一种脱硝烟气均流装置的制造方法
专利名称:一种脱硝烟气均流装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种脱硝烟气均流装置，属于烟气脱硝领域，包括布置于烟道中的均流装置，均流装置由至少一排直板排组成，直板排由若干组直板组组成，每组直板组由相邻的两块呈对称布置的直板构成；至少一排直板排由若干直板沿烟道深度方向排列成排构成，以烟气方向和烟道深度方向构成的面为基准面，该排直板排的各直板组的两块直板均垂直该基准面，并与烟道深度方向成45?70°倾斜角度，两块直板在烟道深度方向上对称布置呈“八”字形结构，且该“八”字形结构沿烟气方向开口渐宽。本实用新型是一种具有良好的均流效果，且阻力小的烟气脱硝均流装置。
【专利说明】
一种脱硝烟气均流装置
技术领域
[0001]本实用新型属于烟气脱销领域，尤其涉及在脱硝效率90%以上时对氨逃逸的控制。
【背景技术】
[0002]随着国家对环保排放越来越重视，对于锅炉尾部NOx的排放值要求也越来越高，《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014—2020年)》行动计划中明确指出:东部地区11省市新建燃煤发电机组NOx排放浓度基本达到燃气轮机组排放限值(即在基准氧含量6%条件下不高于50mg/Nm3)，中部地区8省新建机组原则上接近或达到燃气轮机组排放限值，鼓励西部地区新建机组接近或达到燃气轮机组排放限值。在这种背景下，对脱硝效率的要求往往在90%以上，在高效率，低排放值时很容易引起脱硝效率达标时，氨逃逸超标，对设计就提出了更高的要求。
[0003]传统的方法是通过在脱硝烟道内增加导流板、催化剂上部的均流器(催化剂入口整流装置)来满足脱硝效率、氨逃逸，但是，在脱硝效率90%以上，出口NOx含量要求低于50mg/Nm3时，此方法就会存在氨逃逸超标风险，逃逸氨会产生NH3HSO4，从而堵塞空预器。目前，普遍的做法是增加一层催化剂，增加喷嘴数量以满足氨气在断面上的覆盖率。但是，这种方法的弊端是没有考虑到流场均匀性的重要性。传统的流场控制策略是喷氨之前和催化剂表面两处流速最大相对偏差小于正负15%即可，而只有将此参数降低到10%甚至更低，同时辅助以增加催化剂数量，喷嘴数量，才能从根本上保证在要求高脱硝效率时，氨逃逸不超标。而在喷嘴下游，由于存在静态式混合叶片、导流板、催化剂上部均流器，如果再加入其它均流装置，效果已经不明显。因此，只有在喷氨之前加入合适的均流装置，提高喷氨之前的流场均匀性，才能保证氨气与烟气达到最优的混合效果，从而达到反应效果的最大化。
[0004]而均流装置是此方法中最关键的设备，由于脱硝设备在满足效率、氨逃逸的同时，阻力是不可回避的问题，设计具有良好的均流效果、且阻力小的装置是必须要解决的问题。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于:提出一种具有良好的均流效果，且阻力小的烟气脱硝均流装置。
[0006]本实用新型目的通过下述技术方案来实现:
[0007]—种脱硝烟气均流装置，包括布置于烟道中的均流装置，均流装置由至少一排直板排组成，直板排由若干组直板组组成，每组直板组由相邻的两块呈对称布置的直板构成；至少一排直板排由若干直板沿烟道深度方向排列成排构成，以烟气方向(由于实际情况下在烟道断面上，烟气方向并不相同，而本专利中为了界定一个基准方向，以烟气在烟道长度延伸方向上的流动方向为烟气方向:比如标准长方体的烟道，长为其最长尺寸，其烟气方向即其长度方向)和烟道深度方向构成的面为基准面，该排直板排的各直板组的两块直板均垂直该基准面，并与烟道深度方向成45-70°倾斜角度，两块直板在烟道深度方向上对称布置呈“八”字形结构，且该“八”字形结构沿烟气方向开口渐宽。
[0008]作为选择，均流装置由两排直板排组成，两排直板排之间同层十字交叉或上下层十字交错，且上下层十字交错时两层紧贴布置，两排直板排均由若干组直板组组成，每组直板组由相邻的两块呈对称布置的直板构成，一排直板排由若干直板沿烟道深度方向排列成排构成，以烟气方向和烟道深度方向构成的面为基准面，该排直板排的各直板组的两块直板均垂直该基准面，并与烟道深度方向成45-70°倾斜角度，两块直板在烟道深度方向上对称布置呈“八”字形结构，且该“八”字形结构沿烟气方向开口渐宽；另一排直板排由若干直板沿烟道宽度方向排列成排构成，以烟气方向和烟道宽度方向构成的面为基准面，该排直板排的各直板组的两块直板均垂直该基准面，与烟道宽度方向成45-70°倾斜角度，两块直板在烟道宽度方向上对称布置呈“八”字形结构，且该“八”字形结构沿烟气方向开口渐宽。
[0009]直板倾斜角度范围为45-70°，角度过大均流效果差，角度过小阻力会增加较多。
[0010]作为选择，每组直板组的两块直板上均开有孔，可根据阻力要求选择合适的开孔率。
[0011]作为进一步选择，流场沿直板排排列方向存在梯度，且流场分布为靠P侧(直板排排列方向左侧)小靠q侧(直板排排列方向右侧)大时，直板排左端距烟道壁左面的距离P大于直板排右端距烟道壁右面的距离q。反过来，流场沿直板排排列方向存在梯度，且流场分布为靠P侧大靠q侧小时，q大于P。该方案中，在流场沿烟道宽度方向梯度较大时，通过调整均流装置与烟道壁面的距离P、q进一步改善流场的均匀性。流场分布为靠P侧小靠q侧大时，可调整距离使P大于q，反之，当靠P侧大靠q侧小时，调整距离使q大于P。
