用于SCR脱硝的阶梯型双层整流装置的防积灰扰流装置的制作方法

本发明适用于SCR脱硝入口罩整流设计领域，通过在入口罩和催化剂层(脱硝反应器)之间添加整流装置，达到烟气均匀的效果。

背景技术：

SCR脱硝装置的运行需满足催化剂前流场均匀性要求，因此需要增设扰流装置调整烟气流场。

SCR常规通过入口罩导流板配合整流栅格(见图1)调整烟气流场，使得流场满足性能要求。据统计，SCR项目投入运行前期性能稳定，但是随着脱硝装置运行时间的增加，逐渐出现导流板及整流栅格积灰问题，尤其在高灰煤项目中，体现明显。

发明人研究发现：

1.入口罩的导流板为沿水平烟道法相方向间隔布置的若干排水平和带角度贯穿烟道的直板，水平直板使飞灰在导流板上有一段停留时间，为飞灰沉积提供了条件。尤其在低负荷、高尘工况下，更容易因飞灰停留而堆积(见图5)；

2.整流栅格为同间距格子型结构，在整流的过程中，烟气会在格子内部形成X方向(烟道深度方向)涡流，Z方向格子间隔为Z方向(烟道宽度方向)飞灰搭桥提供了条件(见图2-4)，使得整流栅格容易积灰(见图6)。

导流板和整流栅格的积灰改变了原烟气流场均匀性，使流场出现局部高速区(见图7、8)，极易造成催化剂堵塞和破损。因此需要设计新型的整流装置，既满足流场均匀性要求，又避免导流板和整流装置积灰造成烟气流场变化。

技术实现要素：

本发明的目的在于：提出一种用于SCR脱硝的防积灰扰流装置，使流场满足均匀性要求，并解决现有技术中入口罩导流板、整流栅格的飞灰沉积以及由此带来的流场不均问题。

本发明目的通过下述技术方案来实现：

包括设于入口罩和脱硝反应器之间烟道内的整流装置，而没有设于入口罩的导流板，整流装置采用双层整流器，第一层整流器位于入口罩出口至脱硝反应器连接处，第一层整流器下边缘距入口罩前水平烟道下边高度为100～200mm，第一层整流器为条形直板状，由沿烟道深度方向平行间隔布置的若干直板组成，各直板平行烟道高度方向，并沿烟道宽度方向贯穿于烟道内，各直板高度为100～300mm，且沿起于入口罩前水平烟道下边沿的烟道深度方向，包括高度呈阶梯增高的阶梯段直板，以及之后与阶梯段直板高度最高的直板高度相等的等高段直板，阶梯段直板的各直板上边沿连线方向与烟道深度方向夹角r角度为0°＜r＜90°，阶梯段直板的各直板间距为100～500mm，等高段直板的各直板间距为100～500mm，其中等高段直板的各直板间距小于阶梯段直板的各直板间距；

第二层整流器布置于第一层整流器下方，第二层整流器下边沿距第一层整流器下边沿800～1300mm，第二层整流器为栅格状，由沿烟道深度方向平行间隔布置的若干直板和沿烟道宽度方向平行间隔布置的若干直板十字交叉成格栅构成，各直板平行烟道高度方向，各直板高度为100～300mm，且对应第一层整流器的等高段直板的第二层整流器各直板之间等高度，对应第一层整流器的阶梯段直板的第二层整流器的各直板之间等高度；沿烟道深度方向间距为100～300mm，且对应第一层整流器的等高段直板的第二层整流器直板间距，小于对应第一层整流器的阶梯段直板的第二层整流器直板间距，沿烟道宽度方向等间距为100～500mm。

作为选择，阶梯段直板的第一块直板(即最靠近入口罩前水平烟道下边沿转角那块，也即高度最低的那块)上边缘与入口罩前水平烟道下边沿平齐。

作为选择，第一层整流器下边缘距入口罩前水平烟道下边沿100mm，阶梯段直板为10块，间距为150mm，阶梯段直板的各直板上边沿连线方向与烟道深度方向夹角r角度为4°，等高段直板为40块，高度200mm，间距为100mm；第二层整流器下边沿距第一层整流器下边沿1000mm，各直板高度为200mm，沿烟道深度方向数量为50，对应第一层整流器的阶梯段直板的第二层整流器直板为10块，间距为150mm，对应第一层整流器的等高段直板的第二层整流器直板为40块，间距为100mm，沿烟道宽度方向数量为136，间距100mm。

前述本发明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，均为本发明可采用并要求保护的方案；且本发明，(各非冲突选择)选择之间以及和其他选择之间也可以自由组合。本领域技术人员在了解本发明方案后根据现有技术和公知常识可明了有多种组合，均为本发明所要保护的技术方案，在此不做穷举。

工作过程为：根据脱硝入口罩斜坡型结构，为了使流场均匀，本专利设置整流装置。由数值模拟速度矢量图(见图9，图中X部位为涡流)可以看出，入口罩出口的烟气流场复杂，速度分布不均且有大面积涡流。因此在此处需一组整流烟气流向的装置(第一层整流器)，使烟气流向近似垂直反应器。烟气经过烟气流向调整后，垂直进入第二层栅格状整流装置(第二层整流器)，整流装置内部不存在涡流，既优化流场又防止整流装置积灰。

