CN219691622U - 一种燃机脱硝尿素水解器供氨管道加热系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种燃机脱硝尿素水解器供氨管道加热系统，涉及燃气电厂尿素水解制氨供氨管道伴热技术领域。对于燃气电厂，余热锅炉入口烟气具有温度高、正压大、含尘量极低等特点，采用SCR脱硝尿素水解工艺的机组可以考虑采用余热锅炉入口的高温烟气对尿素水解器至氨气/空气混合器之间的供氨管道进行加热，保证进入氨气/空气混合器内的含氨混合气温度不低于150℃。本系统中高温烟气管道采用与含氨混合气管道同心布置的方式构成套管式换热器，含氨混合气与高温烟气按照逆流方式进行换热，有利于改善换热效果。余热锅炉进口处烟气压力大，可以克服管路阻力损失。另外高温烟气含尘量极低，不会引起换热管壁面积灰而影响换热效果。

Description

一种燃机脱硝尿素水解器供氨管道加热系统

技术领域

本实用新型涉及燃气电厂尿素水解制氨供氨管道伴热技术领域，具体涉及一种燃机脱硝尿素水解器供氨管道加热系统。

背景技术

近年来，在液氨改尿素工程中普遍推荐尿素水解工艺。尿素水解反应器出口混合气中含有NH₃、CO₂和水蒸气，在输送过程中当气体温度低于露点温度时会产生“回凝”现象，即发生水解反应的逆反应而生成氨基甲酸铵，其失水后会形成尿素结晶，从而引起管道和设备堵塞。为了避免混合气出口下游管道和设备出现结晶，一方面可提高稀释风温至180℃以上，另一方面水解器至炉侧氨气/空气混合器间的管道设置严格的蒸汽伴热，伴热温度不低于150℃。

含氨混合气管道伴热主要有电伴热、蒸汽伴管伴热及蒸气夹套管伴热等方式。当前燃气机组脱硝尿素水解工艺中，供氨管道因蒸汽或电伴热系统设计存在缺陷等原因导致供氨管道伴热不充分，进而引起管道及设备堵塞。尿素水解器出口供氨管道的伴热性能直接影响日后运行期间管道及设备的检修维护工作量。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对当前燃气机组脱硝尿素水解工艺中供氨管道因蒸汽或电伴热系统设计存在缺陷等原因导致供氨管道伴热不充分，进而引起管道及设备的堵塞等问题，提出了一种燃机脱硝尿素水解器供氨管道加热系统。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：一种燃机脱硝尿素水解器供氨管道加热系统，其特征是，包括余热锅炉、烟气调节挡板、热烟气引出管道、烟气加热管道、尿素水解器、供氨管道、热电偶、氨气/空气混合器、喷氨格栅和冷烟气引入管道；所述热烟气引出管道的一端与余热锅炉进口相连，所述热烟气引出管道的另一端与烟气加热管道的一端相连，所述烟气调节挡板安装在热烟气引出管道上，所述烟气加热管道设置在供氨管道的外侧，所述供氨管道的一端与尿素水解器相连，所述供氨管道的另一端与氨气/空气混合器相连，所述热电偶安装在供氨管道的另一端，所述喷氨格栅与氨气/空气混合器相连，并且喷氨格栅伸入至余热锅炉内，所述冷烟气引入管道的一端与烟气加热管道的另一端相连，所述冷烟气引入管道的另一端与余热锅炉相连，并且冷烟气引入管道的另一端连接在喷氨格栅的下游。

进一步的，所述烟气调节挡板为电动调节挡板，接入余热锅炉DCS系统；所述烟气加热管道与所述供氨管道采用同轴布置，所述烟气加热管道采用碳钢材质，表面采用硅酸铝棉制品材料覆盖保温；所述热电偶接入余热锅炉DCS系统，并与烟气调节挡板构成反馈调节机制；所述冷烟气引入管道接入余热锅炉内的脱硝催化剂层下游部位，引入的冷烟气流量相对余热锅炉的全截面烟气流量小很多，不会对脱硝装置下游烟气中的NOx产生大的影响，能够保证NOx达标排放。

进一步的，烟气调节挡板根据热电偶反馈的温度信号进行开度调节，以控制热烟气引出管道内的烟气流量，保证供氨管道的末端内含氨混合气温度不低于150℃。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和效果：

通过本系统，可以利用高温烟气作为热源对尿素水解器出口含氨混合气管道进行加热，能够有效避免含氨混合气管道及设备的结晶堵塞问题；以高温烟气取代蒸汽或电能对含氨混合气管道进行伴热可以减少蒸汽或电能耗量，在一定程度上能够降低管道伴热工程的投资和日常运行维护成本。

通过本系统，可以解决燃机尿素水解器出口含氨混合气管道因蒸汽或电伴热不充分而导致的氨基甲酸铵结晶堵塞问题，为燃机脱硝尿素水解工艺含氨混合气管道伴热设计提出了一种新的思路。