[0012]作为选择，直板的长度大于等于2倍的板间距离，以保证均流效果，该板间距离为直板组的两块直板在“八”字形结构的小开口处的距离。
[0013]作为选择，直板厚度范围为3-6_，可根据烟气中灰的含量调整，以防止磨损。
[0014]作为选择，各直板在烟道断面内通长布置。
[0015]前述本实用新型主方案及其各进一步选择方案可以自由组合以形成多个方案，均为本实用新型可采用并要求保护的方案:如本实用新型，各选择即可和其他选择任意组合，本领域技术人员在了解本实用新型方案后根据现有技术和公知常识可明了有多种组合，均为本实用新型所要保护的技术方案，在此不做穷举。
[0016]本实用新型的有益效果:通过在烟道内加设本专利均流装置，可以使得流场更加均匀，从而达到混合效果的最佳化，达到流场阻力的最小化。本实用新型的均流器在同等孔隙率下，阻力比横跨烟道断面布置于烟道内的圆孔板式(图8)和条栅式(图9)及开口向下折板式(图11)降低大约2/3。和开口向上折板式相比(图10)，由于直板在断面均匀分布，均流效果更优。同时，在高孔隙率时，由于直板倾斜角度的存在，均流效果优于圆孔板式和条栅式。
【附图说明】
[0017]图1是本实用新型的均流装置的使用状态示意图；
[0018]图2是本实用新型的均流装置的直板组的结构示意图；
[0019]图3是本实用新型实施例1的均流装置布置结构示意图；
[0020]图4是本实用新型实施例2的均流装置布置结构示意图；
[0021]图5是图4的侧视图；
[0022]图6是本实用新型实施例3的均流装置布置结构示意图；
[0023]图7是图6的侧视图；
[0024]图8是现有技术中圆孔板式均流装置的结构示意图；
[0025]图9是现有技术中条栅式均流装置的结构示意图；
[0026]图10是现有技术中开口向上折板式均流装置的结构示意图；
[0027]图11是现有技术中开口向下折板式均流装置的结构示意图；
[0028]其中11.入口导流板12.入口导流板2.均流装置3.喷氨装置4.静态式混合叶片5.催化剂入口整流装置6.脱硝催化剂。
【具体实施方式】
[0029]下列非限制性实施例用于说明本实用新型。
[0030]实施例1:
[0031]参考图1、2、3所示，一种高效脱硝烟气均流装置，均流装置2布置于烟道内，烟道内包括脱硝催化剂6及其催化剂入口整流装置5，还包括布置于省煤器和脱硝催化剂6之间的烟道中的喷氨装置3及其之后的氨烟气混合装置，以及导流装置，作为选择，氨烟气混合装置为静态式混合叶片4，导流装置为导流板。如本实施例所示，导流板I包括布置于喷氨装置3烟气上游的烟道入口转角的入口导流板11，以及布置于静态式混合叶片4烟气下游的烟道出口转角的出口导流板12。均流装置2，布置于入口导流板11和喷氨装置3之间。均流装置2由一排倾斜设置的直板沿烟道深度方向(即图3中的I方向)排列成排的直板排构成，直板排由若干组直板组组成，每组直板组由相邻的两块呈对称布置的直板构成，各直板在烟道断面内通长布置，以烟气方向和烟道深度方向构成的面为基准面，直板排的直板组的两块直板均垂直该基准面，与烟道深度方向成70°倾斜角度A，两块直板在烟道深度方向上对称布置呈“八”字形结构，且该“八”字形结构沿烟气方向开口渐宽;烟道入口转角到均流装置2距离b为I倍的烟道当量直径，均流装置2和喷氨装置3之间的距离为0.5m，静态式混合叶片4到烟道出口转角距离b为3.5m。作为选择，如本实施例所示，直板的长度k为2倍的板间距离，该板间距离为直板组的两块直板在“八”字形结构的小开口处的距离r。直板厚度范围为3mm。每组直板组的两块直板上均开有孔，开孔率为10%。在流场沿烟道深度方向梯度较大时，通过调整均流装置与烟道壁面的距离P、q进一步改善流场的均匀性:其中，在流场沿烟道深度方向存在梯度，且流场分布为靠P侧小靠q侧大时，P大于q。反过来，在流场沿烟道深度方向存在梯度，且流场分布为靠P侧大靠q侧小时，q大于P 和q分别为直板排排列方向(当直板排沿烟道深度方向排列成排时，烟道深度方向即为该排直板排的直板排排列方向；同样的，当直板排沿烟道宽度方向排列成排时，烟道宽度方向即为该排直板排的直板排排列方向)的两端至烟道内壁间的距离，I为烟道断面在该直板排排列方向上的长度(当烟道深度方向为该排直板排的直板排排列方向时，该长度即为烟道深度;同样的，当烟道宽度方向为该排直板排的直板排排列方向，该长度即为烟道宽度)。该实施例在脱硝效率91%，氨逃逸3ppm时，流场最大相对速度偏差正负8%。催化剂前氨氮摩尔比最大相对偏差正负3%且由此均流装置带来的阻力增加值为45Pa。
[0032]实施例2:
[0033]参考图1、2、4、5所示，一种高效脱硝烟气均流装置，均流装置2布置于烟道内，烟道内包括脱硝催化剂6及其催化剂入口整流装置5，还包括布置于省煤器和脱硝催化剂6之间的烟道中的喷氨装置3及其之后的氨烟气混合装置，以及导流装置，作为选择，氨烟气混合装置为静态式混合叶片4，导流装置为导流板。如本实施例所示，导流板包括布置于喷氨装置3烟气上游的烟道入口转角的入口导流板11，以及布置于静态式混合叶片4烟气下游的烟道出口转角的出口导流板12。