CN217329844U - 调温脱硝烟道及锅炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种调温脱硝烟道及对应的锅炉。所述调温脱硝烟道位于脱硝室上游并包括并联的受热面烟道以及直通烟道，所述调温脱硝烟道构造成接收来自上游的烟气，使其流经所述受热面烟道和/或直通烟道，所述直通烟道设置有烟门，所述烟门的开度能够调整，由此控制流经直通烟道的烟气的量。根据本实用新型，能够容易地实现催化脱硝高效化以及氨逃逸最小化。

Description

调温脱硝烟道及锅炉

技术领域

本实用新型涉及热交换技术领域，特别是涉及一种双流互补调温脱硝烟道以及对应的锅炉。

背景技术

国家目前基于2030年碳达峰、2060年碳中和目标要求，对燃煤锅炉及燃烧中的有碳排放、烟气中的氮氧化物排放均实施超低排放要求。目前普遍采取的脱硝方法(SCR)是将300-420℃的烟气引入催化室进入脱硝处理。催化的窗口温度决定了脱硝的效果以及是否能对氨逃逸进行有效控制。温度过高会烧损催化室；温度过低则会降低脱硝效率并造成大量氨逃逸，致使锅炉低温受热面硫酸氢铵的酸腐和灰堵，轻则腐蚀受热面，致使排烟温度升高造成能源浪费；重则堵塞烟道，致使停机。这种问题普遍存在于工业锅炉及供热锅炉中，这些锅炉因为负荷变化以及燃料种类差异、环境温度变化等因素，致使排烟温度不能保证催化脱硝窗口烟温的要求，而造成排硝不达标及硫酸氢铵的酸腐和灰堵。

目前对催化窗口烟温的控制，普遍采用是在受热面后的烟气中混入高温烟气或再加热(如果烟气温度低的话)或混入冷气或增加冷媒(如果烟气温度高的话)的方法来对烟气进行温度调节。该方案存在降低热效率、结构复杂、投资大、操作难度大及不易控制烟温和无法精准控制的问题和不足。

本实用新型技术立足于解决以上问题和不足。

实用新型内容

本实用新型致力于提供一种能够对烟气温度进行调整以实现预期温度脱硝的烟道。该烟道可称作调温脱硝烟道。本实用新型还致力于提供包括该烟道的锅炉。

本实用新型的调温脱硝烟道包括并联的直通烟道以及受热面烟道，二者彼此烟气隔离。调温脱硝烟道上游的烟气选择性地进入并穿过直通烟道和/或受热面烟道，并在直通烟道和受热面烟道的下游汇合成具有预定温度的待脱硝的烟气。

在本实用新型中，“受热面烟道”是指烟道内设置有受热面(例如省煤器的换热管束)的烟道，此处的受热面并非指烟墙上的受热面(如果有的话)，而是指烟道空间内的受热面。“直通烟道”与“受热面烟道”相反，其烟道空间内没有设置受热面，烟气可以“直通”。因此，直通烟道与受热面烟道在烟阻方面存在差异，在同样截面尺寸下，直通烟道阻力小，受热面烟道阻力大。另外，烟气在经过受热面烟道时会因为与受热面热交换而温度下降，而在经过直通烟道时则不会因为与受热面热交换而温度下降。

根据本实用新型，直通烟道设置有烟门，所述烟门可以调节直通烟道的开度，使得直通烟道的开度能够从完全闭合的最小开度到完全打开的最大开度之间变化。与之相对应地，烟气穿过直通烟道的烟气阻力能够在最大开度时的最小烟阻与最小开度的最大烟阻之间变化。

