一种具备尿素烟气热解功能的全负荷脱硝装置的制作方法

本发明的一种具备尿素烟气热解功能的全负荷脱硝装置，涉及锅炉技术领域；具体涉及烟气SCR脱硝技术领域。

背景技术：

目前，国内火力发电厂广泛采用SCR（选择性催化还原法）控制NOx 的排放。不同的催化剂适宜的反应温度不同，而且脱硝装置的进口烟气温度随锅炉负荷变化而变化。当锅炉负荷降到机组负荷50%～60%时，SCR反应器入口烟气温度较低，一方面催化剂活性会比较低，另外一方面，还原剂氨与烟气中的SO3反应生成硫酸氢氨会沉积在催化剂上，进一步降低催化剂的活性，甚至造成催化剂不可逆的活性降低。故此，烟气脱硝的已有公知技术与现状存在着的诸多不足、缺陷与弊端是显而易见的。

利用尿素作为还原剂的SCR脱硝技术，需要将尿素溶液喷入热解炉进行热解后得到氨气，用于脱硝。已有公知技术一般利用电加热器或燃油/气热风炉得到尿素热解所需要的热量及温度环境。该技术存在能耗较大、运行成本搞、效率较低等问题。

基于发明人的专业知识与工作经验及对事业的不懈追求，在认真调查、分析、了解、总结、研究已有公知技术及现状基础上，特采取“全负荷脱硝”及“尿素烟气热解”关键技术，研制成功了“一种具备尿素烟气热解功能的全负荷脱硝装置”。本发明利用计算机模拟流场条件，建立采样部位流场数学模型。然后根据模拟计算结果，优化烟道形状。保证启炉时SCR入口烟温不够的情况，能够将锅炉尾部烟道转向室处高温烟气引至SCR入口烟道，通过旁路烟道提高SCR入口烟温。为顺利投运SCR系统提供条件。

旁路烟道上设置尿素溶液喷枪，满足喷氨要求时，喷氨量随着锅炉负荷变化而自动调节。尿素溶液在旁路烟道内被从转向室引入的高温烟气直接热解，变成氨气和水、二氧化碳。经过尿素溶液喷枪后的气体为氨气烟气混合气体，混合气体通过旁路烟道内氨气均流装置后，实现浓度场稳定后送入SCR入口烟道。

该技术能够满足锅炉运行全负荷下的脱硝运行。同时又能实现尿素的烟气直接热解，避免了利用电能、燃油、天然气这样的高阶热源热解尿素，由于利用旁路烟道的分区代替了尿素热解所需的外置热解炉，使尿素热解装置的制造成本降低，系统配置简化。本发明的研制成功，有效的解决了已有公知技术与现状存在的不足、缺陷与弊端。

技术实现要素：

本发明采取“尿素烟气热解”、“全负荷脱硝”关键技术，由旁路烟道调节门、关断门、尿素溶液喷枪、尿素溶液计量分配装置、旁路烟道、旁路烟道氨气均流装置、主烟道调节门、旁路烟道氨气均流装置、旁路烟道分隔板构成，其旁路烟道、旁路烟道调节门、尿素溶液计量分配装置、尿素溶液喷枪、旁路烟道氨气均流装置固定连接，其旁路烟道上设置有膨胀节、尿素溶液计量分配装置、尿素溶液喷枪且与烟道壁固定连接，关断门设置在旁路烟道中后端。

通过本发明达到的目的是：①、本发明采取“尿素烟气热解”、“尿素烟气热解”关键技术，提供了“一种具备尿素烟气热解功能的全负荷脱硝装置”新装置。实现了利用烟气直接热解尿素，避免利用电能、燃油、天然气这样的高阶热源热解尿素②、本发明采取“全负荷脱硝”关键技术，有针对性的布置烟气旁路烟道，接引尾部烟道转向室高温烟气至SCR入口烟道，提高SCR入口烟温，满足机组脱硝要求。③、本发明旁路烟道中后端增加旁路烟道分隔板、关断门，能有效保证尿素热解时烟气停留时间满足《DLT 5480-2013 火力发电厂烟气脱硝设计技术规程》要求，保证脱硝系统运行的稳定性与安全性。④、本发明的结构科学合理且简单巧妙、使尿素热解炉与旁路烟道功能合二为一。方便使用且效果稳定可靠、易于制作与使用，且制作成本与运营成本均低。⑤、本发明能够有效的替代已有公知技术中的喷氨格栅，有效的避免的喷氨格栅的堵塞或结垢问题。⑥、本发明避免了已有公知技术利用电能或燃油、天然气等高阶能源加热稀释风进行尿素热解，降低了尿素热解能耗要求，解决了已有公知技术与现状存在的不足、缺陷与弊端。⑦、本发明的研制成功，有效的提高到了本行业的技术水平，可广泛推广应用。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案为：

一种具备尿素烟气热解功能的全负荷脱硝装置，由旁路烟道调节门、关断门、尿素溶液喷枪、尿素溶液计量分配装置、旁路烟道、旁路烟道氨气均流装置、主烟道调节门、膨胀节、旁路烟道分隔板构成。

所述的一种具备尿素烟气热解功能的全负荷脱硝装置，其旁路烟道调节门、关断门、尿素溶液喷枪、尿素溶液计量分配装置、旁路烟道、旁路烟道氨气均流装置、主烟道调节门、膨胀节、旁路烟道分隔板固定连接，其旁路烟道上设置有膨胀节、尿素溶液计量分配装置、尿素溶液喷枪且与烟道壁固定连接，关断门设置在旁路烟道中后端，利用旁路烟道壁与旁路烟道分隔挡板固定。