均流装置2布置于入口导流板11和喷氨装置3之间，均流装置2由两排直板排组成，两排直板排之间同层十字交叉，两排直板排均由若干组直板组组成，每组直板组由相邻的两块呈对称布置的直板构成，各直板在烟道断面内通长布置，一排直板排由若干直板沿烟道深度方向(即图4中的I方向)排列成排构成，以烟气方向和烟道深度方向构成的面为基准面，该排直板排的各直板组的两块直板均垂直该基准面，并与烟道深度方向成70°倾斜角度A，两块直板在烟道深度方向上对称布置呈“八”字形结构，且该“八”字形结构沿烟气方向开口渐宽；另一排直板排由若干直板沿烟道宽度方向(即图5中的w方向)排列成排构成，以烟气方向和烟道宽度方向构成的面为基准面，该排直板排的各直板组的两块直板均垂直该基准面，与烟道宽度方向成70°倾斜角度A，两块直板在烟道宽度方向上对称布置呈“八”字形结构，且该“八”字形结构沿烟气方向开口渐宽；烟道入口转角到均流装置2距离b为I倍的烟道当量直径，均流装置2和喷氨装置3之间的距离为0.5m，静态式混合叶片4到烟道出口转角距离b为3.5m。作为选择，如本实施例所示，直板的长度k为2倍的板间距离，该板间距离为直板组的两块直板在“八”字形结构的小开口处的距离r。直板厚度范围为3mm。每组直板组的两块直板上均开有孔，开孔率为10%。在流场沿直板排排列方向梯度较大时，通过调整均流装置与烟道壁面的距离p、q进一步改善流场的均匀性:其中，在流场沿直板排排列方向存在梯度，且流场分布为靠P侧小靠q侧大时，P大于q。反过来，在流场沿直板排排列方向存在梯度，且流场分布为靠P侧大靠q侧小时，q大于P和q分别为直板排排列方向(当直板排沿烟道深度方向排列成排时，烟道深度方向即为该排直板排的直板排排列方向；同样的，当直板排沿烟道宽度方向排列成排时，烟道宽度方向即为该排直板排的直板排排列方向)的两端至烟道内壁间的距离，I为烟道断面在该直板排排列方向上的长度(当烟道深度方向为该排直板排的直板排排列方向时，该长度即为烟道深度；同样的，当烟道宽度方向为该排直板排的直板排排列方向，该长度即为烟道宽度)。该实施例在脱硝效率91%，氨逃逸3ppm时，喷氨装置前和催化剂表面流场最大相对速度偏差正负8%。催化剂前氨氮摩尔比最大相对偏差正负3%。由此均流装置带来的阻力增加值80Pa。
[0034]实施例3:
[0035]参考图1、2、6、7所示，一种高效脱硝烟气均流装置，均流装置2布置于烟道内，烟道内包括脱硝催化剂6及其催化剂入口整流装置5，还包括布置于省煤器和脱硝催化剂6之间的烟道中的喷氨装置3及其之后的氨烟气混合装置，以及导流装置，作为选择，氨烟气混合装置为静态式混合叶片4，导流装置为导流板。如本实施例所示，导流板包括布置于喷氨装置3烟气上游的烟道入口转角的入口导流板11，以及布置于静态式混合叶片4烟气下游的烟道出口转角的出口导流板12。均流装置2布置于入口导流板11和喷氨装置3之间，均流装置2由两排直板排组成，两排直板排之间上下层十字交错，且上下层十字交错时两层紧贴布置，两排直板排均由若干组直板组组成，每组直板组由相邻的两块呈对称布置的直板构成，各直板在烟道断面内通长布置，一排直板排由若干直板沿烟道深度方向(即图6中的I方向)排列成排构成，以烟气方向和烟道深度方向构成的面为基准面，该排直板排的各直板组的两块直板均垂直该基准面，并与烟道深度方向成70°倾斜角度A，两块直板在烟道深度方向上对称布置呈“八”字形结构，且该“八”字形结构沿烟气方向开口渐宽；另一排直板排由若干直板沿烟道宽度方向(即图7中的w方向)排列成排构成，以烟气方向和烟道宽度方向构成的面为基准面，该排直板排的各直板组的两块直板均垂直该基准面，与烟道宽度方向成70°倾斜角度A，两块直板在烟道宽度方向上对称布置呈“八”字形结构，且该“八”字形结构沿烟气方向开口渐宽；烟道入口转角到均流装置2距离b为I倍的烟道当量直径，均流装置2和喷氨装置3之间的距离为0.5m，静态式混合叶片4到烟道出口转角距离b为4m。作为选择，如本实施例所示，直板的长度k为2倍的板间距离，该板间距离为直板组的两块直板在“八”字形结构的小开口处的距离r。直板厚度范围为3mm。每组直板组的两块直板上均开有孔，开孔率为10%。在流场沿直板排排列方向梯度较大时，通过调整均流装置与烟道壁面的距离p、q进一步改善流场的均匀性:其中，在流场沿直板排排列方向存在梯度，且流场分布为靠P侧小靠q侧大时，P大于q。反过来，在流场沿直板排排列方向存在梯度，且流场分布为靠P侧大靠q侧小时，q大于P 和q分别为直板排排列方向(当直板排沿烟道深度方向排列成排时，烟道深度方向即为该排直板排的直板排排列方向；同样的，当直板排沿烟道宽度方向排列成排时，烟道宽度方向即为该排直板排的直板排排列方向)的两端至烟道内壁间的距离，I为烟道断面在该直板排排列方向上的长度(当烟道深度方向为该排直板排的直板排排列方向时，该长度即为烟道深度；同样的，当烟道宽度方向为该排直板排的直板排排列方向，该长度即为烟道宽度)。该实施例在脱硝效率91%，氨逃逸3ppm时，喷氨装置前和催化剂表面流场最大相对速度偏差正负7%。催化剂前氨氮摩尔比最大相对偏差正负3%。由此均流装置带来的阻力增加值70Pa。
[0036]对比例1:
[0037]参考图1、2、6、7所示，一种高效脱硝低氨逃逸的装置，包括脱硝催化剂6及其催化剂入口整流装置5，布置于省煤器和脱硝催化剂6之间的烟道中的喷氨装置3及其之后的氨烟气混合装置，以及导流装置，氨烟气混合装置为静态式混合叶片4，导流装置为导流板。