受热面烟道可以与直通烟道类似地设置烟门，也可以不设置烟门。若设置烟门可以实现更为精细的烟气流动管理。不设置烟门通常也足够使用且能降低系统的复杂性和成本。

通过控制直通烟道的烟门开度，以及可选地调节受热面烟道的开度(如果也设置有烟门的话)，可以调节烟气流经受热面烟道和直通烟道的量和比例。如前所述，烟气在经过受热面烟道时要与受热面进行热交换，因此温度会下降。而烟气在经过直通烟道时不会因为与烟道内受热面热交换而产生温度的下降。根据本实用新型，烟气的流动模式包括“全部从直通烟道经过”、“全部从受热面烟道经过”以及“部分从直通烟道经过、部分从受热面烟道经过”，由此，能够容易地对下游汇合烟气的温度进行调节，使其达到预期温度。为了感测烟气温度，本实用新型设置有温度感测装置。

在本实用新型中，烟门的开度控制优选自动控制。为此设置有控制器。所述控制器接收来自温度感测装置的温度信息，由此调整烟门的开度，以实现最佳的烟气温度，如此实现催化脱硝高效化，氨逃逸最小化。优选地设置与控制器相连的伺服电机来驱动烟门以调整其开度。

具体地，本实用新型请求保护一种调温脱硝烟道，其中，该调温脱硝烟道位于脱硝室上游并包括并联的受热面烟道以及直通烟道，所述受热面烟道与直通烟道之间由间隔烟墙隔开，由此流经二者的烟气彼此独立，所述受热面烟道内布置有受热面，使得烟气在流经该受热面烟道段时会与受热面进行热交换并受到来自受热面的阻力，所述直通烟道内并不布置受热面，使得烟气能够不受阻碍地通过所述直通烟道；所述调温脱硝烟道构造成接收来自上游的烟气，使其流经所述受热面烟道和/或直通烟道，所述调温脱硝烟道还包括位于所述受热面烟道和所述直通烟道下游的出口烟室，所述出口烟室接收来自所述受热面烟道和/或所述直通烟道的烟气并使其汇合，然后将汇合烟气通向脱硝室；所述直通烟道设置有烟门，所述烟门的开度能够调整，由此控制流经直通烟道的烟气的量。

在一个可行的方案中，所述烟门是可转动挡板。

在一个可行的方案中，所述烟门是可平移的滑闸板。

在一个可行的方案中，所述可转动挡板安装于转轴上，所述转轴通过轴承支撑于烟墙上，并且所述转轴与转动驱动装置连接，其中，所述转动驱动装置能带动转轴及可转动挡板转动，由此能够调节直通烟道的开度。

在一个可行的方案中，所述可平移的滑闸板与往复驱动装置相连，从而能够在往复驱动装置的驱动下平移以调节直通烟道的开度。

在一个可行的方案中，所述调温脱硝烟道包括后烟墙，所述直通烟道与所述后烟墙相邻地布置，所述烟门布置于所述间隔烟墙和所述后烟墙之间。

在一个可行的方案中，所述调温脱硝烟道包括彼此相连的后烟墙和上烟墙，所述直通烟道与所述后烟墙相邻地布置，所述烟门布置于所述间隔烟墙和所述上烟墙之间，且大致位于所述间隔烟墙正上方。

在一个可行的方案中，所述烟门具有烟门驱动装置，所述烟门驱动装置连接至一伺服电机并由其驱动，所述伺服电机受一控制器控制，所述控制器接收汇合烟气温度信息并基于此温度信息来驱动伺服电机。

在一个可行的方案中，在所述出口烟室或者其下游设置有温度感测装置，以用于感测或确定所述汇合烟气的温度。

在一个可行的方案中，所述烟门是第一烟门，所述受热面烟道设置有第二烟门，所述第二烟门的开度也能够调整，由此控制流经所述受热面烟道的烟气的量。

本实用新型还提供一种锅炉，该锅炉具有如前所述的调温脱硝烟道。

在一个可行的方案中，该锅炉具有伺服电机和控制器，所述烟门具有烟门驱动装置，所述烟门驱动装置由所述伺服电机驱动，所述伺服电机受所述控制器控制，所述控制器接收汇合烟气温度信息并基于此温度信息来驱动伺服电机。

