CN105597530B - 一种煤粉锅炉中应用的脱硝*** - Google Patents

一种煤粉锅炉中应用的脱硝*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种煤粉锅炉中应用的脱硝***，旨在提供一种能够在保持锅炉的省煤器及空预器位置不动的情况下，完成脱硝改造的脱硝***。它包括高温烟道，省煤器，空预器，集约型烟道转换结构及位于高温烟道外的SCR反应器，集约型烟道转换结构包括转换烟道及设置在转换烟道内的倾斜隔板，转换烟道的上端设有第一转换烟道入口，转换烟道侧面上设有第一转换烟道出口，转换烟道侧面上设有第二转换烟道入口，转换烟道的下端设有第二转换烟道出口；第一转换烟道入口与省煤器的出口相连接，第一转换烟道出口与SCR反应器的进烟口相连接，SCR反应器的排烟口与第二转换烟道入口相连接，第二转换烟道出口与空预器的入口相连接。

Description

一种煤粉锅炉中应用的脱硝***
技术领域
本发明涉及煤粉锅炉排放***，具体涉及一种煤粉锅炉中应用的脱硝***。
背景技术
随着环保要求的日益提高，现火力发电厂中对N0x，S02和烟尘的排放指标要求越来越严格。现执行的国标对N0x的排放限值要求高，超低排放的要求甚至小于50 mg/m3。目前已建的大批电厂因排放不达标，需进行脱硝改造，以要达到排放要求。目前，最主流的方法是采用SCR反应器（Selective Catalytic Reduction）即为选择性催化还原技术。
SCR反应器主要由SCR催化反应器、氨气喷射***、氨的储备与供应***、吹灰***等组成。SCR催化反应器的布置方式，目前国内外一般采用高尘布置方式，即布置在省煤器和空预器之间的高温烟道内；在该位置，烟气温度能够达到反应的最佳温度。烟气由高温烟道的省煤器的出口进入一个垂直布置的SCR反应器里，在烟气进入催化剂层前设有氨气喷射***，烟气与氨气充分混合后进入催化剂层，进行催化剂反应，脱去NOX。反应后的烟气进入空预器、电除尘器、引风机和脱硫装置后，排入烟囱。
目前需要脱硝改造的煤粉锅炉，绝大部分未预留SCR反应器的布置空间，因而需要将烟气在省煤器和空预器之间先引出后，经过SCR反应器后再引回；然而绝大部分的燃煤锅炉的省煤器和空预器之间未有足够的空间来将烟气引出再引进，其需要对上部的省煤器或者下部的空预器进行改造而加大省煤器和空预器之间的空间；而无论是对省煤器或者空预器的改造，不仅给锅炉原有的性能带来影响，而且极大的增加了成本和施工周期。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中存在的不足，提供一种煤粉锅炉中应用的脱硝***，其能够在保持锅炉的省煤器及空预器位置不动的情况下，完成脱硝改造，使SCR反应器正常工作，以要达到烟气排放要求。
本发明的技术方案是：
一种煤粉锅炉中应用的脱硝***，包括高温烟道，设置在高温烟道内的省煤器及空预器，还包括设置在高温烟道内并位于省煤器与空预器之间的集约型烟道转换结构及位于高温烟道外的SCR反应器，所述集约型烟道转换结构包括转换烟道及设置在转换烟道内并将转换烟道分隔成上下两部分的倾斜隔板，所述转换烟道的上端设有第一转换烟道入口，转换烟道侧面上并位于倾斜隔板上方设有第一转换烟道出口，转换烟道侧面上并位于倾斜隔板下方设有第二转换烟道入口，所述转换烟道的下端设有第二转换烟道出口；所述第一转换烟道入口与省煤器的出口相连接，所述第一转换烟道出口与SCR反应器的进烟口相连接，SCR反应器的排烟口与第二转换烟道入口相连接，第二转换烟道出口与空预器的入口相连接。