导流板包括布置于喷氨装置3烟气上游的烟道入口转角的入口导流板11，以及布置于静态式混合叶片4烟气下游的烟道出口转角的出口导流板12，还包括布置于入口导流板11和喷氨装置3之间的均流装置2，均流装置2由两排直板排组成，两排直板排之间上下层十字交错，且上下层十字交错时两层紧贴布置，两排直板排均由若干组直板组组成，每组直板组由相邻的两块呈对称布置的直板构成，各直板在烟道断面内通长布置，一排直板排由若干直板沿烟道深度方向(即图6中的I方向)排列成排构成，以烟气方向和烟道深度方向构成的面为基准面，该排直板排的各直板组的两块直板均垂直该基准面，并与烟道深度方向成70°倾斜角度A，两块直板在烟道深度方向上对称布置呈“八”字形结构，且该“八”字形结构沿烟气方向开口渐宽；另一排直板排由若干直板沿烟道宽度方向(即图7中的w方向)排列成排构成，以烟气方向和烟道宽度方向构成的面为基准面，该排直板排的各直板组的两块直板均垂直该基准面，与烟道宽度方向成80°倾斜角度A，两块直板在烟道宽度方向上对称布置呈“八”字形结构，且该“八”字形结构沿烟气方向开口渐宽;烟道入口转角到均流装置2距离b为I倍的烟道当量直径，均流装置2和喷氨装置3之间的距离为0.5m，静态式混合叶片4到烟道出口转角距离b为2m。直板的长度k为2倍的板间距离，该板间距离为直板组的两块直板在“八”字形结构的小开口处的距离r。直板厚度范围为3mm。每组直板组的两块直板上均开有孔，开孔率10%。该实施例在脱硝效率91%，氨逃逸3ppm时，喷氨装置前和催化剂表面流场最大相对速度偏差正负15%。催化剂前氨氮摩尔比最大相对偏差正负5%。由此均流装置带来的阻力增加值30Pa。
[0038]对比例2:
[0039]开口向上折板式:参考图1、10所示，一种脱硝烟气均流装置，均流装置2布置于烟道内。烟道内还包括布置于省煤器和脱硝催化剂6之间的烟道中的喷氨装置3及其之后的氨烟气混合装置，以及导流装置，作为选择，氨烟气混合装置为静态式混合叶片4，导流装置为导流板。如本实施例所示，导流板包括布置于喷氨装置3烟气上游的烟道入口转角的入口导流板11，以及布置于静态式混合叶片4烟气下游的烟道出口转角的出口导流板12，均流装置2布置于入口导流板11和喷氨装置3之间，如图10所示的开口向上折板式均流装置，在运行一段时间后，导流载荷增加变形，影响了流场的均匀性。且在喷氨装置前和催化剂表面流场最大相对速度偏差达到正负8%时，均流装置的单元数更多，阻力达到120Pa。大于实施例1。
[0040]对比例3:
[0041 ]开口向下折板式:参考图1、11所示，一种脱硝烟气均流装置，均流装置2布置于烟道内。烟道内还包括布置于省煤器和脱硝催化剂6之间的烟道中的喷氨装置3及其之后的氨烟气混合装置，以及导流装置，作为选择，氨烟气混合装置为静态式混合叶片4，导流装置为导流板。如本实施例所示，导流板包括布置于喷氨装置3烟气上游的烟道入口转角的入口导流板11，以及布置于静态式混合叶片4烟气下游的烟道出口转角的出口导流板12，均流装置2布置于入口导流板11和喷氨装置3之间，均流装置2为如图11所示的开口向下折板式均流装置。该实施例在脱硝效率91%，氨逃逸3ppm时，喷氨装置前和催化剂表面流场最大相对速度偏差正负8%。催化剂前氨氮摩尔比最大相对偏差正负3%。但由此均流装置带来的阻力增加值240Pa。
[0042]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种脱硝烟气均流装置，包括布置于烟道中的均流装置，其特征在于:均流装置由至少一排直板排组成，直板排由若干组直板组组成，每组直板组由相邻的两块呈对称布置的直板构成；至少一排直板排由若干直板沿烟道深度方向排列成排构成，以烟气方向和烟道深度方向构成的面为基准面，该排直板排的各直板组的两块直板均垂直该基准面，并与烟道深度方向成45-70°倾斜角度，两块直板在烟道深度方向上对称布置呈“八”字形结构，且该“八”字形结构沿烟气方向开口渐宽。2.如权利要求1所述的脱硝烟气均流装置，其特征在于:均流装置由两排直板排组成，两排直板排之间同层十字交叉或上下层十字交错，且上下层十字交错时两层紧贴布置，两排直板排均由若干组直板组组成，每组直板组由相邻的两块呈对称布置的直板构成，一排直板排由若干直板沿烟道深度方向排列成排构成，以烟气方向和烟道深度方向构成的面为基准面，该排直板排的各直板组的两块直板均垂直该基准面，并与烟道深度方向成45-70°倾斜角度，两块直板在烟道深度方向上对称布置呈“八”字形结构，且该“八”字形结构沿烟气方向开口渐宽；另一排直板排由若干直板沿烟道宽度方向排列成排构成，以烟气方向和烟道宽度方向构成的面为基准面，该排直板排的各直板组的两块直板均垂直该基准面，与烟道宽度方向成45-70°倾斜角度，两块直板在烟道宽度方向上对称布置呈“八”字形结构，且该“八”字形结构沿烟气方向开口渐宽。3.如权利要求1或2所述的脱硝烟气均流装置，其特征在于:每组直板组的两块直板上均开有孔。4.如权利要求3所述的脱硝烟气均流装置，其特征在于:流场沿直板排排列方向存在梯度，且流场分布为靠直板排排列方向左侧小而靠右侧大时，直板排左端距烟道壁左面的距离大于直板排右端距烟道壁右面的距离。5.如权利要求3所述的脱硝烟气均流装置，其特征在于:流场沿直板排排列方向存在梯度，且流场分布为靠直板排排列方向左侧大而靠右侧小时，直板排左端距烟道壁左面的距离小于直板排右端距烟道壁右面的距离。6.如权利要求1或2所述的脱硝烟气均流装置，其特征在于:直板的长度大于等于2倍的板间距离，该板间距离为直板组的两块直板在“八”字形结构的小开口处的距离。7.如权利要求1或2所述的脱硝烟气均流装置，其特征在于:直板厚度范围为3-6_。8.如权利要求1或2所述的脱硝烟气均流装置，其特征在于:各直板在烟道断面内通长布置。
【文档编号】B01D53/86GK205700075SQ201620214342
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年3月18日
【发明人】吉彦鹏, 张定海, 叶茂, 周武
【申请人】东方电气集团东方锅炉股份有限公司