附图说明

图1是本实用新型中系统的整体结构示意图。

图中：来自燃机的高温烟气1、余热锅炉进口2、余热锅炉3、烟气调节挡板4、热烟气引出管道5、烟气加热管道6、尿素水解器7、供氨管道8、热电偶9、热稀释风10、氨气/空气混合器11、喷氨格栅12、冷烟气引入管道13。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。

参见图1，本实施例中，一种燃机脱硝尿素水解器供氨管道加热系统，包括余热锅炉3、烟气调节挡板4、热烟气引出管道5、烟气加热管道6、尿素水解器7、供氨管道8、热电偶9、氨气/空气混合器11、喷氨格栅12和冷烟气引入管道13；热烟气引出管道5的一端与余热锅炉进口2相连，热烟气引出管道5的另一端与烟气加热管道6的一端相连，烟气调节挡板4安装在热烟气引出管道5上，烟气加热管道6设置在供氨管道8的外侧，供氨管道8的一端与尿素水解器7相连，供氨管道8的另一端与氨气/空气混合器11相连，热电偶9安装在供氨管道8的另一端，喷氨格栅12与氨气/空气混合器11相连，并且喷氨格栅12伸入至余热锅炉3内，冷烟气引入管道13的一端与烟气加热管道6的另一端相连，冷烟气引入管道13的另一端与余热锅炉3相连，并且冷烟气引入管道13的另一端连接在喷氨格栅12的下游。

本实施例中，烟气调节挡板4为电动调节挡板，接入现有的余热锅炉DCS系统；烟气加热管道6与供氨管道8采用同轴布置，烟气加热管道6采用碳钢材质，表面采用硅酸铝棉制品材料覆盖保温；热电偶9接入余热锅炉DCS系统，并与烟气调节挡板4构成反馈调节机制；冷烟气引入管道13接入余热锅炉3内的脱硝催化剂层下游部位，引入的冷烟气流量相对余热锅炉3的全截面烟气流量小很多，不会对脱硝装置下游烟气中的NOx产生大的影响，能够保证NOx达标排放。

本实施例中，烟气调节挡板4根据热电偶9反馈的温度信号进行开度调节，以控制热烟气引出管道5内的烟气流量，保证供氨管道8的末端内含氨混合气温度不低于150℃。

燃机脱硝尿素水解器供氨管道加热方法如下：来自燃机的高温烟气1通过余热锅炉进口2进入余热锅炉3；从余热锅炉进口2处通过烟气调节挡板4的调控作用引出一部分的高温烟气，该部分高温烟气通过热烟气引出管道5进入烟气加热管道6，高温烟气与来自尿素水解器7的含氨混合气通过逆向流动进行换热，达到对含氨混合气加热的目的；含氨混合气在供氨管道8的末端通过热电偶9进行温度监测，当温度低于150℃时，通过DCS反馈增大烟气调节挡板4的开度，保证含氨混合气在进入氨气/空气混合器11之前的温度始终维持在150℃以上；热稀释风10与含氨混合气在氨气/空气混合器11内充分混合后由喷氨格栅12喷入余热锅炉3内的脱硝催化剂层上游区域参与NOx的还原反应；换热后的烟气通过冷烟气引入管道13引入余热锅炉3内的脱硝催化剂层下游部位。

本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本实用新型结构所作的举例说明。凡依据本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化，均包括在本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改、补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种燃机脱硝尿素水解器供氨管道加热系统，其特征是，包括余热锅炉（3）、烟气调节挡板（4）、热烟气引出管道（5）、烟气加热管道（6）、尿素水解器（7）、供氨管道（8）、热电偶（9）、氨气/空气混合器（11）、喷氨格栅（12）和冷烟气引入管道（13）；所述热烟气引出管道（5）的一端与余热锅炉进口（2）相连，所述热烟气引出管道（5）的另一端与烟气加热管道（6）的一端相连，所述烟气调节挡板（4）安装在热烟气引出管道（5）上，所述烟气加热管道（6）设置在供氨管道（8）的外侧，所述供氨管道（8）的一端与尿素水解器（7）相连，所述供氨管道（8）的另一端与氨气/空气混合器（11）相连，所述热电偶（9）安装在供氨管道（8）的另一端，所述喷氨格栅（12）与氨气/空气混合器（11）相连，并且喷氨格栅（12）伸入至余热锅炉（3）内，所述冷烟气引入管道（13）的一端与烟气加热管道（6）的另一端相连，所述冷烟气引入管道（13）的另一端与余热锅炉（3）相连，并且冷烟气引入管道（13）的另一端连接在喷氨格栅（12）的下游。

2.根据权利要求1所述的燃机脱硝尿素水解器供氨管道加热系统，其特征是，所述烟气调节挡板（4）为电动调节挡板。

3.根据权利要求1所述的燃机脱硝尿素水解器供氨管道加热系统，其特征是，所述烟气加热管道（6）与所述供氨管道（8）同轴布置。