所述的一种具备尿素烟气热解功能的全负荷脱硝装置从尾部烟道转向室，低温过热器上方引出引出高温烟气，所述旁路烟道为矩形烟道。

所述的一种具备尿素烟气热解功能的全负荷脱硝装置在主烟道水平烟道设计主烟道调节门。

本发明的工作原理及工作过程是：如说明书附图所示，本发明的工作原理及工作过程简单明了，本发明充分发挥了“全负荷脱硝”、“尿素烟气热解”关键技术的作用，从尾部烟道转向室、低温过热器上方引出高温烟气，旁路烟道内设置尿素溶液喷枪及控制尿素溶液用量的尿素溶解计量分配装置。需要使用旁路烟道提升SCR入口烟温时，关小主烟道调节门，旁路烟道调节门全开，关断门全开，锅炉烟气经由全部旁路烟道流道进入SCR入口；不需要使用旁路烟道提升SCR入口烟温时，开大主烟道调节门，旁路烟道调节门设置一个极小的开度，关闭关断门，极少的一部分烟气仅利用旁路烟道中安装尿素溶液喷枪侧的流道通过旁路烟道，并参与到尿素热解中，为整个锅炉系统提供脱硝必要的还原剂。

旁路烟道上设置的尿素溶液喷枪，喷氨量随着锅炉负荷变化而自动调节。经过尿素溶液喷枪后的气体为氨气烟气混合气体，混合气体在烟道内通过旁路烟道氨气均流装置混合均匀后，经过主烟道进入SCR入口。其使用极为方便。本发明的设计科学合理、结构简单巧妙、易于制作成本低，使用效果稳定可靠、使用寿命长，解决了已有公知技术与现状存在的不足、缺陷与弊端，有效的提高到了本行业的技术水平。

由于采用了本发明所提供的技术方案；由于本发明采取了“尿素烟气热解”、“全负荷脱硝”关键技术；由于本发明的工作原理及工作过程所述；由旁路烟道调节门、关断门、尿素溶液喷枪、尿素溶液计量分配装置、旁路烟道、旁路烟道氨气均流装置、主烟道调节门、旁路烟道分隔板、膨胀节构成，其旁路烟道、旁路烟道调节门、尿素溶液计量分配装置、尿素溶液喷枪、旁路烟道氨气均流装置、旁路烟道分隔板固定连接，其旁路烟道上设置有膨胀节、尿素溶液计量分配装置、尿素溶液喷枪且与烟道壁固定连接，关断门设置在旁路烟道中后端。

使得本发明与已有公知技术与现状相比，获得的有益效果是：

1、本实用新型采取了“尿素烟气热解”、“尿素烟气热解”关键技术，从而提供了“一种具备尿素烟气热解功能的全负荷脱硝装置”新装置，取代的已有公知技术中的尿素热解炉、稀释风电加热器或燃油/气风道加热器、喷氨格栅。

2、本实用新型采取“全负荷脱硝”、“尿素烟气热解”关键技术，有针对性的在旁路烟道全负荷脱硝技术基础上布置尿素溶液喷枪，全负荷脱硝技术中的旁路烟道和尿素热解技术中的热解炉合二为一，简化了系统，降低了系统造价。

3、本实用新型采用计算机模拟技术，根据烟道情况先建立流场模型，通过计算并在旁路烟道设置氨气均流装置，能有效的提高旁路烟道的氨气均匀性。

4、本实用新型的结构科学合理且简单巧妙、方便使用且效果稳定可靠、易于制作与使用且制作成本与运营成本均低。

5、本实用新型解决了已有公知技术与现状存在的不足、缺陷与弊端。

6、本实用新型的研制成功，有效的提高到了本行业的技术水平，可广泛推广应用。

附图说明

说明书附图1为本发明具体实施方式的示意图。

图中的标号：1、尾部烟道转向室，2、低温过热器，3、旁路烟道进口，4、旁路烟道调节门，5、膨胀节，6、关断门， 7、尿素溶液喷枪，8、尿素溶液计量分配装置，9、旁路烟道，10、旁路烟道氨气均流装置，11、旁路烟道分隔板，12、主烟道调节门。

具体实施方式

下面结合说明书附图，对本发明作详细描述。正如说明书附图所示：

一种具备尿素烟气热解功能的全负荷脱硝装置，由1、尾部烟道转向室，2、低温过热器，3、旁路烟道进口，4、旁路烟道调节门，5、膨胀节，6、关断门， 7、尿素溶液喷枪，8、尿素溶液计量分配装置，9、旁路烟道，10、旁路烟道氨气均流装置，11、旁路烟道分隔板，12、主烟道调节门组成。

所述的一种具备尿素烟气热解功能的全负荷脱硝装置，其旁路烟道、旁路烟道调节门、尿素溶液计量分配装置、尿素溶液喷枪、旁路烟道氨气均流装置固定连接，其旁路烟道上设置有膨胀节、尿素溶液计量分配装置、尿素溶液喷枪且与烟道壁固定连接，关断门设置在旁路烟道中后端，利用旁路烟道壁及旁路烟道分隔板固定。

所述的一种具备尿素烟气热解功能的全负荷脱硝装置从尾部烟道转向室、低温过热器上方引出旁路烟气，所述旁路烟道为矩形烟道。

所述的一种具备尿素烟气热解功能的全负荷脱硝装置在主烟道水平烟道设计主烟道调节门。

所述的一种具备尿素烟气热解功能的全负荷脱硝装置尿素溶液喷枪布置在旁路烟道内。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员，均可按说明书附图所示和以上所述而顺畅地实施本发明；但在不脱离本发明技术方案而作出演变的等同变化，均为本发明的等效实施例，均仍属于本发明保护的技术方案。