【专利摘要】本实用新型公开了一种脱硝烟气均流装置，属于烟气脱硝领域，包括布置于烟道中的均流装置，均流装置由至少一排直板排组成，直板排由若干组直板组组成，每组直板组由相邻的两块呈对称布置的直板构成；至少一排直板排由若干直板沿烟道深度方向排列成排构成，以烟气方向和烟道深度方向构成的面为基准面，该排直板排的各直板组的两块直板均垂直该基准面，并与烟道深度方向成45?70°倾斜角度，两块直板在烟道深度方向上对称布置呈“八”字形结构，且该“八”字形结构沿烟气方向开口渐宽。本实用新型是一种具有良好的均流效果，且阻力小的烟气脱硝均流装置。
【专利说明】
一种脱硝烟气均流装置
技术领域
[0001]本实用新型属于烟气脱销领域，尤其涉及在脱硝效率90%以上时对氨逃逸的控制。
【背景技术】
[0002]随着国家对环保排放越来越重视，对于锅炉尾部NOx的排放值要求也越来越高，《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014—2020年)》行动计划中明确指出:东部地区11省市新建燃煤发电机组NOx排放浓度基本达到燃气轮机组排放限值(即在基准氧含量6%条件下不高于50mg/Nm3)，中部地区8省新建机组原则上接近或达到燃气轮机组排放限值，鼓励西部地区新建机组接近或达到燃气轮机组排放限值。在这种背景下，对脱硝效率的要求往往在90%以上，在高效率，低排放值时很容易引起脱硝效率达标时，氨逃逸超标，对设计就提出了更高的要求。
[0003]传统的方法是通过在脱硝烟道内增加导流板、催化剂上部的均流器(催化剂入口整流装置)来满足脱硝效率、氨逃逸，但是，在脱硝效率90%以上，出口NOx含量要求低于50mg/Nm3时，此方法就会存在氨逃逸超标风险，逃逸氨会产生NH3HSO4，从而堵塞空预器。目前，普遍的做法是增加一层催化剂，增加喷嘴数量以满足氨气在断面上的覆盖率。但是，这种方法的弊端是没有考虑到流场均匀性的重要性。传统的流场控制策略是喷氨之前和催化剂表面两处流速最大相对偏差小于正负15%即可，而只有将此参数降低到10%甚至更低，同时辅助以增加催化剂数量，喷嘴数量，才能从根本上保证在要求高脱硝效率时，氨逃逸不超标。而在喷嘴下游，由于存在静态式混合叶片、导流板、催化剂上部均流器，如果再加入其它均流装置，效果已经不明显。因此，只有在喷氨之前加入合适的均流装置，提高喷氨之前的流场均匀性，才能保证氨气与烟气达到最优的混合效果，从而达到反应效果的最大化。
[0004]而均流装置是此方法中最关键的设备，由于脱硝设备在满足效率、氨逃逸的同时，阻力是不可回避的问题，设计具有良好的均流效果、且阻力小的装置是必须要解决的问题。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于:提出一种具有良好的均流效果，且阻力小的烟气脱硝均流装置。
[0006]本实用新型目的通过下述技术方案来实现:
[0007]—种脱硝烟气均流装置，包括布置于烟道中的均流装置，均流装置由至少一排直板排组成，直板排由若干组直板组组成，每组直板组由相邻的两块呈对称布置的直板构成；至少一排直板排由若干直板沿烟道深度方向排列成排构成，以烟气方向(由于实际情况下在烟道断面上，烟气方向并不相同，而本专利中为了界定一个基准方向，以烟气在烟道长度延伸方向上的流动方向为烟气方向:比如标准长方体的烟道，长为其最长尺寸，其烟气方向即其长度方向)和烟道深度方向构成的面为基准面，该排直板排的各直板组的两块直板均垂直该基准面，并与烟道深度方向成45-70°倾斜角度，两块直板在烟道深度方向上对称布置呈“八”字形结构，且该“八”字形结构沿烟气方向开口渐宽。
[0008]作为选择，均流装置由两排直板排组成，两排直板排之间同层十字交叉或上下层十字交错，且上下层十字交错时两层紧贴布置，两排直板排均由若干组直板组组成，每组直板组由相邻的两块呈对称布置的直板构成，一排直板排由若干直板沿烟道深度方向排列成排构成，以烟气方向和烟道深度方向构成的面为基准面，该排直板排的各直板组的两块直板均垂直该基准面，并与烟道深度方向成45-70°倾斜角度，两块直板在烟道深度方向上对称布置呈“八”字形结构，且该“八”字形结构沿烟气方向开口渐宽；另一排直板排由若干直板沿烟道宽度方向排列成排构成，以烟气方向和烟道宽度方向构成的面为基准面，该排直板排的各直板组的两块直板均垂直该基准面，与烟道宽度方向成45-70°倾斜角度，两块直板在烟道宽度方向上对称布置呈“八”字形结构，且该“八”字形结构沿烟气方向开口渐宽。
[0009]直板倾斜角度范围为45-70°，角度过大均流效果差，角度过小阻力会增加较多。
[0010]作为选择，每组直板组的两块直板上均开有孔，可根据阻力要求选择合适的开孔率。
[0011]作为进一步选择，流场沿直板排排列方向存在梯度，且流场分布为靠P侧(直板排排列方向左侧)小靠q侧(直板排排列方向右侧)大时，直板排左端距烟道壁左面的距离P大于直板排右端距烟道壁右面的距离q。反过来，流场沿直板排排列方向存在梯度，且流场分布为靠P侧大靠q侧小时，q大于P。该方案中，在流场沿烟道宽度方向梯度较大时，通过调整均流装置与烟道壁面的距离P、q进一步改善流场的均匀性。流场分布为靠P侧小靠q侧大时，可调整距离使P大于q，反之，当靠P侧大靠q侧小时，调整距离使q大于P。
[0012]作为选择，直板的长度大于等于2倍的板间距离，以保证均流效果，该板间距离为直板组的两块直板在“八”字形结构的小开口处的距离。
[0013]作为选择，直板厚度范围为3-6_，可根据烟气中灰的含量调整，以防止磨损。
