专利名称：水泥窑脱硝用自动调节喷雾设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种水泥窑脱硝用自动调节喷雾设备。
背景技术：
NOX排放日益成为一个迫切需要解决的社会问题，水泥生产技术发展到今天，已经进入了以新型干法水泥生产线占主导地位的时代，而且该生产技术仍在继续发展和进一步完善中。近几年来，随着我国经济建设和社会的快速发展，我国水泥工业的迅猛发展，水泥行业氮氧化物的排放量上升，已是居火力发电、汽车尾气排放之后的第三排放大户，严重影响大气环境，成为水泥工业可持续发展的制约因素。“十二五”期间，氮氧化物首次被列入约束性指标体系，排放总量要削减10%。在一些控制NOX的技术中，SNCR脱硝技术比较适合我国水泥工业的实际情况，选择性非催化还原技术属于燃烧后的控制技术，是将带有氨基物质在没有催化剂的情况下，由泵喷射入分解炉内，在一定条件下与NOX反应还原生成无毒无害的氮气和水，其脱硝效率一般在40% 80%。目前市场上的脱硝喷射系统自动化程度不高，不能精确控制喷雾量，容易造成氨逃逸，产生二次污染，喷枪雾化效果不好，雾化颗粒的穿透能力不够，喷头容易堵塞，喷枪经过长时间高温煅烧，使用寿命较短，有的喷枪具有伸缩功能，但喷枪伸出之后，分解炉存在严重漏风问题，直接影响分解炉的温度，造成工况不稳定。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种克服上述不足的水泥窑脱硝用自动调节喷雾设备。
本实用新型的水泥窑脱硝用自动调节喷雾设备，包括在分解炉侧壁安装喷枪结构，喷枪结构进气口、还原剂进口通过管线与喷射装置的出口相连，喷射装置配置还原剂储存罐、气源柜、自动控制电气柜及控制电路，其特征在于喷枪结构通过喷枪套筒和焊口垂直固定在分解炉侧壁，喷枪体可进、出分解炉，在喷枪框架壁上垂直安装封门气缸、门挡板；还原剂储存罐及管路中设置进、出阀、液位计、离心泵，电动阀、流量调节阀；气源柜内设置压缩空气压力变送器、气路中设置压缩空气出口阀及法兰球阀、还原剂压力变送器及电磁流量计；自动控制电气柜中设置与自控程序模块PLC连接的接线端，并分别连接所述电气件，电路中对应离心泵的变频器的控制信号有:端子排上的变频器启动信号、变频器运行信号、变频器故障信号输出端，与离心泵共同连接三相电；可编程控制器由通讯电缆与电气柜上的触摸屏相连。水泥窑脱硝用自动调节喷雾设备，喷枪具有喷雾颗粒细密，穿透能力强，使用寿命延长，自动调节喷枪从炉体中自动伸缩并自动封门。本设备自动控制系统的基本功能是根据设定的烟气中NOX的含量来自动调节还原剂的喷射量，使还原剂与烟气中的NOX充分发生正反应，生成氮气和水，降低烟气中含有的NOX的浓度，保证NOX排放符合国家环保标准。自动控制系统依靠设定的NOX浓度值信号与实际NOX浓度值信号相比较，通过PID算法计算，驱动变频器来调整离心泵的转速，从而控制喷枪的喷射流量，最终使实际NOX浓度趋近于设定值。工作时，自动控制系统将根据实际工况计算所需的喷射量，同时开启相应的喷枪数量，对应的喷枪自动伸入分解炉内，停机时，喷枪自动退出分解炉，这样保证了喷枪不用长时间处于高温环境，延长了喷枪的使用寿命。还原剂溶液经过储存罐储存后使溶液流出储存罐出口并输送至变频离心泵进口后，由变频离心泵升压并至一定的压力范围(0.4
0.6MPa)，经出口管道输送至喷枪，在压缩空气的作用下雾化，产生非常细小的雾化颗粒，均匀分布在分解炉内，与烟气中的NOX充分混合发生反应，将烟气中的NOX含量控制在400mg/Nm3以内。
图1是本水泥窑脱硝用自动调节喷雾设备的工艺示意图；图2是本喷雾设备的还原剂和气路配置示意图；图3.1是本喷雾设备的喷枪结构及与炉体结合示意图；图3.2是喷头端截面图；图4是本喷雾设备的电路控制原理图。
具体实施方式
