燃煤锅炉高温喷氨脱硝喷枪的制作方法

本发明涉及燃煤锅炉喷枪，具体为燃煤锅炉高温喷氨脱硝喷枪。

背景技术：

近年来，燃煤电厂氮氧化物的排放要求越来越严格，要求燃煤机组氮氧化物排放量小于50mg/m³，对于新建机组都要求能够接近或达到。并且一些重点区域都要求氮氧化物排放浓度不能超过30mg/m³。

目前火电厂nox排放的控制措施一般分为两大类：一类是在炉内燃烧过程中控制nox生成，如低氮燃烧器技术、空气分级技术、再燃技术等；另一类是锅炉尾部烟气处理法，包括sncr技术和scr技术等。随着nox排放指标越来越严格，需要新的脱硝手段提供技术支持。

富燃料区高温喷氨技术是一种先进的炉内脱除nox技术。wendt等人在20世纪70年代首次提出了富燃料区喷氨概念，其脱硝原理是在炉内主燃烧区营造高温欠氧环境，并喷入尿素或氨水等氨基还原剂，与nox发生反应生成n2，从而实现nox的还原脱除。相对于scr技术，富燃料区高温喷氨技术无需使用催化剂，投资、维护成本大大降低；相对于sncr技术，由于在富燃料、缺氧环境中喷入氨基还原剂，因此不存在nh3被氧化的条件，还原剂利用率高。

富燃料区高温喷氨技术在实验室内获得了较高的脱硝效率，但在实际生产过程中，尚没有得到推广应用。究其原因是：该技术对氨基还原剂的喷射条件要求较高，需要高温无氧环境，现有的设备难以满足使用要求，具体来说是目前的喷枪无法在此高温环境下将氨基还原剂准确喷射到满足高温喷氨脱硝反应条件的区域。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种燃煤锅炉高温喷氨脱硝喷枪，结构简单，设计合理，使用方便，能够在富燃料区的高温条件下使用。

本发明是通过以下技术方案来实现：

燃煤锅炉高温喷氨脱硝喷枪，包括喷枪枪杆，设置在喷枪枪杆一端的喷头，以及同轴套设在另一端的固定组件；

所述的喷头用于将还原剂溶液雾化后喷入烟气中；

所述的固定组件包括管座、冷却风匣和套筒；套筒内侧同轴套设在喷枪枪杆上；冷却风匣一端固定连接管座，冷却风匣内侧与套筒外侧包围出一个空腔作为冷却风室；套筒与冷却风匣之间位于管座一端的连接处，设置有与喷枪枪杆相邻且同轴的环状狭缝；冷却风匣侧壁上设置有与冷却风室连通的压缩空气接口。

优选的，所述的冷却风匣呈凹型设置，套筒由凹型开口插入固定配合；套筒的插入端外侧呈坡口设置，坡口与冷却风匣底部形成出口逐渐缩小的环状狭缝。

优选的，所述的冷却风匣在凹型开口处与套筒外侧螺纹连接，冷却风匣底部外侧经螺纹连接管座。

优选的，所述的喷头包括喷嘴体、雾化板和喷嘴帽；

喷嘴体固定在喷枪枪杆上，喷嘴体上设置有与喷枪枪杆的还原剂通道连通的孔道；

喷嘴帽一端开口，另一端经螺纹连接在喷嘴体上，雾化板由喷嘴帽夹紧固定在喷嘴体上；雾化板中心设置有雾化通孔，连接喷嘴体的一端设置分别与孔道和雾化通孔连通的浅槽，另一端经雾化通孔与喷嘴帽的开口连通。

优选的，喷嘴体一端经螺纹套设连接在喷枪枪杆上，另一端经螺纹插入连接喷嘴帽中。

优选的，所述浅槽的外侧与孔道连通，中间与雾化通孔连通。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明通过设置的固定组件，能够将喷枪固定在锅炉侧壁的同时，一方面通过同轴套设滑动连接的套筒保证其在固定组件中的滑动伸缩，另一方面通过设置在冷却风室上的环状狭缝进行高压空气密封的同时，能够将冷却风沿喷枪枪杆的外壁流动形成冷却空气膜，起到延伸的冷却效果，配合内部的液体氨基还原剂的冷却，从而能够将氨基还原剂准确喷射到满足高温喷氨脱硝反应条件的区域。

附图说明

图1为本发明实例中所述的喷枪安装示意图。

图2为本发明实例中所述的喷枪固定端的结构示意图。

图3为本发明实例中所述的喷枪喷头端的结构示意图。

图中：管座1，冷却风匣2，套筒3，压缩空气接口4，喷嘴体5，雾化板6，浅槽61，喷嘴帽7，孔道8，喷枪枪杆9，还原剂接口10，喷头11，锅炉炉壁12。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

本发明所述的燃煤锅炉高温喷氨脱硝喷枪，如图1所示，其一端为固定端，位于锅炉外侧，通过管座1固定在锅炉炉壁12上；另一端为喷头端，设置有喷头11，位于锅炉内侧烟气中，将还原剂溶液雾化后喷入烟气中。