[0014]作为选择，各直板在烟道断面内通长布置。
[0015]前述本实用新型主方案及其各进一步选择方案可以自由组合以形成多个方案，均为本实用新型可采用并要求保护的方案:如本实用新型，各选择即可和其他选择任意组合，本领域技术人员在了解本实用新型方案后根据现有技术和公知常识可明了有多种组合，均为本实用新型所要保护的技术方案，在此不做穷举。
[0016]本实用新型的有益效果:通过在烟道内加设本专利均流装置，可以使得流场更加均匀，从而达到混合效果的最佳化，达到流场阻力的最小化。本实用新型的均流器在同等孔隙率下，阻力比横跨烟道断面布置于烟道内的圆孔板式(图8)和条栅式(图9)及开口向下折板式(图11)降低大约2/3。和开口向上折板式相比(图10)，由于直板在断面均匀分布，均流效果更优。同时，在高孔隙率时，由于直板倾斜角度的存在，均流效果优于圆孔板式和条栅式。
【附图说明】
[0017]图1是本实用新型的均流装置的使用状态示意图；
[0018]图2是本实用新型的均流装置的直板组的结构示意图；
[0019]图3是本实用新型实施例1的均流装置布置结构示意图；
[0020]图4是本实用新型实施例2的均流装置布置结构示意图；
[0021]图5是图4的侧视图；
[0022]图6是本实用新型实施例3的均流装置布置结构示意图；
[0023]图7是图6的侧视图；
[0024]图8是现有技术中圆孔板式均流装置的结构示意图；
[0025]图9是现有技术中条栅式均流装置的结构示意图；
[0026]图10是现有技术中开口向上折板式均流装置的结构示意图；
[0027]图11是现有技术中开口向下折板式均流装置的结构示意图；
[0028]其中11.入口导流板12.入口导流板2.均流装置3.喷氨装置4.静态式混合叶片5.催化剂入口整流装置6.脱硝催化剂。
【具体实施方式】
[0029]下列非限制性实施例用于说明本实用新型。
[0030]实施例1:
[0031]参考图1、2、3所示，一种高效脱硝烟气均流装置，均流装置2布置于烟道内，烟道内包括脱硝催化剂6及其催化剂入口整流装置5，还包括布置于省煤器和脱硝催化剂6之间的烟道中的喷氨装置3及其之后的氨烟气混合装置，以及导流装置，作为选择，氨烟气混合装置为静态式混合叶片4，导流装置为导流板。如本实施例所示，导流板I包括布置于喷氨装置3烟气上游的烟道入口转角的入口导流板11，以及布置于静态式混合叶片4烟气下游的烟道出口转角的出口导流板12。均流装置2，布置于入口导流板11和喷氨装置3之间。均流装置2由一排倾斜设置的直板沿烟道深度方向(即图3中的I方向)排列成排的直板排构成，直板排由若干组直板组组成，每组直板组由相邻的两块呈对称布置的直板构成，各直板在烟道断面内通长布置，以烟气方向和烟道深度方向构成的面为基准面，直板排的直板组的两块直板均垂直该基准面，与烟道深度方向成70°倾斜角度A，两块直板在烟道深度方向上对称布置呈“八”字形结构，且该“八”字形结构沿烟气方向开口渐宽;烟道入口转角到均流装置2距离b为I倍的烟道当量直径，均流装置2和喷氨装置3之间的距离为0.5m，静态式混合叶片4到烟道出口转角距离b为3.5m。作为选择，如本实施例所示，直板的长度k为2倍的板间距离，该板间距离为直板组的两块直板在“八”字形结构的小开口处的距离r。直板厚度范围为3mm。每组直板组的两块直板上均开有孔，开孔率为10%。在流场沿烟道深度方向梯度较大时，通过调整均流装置与烟道壁面的距离P、q进一步改善流场的均匀性:其中，在流场沿烟道深度方向存在梯度，且流场分布为靠P侧小靠q侧大时，P大于q。反过来，在流场沿烟道深度方向存在梯度，且流场分布为靠P侧大靠q侧小时，q大于P 和q分别为直板排排列方向(当直板排沿烟道深度方向排列成排时，烟道深度方向即为该排直板排的直板排排列方向；同样的，当直板排沿烟道宽度方向排列成排时，烟道宽度方向即为该排直板排的直板排排列方向)的两端至烟道内壁间的距离，I为烟道断面在该直板排排列方向上的长度(当烟道深度方向为该排直板排的直板排排列方向时，该长度即为烟道深度;同样的，当烟道宽度方向为该排直板排的直板排排列方向，该长度即为烟道宽度)。该实施例在脱硝效率91%，氨逃逸3ppm时，流场最大相对速度偏差正负8%。催化剂前氨氮摩尔比最大相对偏差正负3%且由此均流装置带来的阻力增加值为45Pa。
[0032]实施例2:
[0033]参考图1、2、4、5所示，一种高效脱硝烟气均流装置，均流装置2布置于烟道内，烟道内包括脱硝催化剂6及其催化剂入口整流装置5，还包括布置于省煤器和脱硝催化剂6之间的烟道中的喷氨装置3及其之后的氨烟气混合装置，以及导流装置，作为选择，氨烟气混合装置为静态式混合叶片4，导流装置为导流板。如本实施例所示，导流板包括布置于喷氨装置3烟气上游的烟道入口转角的入口导流板11，以及布置于静态式混合叶片4烟气下游的烟道出口转角的出口导流板12。均流装置2布置于入口导流板11和喷氨装置3之间，均流装置2由两排直板排组成，两排直板排之间同层十字交叉，两排直板排均由若干组直板组组成，每组直板组由相邻的两块呈对称布置的直板构成，各直板在烟道断面内通长布置，一排直板排由若干直板沿烟道深度方向(即图4中的I方向)排列成排构成，以烟气方向和烟道深度方向构成的面为基准面，该排直板排的各直板组的两块直板均垂直该基准面，并与烟道深度方向成70°倾斜角度A，两块直板在烟道深度方向上对称布置呈“八”字形结构，且该“八”字形结构沿烟气方向开口渐宽；另一排直板排由若干直板沿烟道宽度方向(即图5中的w方向)排列成排构成，以烟气方向和烟道宽度方向构成的面为基准面，该排直板排的各直板组的两块直板均垂直该基准面，与烟道宽度方向成70°倾斜角度A，两块直板在烟道宽度方向上对称布置呈“八”字形结构，且该“八”字形结构沿烟气方向开口渐宽；烟道入口转角到均流装置2距离b为I倍的烟道当量直径，均流装置2和喷氨装置3之间的距离为0.5m，静态式混合叶片4到烟道出口转角距离b为3.5m。