根据本实用新型，能够容易地实现催化脱硝高效化以及氨逃逸最小化。

附图说明

图1示出了根据本实用新型一个示例性实施例的调温脱硝烟道的示意图。

图2示出了图1中A-A向剖视图。

图3-5示出了根据本实用新型其他实施例的烟门的可能布置。

具体实施方式

图1示出了根据本实用新型一个实施例的调温脱硝烟道的示意图。在该示意性的非限制实施例中，该调温脱硝烟道是整个烟道的一部分，所述整个烟道由前烟墙11、后烟墙14、上烟墙1、下烟墙12、左烟墙15(参见图2)、右烟墙16(参见图2)围成。各烟墙可以包括受热面(例如膜式壁或管束)，也可以不包括受热面而只是简单的耐火保温层。

根据本实用新型，该调温脱硝烟道包括并联的受热面烟道3以及直通烟道4。受热面烟道3与直通烟道4之间由中间烟墙13隔开，由此流经二者的烟气彼此独立。在图1所示实施例中，所述受热面烟道3和直通烟道4布置于竖直烟道段中，但是二者实际上可以布置在整个烟道的任何位置，只要位于脱硝室上游、能够实现对烟气进行调温即可。例如，受热面烟道3和直通烟道4也可以布置于水平烟道段中。

受热面烟道3内布置有受热面(例如省煤器的换热管束)，烟气在流经该烟道段3时会与受热面进行热交换并受到来自受热面的阻力。直通烟道4内并不布置任何受热面，因而烟气可以不受阻碍地通过。因此，在受热面烟道3和直通烟道4尺寸相同时，直通烟道4的烟气阻力要小于受热面烟道3的烟气阻力，因此烟气将优先通过直通烟道4。

在根据本实用新型的调温脱硝烟道中，直通烟道4的烟气路径上设置有烟门5，所述烟门5能够在不同的位置间(例如在完全阻断烟气路径的位置和完全打开烟气路径的位置之间)调整，由此调整直通烟道的烟气路径的开度，进而控制流经直通烟道4的烟气的比例，使得来自上游的高温烟气2可以选择性地流经受热面烟道3和/或直通烟道4，由此在下游的出口烟室10汇合成调温烟气8流向下游的脱硝室(未示出)。在图1的实施例中，所述烟门5为可转动挡板。图2示出了图1中A-A向视图，其示出了可转动挡板5的细节。可转动挡板5安装于转轴52上，转轴52两端通过轴承51支撑于烟墙上，并且转轴52与转动驱动装置53连接。转动驱动装置53转动能带动可转动挡板5转动，由此能够调节可转动挡板5相较于直通烟道4的开度，进而调节烟气阻力以及流经直通烟道4的烟气量。

在其他的实施例中，例如如图3-图5所示，烟门也可以是可平移的滑闸板17，其与往复驱动装置18相连，从而能够在往复驱动装置18的驱动下平移以控制直通烟道的开度，比如完全阻断或者完全打开直通烟道。

本领域技术人员应可理解，除了上述可转动挡板和滑闸板，烟门也可以是其他任何形式，只要其能够实现烟道开度调节即可——因此烟门也可称作是“烟道开度调节件”。

另外，本领域技术人员也应可理解，烟门的布设位置可以任意变化，只要其能够对流经直通烟道4的烟气量进行管控即可。图3-图5示出了一些示例性的位置。例如，烟门可以设置在间隔烟墙和后烟墙之间，或者设置在间隔烟墙和上烟墙之间且基本位于间隔烟墙正上方。

优选地，所述直通烟道与所述后烟墙相邻地布置，如此可以方便烟门的安装和驱动。

根据本实用新型，可以通过调整烟门的开度来控制流经受热面烟道3和/或直通烟道4的烟气量和比例，例如，使得全部的烟气从受热面烟道3经过，或者使全部的烟气从直通烟道4经过，或者使得一部分烟气从受热面烟道3经过、另一部分从直通烟道4经过，由此来实现下游汇合后的调温烟气8的期望温度。