固定端结构如图2所示，包括管座1、冷却风匣2和套筒3。其中，管座1焊接在锅炉炉壁12上，通过螺纹与冷却风匣2连接，起到固定冷却风匣2的作用。冷却风匣2上有压缩空气接口4，冷却风匣2与套筒3螺纹连接。套筒3内为喷枪枪杆9进出锅炉的通道。套筒3与冷却风匣2包围出一个空腔作为冷却风的风室，冷却风取自压缩空气，经压缩空气接口进入冷却风室，再经过套筒3与冷却风匣2之间预留的环状狭缝喷入炉内，沿喷枪枪杆9的外壁流动，起到一定冷却效果，同时也有一定的密封效果。

喷头端结构如下图3所示，包括喷嘴体5、雾化板6和喷嘴帽7。喷嘴体5通过螺纹与喷枪枪杆9连接。喷嘴帽7通过螺纹与喷嘴体5连接。雾化板6位于喷嘴帽7与喷嘴体5之间，并利用喷嘴帽7和喷嘴体5夹紧固定。还原剂溶液经过喷枪枪杆9到达喷头11，经由位于喷嘴体上的孔道8进入雾化板6的浅槽61，后由位于雾化板6中心的开口喷出，得到雾化。

技术特征：

1.燃煤锅炉高温喷氨脱硝喷枪，其特征在于，包括喷枪枪杆(9)，设置在喷枪枪杆(9)一端的喷头(11)，以及同轴套设在另一端的固定组件；

所述的喷头(11)用于将还原剂溶液雾化后喷入烟气中；

所述的固定组件包括管座(1)、冷却风匣(2)和套筒(3)；套筒(3)内侧同轴套设在喷枪枪杆(9)上；冷却风匣(2)一端固定连接管座(1)，冷却风匣(2)内侧与套筒(3)外侧包围出一个空腔作为冷却风室；套筒(3)与冷却风匣(2)之间位于管座(1)一端的连接处，设置有与喷枪枪杆(9)相邻且同轴的环状狭缝；冷却风匣(2)侧壁上设置有与冷却风室连通的压缩空气接口(4)。

2.根据权利要求1上所述的燃煤锅炉高温喷氨脱硝喷枪，其特征在于，所述的冷却风匣(2)呈凹型设置，套筒(3)由凹型开口插入固定配合；套筒(3)的插入端外侧呈坡口设置，坡口与冷却风匣(2)底部形成出口逐渐缩小的环状狭缝。

3.根据权利要求1上所述的燃煤锅炉高温喷氨脱硝喷枪，其特征在于，所述的冷却风匣(2)在凹型开口处与套筒(3)外侧螺纹连接，冷却风匣(2)底部外侧经螺纹连接管座(1)。

4.根据权利要求1上所述的燃煤锅炉高温喷氨脱硝喷枪，其特征在于，所述的喷头(11)包括喷嘴体(5)、雾化板(6)和喷嘴帽(7)；

喷嘴体(5)固定在喷枪枪杆(9)上，喷嘴体(5)上设置有与喷枪枪杆(9)的还原剂通道连通的孔道(8)；

喷嘴帽(7)一端开口，另一端经螺纹连接在喷嘴体(5)上，雾化板(6)由喷嘴帽(7)夹紧固定在喷嘴体(5)上；雾化板(6)中心设置有雾化通孔，连接喷嘴体(5)的一端设置分别与孔道(8)和雾化通孔连通的浅槽(61)，另一端经雾化通孔与喷嘴帽(7)的开口连通。

5.根据权利要求1上所述的燃煤锅炉高温喷氨脱硝喷枪，其特征在于，喷嘴体(5)一端经螺纹套设连接在喷枪枪杆(9)上，另一端经螺纹插入连接喷嘴帽(7)中。

6.根据权利要求1上所述的燃煤锅炉高温喷氨脱硝喷枪，其特征在于，所述浅槽(61)的外侧与孔道(8)连通，中间与雾化通孔连通。

技术总结
本发明提供一种燃煤锅炉高温喷氨脱硝喷枪，结构简单，设计合理，使用方便，能够在富燃料区的高温条件下使用。其包括喷枪枪杆，设置在喷枪枪杆一端的喷头，以及同轴套设在另一端的固定组件；所述的喷头用于将将还原剂溶液雾化后喷入烟气中；所述的固定组件包括管座、冷却风匣和套筒；套筒内侧同轴套设在喷枪枪杆上；冷却风匣一端固定连接管座，冷却风匣内侧与套筒外侧包围出一个空腔作为冷却风室；套筒与冷却风匣之间位于管座一端的连接处，设置有与喷枪枪杆相邻且同轴的环状狭缝；冷却风匣侧壁上设置有与冷却风室连通的压缩空气接口。

技术研发人员：张波;孙叶柱;张向宇;陆续;向小凤;徐宏杰;房凡
受保护的技术使用者：西安热工研究院有限公司;华能国际电力股份有限公司
技术研发日：2020.05.09
技术公布日：2020.08.18