一种用于SCR脱硝系统的喷氨格栅的制作方法

一种用于scr脱硝系统的喷氨格栅
技术领域
[0001]
本发明涉及发电技术领域，特别是一种用于scr脱硝系统的喷氨格栅。


背景技术：

[0002]
随着社会经济的不断发展，传统化石能源的消耗日益增大，为降低传统石化能源消耗带来的有毒有害气体排放和破坏。依据最新的《锅炉大气污染物排放标准》(gb 13271-2014)要求2017年4月1日后在用锅炉氮氧化物排放量≤80mg/m3，新建锅炉的氮氧化物排放量≤30mg/m3，截止2019年底，达到超低排放限值的煤电机组约8.9亿千瓦，约占全国煤电总装机容量的86％，其中采用scr脱硝技术的火电机组约占80％以上。为满足scr脱硝系统中催化剂在最佳的温度条件下运行，绝大部分scr脱硝系统选择高温高尘式布置方式，即scr脱硝系统布置在锅炉省煤器末端与空气预热器之间。
[0003]
在scr脱硝系统中，为了使还原剂如nh3更加均匀的与烟气混合，一般都安装了喷氨格栅，喷氨格栅的设计是将烟道截面划分为若干个控制区域，每个控制区域有若干个喷嘴，其中喷嘴为喷氨格栅的核心部件。对于高温高尘式scr脱硝系统的布置方式，有利于节约投资和运行成本，但缺点是烟气中含有大量的飞灰，易与烟道内生成的硫酸铵和硫酸氢氨发生粘结，粘连在设备表面，造成部分喷嘴发生堵塞，使得氨气分布不均，局部氨逃逸量增大。目前电厂喷氨格栅支管上喷氨量不均匀，无法保证进入催化剂层时烟气与氨气的均匀性分布，脱硝效率较差，现有虽然可通过调整喷氨分支管的阀门开度，来控制各分支管的流量，然而对于同一喷氨分支管上不同喷嘴的喷氨量无法进行调节，使得喷氨调整后仍然不能达到应有的效果，此外，喷氨格栅喷嘴的出口风速以及风向与烟气混合的时间，对于氨气与烟气混合效果也有很大影响。
[0004]
但目前已公开的专利中能够达到防尘、调流、增强混合效果的喷氨格栅仍有很多的不足，现有的喷氨格栅低速旋流风帽和喷氨格栅，在喷氨格栅的喷嘴上方增加了一个帽体结构和螺旋状的气流引导结构，可以将氨气流由垂直向上变为呈一定角度斜向扩散，一定程度地降低氨气流的垂直方向流速，增加了氨气流与烟气的混合时间，但是这种帽体结构增大了烟气中灰尘的聚集，很容易造成积灰坍塌现象，此外聚集的灰尘与烟气中的副反应生成的硫酸铵和硫酸氢氨发生粘结，会使喷嘴边缘积灰搭桥，长期运行会堵塞喷嘴。以及现有的scr烟气脱硝喷氨格栅防堵型喷嘴，通过在管状喷嘴的上部设置双层伞形盖的方式预防格栅上部积灰坍塌堵塞喷嘴，但是凸出的帽檐结构增大了烟气接触面积，没有考虑到伞形盖的磨损问题，且氨气出口风向固定不利于灵活运行。
[0005]
现有的一种防堵型喷氨格栅以及scr脱硝装置，在喷氨支管上采用螺旋喷嘴结构，该结构能很好地预防当上方积灰坍塌时，积灰能够被螺旋喷嘴的尖端破碎，向四周散落，从而避免喷嘴出口堵塞问题，但是该结构也使得氨气与烟气混合角度变小，其结构中螺旋喷嘴纵截面使得氨气出口速度降低，不利于烟气与氨气的混合。
[0006]
现有的一种喷氨格栅，利用后控制阀和前控制阀分别控制后连通管和前连通管的喷氨量，使每个喷氨头喷出等量的氨气，该结构改善了以往喷氨格栅支管上喷氨量不均匀
的缺点，但是对喷氨量的定量控制没有起到很好的效果，喷氨过少容易造成脱硝指标不达标，喷氨过量不经会增大运行成本还会发生副反应，对下游设备产生不利影响，此外，该专利在喷嘴设计上也没有考虑灰尘对喷氨格栅的影响。
[0007]
因此，研究一种能够兼顾防止烟气中灰尘堵塞喷氨支管，灵活调整喷氨流量，增强氨气与烟气的混合效果的喷氨格栅对scr脱硝系统的安全、稳定运行具有巨大的现实意义。