第一层整流器为条形直板状，位于入口罩斜坡出口至反应器连接处，直板为长度相同、X方向间距相同或不同、平行布置于烟道中，主要起调整烟气流向的作用，使得烟气经过第一层整流器后烟气流向近似垂直于第二层整流器，同时可以根据间距的不同起粗调流场均匀性的作用。入口罩出口由于结构的原因，在整流的过程中不可避免存在涡流，但是此组装置是由间距大于等于100mm的直板组成，且不存在Z方向飞灰搭桥，因此第一层整流装置能够避免积灰。

第二层整流器为栅格状，与第一层整流器之间留有一定距离，通过不同X方向间距孔隙调整烟气流场。由于经过第一层整流器流向整流，第二层整流器内部不存在涡流，即使是格子状，由于没有了涡流，飞灰不再在各个方向搭桥，这样就避免了积灰。(见图10、11)

本发明的有益效果：本发明通过新型整流装置使得烟气流场均匀性满足运行要求，能够避免积灰以及由此带来的流场不均问题。

附图说明

图1是现有技术脱硝导流板配合整流栅格结构示意图；

图2是现有技术整流栅格烟气矢量图；

图3是图2中W位置的涡流的烟气矢量图；

图4是图2中W位置的Z方向飞灰搭桥的烟气矢量图；

图5是现有技术现场导流板积灰图；

图6是现有技术现场整流栅格积灰图；

图7是现有技术无积灰催化剂前速度分布云图；

图8是现有技术积灰后催化剂速度分布云图；

图9是本发明无整流装置的脱硝速度矢量图；

图10是本发明双层整流装置速度矢量图；

图11是图10中Y位置的放大图；

图12是本发明的结构示意图；

图13是本发明双层装流装置的结构示意图；

图14是本发明第一层整流器的结构示意图；

图15是本发明第二层整流器的结构示意图；

图16是本发明无整流装置的催化剂前速度云图；

图17是本发明的催化剂前速度云图；

其中1为导流板、2为整流格栅、3为入口罩、4为脱硝反应器、5为第一层整流器、6为第二层整流器。

具体实施方式

下列非限制性实施例用于说明本发明。

如附图12-17所示，一种用于SCR脱硝的防积灰扰流装置，包括设于入口罩3和脱硝反应器4之间烟道内的整流装置，而没有设于入口罩3的导流板，整流装置采用双层整流器，第一层整流器5位于入口罩出口至脱硝反应器4连接处，第一层整流器5下边缘距入口罩前水平烟道下边高度H1为100～200mm，第一层整流器5为条形直板状，由沿烟道深度方向(X方向)平行间隔布置的若干直板组成，各直板平行烟道高度方向(Y方向)，并沿烟道宽度方向(Z方向)贯穿于烟道内，各直板高度为100～300mm，且沿起于入口罩前水平烟道下边沿的烟道深度方向(X方向)，包括高度呈阶梯增高的阶梯段直板N1(各直板高度分别为Ln1、Ln2……Lnn)，以及之后与阶梯段直板高度最高的直板高度相等的等高段直板N2，其高度为L2＝Lnn，阶梯段直板N1的各直板上边沿连线方向与烟道深度方向(X方向)夹角r角度为0°＜r＜90°，阶梯段直板N1的各直板间距D1为100～500mm，等高段直板N2的各直板间距D2为100～500mm，其中等高段直板的各直板间距D2小于阶梯段直板的各直板间距D1。

第二层整流器布置于第一层整流器下方，第二层整流器6下边沿距第一层整流器5下边沿H＝800-1300mm，第二层整流器6为栅格状，由沿烟道深度方向(X方向)平行间隔布置的若干直板和沿烟道宽度方向(Z方向)平行间隔布置的若干直板十字交叉成格栅构成，各直板平行烟道高度方向(Y方向)，各直板高度L3、L4为100～300mm，且对应第一层整流器的等高段直板N2的第二层整流器各直板N4之间等高度为L4，对应第一层整流器的阶梯段直板N1的第二层整流器的各直板N3之间等高度为L3；沿烟道深度方向(X方向)间距D3、D4为100～300mm，等间距和不等间距均可，且对应第一层整流器的等高段直板N2的第二层整流器直板N4间距D4，小于对应第一层整流器的阶梯段直板N1的第二层整流器直板N3间距D3，沿烟道宽度方向(Z方向)N5等间距D5为100～500mm。

以某660MW脱硝SCR为例，入口罩前水平烟道尺寸为1650mmX13610mm，反应器尺寸为6150mmX13610mm。

第一层整流器5下边缘距入口罩前水平烟道下边沿高度H1为100mm，阶梯段直板N1为10块，间距为150mm，阶梯段直板N1的各直板上边沿连线方向与烟道深度方向(X方向)夹角r角度为4°，阶梯段直板N1的第一块直板Ln1上边缘与入口罩前水平烟道下边沿平齐，等高段直板N2为40块，高度200mm，间距为100mm，直板过高会占用多的空间，过低会增加数量且整流烟气流向效果不佳。

第二层整流器6下边沿距第一层整流器5下边沿1000mm，各直板高度为200mm，沿烟道深度方向数量为50，对应第一层整流器的阶梯段直板N1的第二层整流器直板N3为10块，间距为150mm，对应第一层整流器的等高段直板N2的第二层整流器直板N4为40块，间距为100mm，沿烟道宽度方向数量为136，间距100mm。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。