作为选择，如本实施例所示，直板的长度k为2倍的板间距离，该板间距离为直板组的两块直板在“八”字形结构的小开口处的距离r。直板厚度范围为3mm。每组直板组的两块直板上均开有孔，开孔率为10%。在流场沿直板排排列方向梯度较大时，通过调整均流装置与烟道壁面的距离p、q进一步改善流场的均匀性:其中，在流场沿直板排排列方向存在梯度，且流场分布为靠P侧小靠q侧大时，P大于q。反过来，在流场沿直板排排列方向存在梯度，且流场分布为靠P侧大靠q侧小时，q大于P和q分别为直板排排列方向(当直板排沿烟道深度方向排列成排时，烟道深度方向即为该排直板排的直板排排列方向；同样的，当直板排沿烟道宽度方向排列成排时，烟道宽度方向即为该排直板排的直板排排列方向)的两端至烟道内壁间的距离，I为烟道断面在该直板排排列方向上的长度(当烟道深度方向为该排直板排的直板排排列方向时，该长度即为烟道深度；同样的，当烟道宽度方向为该排直板排的直板排排列方向，该长度即为烟道宽度)。该实施例在脱硝效率91%，氨逃逸3ppm时，喷氨装置前和催化剂表面流场最大相对速度偏差正负8%。催化剂前氨氮摩尔比最大相对偏差正负3%。由此均流装置带来的阻力增加值80Pa。
[0034]实施例3:
[0035]参考图1、2、6、7所示，一种高效脱硝烟气均流装置，均流装置2布置于烟道内，烟道内包括脱硝催化剂6及其催化剂入口整流装置5，还包括布置于省煤器和脱硝催化剂6之间的烟道中的喷氨装置3及其之后的氨烟气混合装置，以及导流装置，作为选择，氨烟气混合装置为静态式混合叶片4，导流装置为导流板。如本实施例所示，导流板包括布置于喷氨装置3烟气上游的烟道入口转角的入口导流板11，以及布置于静态式混合叶片4烟气下游的烟道出口转角的出口导流板12。均流装置2布置于入口导流板11和喷氨装置3之间，均流装置2由两排直板排组成，两排直板排之间上下层十字交错，且上下层十字交错时两层紧贴布置，两排直板排均由若干组直板组组成，每组直板组由相邻的两块呈对称布置的直板构成，各直板在烟道断面内通长布置，一排直板排由若干直板沿烟道深度方向(即图6中的I方向)排列成排构成，以烟气方向和烟道深度方向构成的面为基准面，该排直板排的各直板组的两块直板均垂直该基准面，并与烟道深度方向成70°倾斜角度A，两块直板在烟道深度方向上对称布置呈“八”字形结构，且该“八”字形结构沿烟气方向开口渐宽；另一排直板排由若干直板沿烟道宽度方向(即图7中的w方向)排列成排构成，以烟气方向和烟道宽度方向构成的面为基准面，该排直板排的各直板组的两块直板均垂直该基准面，与烟道宽度方向成70°倾斜角度A，两块直板在烟道宽度方向上对称布置呈“八”字形结构，且该“八”字形结构沿烟气方向开口渐宽；烟道入口转角到均流装置2距离b为I倍的烟道当量直径，均流装置2和喷氨装置3之间的距离为0.5m，静态式混合叶片4到烟道出口转角距离b为4m。作为选择，如本实施例所示，直板的长度k为2倍的板间距离，该板间距离为直板组的两块直板在“八”字形结构的小开口处的距离r。直板厚度范围为3mm。每组直板组的两块直板上均开有孔，开孔率为10%。在流场沿直板排排列方向梯度较大时，通过调整均流装置与烟道壁面的距离p、q进一步改善流场的均匀性:其中，在流场沿直板排排列方向存在梯度，且流场分布为靠P侧小靠q侧大时，P大于q。反过来，在流场沿直板排排列方向存在梯度，且流场分布为靠P侧大靠q侧小时，q大于P 和q分别为直板排排列方向(当直板排沿烟道深度方向排列成排时，烟道深度方向即为该排直板排的直板排排列方向；同样的，当直板排沿烟道宽度方向排列成排时，烟道宽度方向即为该排直板排的直板排排列方向)的两端至烟道内壁间的距离，I为烟道断面在该直板排排列方向上的长度(当烟道深度方向为该排直板排的直板排排列方向时，该长度即为烟道深度；同样的，当烟道宽度方向为该排直板排的直板排排列方向，该长度即为烟道宽度)。该实施例在脱硝效率91%，氨逃逸3ppm时，喷氨装置前和催化剂表面流场最大相对速度偏差正负7%。催化剂前氨氮摩尔比最大相对偏差正负3%。由此均流装置带来的阻力增加值70Pa。
[0036]对比例1:
[0037]参考图1、2、6、7所示，一种高效脱硝低氨逃逸的装置，包括脱硝催化剂6及其催化剂入口整流装置5，布置于省煤器和脱硝催化剂6之间的烟道中的喷氨装置3及其之后的氨烟气混合装置，以及导流装置，氨烟气混合装置为静态式混合叶片4，导流装置为导流板。导流板包括布置于喷氨装置3烟气上游的烟道入口转角的入口导流板11，以及布置于静态式混合叶片4烟气下游的烟道出口转角的出口导流板12，还包括布置于入口导流板11和喷氨装置3之间的均流装置2，均流装置2由两排直板排组成，两排直板排之间上下层十字交错，且上下层十字交错时两层紧贴布置，两排直板排均由若干组直板组组成，每组直板组由相邻的两块呈对称布置的直板构成，各直板在烟道断面内通长布置，一排直板排由若干直板沿烟道深度方向(即图6中的I方向)排列成排构成，以烟气方向和烟道深度方向构成的面为基准面，该排直板排的各直板组的两块直板均垂直该基准面，并与烟道深度方向成70°倾斜角度A，两块直板在烟道深度方向上对称布置呈“八”字形结构，且该“八”字形结构沿烟气方向开口渐宽；另一排直板排由若干直板沿烟道宽度方向(即图7中的w方向)排列成排构成，以烟气方向和烟道宽度方向构成的面为基准面，该排直板排的各直板组的两块直板均垂直该基准面，与烟道宽度方向成80°倾斜角度A，两块直板在烟道宽度方向上对称布置呈“八”字形结构，且该“八”字形结构沿烟气方向开口渐宽;烟道入口转角到均流装置2距离b为I倍的烟道当量直径，均流装置2和喷氨装置3之间的距离为0.5m，静态式混合叶片4到烟道出口转角距离b为2m。