本方案集约型烟道转换结构的转换烟道在高度方向上的尺寸（即转换烟道上下两端之间的间距）可以得到极大的压缩，其可以在顺利的将烟气在省煤器和空预器之间先引出后，经过SCR反应器后再引回的情况下，极大的减小转换烟道在高度方向上的尺寸，使其可以安装在目前现有的燃煤锅炉的省煤器与空预器之间；因而本方案的煤粉锅炉中应用的脱硝***能够在保持锅炉的省煤器及空预器位置不动的情况下，完成脱硝改造，使SCR反应器正常工作，以要达到烟气排放要求。
作为优选，SCR反应器包括SCR烟气管道及设置在SCR烟气管道上的喷氨装置，所述SCR烟气管道包括竖直进烟管道，所述喷氨装置包括氨气进气管道及若干周向均布在竖直进烟管道上的氨气喷头，
所述竖直进烟管道上还设有喷氨自适应调节***，该喷氨自适应调节***包括若干与氨气喷头一一对应的喷氨自适应调节机构，所述喷氨自适应调节机构包括设置在竖直进烟管道内的自适应调节风板，设置在竖直进烟管道上的水平缸体，设置在水平缸体内的第一活塞体及第二活塞体，连接第一活塞体与第二活塞体的第一连杆，设置在水平缸体上的进气口及排气口，所述进气口与氨气进气管道相连接，所述排气口与对应的氨气喷头的进口相连接；
所述自适应调节风板的下端铰接在竖直进烟管道的内侧面上，上端往竖直进烟管道的中心方向斜向上延伸，所述水平缸体的一端位于竖直进烟管道内，另一端位于竖直进烟管道内外侧，且位于竖直进烟管道内的水平缸体的一端开口，位于竖直进烟管道外的水平缸体的一端设有透气通孔，所述水平缸体内侧面上设有第一限位块及第二限位块，且第一限位块靠近位于竖直进烟管道内的水平缸体的端部，
所述第一活塞体、第二活塞体、进气口及排气口位于第一限位块与第二限位块之间，且第一活塞体靠近第一限位块靠，所述水平缸体内位于第二活塞体与水平缸体的端部设有压缩弹簧，且压缩弹簧与第二限位块位于第二活塞体的同一侧，所述自适应调节风板与第一活塞体之间通过第二连杆相连，第二连杆的一端铰接的第一活塞体端部，另一端铰接自适应调节风板的上部；
当第一活塞体抵靠在第一限位块上时：所述进气口位于第一活塞体与第二活塞体之间，所述排气口中的一部分被第二活塞体封遮；
当第二活塞体抵靠在第二限位块上时：所述进气口及排气口位于第一活塞体与第二活塞体之间。
由于烟气由省煤器的出口进入垂直布置的SCR反应器的竖直进烟管道内后，存在竖直进烟管道内的气流流速不均匀的问题，而喷氨装置的每个氨气喷头的氨气喷射量相同；这就使得竖直进烟管道内各部分的烟气与氨气的混合比例存在差异，气流流速越大的部分氨气比例越低，使得烟气与氨气混合不均匀，进而影响烟气在催化剂层内的催化效果。本方案这对这一问题进行改进，喷氨自适应调节***可以通过竖直进烟管道内的气流流速来自适应的调节氨气喷射量，气流流速越大氨气喷射量也相应的增大，从而有效改善竖直进烟管道内各部分的烟气与氨气的混合比例存在差异的问题，使烟气与氨气混合均一，保证烟气在催化剂层内的催化效果。
作为优选，自适应调节风板位于对应的氨气喷头的正下方。
作为优选，氨气喷头位于同一高度，氨气喷头的喷气口与竖直进烟管道的内腔连通，氨气喷头的进口位于竖直进烟管道的外侧。
作为优选，水平缸体沿竖直进烟管道的径向延伸。
作为优选，氨气进气管道包括套设在竖直进烟管道上的环形导流管及与环形导流管相连通的进氨管道，所述进气口通过第一连接管与环形导流管相连通。
作为优选，倾斜隔板的上边缘靠近转换烟道的上端，倾斜隔板的下边缘靠近转换烟道的下端。
作为优选，省煤器位于空预器的上方。