本水泥窑脱硝用自动调节喷雾设备例I是用于在水泥厂生产中，保证排放烟气NOX含量在400mg/Nm3以内，符合国家标准。参见图1:本实用新型的水泥窑脱硝用自动调节喷雾设备，包括在分解炉I侧安装喷枪结构4，喷枪结构4进气口 通过气路管线6、还原剂进口通过管线5与喷射装置2的出口相连，喷射装置2配置还原剂储存罐9、成型的还原剂溶液引入喷射装置2的入口，还有给喷射装置2配套的自动控制电气柜3及控制电路，其特征在于喷枪结构4垂直位于分解炉I侧壁，喷枪体23可穿过分解炉I侧壁进、出；如图2所示，还原剂储存罐9体上设置进液阀7、超声波液位计8、储存罐出液阀10、储存罐清理排液阀11 ;还原剂储存罐9连接的出液管路中设离心泵12，离心泵12出端设电动阀16、流量调节阀17、法兰蝶阀18，法兰蝶阀18出端设三通连接气源控制柜22内设置的压缩空气压力变送器19、气路中的压缩空气出口阀21及法兰球阀20 ;在法兰球阀20与还原剂出口阀15之间设置还原剂压力变送器14 ；离心泵12出端与还原剂出口阀15之间的还原剂管路中设电磁流量计13。如图3.1所示，所述的喷枪结构4，包括喷枪体23、喷枪框架28，其特征在于喷枪框架28为筒状，开口端安装环状的框架法兰24，与喷枪套筒53连接，喷枪套筒53通过焊口 52与分解炉外壁51垂直固定，在框架法兰24内侧添加高温耐磨密封圈54，起到密封的作用。喷枪体23后端安装喷枪伸缩气缸25，隔板55与喷枪体23之间加装耐磨圈56、并通过隔板55固定在喷枪框架28内，伸缩气缸25通过行程连接杆57与喷枪体23连接并控制其移动，喷枪体23前端垂直穿过框架法兰24进入分解炉I内；在框架法兰24与隔板55之间的喷枪框架28壁上，垂直安装封门气缸26、门挡板27。见图3.2所示，还原剂溶液入口58，压缩空气入口 59穿过喷枪框架28与喷枪体23相接，喷枪体23端采用双流体喷头60，喷头60中共有8个气雾流体出孔61，环周布置，不易堵塞，雾化效果非常好。喷枪结构中设置两个气缸:由喷枪伸缩气缸来带动喷枪体进、出分解炉的移动，当喷枪不工作时，从分解炉内抽出，避免高温煅烧，延长喷枪使用寿命，避免喷头堵塞；封门气缸的作用是当喷枪体从分解炉内自动抽出的同时，封门气缸推动门挡板，使其封闭分解炉壁上喷枪体开孔处，避免冷空气进入分解炉使分解炉内温度降低。水泥窑脱硝用自动调节喷雾设备电路控制原理见图4所示，其特征在于自动控制电气柜3中设置与自控程序模块PLC连接的接线端分别为系统启动信号32、系统备妥信号33、系统故障信号34、气路电动阀开关信号35、1#变频器启动信号36、2#变频器启动信号37、1#变频器运行信号38、2#变频器运行信号39、1#变频器故障信号40、2#变频器故障信号41、喷枪伸缩信号42、喷枪封门信号43、还原剂流量信号44、设定NOX浓度信号45、实际NOX浓度信号46端。系统启动信号32与中控室DCS系统相连，气路电动阀开关信号35端连接控制气路电动阀16开与关。喷射装置2内的离心泵12有两台，一用一备，1#离心泵对应1#变频器，2#离心泵对应2#变频器。电路中对应1#变频器30的控制信号有:端子排51上的1#变频器启动信号36、1#变频器运行信号38、1#变频器故障信号40，输出端与1#离心泵连接三相电；2#变频器31的控制信号有:2#变频器启动信号37、2#变频器运行信号39、2#变频器故障信号41的输出端与2#离心泵共同连接三相电；可编程控制器29由通讯电缆49与电气柜3上的触摸屏50相连。自动控制系统依靠设定的NOX浓度值信号45与实际NOX浓度值信号46相比较，通过PID 算法计算，驱动变频器来调整离心泵12的转速，从而控制喷枪4的喷射流量，最终使实际NOX浓度趋近于设定值。
权利要求1.水泥窑脱硝用自动调节喷雾设备，包括在分解炉侧壁安装喷枪结构，喷枪结构进气口、还原剂进口通过管线与喷射装置的出口相连，喷射装置配置还原剂储存罐、气源柜、自动控制电气柜及控制电路，其特征在于喷枪结构通过喷枪套筒和焊口垂直固定在分解炉侧壁，喷枪体可进、出分解炉，在喷枪框架壁上垂直安装封门气缸、门挡板；还原剂储存罐及管路中设置进、出阀、液位计、离心泵，电动阀、流量调节阀；气源柜内设置压缩空气压力变送器、气路中设置压缩空气出口阀及法兰球阀、还原剂压力变送器及电磁流量计；自动控制电气柜中设置与自控程序模块PLC连接的接线端，并分别连接所述电气件，电路中对应离心泵的变频器的控制信号有:端子排上的变频器启动信号、变频器运行信号、变频器故障信号输出端，与离心泵共同连接三相电；可编程控制器由通讯电缆与电气柜上的触摸屏相连。