直板的长度k为2倍的板间距离，该板间距离为直板组的两块直板在“八”字形结构的小开口处的距离r。直板厚度范围为3mm。每组直板组的两块直板上均开有孔，开孔率10%。该实施例在脱硝效率91%，氨逃逸3ppm时，喷氨装置前和催化剂表面流场最大相对速度偏差正负15%。催化剂前氨氮摩尔比最大相对偏差正负5%。由此均流装置带来的阻力增加值30Pa。
[0038]对比例2:
[0039]开口向上折板式:参考图1、10所示，一种脱硝烟气均流装置，均流装置2布置于烟道内。烟道内还包括布置于省煤器和脱硝催化剂6之间的烟道中的喷氨装置3及其之后的氨烟气混合装置，以及导流装置，作为选择，氨烟气混合装置为静态式混合叶片4，导流装置为导流板。如本实施例所示，导流板包括布置于喷氨装置3烟气上游的烟道入口转角的入口导流板11，以及布置于静态式混合叶片4烟气下游的烟道出口转角的出口导流板12，均流装置2布置于入口导流板11和喷氨装置3之间，如图10所示的开口向上折板式均流装置，在运行一段时间后，导流载荷增加变形，影响了流场的均匀性。且在喷氨装置前和催化剂表面流场最大相对速度偏差达到正负8%时，均流装置的单元数更多，阻力达到120Pa。大于实施例1。
[0040]对比例3:
[0041 ]开口向下折板式:参考图1、11所示，一种脱硝烟气均流装置，均流装置2布置于烟道内。烟道内还包括布置于省煤器和脱硝催化剂6之间的烟道中的喷氨装置3及其之后的氨烟气混合装置，以及导流装置，作为选择，氨烟气混合装置为静态式混合叶片4，导流装置为导流板。如本实施例所示，导流板包括布置于喷氨装置3烟气上游的烟道入口转角的入口导流板11，以及布置于静态式混合叶片4烟气下游的烟道出口转角的出口导流板12，均流装置2布置于入口导流板11和喷氨装置3之间，均流装置2为如图11所示的开口向下折板式均流装置。该实施例在脱硝效率91%，氨逃逸3ppm时，喷氨装置前和催化剂表面流场最大相对速度偏差正负8%。催化剂前氨氮摩尔比最大相对偏差正负3%。但由此均流装置带来的阻力增加值240Pa。
[0042]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种脱硝烟气均流装置，包括布置于烟道中的均流装置，其特征在于:均流装置由至少一排直板排组成，直板排由若干组直板组组成，每组直板组由相邻的两块呈对称布置的直板构成；至少一排直板排由若干直板沿烟道深度方向排列成排构成，以烟气方向和烟道深度方向构成的面为基准面，该排直板排的各直板组的两块直板均垂直该基准面，并与烟道深度方向成45-70°倾斜角度，两块直板在烟道深度方向上对称布置呈“八”字形结构，且该“八”字形结构沿烟气方向开口渐宽。2.如权利要求1所述的脱硝烟气均流装置，其特征在于:均流装置由两排直板排组成，两排直板排之间同层十字交叉或上下层十字交错，且上下层十字交错时两层紧贴布置，两排直板排均由若干组直板组组成，每组直板组由相邻的两块呈对称布置的直板构成，一排直板排由若干直板沿烟道深度方向排列成排构成，以烟气方向和烟道深度方向构成的面为基准面，该排直板排的各直板组的两块直板均垂直该基准面，并与烟道深度方向成45-70°倾斜角度，两块直板在烟道深度方向上对称布置呈“八”字形结构，且该“八”字形结构沿烟气方向开口渐宽；另一排直板排由若干直板沿烟道宽度方向排列成排构成，以烟气方向和烟道宽度方向构成的面为基准面，该排直板排的各直板组的两块直板均垂直该基准面，与烟道宽度方向成45-70°倾斜角度，两块直板在烟道宽度方向上对称布置呈“八”字形结构，且该“八”字形结构沿烟气方向开口渐宽。3.如权利要求1或2所述的脱硝烟气均流装置，其特征在于:每组直板组的两块直板上均开有孔。4.如权利要求3所述的脱硝烟气均流装置，其特征在于:流场沿直板排排列方向存在梯度，且流场分布为靠直板排排列方向左侧小而靠右侧大时，直板排左端距烟道壁左面的距离大于直板排右端距烟道壁右面的距离。5.如权利要求3所述的脱硝烟气均流装置，其特征在于:流场沿直板排排列方向存在梯度，且流场分布为靠直板排排列方向左侧大而靠右侧小时，直板排左端距烟道壁左面的距离小于直板排右端距烟道壁右面的距离。6.如权利要求1或2所述的脱硝烟气均流装置，其特征在于:直板的长度大于等于2倍的板间距离，该板间距离为直板组的两块直板在“八”字形结构的小开口处的距离。7.如权利要求1或2所述的脱硝烟气均流装置，其特征在于:直板厚度范围为3-6_。8.如权利要求1或2所述的脱硝烟气均流装置，其特征在于:各直板在烟道断面内通长布置。
【文档编号】B01D53/86GK205700075SQ201620214342
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年3月18日
【发明人】吉彦鹏, 张定海, 叶茂, 周武
【申请人】东方电气集团东方锅炉股份有限公司
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