调整烟门开度的方式可以是手动，也可以是机器致动。当机器致动时，自动化的方案是优选的。因此，根据一个优选而非必要的实施例，烟门的驱动装置连接至伺服电机，伺服电机连接至控制器，所述控制器能够接收调温烟气8的温度信息，并基于此温度信息来驱动伺服电机，进而控制烟门的开度，以最终实现具有期望温度的调温烟气8。为此目的，烟道中可以在合适位置(例如在所述出口烟室10或者其下游)设置温度感测装置，以用于感测或确定调温烟气8的温度。

图1中仅示出了直通烟道4中设置有烟门的方案。事实上，受热面烟道3也可以与直通烟道4类似地设置烟门5。不过这并不是必须的。若设置烟门可以实现更为精细的烟气流动管理。不设置烟门通常也足够使用且能降低系统的复杂性和成本。

Claims (12)

1.一种调温脱硝烟道，其特征在于，该调温脱硝烟道位于脱硝室上游并包括并联的受热面烟道以及直通烟道，所述受热面烟道与直通烟道之间由间隔烟墙隔开，由此流经二者的烟气彼此独立，所述受热面烟道内布置有受热面，使得烟气在流经该受热面烟道段时会与受热面进行热交换并受到来自受热面的阻力，所述直通烟道内并不布置受热面，使得烟气能够不受阻碍地通过所述直通烟道；

所述调温脱硝烟道构造成接收来自上游的烟气，使其流经所述受热面烟道和/或直通烟道，

所述调温脱硝烟道还包括位于所述受热面烟道和所述直通烟道下游的出口烟室，所述出口烟室接收来自所述受热面烟道和/或所述直通烟道的烟气并使其汇合，然后将汇合烟气通向脱硝室；

所述直通烟道设置有烟门，所述烟门的开度能够调整，由此控制流经直通烟道的烟气的量。

2.如权利要求1所述的调温脱硝烟道，其特征在于，所述烟门是可转动挡板。

3.如权利要求1所述的调温脱硝烟道，其特征在于，所述烟门是可平移的滑闸板。

4.如权利要求2所述的调温脱硝烟道，其特征在于，所述可转动挡板安装于转轴上，所述转轴通过轴承支撑于烟墙上，并且所述转轴与转动驱动装置连接，其中，所述转动驱动装置能带动转轴及可转动挡板转动，由此能够调节直通烟道的开度。

5.如权利要求3所述的调温脱硝烟道，其特征在于，所述可平移的滑闸板与往复驱动装置相连，从而能够在往复驱动装置的驱动下平移以调节直通烟道的开度。

6.如权利要求1所述的调温脱硝烟道，其特征在于，所述调温脱硝烟道包括后烟墙，所述直通烟道与所述后烟墙相邻地布置，所述烟门布置于所述间隔烟墙和所述后烟墙之间。

7.如权利要求1所述的调温脱硝烟道，其特征在于，所述调温脱硝烟道包括彼此相连的后烟墙和上烟墙，所述直通烟道与所述后烟墙相邻地布置，所述烟门布置于所述间隔烟墙和所述上烟墙之间，且大致位于所述间隔烟墙正上方。

8.如权利要求1所述的调温脱硝烟道，其特征在于，所述烟门具有烟门驱动装置，所述烟门驱动装置连接至一伺服电机并由其驱动，所述伺服电机受一控制器控制，所述控制器接收汇合烟气温度信息并基于此温度信息来驱动伺服电机。

9.如权利要求1所述的调温脱硝烟道，其特征在于，在所述出口烟室或者其下游设置有温度感测装置，以用于感测或确定所述汇合烟气的温度。

10.如权利要求1所述的调温脱硝烟道，其特征在于，所述烟门是第一烟门，所述受热面烟道设置有第二烟门，所述第二烟门的开度也能够调整，由此控制流经所述受热面烟道的烟气的量。

11.一种锅炉，其特征在于，该锅炉具有如权利要求1所述的调温脱硝烟道。

12.如权利要求11所述的锅炉，其特征在于，该锅炉具有伺服电机和控制器，所述烟门具有烟门驱动装置，所述烟门驱动装置由所述伺服电机驱动，所述伺服电机受所述控制器控制，所述控制器接收汇合烟气温度信息并基于此温度信息来驱动伺服电机。

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