作为优选，第一转换烟道出口与第二转换烟道入口位于转换烟道的相对两侧。
本发明的有益效果是：能够在保持锅炉的省煤器及空预器位置不动的情况下，完成脱硝改造，使SCR反应器正常工作，以要达到烟气排放要求。
附图说明
图1是本发明的煤粉锅炉中应用的脱硝***的一种结构示意图。
图2是本发明的集约型烟道转换结构的一种结构示意图。
图3是本发明的SCR反应器的一种结构示意图。
图4是图3中A处的局部放大图。
图5是图4中A处的局部放大图。
图中：省煤器1，集约型烟道转换结构2、第一转换烟道出口21、第二转换烟道入口22、转换烟道23、倾斜隔板24、第一转换烟道入口25、第二转换烟道出口26，烟气排出管道3，空预器4，烟气排入管道5，竖直进烟管道6，喷氨自适应调节机构7、自适应调节风板71、第二连杆72、水平缸体73、第二活塞体74、进气口75、第一限位块76、第一活塞体77、第一连杆78、及排气口79、第二限位块710、压缩弹簧711、透气通孔712，喷氨装置8、氨气喷头81、第二连接管82、第一连接管83、进氨管道84、环形导流管85，SCR催化装置9。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
如图1、图2、图3所示，一种煤粉锅炉中应用的脱硝***包括高温烟道，设置在高温烟道内的省煤器1及空预器4，设置在高温烟道内并位于省煤器与空预器之间的集约型烟道转换结构2及位于高温烟道外的SCR反应器。省煤器位于空预器的上方。SCR反应器包括SCR烟气管道，设置在SCR烟气管道上的喷氨装置8及SCR催化装置9，且喷氨装置及SCR催化装置沿SCR烟气管道的气流流动方向先后布置。SCR烟气管道包括竖直进烟管道6。
集约型烟道转换结构包括转换烟道23及设置在转换烟道内并将转换烟道分隔成上下两部分的倾斜隔板24。倾斜隔板的上边缘靠近转换烟道的上端，倾斜隔板的下边缘靠近转换烟道的下端。转换烟道的上端设有第一转换烟道入口25。转换烟道侧面上并位于倾斜隔板上方设有第一转换烟道出口21。转换烟道侧面上并位于倾斜隔板下方设有第二转换烟道入口22。转换烟道的下端设有第二转换烟道出口26。第一转换烟道出口与第二转换烟道入口位于转换烟道的相对两侧。
第一转换烟道入口与省煤器的出口相连接。第一转换烟道出口与SCR反应器的进烟口相连接，具体说是，第一转换烟道出口通过烟气排出管道3与竖直进烟管道的下端口相连接。竖直进烟管道的的下端口位于SCR反应器的进烟口。SCR反应器的排烟口与第二转换烟道入口相连接，具体说是，SCR反应器的排烟口与第二转换烟道入口之间通过烟气排入管道5相连接。第二转换烟道出口与空预器的入口相连接。
如图1、图2所示，本方案集约型烟道转换结构的转换烟道在高度方向上的尺寸（即转换烟道上下两端之间的间距）可以得到极大的压缩，其可以在顺利的将烟气在省煤器和空预器之间先引出后，经过SCR反应器后再引回的情况下，极大的减小转换烟道在高度方向上的尺寸，使其可以安装在目前现有的燃煤锅炉的省煤器与空预器之间；因而本方案的煤粉锅炉中应用的脱硝***能够在保持锅炉的省煤器及空预器位置不动的情况下，完成脱硝改造。
如图3、图4所示，喷氨装置8包括氨气进气管道及若干周向均布在竖直进烟管道上的氨气喷头81。氨气进气管道包括套设在竖直进烟管道上的环形导流管85及与环形导流管相连通的进氨管道84。各氨气喷头位于同一高度。氨气喷头的喷气口与竖直进烟管道的内腔连通，氨气喷头的进口位于竖直进烟管道的外侧。
