流板调节装置驱动双层导流板转动。

大数据系统接收控制器发送的上层烟气监测网格压差传感器信号后，由控制器粗调两层导流板角度，使得SCR入口流场分布大致均匀，之后下层烟气监测网格将出口NOx浓度信号和NH3浓度信号通过控制器传送给后台大数据系统，进行工况对比计算，大数据平台将最佳导流板协调角度反馈至控制器，由导流板调节装置协调双层导板同时动作，实现流场截面二维均匀化的实时调节。

本实用新型针对SCR脱硝系统存在流场分布不均及混合不均的情况，考虑了流场的分布及不稳定性，提出了基于大数据平台智能控制的烟气均流装置的技术构思，采用本实用新型的均流装置，可使烟气流场更加趋于均匀化，NOx 与NH3混合更加均匀，脱硝效率得到提高，氨逃逸量减少。

本实用新型根据设置在脱硝设备出入口的监测点，实现了NH3与烟气混合均匀化与流场均匀化的协同，降低了由于流场及NH3分布不均引起的氨逃逸量，提高了脱硝效率。

以上所述只是本实用新型的优选实施方式，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，这些改进和润饰也被视作为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种提高SCR脱硝装置内部流场均匀性的导流装置，其特征是，包括双层导流板、导流板调节装置、烟气检测装置和控制器；所述双层导流板设置在烟道内部且位于喷氨格栅之后；所述导流板调节装置包括动力装置、转动机构和定位装置，所述动力装置和定位装置均设置在烟道外墙，转动机构位于烟道内部且一端穿过烟道外与定位装置连接，双层导流板设置在转动机构上，动力装置与转动机构连接驱动其工作进行双层导流板的导流片角度的调节；所述烟气检测装置位于SCR脱硝装置的出口处；动力装置、定位装置和烟气检测装置均与控制器电连接，定位装置将转动机构的角度信息反馈至控制器。

2.根据权利要求1所述的一种提高SCR脱硝装置内部流场均匀性的导流装置，其特征是，所述控制器与后台大数据系统连接。

3.根据权利要求1所述的一种提高SCR脱硝装置内部流场均匀性的导流装置，其特征是，所述双层导流板包括第一导流板和第二导流板，所述第一导流板和第二导流板呈90°布置，第一导流板和第二导流板的导流片均可绕转动机构单独转动。

4.根据权利要求3所述的一种提高SCR脱硝装置内部流场均匀性的导流装置，其特征是，所述第一导流板和第二导流板至少设置3片导流片。

5.根据权利要求3所述的一种提高SCR脱硝装置内部流场均匀性的导流装置，其特征是，所述第一导流板和第二导流板的数目根据烟道宽度不同进行调整，第一导流板的高度为H,可转动最大角度为θ，第一导流板导流片与第二导流板导流片之间和第一导流板导流片与烟道前后两侧壁面之间的最小距离均大于1.5Hsinθ；第二导流板叶片的高度为L，可转动最大度为δ，第二导流板导流片与第一导流板导流片之间和第二导流板导流片与烟道左右两侧壁面之间的最小距离均大于1.5Lsinδ。

6.如权利要求2所述的一种提高SCR脱硝装置内部流场均匀性的导流装置，其特征是，所述控制器位于烟道外部，用于接收转动机构的角度信息并且传输至后台大数据系统，接受后台大数据系统反馈信号后控制导流板调节装置驱动双层导流板转动。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种提高SCR脱硝装置内部流场均匀性的导流装置，其特征是，所述烟气检测装置由设置在烟气监测网格上的NOx监测传感器、NH3监测传感器和压力传感器中的一种或几种组成，采用无线传输协议的方式向控制器输出监测信号。

8.根据权利要求7所述的一种提高SCR脱硝装置内部流场均匀性的导流装置，其特征是，所述烟气监测网格在SCR脱硝装置SCR催化剂的上面和下面各布置一层，且采取等距方形网格划分的方式布置。

9.根据权利要求8所述的一种提高SCR脱硝装置内部流场均匀性的导流装置，其特征是，所述压力传感器设置在SCR脱硝装置SCR催化剂上面的烟气监测网格上且压力传感器的数量不少于3x3个；所述NOx监测传感器和/或NH3监测传感器设置在SCR脱硝装置SCR催化剂下面的烟气监测网格上且NOx监测传感器和/或NH3监测传感器的数量不少于3x3个。

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