技术实现要素：

[0008]
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
[0009]
鉴于上述和/或现有的用于scr脱硝系统的喷氨格栅中存在的问题，提出了本发明。
[0010]
因此，本发明所要解决的问题在于如何解决堵塞喷氨支管的堵塞和喷氨流量的调整的问题。
[0011]
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种用于scr脱硝系统的喷氨格栅，其包括，
[0012]
分管组件，通过连接管设置于所述分管组件下方的母管组件，所述母管组件的一端设有控制阀，所述分管组件呈“回”字型布置；
[0013]
支管组件，等间距均匀呈交叉相错分布于所述分管组件上表面，且采用高低分层布置。
[0014]
作为本发明所述用于scr脱硝系统的喷氨格栅的一种优选方案，其中：所述支管组件上设有椎体组件，所述椎体组件设有上椎体和下椎体，所述上椎体为圆锥形，上部为尖端，下部圆面直径大于所述支管组件的管径，且底部设有圆孔，所述圆孔内表面设有螺纹槽，所述下椎体通过圆柱轴设置于所述上椎体的下方。
[0015]
作为本发明所述用于scr脱硝系统的喷氨格栅的一种优选方案，其中：所述上椎体底部还设有轴承，所述轴承的外圆直径小于所述上椎体的下部圆面直径，且所述轴承的内圆直径大于所述圆孔的直径，所述轴承套接于所述圆孔。
[0016]
作为本发明所述用于scr脱硝系统的喷氨格栅的一种优选方案，其中：所述下椎体包括叶轮轴，所述叶轮轴上方设有连接件，所述叶轮轴圆周表面设有横向叶片，所述叶轮轴下方设有圆柱凸块，所述圆柱凸块下方设有纵向叶片。
[0017]
作为本发明所述用于scr脱硝系统的喷氨格栅的一种优选方案，其中：所述轴承的内圆上等间距环形布置有伸缩杆，所述上椎体与所述下椎体通过所述伸缩杆和所述连接件铰接。
[0018]
作为本发明所述用于scr脱硝系统的喷氨格栅的一种优选方案，其中：所述圆柱凸块的直径小于所述支管组件的喷嘴内径。
[0019]
作为本发明所述用于scr脱硝系统的喷氨格栅的一种优选方案，其中：所述圆柱轴一端设有螺纹，另一端设有弹簧，且设有所述弹簧的一端还固定连接有圆台，所述圆台的上表面直径大于所述纵向叶片的管径。
[0020]
作为本发明所述用于scr脱硝系统的喷氨格栅的一种优选方案，其中：所述圆柱轴
设有螺纹的一端与所述圆孔螺纹连接，所述圆柱轴的中部与所述下椎体套合，下部设有所述圆台的一端置于所述支管组件的内部。
[0021]
作为本发明所述用于scr脱硝系统的喷氨格栅的一种优选方案，其中：所述支管组件与所述上椎体之间还设有支撑架，所述支撑架为三个，且环形等间距分布于所述所述支管组件与所述上椎体上。
[0022]
作为本发明所述用于scr脱硝系统的喷氨格栅的一种优选方案，其中：所述下椎体通过所述伸缩杆沿着所述圆柱轴进行上下往复运动，所述伸缩杆的最小长度应保证所述上椎体与所述下椎体不相接触，所述伸缩杆的最大长度应保证所述圆柱凸块的下表面与所述支管组件的喷嘴相接触。
[0023]
本发明有益效果为：本发明提供的scr脱硝系统的喷氨格栅设有支管组件，同一分管组件上的相邻支管组件上方的纵向叶片的螺旋方向不同，相邻的支管组件呈交叉相错布置和中间高四周低的分层布置，有利于扩大氨气喷洒的有效面积，使氨气与烟气中的nox反应更加均匀，且设有椎体组件，其中上椎体的尖端设计可以在上方积灰坍塌时，有效刺破大块积灰对喷嘴的影响，且上椎体表面光滑，可以减少积灰的沉积，有效防止设备堵塞，延长设备的使用寿命，下椎体通过伸缩杆的控制，进而控制单个喷嘴的喷氨流量，有利于提高喷氨流量与烟气流量的线性拟合，实现精准喷氨，减少喷氨副产物的生成并降低脱硝运行成本。
