一种新型增加锅炉烟气环保处理设备使用寿命的组合装置的制作方法

本实用新型涉及一种组合结构和装置，具体涉及锅炉烟气环保达标排放领域中，为增加环保处理设备的使用寿命，保证在特定工况下的烟气排放达到要求，增加经济效益，减少工人劳动强度，减少废旧重金属物品的生成而设置的一套组合结构，属于锅炉、热力(供热)、环保等领域。

背景技术：

当今的中国，很多集中供热企业设置的工艺都是供热锅炉+环保设施，其中环保设施包括脱硝、脱硫、除尘等工艺。新建的锅炉系统和环保系统在点火起炉过程中都要经过从室外正常温度逐渐升温到指定工况，这个系统升温的过程一般会持续4-6小时，新建系统的升温过程持续时间更长，有些锅炉系统由冷态到热态要持续数天的时间，目的是防止由于温度升高过快导致各金属钢结构未能及时吸纳消除掉应力、防止炉内砌筑材料因受热不均而发生破损脱落、有充分的时间烘干炉内浇注料、利于水分析出等。

另一方面，为保证稳定供热很多供热企业都是建有多套供热锅炉，有些企业以天然气锅炉作为备用锅炉，方便在主体锅炉检修时不间断供热，正常非检修期间以主体锅炉供热，降低对天然气的使用量，减少燃料消耗费用，增加供热企业效益，降低总投资。

在这种常用的工艺布置情况下，主体供热锅炉在冷态起炉的过程中，存在以下问题：

1.燃料和系统中的水分全部以液相状态进入到后续环保设备中，导致布袋在主体锅炉冷启动过程中受到高水分和低温的影响，造成布袋糊袋，除尘效率降低、系统阻力增大、引风机负荷加大耗电量增大、布袋使用寿命降低、布袋笼骨等金属受腐蚀加大等问题；

2.scr脱硝装置未达到工作温度，催化剂活性降低，脱硝效果差，燃料中的碱金属在液相水汽的作用下导致部分催化剂中毒失活；

3.液相水汽与烟尘结合，形成灰块堵塞催化剂孔隙难以清除，降低了scr脱硝效率；

4.锅炉尾气中氨逃逸量显著增多；

5.增加了硫酸铵或硫酸氢铵结晶对空预器的腐蚀(空预器和节能器是必须要有的装置，因为现锅炉系统除了要环保达标排放，还要做到节能，项目立项要通过“能评”审查)；

6.减少了scr催化剂的使用寿命，同时更换的废旧催化剂中含有重金属，会造成二次污染；

目前一般电厂都对此采取消极态度无力解决，以牺牲scr催化剂和布袋的使用寿命为代价。

综上所述，亟需研发一种新型增加锅炉烟气环保处理设备使用寿命的组合装置。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服现有以供热为主要目标的主体锅炉冷态起炉过程中，锅炉本体与后置的环保系统中存在的问题，提供一种结构合理，投资较少，快速安装、安装牢固可靠的辅助性组合装置。

这种新型增加锅炉烟气环保处理设备使用寿命的组合装置，包括高温烟气收集器、手动闸阀、高温烟气管道、扩容器和布烟装置；高温烟气收集器与手动闸阀之间设有法兰式连接短管和减震器；手动闸阀与高温烟气管道之间设有法兰式连接短管；高温烟气管道与scr催化剂脱硝塔烟气入口前端之间设有扩容器和布烟装置，布烟装置底部设有连接底板。

作为优选：高温烟气收集器底部设有防护板，高温烟气收集器与防护板之间设有加强筋。

作为优选：高温烟气收集器与减震器之间设有连接法兰及盘根；减震器与法兰式连接短管之间设有连接螺栓垫片组合件和石墨盘根；下部的法兰式连接短管与手动闸阀之间设有闸阀连接法兰；上部的法兰式连接短管与高温烟气管道之间设有连接螺栓垫片组合件。

作为优选：扩容器入口端设有温度表。

作为优选：高温烟气管道保温防护结构从内向外依次为高温绝热硅酸铝棉毡、防辐射层、第一高温玻璃棉、第二高温玻璃棉、第一高温玻璃棉、第二高温玻璃棉、第一高温玻璃棉、气囊反射层和彩钢板。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型通过设置高温烟气收集器、手动闸阀、高温烟气管道、扩容器、布烟装置等，完全杜绝了主体锅炉在每次冷启动时scr催化剂因自身温度未达到正常工况温度而活性降低脱硝效果差的问题；催化剂活性得到保护，进入催化剂的氨和nox充分反应，因此氨逃逸量显著减少，能确保氨逃逸达标排放；烟气中的氨明显降低，所以形成硫酸氢铵或硫酸铵的量明显减少，减少硫酸氢铵(或硫酸铵)结晶对空预器、省煤器的强酸性腐蚀；并且延长了scr催化剂模块的使用寿命。

2、本实用新型避免了布袋在冷启动过程中受到高水分和低温的影响而造成布袋糊袋，提高了除尘效率，避免了炉后环保系统阻力增大的问题，避免了因锅炉冷启动造成的日后系统正常运行时引风机负荷加大耗电量增大的问题，延长了布袋使用寿命，避免了布袋笼骨等金属受腐蚀使用寿命降低等问题。