如图3、图4、图5所示，竖直进烟管道上还设有喷氨自适应调节***。该喷氨自适应调节***包括若干与氨气喷头一一对应的喷氨自适应调节机构7。喷氨自适应调节机构包括设置在竖直进烟管道内的自适应调节风板71，设置在竖直进烟管道上的水平缸体73，设置在水平缸体内的第一活塞体77及第二活塞体74，连接第一活塞体与第二活塞体的第一连杆78，设置在水平缸体上的进气口75及排气口79。进气口与氨气进气管道相连接，具体说是，进气口通过第一连接管83与环形导流管相连通。排气口与对应的氨气喷头的进口相连接,具体说是，排气口与对应的氨气喷头的进口之间通过第二连接管82相连接。
水平缸体沿竖直进烟管道的径向延伸。水平缸体的一端位于竖直进烟管道内，另一端位于竖直进烟管道内外侧，且位于竖直进烟管道内的水平缸体的一端开口，位于竖直进烟管道外的水平缸体的一端设有透气通孔712。水平缸体内侧面上设有第一限位块76及第二限位块710，且第一限位块靠近位于竖直进烟管道内的水平缸体的端部。第一活塞体、第二活塞体、进气口及排气口位于第一限位块与第二限位块之间，且第一活塞体靠近第一限位块靠。水平缸体内位于第二活塞体与水平缸体的端部设有压缩弹簧711，且压缩弹簧与第二限位块位于第二活塞体的同一侧。
自适应调节风板位于对应的氨气喷头的正下方。自适应调节风板的下端铰接在竖直进烟管道的内侧面上，自适应调节风板的上端往竖直进烟管道的中心方向斜向上延伸。自适应调节风板与第一活塞体之间通过第二连杆72相连。第二连杆的一端铰接的第一活塞体端部，另一端铰接自适应调节风板的上部。
如图5所示，当第一活塞体抵靠在第一限位块上时：进气口位于第一活塞体与第二活塞体之间，排气口中的一部分被第二活塞体封遮。
当第二活塞体抵靠在第二限位块上时：进气口及排气口位于第一活塞体与第二活塞体之间。
本实施例的煤粉锅炉中应用的脱硝***的具体工作过程如下：
第一，烟气由省煤器的出口依次经过第一转换烟道入口、第一转换烟道出口及烟气排出管道进入SCR反应器内。
第二，当烟气进入SCR反应器后：
首先，烟气经过竖直进烟管道，并且在烟气经过竖直进烟管道的过程中，喷氨装置的氨气喷头持续的喷射氨气。
另一方面，如图4所示，在烟气经过竖直进烟管道的过程中：气流自下而上的流经自适应调节风板的过程中，由于风力的作用，自适应调节风板的上端将往竖直进烟管道的内侧面方向转动；并且自适应调节风板所在的竖直进烟管道内的部位的气流流速越大，则自适应调节风板的上端往竖直进烟管道的内侧面方向转动的距离也越大；
如图5所示，当自适应调节风板的上端往竖直进烟管道的内侧面方向转动时，第二连杆将带动第一活塞体、第二活塞体往第二限位块方向移动，从而增大排气口的开度；并且自适应调节风板的上端往竖直进烟管道的内侧面方向转动的距离越大，则第一活塞体、第二活塞体往第二限位块方向移动的距离也越大，相应的排气口的开度也越大；而排气口的开度越大则氨气喷头的氨气喷射量也越大。
因而本实施例的喷氨自适应调节***可以通过竖直进烟管道内的气流流速来自适应的调节氨气喷射量，气流流速越大氨气喷射量也相应的增大，从而有效改善竖直进烟管道内各部分的烟气与氨气的混合比例存在差异的问题，使烟气与氨气混合均一，保证烟气在催化剂层内的催化效果。
接着，烟气与氨气充分混合后进入SCR催化装置内，进行催化剂反应，脱去NOX。
再接着，反应后的烟气依次经过烟气排入管道、第二转换烟道入口及第二转换烟道出口进入空预器，并由空预器排出。

Claims (8)

1.一种煤粉锅炉中应用的脱硝***，包括高温烟道，设置在高温烟道内的省煤器及空预器，其特征是，还包括设置在高温烟道内并位于省煤器与空预器之间的集约型烟道转换结构及位于高温烟道外的SCR反应器，
