一种低热应力锅炉脱硝喷枪的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种低热应力锅炉脱硝喷枪，由蒸发套管、喷射管、锥形喷嘴、扇形喷嘴、管夹和安装法兰等组成。还原剂首先在蒸发套管内折流汽化，汽化后再通过喷射管两侧锥形喷嘴和端部扇形唢嘴喷射到脱硝还原区进行脱硝反应。所述喷枪采用还原剂在蒸发套管内折流汽化，换热效率高，热变形小；还原剂在蒸发套管内直接蒸发后喷射，还原剂喷射均匀、脱硝效果好。本实用新型喷枪采用在炉墙插入式安装，通过法兰连接，安装与维护方便。其结构简单，热变形小，使用寿命长，适用范围广，易于推广实施，具有良好的经济效益。
【专利说明】一种低热应力锅炉脱硝喷枪
【技术领域】
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[0001]本实用新型涉及一种低热应力锅炉脱硝喷枪，主要用于以氨水或尿素溶液为还原剂的SNCR脱硝系统中。
【背景技术】
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[0002]随着国家标准《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)的实施，大部分已建和新建的燃煤发电锅炉排放烟气中的NOx浓度都无法满足新标准的要求，必须选择合适的烟气脱硝装置进行脱硝处理。SNCR脱硝工艺具有脱硝效率中等(30%?70%)、无需催化齐U、运行费用较低、建设周期较短等特点，尤其适合中小型锅炉的改造，受到了市场的青睐。在SNCR脱硝系统中，还原剂喷枪是系统最核心、最关键的部件之一，其安装位置、喷射效果直接关系到系统脱硝的效率和氨逃逸量的大小。SNCR脱硝是一种非催化还原的脱硝方式，其反应温度窗口非常窄，为了找到合适的反应区域，有时需要把喷枪伸入到炉膛内部喷射。在使用过程中，喷枪受炉内烟气流动、高温(800?IlO(TC)以及积灰等外界因素的影响，喷枪热应力分布不均，导致喷枪在使用一段后弯曲变形，严重影响了喷枪的使用寿命，从而使喷枪维护更换频繁，制约了脱硝生产效率的进一步发挥。
实用新型内容:
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是:克服现有喷枪热应力分布不均、结构不合理和易变形等不足，提供一种设计合理、热变形小、安装方便、脱硝效率高、氨逃逸率低且制造简单锅炉用脱硝喷枪。
[0004]本实用新型的技术方案是:一种低热应力锅炉脱硝喷枪由蒸发套管、喷射管、锥形喷嘴、扇形喷嘴、管夹和安装法兰等组成。脱硝还原剂通过所述喷枪还原剂入口进入喷枪蒸发套管，还原剂在套管内折流与炉内烟气进行换热汽化，还原剂汽化后进入喷射管，再通过喷射管两侧锥形喷嘴和端部的扇形喷嘴喷射到脱硝还原区域进行脱硝反应。
[0005]喷枪喷射管安装在蒸发套管上部，喷射管可制成单侧或双侧，喷射管与蒸发套管采用左右两个管夹固定。在喷射管端部和喷射管两侧根据安装位置的需要可在两侧或单侧安装锥形喷嘴，或直接开锥形孔喷射还原剂蒸汽。当脱硝系统停止时，可以向蒸发套管和喷射管吹入压缩空气，冷却喷枪。当脱硝系统长期不用时，可以打开法兰，从炉膛中抽出。
[0006]本实用新型的有益效果是:
[0007]1.本实用新型对脱硝喷枪进行了创新设计，改变传统利用压缩空气雾化液体还原剂的方法，而是喷枪喷射前设置一个蒸发套管，液态还原剂在蒸发套管内吸热变为蒸汽，在喷射管内直接以蒸汽的形式喷射到锅炉内。还原剂以蒸汽形式喷射出去，简化了喷枪喷射系统的结构，省去了雾化压缩空气，使还原区的氧浓度降低，利于NOx的还原反应。
[0008]2.本实用新型蒸发套管布置在下侧，喷射管布置在上侧；蒸发套管可以避免管道温度分布不均，从而减少热变形的发生。蒸发套管与喷射管采用左右两个管夹固定，可以允许喷枪线性伸缩，同时可避免蒸发套管和喷射管线性伸缩量不同引起的变形。另外，管夹可以约束蒸发套管和喷射管垂直方向的变形。管夹可采用焊接或螺栓连接。