3、本实用新型的系统并未因此增加能源消耗，也未增加运行费用；本装置清洁提温，无任何一次污染或二次污染发生。

附图说明

图1是本实用新型热烟气收集和控制部分的组合示意图；

图2是本实用新型扩容器和布烟装置的组合示意图；

图3是本实用新型高温烟气管道保温防护部分的示意图；

图4是本实用新型高温烟气管道保温防护部分横向剖面示意图。

附图标记说明：防护板1、加强筋2、高温烟气收集器3、连接法兰及盘根4、连接螺栓垫片组合件5、法兰式连接短管6、手动闸阀7、高温烟气管道8、闸阀连接法兰9、石墨盘根10、减震器11、温度表12、扩容器13、布烟装置14、连接底板15、高温绝热硅酸铝棉毡16、防辐射层17、第一高温玻璃棉18、第二高温玻璃棉19、气囊反射层20、彩钢板21。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

所述新型增加锅炉烟气环保处理设备使用寿命的组合装置，包括高温烟气收集器3、手动闸阀7、高温烟气管道8、扩容器13和布烟装置14。由于供热的不可中断性，主体锅炉在检修时备用天然气锅炉是处于正常运行状态下的。本实用新型将天然气锅炉本体过热器后、省煤器前的热烟气在配套支架、吊架、防护板1、加强筋2的辅助下，进入到高温烟气收集器3内，高温烟气收集器3与手动闸阀7之间设有法兰式连接短管6、减震器11，调节阀门的开启度控制热烟气的流量。手动闸阀7与高温烟气管道8之间设有法兰式连接短管6。高温烟气管道8与scr催化剂脱硝塔烟气入口前端之间设有扩容器13和布烟装置14，热烟气依次流经高温烟气管道8、扩容器13、布烟装置14进入到scr催化剂脱硝塔烟气入口前端；布烟装置14底部设有连接底板15，布烟装置14的布烟板材质选用耐高温、耐冲刷的钢材，作用是对烟气进行导向、使烟气分布均匀、温度场均衡。

高温烟气收集器3底部设有防护板1，高温烟气收集器3与防护板1之间设有加强筋2。

高温烟气收集器3与减震器11之间设有连接法兰及盘根4；减震器11与法兰式连接短管6之间设有连接螺栓垫片组合件5和石墨盘根10；下部的法兰式连接短管6与手动闸阀7之间设有闸阀连接法兰9；上部的法兰式连接短管6与高温烟气管道8之间设有连接螺栓垫片组合件5。

扩容器13入口端设有温度表12。

由于本系统只有在主体锅炉冷启动或计划停炉的过程中使用，为节省投资可选用手动闸阀就地控制。

热烟气进入scr反应器烟道的位置，要保证能与烟道中的冷烟气有充足的混合空间，保证混合后的烟气温度均匀，避免烧结催化剂模块。scr反应器烟道的热烟气进入位置的内径一般采用约2～5d(d为主烟气管道内径)即可达到预混的作用。

加热烟气放散口宜设置温度显示装置，或在入主烟气管道前的加热管道上安装温度计。

由于冷烟气为浊段，故要根据现场工艺布置情况合理设计该加热管道，防止加热烟气管道被积灰堵塞影响下次使用，宜采用从烟道上部垂直从上至下接入加热管道的方式。

因各锅炉型号参数和环保脱硝位置的布置不同，加热管线直径需根据烟道烟温、加热烟气烟温、加热管道阻力流量等计算。

由于本实用新型只在主体锅炉冷启动时使用，且热烟气洁净干燥，可以直接对空排放，放散管可不用设置。

因为导入的热烟气以350℃为宜(scr催化剂模块的正常工作温度为300～400℃)，所以这条热烟气管线的保温层结构(高温烟气管道保温防护部分)从内向外分别为高温绝热硅酸铝棉毡16、防辐射层17、第一高温玻璃棉18、第二高温玻璃棉19、第一高温玻璃棉18、第二高温玻璃棉19、第一高温玻璃棉18、气囊反射层20和彩钢板21。

某集中供热(汽)项目公司，为所在工业园区的11家用汽企业供应蒸汽。项目建设wns20-1.6/230-q型天然气备用锅炉+shl35-1.6/230-s型生物质直燃主体锅炉一套，燃料为含水率40％左右的废旧木块。主体系统配有sncr脱硝、高温多管陶瓷除尘、scr脱硝、脱硫、布袋除尘等环保系统，cems在线监测，超低排放。

本实用新型即是为解决该类型主体锅炉冷态起炉过程中，scr脱硝在锅炉处于低负荷工况时，正常进入scr脱硝塔前的烟气温度由室外温度20℃左右逐渐升温过程中，无法满足催化剂模块工作温度300-400℃的要求的情况下环保排放指标不达标的难题。

具体实施解决方式如下：

1、由天然气锅炉省煤器入口前的烟道引出高温烟气加热管线(高温烟气管道8)，管线保温+保护；

2、根据烟气温度逐渐控制闸阀开度；

3、加热管线引至主体锅炉scr脱硝系统烟气入口前管道；

4、在这根进入烟气管线的阀门前设放散口，待管内低位烟气排出后关闭放散口；

5、打开进入scr入口烟气管道的这根加热管线的闸阀，将热烟气引入到scr烟气入口管道内，为scr催化剂模块缓慢提温至300℃-400℃之间；

因进入scr的烟温已经有保障，后道工艺进入布袋的烟温就没那么低了，且这种烟气属于洁净干燥烟气，故此实用新型也能防止布袋除尘器因低温高水气“糊袋”事件发生。

本实用性技术亦可反向操作，即在主体锅炉停炉的过程中使用，效果同佳。

本实用新型非常适用于使用高水分燃料，如含水率45-50％的湿木块、生活垃圾、林业废弃物、农作物青料等的主体供热锅炉系统。