CN213590147U - 一种燃气轮机余热锅炉脱硝喷氨格栅装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种燃气轮机余热锅炉脱硝喷氨格栅装置，其包括沿着余热锅炉烟道中的氨喷射区域高度方向布置的多层喷氨格栅，每层喷氨格栅包括沿着余热锅炉烟道中的氨喷射区域宽度方向布置的多组喷氨格栅单元，其中，每组喷氨格栅单元包括喷氨母管和与喷氨母管相连的分配静压箱，所述分配静压箱上设有沿其长度方向布置并伸出分配静压箱的若干根喷管。本实用新型将余热锅炉烟道中的氨喷射区域分层分区划分多个面积较小的喷射区域并分别设置喷氨格栅单元，由于每个喷氨格栅单元中设置的分配静压箱沿长度方向的静压差别极小，从而可以确保沿分配静压箱长度方向上设置的各根喷管的流量得到均匀分配，进而可以提升和改进喷氨格栅的喷氨均匀性。

Description

一种燃气轮机余热锅炉脱硝喷氨格栅装置

技术领域

本实用新型涉及烟气脱硝的技术领域，更具体地讲，涉及一种燃气轮机余热锅炉脱硝喷氨格栅装置。

背景技术

目前大多数大型燃机电厂均采用天然气作为燃料，燃气轮机排放烟气的NO_X浓度通常不超过50mg/Nm³，燃机排放的烟气一般经过余热锅炉回收利用烟气中的热量后再经烟囱排放。当前国内燃气轮机余热锅炉多配置SCR脱硝装置脱除烟气中的氮氧化物。SCR脱硝装置的主要设备——氨喷射设备和SCR脱硝催化剂多顺序布置于余热锅炉的280～500℃的大截面炉膛烟道内。当前火力发电厂的大型燃气轮机向着大型化的方向发展，燃机配套的余锅锅炉炉膛烟道宽度一般为12～15米，高度为24～30米。

针对燃气轮机余热锅炉的大截面烟道特点，SCR脱硝装置多采用喷氨格栅作为还原剂喷射设备，通常的作法是将喷氨格栅安装位置的烟道截面划分为多个较小的区域，每个小区域设置一组喷氨格栅，脱硝所需的还原剂——氨气由各组喷氨格栅均匀地喷入每个小区域。整个余热锅炉的喷氨格栅由多组喷氨格栅组成，每组喷氨格栅由分配母管和沿分配母管长度方向的若干根喷管组成，喷氨母管一般设置有阀门，针对余热锅炉大截面烟气分布的差别，可对每个小区域的喷氨总量进行调节。

由于大型燃机余热锅炉的烟道截面较大，喷氨格栅划分的较小喷射区域数量受到锅炉安装条件、建设成本等多方面的限制，常规喷氨格栅分配母管的长度一般达到3～5米，喷氨格栅分配母管的截面积和各喷管截面积之和之间的比值较小，致使喷氨格栅分配母管沿长度方向的静压差别较大，导致各根喷管的流量无法均匀分配，各喷管流量之间的不均匀性通常超过5％。

发明内容

针对现有燃气轮机喷氨格栅在实际项目中出现的喷氨均匀性较差和氨逃逸较难达到低限制浓度的问题，本实用新型提供了一种可提高喷氨格栅各喷管流量的均匀性并进一步适应实际工程较高要求的燃气轮机余热锅炉脱硝喷氨格栅装置。

为此，本实用新型提供了一种燃气轮机余热锅炉脱硝喷氨格栅装置，包括沿着余热锅炉烟道中的氨喷射区域高度方向布置的多层喷氨格栅，每层喷氨格栅包括沿着余热锅炉烟道中的氨喷射区域宽度方向布置的多组喷氨格栅单元，其中，每组喷氨格栅单元包括喷氨母管和与喷氨母管相连的分配静压箱，所述分配静压箱上设有沿其长度方向布置并伸出分配静压箱的若干根喷管。

根据本实用新型燃气轮机余热锅炉脱硝喷氨格栅装置的一个实施例，所述余热锅炉烟道中的氨喷射区域分层分区划分为多个喷射区域，每个喷射区域对应布置有一组喷氨格栅单元。

根据本实用新型燃气轮机余热锅炉脱硝喷氨格栅装置的一个实施例，每层喷氨格栅的多组喷氨格栅单元的分配静压箱共同组合形成该层喷氨格栅的支撑梁，相邻两组喷氨格栅单元的分配静压箱之间设置有分配静压箱隔板，所述分配静压箱隔将支撑梁分隔形成若干个分配静压箱。

