本发明涉及一种自动调整同时强化混合及防堵的喷氨格栅装置及其喷氨方法，属于燃煤锅炉环保领域。
背景技术：
煤炭在燃烧过程中产生大量有害物质，火力发电行业燃煤产生的NOx污染问题受到社会各界的广泛关注。为全面实现燃煤机组超低排放改造，对脱硝装置的稳定高效运行提出了严峻的挑战。喷氨格栅的运行情况直接关系到脱硝系统的NOx脱除效率、氨逃逸率、催化剂寿命及空预器堵塞等。
传统喷氨格栅存在一些缺点和不足：传统的喷氨格栅采用线性布置或者分区布置，在同一条线或者同一个区域还原的喷射量是相同的，如申请号为201710070946.9的中国专利，但烟道内流场分布不均，各喷射点烟气流量均不相同甚至是实时变化，面对这种情况，无论喷氨格栅线性布置还是分区布置氨气与烟气混合效果均较差。传统喷氨格栅调整工作量较大，喷氨格栅通常是调整好后不再随着负荷及烟道内流场情况的变化而改变，但烟道内流场情况复杂，几乎是每一秒钟都在发生着变化，故传统的喷氨格栅对烟气条件变化的适应性较差，这导致系统运行效率低。此外，喷氨格栅中部分喷嘴开口向上，容易被烟道塌灰或低负荷沉降灰阻塞。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种设计合理的自动调整同时强化混合及防堵的喷氨格栅装置及其喷氨方法，通过在喷嘴处布置具有烟气扰流作用的烟气流速跟踪装置，应用杠杆原理将烟气流速反馈至喷嘴开度调节阀来调节其开度大小，从而调节喷嘴喷射气体的强度，实现自动根据烟气流速调节每个喷嘴开度的目的。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种自动调整同时强化混合及防堵的喷氨格栅装置，其特征在于，包括烟气流速跟踪装置、一号杠杆、二号杠杆、连接部件、喷嘴开度调节阀、弹性部件、连接杆、支撑环、喷嘴、喷氨支管、一号转轴、二号转轴和导向环；所述烟气流速跟踪装置与一号杠杆的一端连接，所述一号杠杆的另一端通过一号转轴与喷氨支管连接；所述二号杠杆的一端通过二号转轴与一号杠杆连接，所述二号杠杆的另一端通过连接部件与连接杆连接；所述连接杆位于喷嘴的内部，所述连接杆依次贯穿喷嘴开度调节阀和弹性部件并与支撑环连接，所述喷嘴开度调节阀位于喷嘴上，所述弹性部件位于喷嘴内，所述弹性部件的一端与喷嘴开度调节阀相邻且与喷嘴的内壁固定，所述弹性部件的另一端与支撑环固定；所述导向环设置在喷嘴的外壁上，所述二号杠杆贯穿导向环；所述喷嘴与喷氨支管连通。烟气流速跟踪装置用于对烟气进行扰流，使烟气产生涡流，同时带动一号杠杆进行移动，在一号杠杆的带动下，二号杠杆也发生移动，从而拉动喷嘴开度调节阀与喷嘴之间产生缝隙，使喷嘴内气体射出。
进一步而言，所述喷嘴设置有若干个，若干个喷嘴在喷氨支管上依次排列。喷嘴中喷出的气体流量可适应不同位置的烟气流量。
进一步而言，所述喷嘴与喷氨支管垂直布置。
进一步而言，所述烟气流速跟踪装置与一号杠杆刚性连接。能较为灵敏的对烟气流速跟踪装置处烟气的流速进行响应，便于使喷嘴开度调节阀具有合适的开度。
进一步而言，所述喷嘴开度调节阀为倒锥型结构，所述喷嘴开度调节阀位于喷嘴的端部，所述喷嘴开度调节阀与喷嘴配合。当烟气流速为0m/s时喷嘴开度调节阀完全关闭。
进一步而言，所述支撑环为中空的板状结构，用于气体流通。便于气体从中间通过。
一种如上所述的自动调整同时强化混合及防堵的喷氨格栅装置的喷氨方法，其特征在于，所述喷氨方法如下：烟气在流动过程中与烟气流速跟踪装置相撞，并在烟气流速跟踪装置处形成涡流；烟气流速跟踪装置和一号杠杆在烟气的推动下绕一号转轴旋转，从而带动二号杠杆绕二号转轴旋转，同时，二号杠杆与导向环发生移动；在二号杠杆的作用下，通过连接部件拉动连接杆移动，从而带动喷嘴开度调节阀移动，使喷嘴开度调节阀开启，喷氨支管中的氨气空气混合气喷出并在烟气流速跟踪装置处烟气的湍流作用下与烟气剧烈混合。可根据烟气的流速自行调节喷嘴喷出气体的流量，能适应烟道内烟气流量发生的变化，适应性强，提高了系统的运行效率。
进一步而言，所述烟气流速跟踪装置和一号杠杆根据烟气流速的不同绕一号转轴旋转不同的角度。从而控制喷嘴开度调节阀的开度，使其适应烟气流量变化。
进一步而言，所述每个烟气流速跟踪装置根据其所在位置的烟气流速相应地调节喷嘴开度调节阀的开度大小，其响应的烟气流速范围为0-20m/s，从而实现自动根据烟气流速调节每个喷嘴开度的目的。