附图说明
[0024]
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
[0025]
图1为用于scr脱硝系统的喷氨格栅的整体结构图。
[0026]
图2为用于scr脱硝系统的喷氨格栅的锥体组件的结构图。
[0027]
图3为用于scr脱硝系统的喷氨格栅的上椎体结构图。
[0028]
图4为用于scr脱硝系统的喷氨格栅的下椎体结构图。
[0029]
图5为用于scr脱硝系统的喷氨格栅的圆柱轴结构图。
具体实施方式
[0030]
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
[0031]
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
[0032]
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
[0033]
实施例1
[0034]
参照图1，为本发明第一个实施例，该实施例提供了一种用于scr脱硝系统的喷氨格栅，用于scr脱硝系统的喷氨格栅包括分管组件100和支管组件200，其中分管组件100通过连接管110设置于分管组件100下方的母管组件200，母管组件200的一端设有控制阀210，分管组件100呈“回”字型布置；
[0035]
支管组件300等间距均匀呈交叉相错分布于分管组件100上表面，且采用高低分层布置。
[0036]
基于上述，分管组件100呈“回”字型布置，分管组件100下方垂直设有连接管110，连接管110优选为四个，将母管组件200与分管组件100连通，母管组件200与分管100平行设置，母管组件200上装有控制阀210，控制阀210用于控制氨气的流量，分管组件100上设有若干支管组件300，相邻的支管组件300呈交叉相错布置，同一喷氨格栅上的支管组件100布置根据同一截面上的烟气中间流速大四周流速小的特点，对喷氨格栅上的支管组件100采用中间高四周低的分层布置，有利于扩大氨气喷洒的有效面积，使氨气与烟气中的no
x
反应更加均匀。
[0037]
实施例2
[0038]
参照图2～5，为本发明第二个实施例，其不同于第一个实施例的是：支管组件300上设有椎体组件400，椎体组件400设有上椎体410和下椎体420，上椎体410为圆锥形，上部为尖端，下部圆面直径大于支管组件300的管径，且底部设有圆孔411，圆孔411内表面设有螺纹槽，下椎体420通过圆柱轴430设置于上椎体410的下方。
[0039]
基于上述，上椎体410的外表面光滑，且顶端尖锐，能够有效破碎上方坍塌的大块灰尘，且光滑的外表面设计使得灰尘不易积沉，有效防止设备堵塞，进而延长设备的使用寿命，且上椎体410和下椎体420通过圆柱轴430连接，圆柱轴430通过上椎体410底部的圆孔411螺纹连接，结构简单可靠，制造成本低。制作材料来源广泛，无需外部传输动力，适用范围广。
[0040]