根据本实用新型燃气轮机余热锅炉脱硝喷氨格栅装置的一个实施例，每层喷氨格栅的支撑梁的两端与固定在余热锅炉烟道侧墙上的喷氨格栅支座相连接。

根据本实用新型燃气轮机余热锅炉脱硝喷氨格栅装置的一个实施例，所述分配静压箱上的若干根喷管等距分布，所述喷管具有若干个等距布置的喷口。

根据本实用新型燃气轮机余热锅炉脱硝喷氨格栅装置的一个实施例，所述喷管采用多孔管的结构或采用喷口处装设喷嘴的结构。

根据本实用新型燃气轮机余热锅炉脱硝喷氨格栅装置的一个实施例，所述分配静压箱上的若干根喷管采用上下方向对称布置的布置方式或单侧布置的布置方式。

根据本实用新型燃气轮机余热锅炉脱硝喷氨格栅装置的一个实施例，所述喷氨母管上设置有可调阀门和流量监视计，所述喷氨母管与分配母管相连，所述分配母管与氨气源相连。

根据本实用新型燃气轮机余热锅炉脱硝喷氨格栅装置的一个实施例，所述喷氨母管与分配静压箱的中部相连。

本实用新型的燃气轮机余热锅炉脱硝喷氨格栅装置将余热锅炉烟道中的氨喷射区域分层分区划分多个面积较小的喷射区域并分别设置喷氨格栅单元，由于每个喷氨格栅单元中设置的分配静压箱沿长度方向的静压差别极小，从而可以确保沿分配静压箱长度方向上设置的各根喷管的流量得到均匀分配，进而通过每根喷管的喷口等间距、等流量等均匀性设计，可以提升和改进喷氨格栅的喷氨均匀性，满足实际工程要求脱硝装置氨逃逸控制到不超过3ppm的较高要求。

附图说明

图1示出了根据本实用新型示例性实施例的燃气轮机余热锅炉脱硝喷氨格栅装置的结构示意图。

图2示出了图1中的A-A剖视图。

附图标记说明：

1-分配母管、2-喷氨母管、3-可调阀门、4-流量监视计、5-分配静压箱、6-喷管、7-喷口、8-分配静压箱隔板、9-支撑梁、10-喷氨格栅支座、11-余热锅炉烟道侧墙。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的附图中，需要理解的是，不具有相互替代性的不同技术特征显示在同一附图，仅是为了便于简化附图说明及减少附图数量，而不是指示或暗示参照所述附图进行描述的实施例包含所述附图中的所有技术特征，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

图1示出了根据本实用新型示例性实施例的燃气轮机余热锅炉脱硝喷氨格栅装置的结构示意图。

如图1所示，根据本实用新型的示例性实施例，所述燃气轮机余热锅炉脱硝喷氨格栅装置包括沿着余热锅炉烟道中的氨喷射区域高度方向布置的多层喷氨格栅，每层喷氨格栅包括沿着余热锅炉烟道中的氨喷射区域宽度方向布置的多组喷氨格栅单元，其中，每组喷氨格栅单元包括喷氨母管2和与喷氨母管2相连的分配静压箱5，分配静压箱5上设有沿其长度方向布置并伸出分配静压箱5的若干根喷管6，进而保证各喷射区域的喷氨均匀性。

其中，本实用新型对余热锅炉烟道中的氨喷射区域分层分区划分为多个面积较小的喷射区域，并在每个喷射区域对应布置有一组喷氨格栅单元，由此可以保证每个喷射区域的喷氨均匀性，每层喷氨格栅在余热锅炉烟道内部采用相同的配置方案。其中，余热锅炉烟道中的氨喷射区域具体根据余热锅炉烟道的尺寸和实际工况设置；并且可以根据实际的燃烧余热炉的容量、烟道截面容量尺寸、烟气分布均匀性等的不同，可设置不同层数的喷氨格栅和不同组数的喷氨格栅单元。

其中，每层喷氨格栅的多组喷氨格栅单元的分配静压箱5共同组合形成该层喷氨格栅的支撑梁9，相邻两组喷氨格栅单元的分配静压箱5之间设置有分配静压箱隔板8，分配静压箱隔板8将支撑梁9分隔形成若干个分配静压箱。本实用新型中分配静压箱5的截面积远远大于各根喷管6的管面积，分配静压箱5沿长度方向的静压差别极小，从而可以确保沿分配静压箱的长度方向的各根喷管的流量得到均匀分配。此外，喷氨母管2优选地与分配静压箱5的中部相连，以进一步保证氨气分配的均匀性。

图2示出了图1中的A-A剖视图。如图2所示，每层喷氨格栅的支撑梁9的两端与固定在余热锅炉烟道侧墙11上的喷氨格栅支座10相连接，承担该层喷氨格栅的支撑作用。

根据本实用新型，分配静压箱5上的若干根喷管6等距分布，喷管6具有若干个等距布置的喷口7，由此保证喷氨的均匀。优选地，喷管6可以采用多孔管的结构或采用喷口处装设喷嘴的结构，从而实现等流量的均匀性设计。

此外，分配静压箱5上的若干根喷管6可以采用上下方向对称布置的布置方式(如图1所示)或单侧布置的布置方式。

各组喷氨格栅单元的喷氨母管2上设置有可调阀门3和流量监视计4，用于调节喷氨流量，调试时可根据各区域烟气分布的差别适当调整，使脱硝装置达到较高的脱硝效率而氨逃逸不超标。其中，喷氨母管2与分配母管1相连，分配母管1与氨气源相连，本实用新型的氨气源可以采用尿素热解、尿素水解、氨水汽化或液氨蒸发等各种不同的制氨方式提供氨气。