2.根据权利要求 1所述的水泥窑脱硝用自动调节喷雾设备，其特征在于所述的还原剂储存罐(9)体上设置进液阀(7)、超声波液位计(8)、储存罐出液阀(10)、储存罐清理排液阀(11);还原剂储存罐(9)连接的出液管路中设离心泵(12)，离心泵(12)出端设电动阀(16)、流量调节阀(17)、法兰蝶阀(18)，法兰蝶阀(18)出端设三通连接气源控制柜(22)内设置的压缩空气压力变送器(19)、气路中的压缩空气出口阀(21)及法兰球阀(20);在法兰球阀(20)与还原剂出口阀(15)之间设置还原剂压力变送器(14);离心泵(12)出端与还原剂出口阀(15)之间的还原剂管路中设电磁流量计(13)。
3.根据权利要求1所述的水泥窑脱硝用自动调节喷雾设备，其特征在于所述的喷枪结构(4):喷枪框架(28)为筒状，开口端安装环状的框架法兰(24)，与喷枪套筒(53)连接，喷枪套筒(53)通过焊口(52)与分解炉外壁(51)垂直固定，在框架法兰(24)内侧添加高温耐磨密封圈(54)，起到密封的作用；喷枪体(23)后端安装喷枪伸缩气缸(25)，隔板(55)与喷枪体(23)之间加装耐磨圈(56)、并通过隔板(55)固定在喷枪框架(28)内，伸缩气缸(25)通过行程连接杆(57)与喷枪体(23)连接并控制其移动，喷枪体(23)前端垂直穿过框架法兰(24)进入分解炉(I)内；在框架法兰(24)与隔板(55)之间的喷枪框架(28)壁上，垂直安装封门气缸(26)、门挡板(27);还原剂溶液入口(58)，压缩空气入口(59)穿过喷枪框架(28)与喷枪体(23)相接；喷枪体(23)端采用双流体喷头(60)，喷头￠0)中共有8个气雾流体出孔出1)，环周布置。
4.根据权利要求1所述的水泥窑脱硝用自动调节喷雾设备，其特征在于所述的自动控制电气柜(3)中设置与自控程序模块PLC连接的接线端分别为系统启动信号(32)、系统备妥信号(33)、系统故障信号(34)、气路电动阀开关信号(35)、1#变频器启动信号(36)、2#变频器启动信号(37)、1#变频器运行信号(38)、2#变频器运行信号(39)、1#变频器故障信号(40)、2#变频器故障信号(41)、喷枪伸缩信号(42)、喷枪封门信号(43)、还原剂流量信号(44)、设定NOX浓度信号(45)、实际NOX浓度信号(46)端；系统启动信号(32)与中控室DCS系统相连，气路电动阀开关信号(35)端连接控制气路电动阀(16)开与关。
5.根据权利要求1所述的水泥窑脱硝用自动调节喷雾设备，其特征在于所述的电路中对应1#变频器(30)的控制信号有:端子排(51)上的1#变频器启动信号(36)、1#变频器运行信号(38)、1#变频器故障信号(40)，输出端与1#离心泵连接三相电；2#变频器(31)的控制信号有:2#变频器启动信号(37)、2#变频器运行信号(39)、2#变频器故障信号(41)的输出端与2#离心泵共同连接三相电；可编程控制器(29)由通讯电缆(49)与电气柜(3)上的触摸屏(50)相连。
专利摘要水泥窑脱硝用自动调节喷雾设备，包括在分解炉侧壁安装喷枪结构，其进气口、还原剂进口通过管线与喷射装置的出口相连，其特征在于喷枪结构垂直位于分解炉侧壁，喷枪体可进、出分解炉，在喷枪框架壁上垂直安装封门气缸、门挡板；还原剂储存罐及管路中设置进、出阀、液位计、离心泵；气源柜内设置压缩空气压力变送器、气路中设置压缩空气出口阀及法兰球阀、还原剂压力变送器及流量计；自动控制电气柜中设置与自控程序模块PLC连接的接线端，并分别连接所述电气件，电路中对应离心泵的变频器的控制信号有端子排上的变频器启动、运行、故障信号输出端，与离心泵共同连接三相电；可编程控制器由通讯电缆与电气柜上的触摸屏相连。
文档编号B01D53/56GK203108427SQ20132011745
公开日2013年8月7日 申请日期2013年3月14日 优先权日2013年3月14日
发明者姜博, 刘春宇 申请人:沈阳信成科技有限公司