[0009]3.本实用新型喷射管端部采用扇形喷嘴，喷嘴当量直径较大，喷嘴喷射面水平安装，负责喷枪前面较大反应面积；喷管侧面水平方向开设一排锥形孔，负责两喷枪之间反应区域。
[0010]4.本实用新型喷枪与锅炉采用法兰连接，扇形喷嘴采用螺纹与喷枪进行连接，方便连接与更换。其制造方便，成本较低，适用范围广，易于推广实施，具有良好的经济效益。
【专利附图】
【附图说明】
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[0011]图1为低热应力锅炉脱硝喷枪的结构示意图，图2和图3分别是图1中1-1截面和2-2截面的剖面图。
[0012]图4为低热应力锅炉脱硝喷枪在锅炉SNCR脱硝应用示意图。
[0013]图1、图2和图3中，1-扇形喷嘴，2-锥形喷嘴，3-管夹，4-喷射管，5-蒸发套管，6-安装法兰，7-压缩空气入口，8-还原剂入口。
[0014]图4中，1-锅炉炉膛，2-蒸汽换热器，3-低热应力锅炉脱硝喷枪。
[0015]【具体实施方式】:
[0016]实施例:图4为锅炉SNCR脱硝系统，本实用新型所述低热应力锅炉脱硝喷枪(3)采用不锈钢310S制成，安装在锅炉炉膛的侧壁上，左右两面对装，具体安装喷枪的长度和数量根据锅炉的大小确定。
[0017]工作原理:
[0018]1.5%?10%的氨水通过喷枪还原剂入口送入到喷枪中，氨水在蒸发套管内折流过程中汽化，氨水汽化、比容增大。
[0019]2.氨水蒸汽进入喷射管中，温度继续升高，比容继续增大，高温高压的氨水蒸汽通过喷射管侧面的锥形喷嘴和端部的扇形喷嘴喷出。
[0020]3.如果锅炉NOx排放较大，所需还原剂较大时，蒸发套管汽化不完全时，可在喷射管入口通入压缩空气，加强汽化。
[0021]4.通过改变计量泵的转速即可调节氨水溶液的喷射量，改变压缩空气的调节阀可改变雾化空气的量，满足锅炉负荷的变化。
[0022]本实用新型的低热应力锅炉脱硝喷枪是SNCR脱硝系统的核心部件，通过本实用新型的运用，使脱硝喷枪在满足脱硝效率和氨逃逸率的同时，延长使用寿命，节省运行费用。
[0023]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质所作的任何简单修改，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
【权利要求】
1.一种低热应力锅炉脱硝喷枪，含有蒸发套管(5)、喷射管(4)、锥形喷嘴(2)、扇形喷嘴⑴、管夹⑶和安装法兰(6)，其特征是:脱硝还原剂通过所述喷枪还原剂入口⑶进入喷枪蒸发套管(5)，还原剂在蒸发套管内折流与炉内烟气进行换热汽化，还原剂汽化后进入喷射管(4)，再通过喷射管(4)两侧锥形喷嘴(2)和端部的扇形喷嘴(I)喷射到脱硝还原区域进行脱硝反应。
2.根据权利要求1所述的低热应力锅炉脱硝喷枪，其特征是:所述蒸发套管(5)可以是两根管子或三根管子相套接，形成逆流换热；所述喷射管可以是单侧或双侧布置。
3.根据权利要求1所述的低热应力锅炉脱硝喷枪，其特征是:所述喷射管(3)端部安装一个扇形喷嘴(I)，扇形喷嘴(I)内部流道端部为圆锥形，夕卜部开一通过流道中心横向V形槽。
4.根据权利要求1所述的低热应力锅炉脱硝喷枪，其特征是:所述喷射管(3)根据安装位置的需要可在两侧或单侧安装锥形喷嘴(2)，或开锥形孔。
5.根据权利要求1所述的低热应力锅炉脱硝喷枪，其特征是:在蒸发套管(5)、喷射管(4)之间安装有左右两个管夹(3)，利用蒸发套管(5)支撑喷射管(4)。
【文档编号】B01D53/79GK203990293SQ201420254699
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年5月19日 优先权日:2014年5月19日
【发明者】陈江涛, 周建强, 孙为民, 秦光耀, 杨小琨, 屈卫东, 杨建华 申请人:陈江涛