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步说明。

本实施例结构如图1所示。

某F4级燃气-蒸汽联合循环供热机组余热锅炉脱硝喷氨格栅，由分配母管1和燃机余热锅炉烟道中氨喷射区域的27组喷射格栅单元组成。每组喷射格栅包括喷氨母管2、可调阀门3、流量监视计4、分配静压箱5以及沿每个分配静压箱长度方向等间距布置的16根喷管6及喷管上等间距布置的喷口7等。

本实施例将余热锅炉烟道中的氨喷射区域分层划分为27个较小面积的喷射区域(在高度和宽度方向按9×3划分27个相同的喷射区域)，每个区域设置一组喷射格栅打不通。

在高度方向分9层布置喷氨格栅(为便于表示，图1中仅示出其中的三层，其余各层与图1中示出的一层喷氨栅格的配置相同)，每层喷氨格栅由包含宽度方向划分的3个喷射区域的3组喷氨格栅单元组成。

其中，每层3组喷氨格栅单元的三个分配静压箱5组合成该层喷氨格栅的支撑梁9，分配静压箱5之间由两块分配静压箱隔板8分隔。支撑梁9与固定在余热锅炉两侧烟道侧墙11上的两个喷氨格栅支座10相连接，继而实现支撑。

来自氨气源的氨气(如采用尿素热解，也可采用尿素水解、氨水汽化或液氨蒸发等其它不同的制氨方式)经分配母管1分配至9层喷氨格栅中的各组喷氨格栅单元的分配母管2，在每组喷氨格栅单元的分配母管2上设置可调阀门3(如手动阀门)和流量监视仪4，调试时可根据各区域烟气分布的差别适当调整，使脱硝装置达到较高的脱硝效率而氨逃逸不超标。

综上所述，本实用新型燃气轮机余热锅炉脱硝喷氨格栅装置的各组喷氨格栅单元采用分配静压箱分配各根喷管的流量，使每根喷管的流量得到均匀分配；通过每根喷管的喷口等间距、等流量等均匀性设计，可以提升和改进喷氨格栅的喷氨均匀性，基本满足喷氨不均匀性不超过5％，以适应实际工程要求脱硝装置氨逃逸控制到不超过3ppm的较高要求。

本实用新型并不局限于前述的具体实施方式。本实用新型扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (9)

1.一种燃气轮机余热锅炉脱硝喷氨格栅装置，其特征在于，包括沿着余热锅炉烟道中的氨喷射区域高度方向布置的多层喷氨格栅，每层喷氨格栅包括沿着余热锅炉烟道中的氨喷射区域宽度方向布置的多组喷氨格栅单元，其中，每组喷氨格栅单元包括喷氨母管和与喷氨母管相连的分配静压箱，所述分配静压箱上设有沿其长度方向布置并伸出分配静压箱的若干根喷管。

2.根据权利要求1所述的燃气轮机余热锅炉脱硝喷氨格栅装置，其特征在于，所述余热锅炉烟道中的氨喷射区域分层分区划分为多个喷射区域，每个喷射区域对应布置有一组喷氨格栅单元。

3.根据权利要求1所述的燃气轮机余热锅炉脱硝喷氨格栅装置，其特征在于，每层喷氨格栅的多组喷氨格栅单元的分配静压箱共同组合形成该层喷氨格栅的支撑梁，相邻两组喷氨格栅单元的分配静压箱之间设置有分配静压箱隔板，所述分配静压箱隔将支撑梁分隔形成若干个分配静压箱。

4.根据权利要求3所述的燃气轮机余热锅炉脱硝喷氨格栅装置，其特征在于，每层喷氨格栅的支撑梁的两端与固定在余热锅炉烟道侧墙上的喷氨格栅支座相连接。

5.根据权利要求1所述的燃气轮机余热锅炉脱硝喷氨格栅装置，其特征在于，所述分配静压箱上的若干根喷管等距分布，所述喷管具有若干个等距布置的喷口。

6.根据权利要求5所述的燃气轮机余热锅炉脱硝喷氨格栅装置，其特征在于，所述喷管采用多孔管的结构或采用喷口处装设喷嘴的结构。

7.根据权利要求1所述的燃气轮机余热锅炉脱硝喷氨格栅装置，其特征在于，所述分配静压箱上的若干根喷管采用上下方向对称布置的布置方式或单侧布置的布置方式。

8.根据权利要求1所述的燃气轮机余热锅炉脱硝喷氨格栅装置，其特征在于，所述喷氨母管上设置有可调阀门和流量监视计，所述喷氨母管与分配母管相连，所述分配母管与氨气源相连。

9.根据权利要求1所述的燃气轮机余热锅炉脱硝喷氨格栅装置，其特征在于，所述喷氨母管与分配静压箱的中部相连。

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