进一步而言，当烟气流速为零时，喷嘴开度调节阀与喷嘴的内壁之间紧配合；随着烟气流速的增加喷嘴开度调节阀的开度增加。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：
1、烟气流速跟踪装置能够根据喷嘴前烟气流量及时调整喷嘴开度调节阀的开度，从而避免了传统喷氨格栅均等喷氨导致的烟气流量小的区域氨浓度过高而产生的NH4HSO4现象及氨逃逸现象，以及喷嘴前烟气流量大的区域氨浓度过低导致的NOx未被充分脱除进而超标排放现象。
2、烟气流速跟踪装置兼具使流过其烟气产生涡流的作用，在涡流的作用下强化烟气与喷嘴喷出的氨气相混合，利于后续催化剂段氨气与NOx充分反应。
3、喷嘴开度调节阀在烟气流速为0 m/s或者停机情况下关闭，能够有效避免烟尘沉降及塌灰等造成的喷嘴阻塞，从而避免因喷嘴阻塞而引发的喷氨严重不均、脱硝效率下降、氨逃逸超标、催化剂寿命不对称消耗、NH4HSO4沉积及设备阻力增加等一系列问题。
4、烟气流速跟踪装置选取耐磨材质，其他设备及零件均为普通钢材；采用机械自动传到故障率小、运行稳定，无需专人操作，只需停机期间检查维护即可，具备完全国产化条件，设备及运行维护成本低。
附图说明
图1是本实施例中自动调整同时强化混合及防堵的喷氨格栅装置的主视结构示意图。
图2是本实施例中自动调整同时强化混合及防堵的喷氨格栅装置的剖视结构示意图。
图中：烟气流速跟踪装置1、一号杠杆2、二号杠杆3、连接部件4、喷嘴开度调节阀5、弹性部件6、连接杆7、支撑环8、喷嘴9、喷氨支管10、一号转轴11、二号转轴12、导向环13。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
实施例。
参见图1至图2，一种自动调整同时强化混合及防堵的喷氨格栅装置，包括烟气流速跟踪装置1、一号杠杆2、二号杠杆3、连接部件4、喷嘴开度调节阀5、弹性部件6、连接杆7、支撑环8、喷嘴9、喷氨支管10、一号转轴11、二号转轴12和导向环13。
烟气流速跟踪装置1与一号杠杆2的一端刚性连接，在500℃内无弹性形变。一号杠杆2的另一端通过一号转轴11与喷氨支管10连接，一号杠杆2可绕一号转轴11转动；二号杠杆3的一端通过二号转轴12与一号杠杆2连接，二号杠杆3的另一端通过连接部件4与连接杆7连接；连接杆7位于喷嘴9的内部，连接杆7依次贯穿喷嘴开度调节阀5和弹性部件6并与支撑环8连接，喷嘴开度调节阀5位于喷嘴9上，弹性部件6位于喷嘴9内，弹性部件6的一端与喷嘴开度调节阀5相邻且与喷嘴9的内壁固定，弹性部件6的另一端与支撑环8固定；支撑环8为中空的板状结构，用于气体流通，保证喷嘴9内氨气空气混合气的通流。导向环13设置在喷嘴9的外壁上，二号杠杆3贯穿圆形导向环13，并能在导向环13内滑动。喷嘴9与喷氨支管10连通，喷嘴9设置有若干个，若干个喷嘴9在喷氨支管10上依次排列；喷嘴9与喷氨支管10垂直布置。喷嘴开度调节阀5为倒锥型结构，在喷嘴9开启的状态下，烟气沿着喷嘴开度调节5与喷嘴9管壁的孔隙呈圆锥形向外喷射，能够加强氨气与烟气的混合。喷嘴开度调节阀5位于喷嘴9的端部，喷嘴开度调节阀5与喷嘴9配合。
一种如上所述的自动调整同时强化混合及防堵的喷氨格栅装置的喷氨方法，喷氨方法如下：喷氨格栅装置及相关设备设置在SCR脱硝系统入口处，位于脱硝催化剂前烟道内，烟气经过喷氨格栅装置及相关导流板，整流格栅后进入脱硝反应器。烟气在流动过程中与烟气流速跟踪装置1相撞，在烟气流速跟踪装置1的扰流作用下，在烟气流速跟踪装置1处形成涡流；烟气流速跟踪装置1和一号杠杆2在烟气的推动下绕一号转轴11旋转，从而带动二号杠杆3绕二号转轴12旋转，同时，二号杠杆3与导向环13发生移动；在二号杠杆3的作用下，通过连接部件4拉动连接杆7移动，从而带动喷嘴开度调节阀5移动，使喷嘴开度调节阀5开启，喷氨支管10中的氨气空气混合气喷出并在烟气流速跟踪装置1处烟气的湍流作用下与烟气剧烈混合。
烟气流速跟踪装置1和一号杠杆2根据烟气流速的不同绕一号转轴11旋转不同的角度，每个烟气流速跟踪装置1根据其所在位置的烟气流速相应地调节喷嘴开度调节阀5的开度大小，其响应的烟气流速范围为0-20m/s，从而实现自动根据烟气流速调节每个喷嘴9开度的目的；烟气流速为0m/s时喷嘴开度调节阀5完全关闭，随着烟气流速的增加，喷嘴开度调节阀5的开度增加，从而实现喷氨量对烟气流速的自动跟踪调整。
虽然本发明以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本发明的保护范围。