所述集约型烟道转换结构包括转换烟道及设置在转换烟道内并将转换烟道分隔成上下两部分的倾斜隔板，所述转换烟道的上端设有第一转换烟道入口，转换烟道侧面上并位于倾斜隔板上方设有第一转换烟道出口，转换烟道侧面上并位于倾斜隔板下方设有第二转换烟道入口，所述转换烟道的下端设有第二转换烟道出口；所述第一转换烟道入口与省煤器的出口相连接，所述第一转换烟道出口与SCR反应器的进烟口相连接，SCR反应器的排烟口与第二转换烟道入口相连接，第二转换烟道出口与空预器的入口相连接；
所述SCR反应器包括SCR烟气管道及设置在SCR烟气管道上的喷氨装置，所述SCR烟气管道包括竖直进烟管道，所述喷氨装置包括氨气进气管道及若干周向均布在竖直进烟管道上的氨气喷头，
所述竖直进烟管道上还设有喷氨自适应调节***，该喷氨自适应调节***包括若干与氨气喷头一一对应的喷氨自适应调节机构，所述喷氨自适应调节机构包括设置在竖直进烟管道内的自适应调节风板，设置在竖直进烟管道上的水平缸体，设置在水平缸体内的第一活塞体及第二活塞体，连接第一活塞体与第二活塞体的第一连杆，设置在水平缸体上的进气口及排气口，所述进气口与氨气进气管道相连接，所述排气口与对应的氨气喷头的进口相连接；
所述自适应调节风板的下端铰接在竖直进烟管道的内侧面上，上端往竖直进烟管道的中心方向斜向上延伸，所述水平缸体的一端位于竖直进烟管道内，另一端位于竖直进烟管道内外侧，且位于竖直进烟管道内的水平缸体的一端开口，位于竖直进烟管道外的水平缸体的一端设有透气通孔，所述水平缸体内侧面上设有第一限位块及第二限位块，且第一限位块靠近位于竖直进烟管道内的水平缸体的端部，
所述第一活塞体、第二活塞体、进气口及排气口位于第一限位块与第二限位块之间，且第一活塞体靠近第一限位块靠，所述水平缸体内位于第二活塞体与水平缸体的端部设有压缩弹簧，且压缩弹簧与第二限位块位于第二活塞体的同一侧，所述自适应调节风板与第一活塞体之间通过第二连杆相连，第二连杆的一端铰接的第一活塞体端部，另一端铰接自适应调节风板的上部；
当第一活塞体抵靠在第一限位块上时：所述进气口位于第一活塞体与第二活塞体之间，所述排气口中的一部分被第二活塞体封遮；
当第二活塞体抵靠在第二限位块上时：所述进气口及排气口位于第一活塞体与第二活塞体之间。
2.根据权利要求1所述的一种煤粉锅炉中应用的脱硝***，其特征是，所述自适应调节风板位于对应的氨气喷头的正下方。
3.根据权利要求1或2所述的一种煤粉锅炉中应用的脱硝***，其特征是，所述氨气喷头位于同一高度，氨气喷头的喷气口与竖直进烟管道的内腔连通，氨气喷头的进口位于竖直进烟管道的外侧。
4.根据权利要求1或2所述的一种煤粉锅炉中应用的脱硝***，其特征是，所述水平缸体沿竖直进烟管道的径向延伸。
5.根据权利要求1或2所述的一种煤粉锅炉中应用的脱硝***，其特征是，所述氨气进气管道包括套设在竖直进烟管道上的环形导流管及与环形导流管相连通的进氨管道，所述进气口通过第一连接管与环形导流管相连通。
6.根据权利要求1或2所述的一种煤粉锅炉中应用的脱硝***，其特征是，所述倾斜隔板的上边缘靠近转换烟道的上端，倾斜隔板的下边缘靠近转换烟道的下端。
7.根据权利要求1或2所述的一种煤粉锅炉中应用的脱硝***，其特征是，所述省煤器位于空预器的上方。
8.根据权利要求1或2所述的一种煤粉锅炉中应用的脱硝***，其特征是，所述第一转换烟道出口与第二转换烟道入口位于转换烟道的相对两侧。
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