进一步的，上椎体410底部还设有轴承412，轴承412的外圆直径小于上椎体410的下部圆面直径，且轴承412的外圆与上椎体410焊接固定，轴承412的内圆直径大于圆孔411的直径，轴承412的外圆与内圆之间设有钢珠，故轴承412的内圆可灵活转动，即轴承412套接于圆孔411，当轴承412转动时，圆孔411随着轴承412的转动而旋转，下椎体420的旋转传动通过轴承412传递。
[0041]
较佳的，下椎体420包括叶轮轴421，叶轮轴421上方设有连接件424，叶轮轴421圆周表面设有横向叶片422，叶轮轴421下方设有圆柱凸块425，圆柱凸块425的直径小于支管组件300的喷嘴内径，且圆柱凸块425下方设有纵向叶片423
[0042]
横向叶片422在烟气驱动下会产生旋转运动，由于叶轮轴421与圆柱凸块425连接，且圆柱凸块425与纵向叶片423连接，故当烟气驱动时，横向叶片422旋转，进而带动纵向叶片423旋转，且由于同一分管组件100上的相邻支管组件300上方的纵向叶片423的螺旋方向不同，相邻的支管组件300呈交叉相错分布，使得氨气流由垂直向上的方向变成具有一定角度的斜向旋转扩散，氨气从喷嘴喷出后流向更加均匀，提高了氨气流与烟气的混合时间，扩大了氨气喷洒的有效面积，强化了氨气与烟气中的no
x
的混合效果。
[0043]
基于上述，圆柱轴430一端设有螺纹，与上椎体410中的圆孔411内的螺纹槽配合，进而螺纹连接，使得圆柱轴430与上椎体410固定连接，圆柱轴430另一端的表面设有弹簧
431，且设有弹簧431的一端还固定连接有圆台432，圆台432的上表面直径大于纵向叶片423的管径，故弹簧431的设置可以减小纵向叶片423向下移动时对圆台432的冲击力。
[0044]
进一步的，圆柱轴430的中部与下椎体420套合，下部设有圆台432的一端置于支管组件300的内部，支管组件300与上椎体410之间还设有支撑架500，支撑架500为三个，且环形等间距分布于支管组件300与上椎体410上，故使得上椎体410完全固定，即下椎体420可沿着圆柱轴430实现上下往复运动。
[0045]
具体的，轴承412的内圆上等间距环形布置有伸缩杆413，上椎体410与下椎体420通过伸缩杆413和连接件424铰接，伸缩杆413的最小长度应保证上椎体410与下椎体420不相接触，伸缩杆413的最大长度应保证圆柱凸块425的下表面与支管组件300的喷嘴相接触。
[0046]
当喷氨格栅工作时，伸缩杆413在远程控制下，可以精准控制下椎体420的移动，通过移动与支管组件300的相对距离大小，控制单个喷嘴的喷氨流量，有利于提高喷氨流量与烟气流量的线性拟合，实现精准喷氨，减少喷氨副产物的生成并降低脱硝运行成本；当喷氨格栅停止工作时，下椎体420在重力作用下沿轴向方向向下移动，直至完全盖住喷嘴管口，即使是在停炉吹灰期间，也可以完全避免灰尘对喷嘴的影响，进而有效防止设备堵塞的情况发生。
[0047]
重要的是，应注意，在多个不同示例性实施方案中示出的本申请的构造和布置仅是例示性的。尽管在此公开内容中仅详细描述了几个实施方案，但参阅此公开内容的人员应容易理解，在实质上不偏离该申请中所描述的主题的新颖教导和优点的前提下，许多改型是可能的(例如，各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、以及参数值(例如，温度、压力等)、安装布置、材料的使用、颜色、定向的变化等)。例如，示出为整体成形的元件可以由多个部分或元件构成，元件的位置可被倒置或以其它方式改变，并且分立元件的性质或数目或位置可被更改或改变。因此，所有这样的改型旨在被包含在本发明的范围内。可以根据替代的实施方案改变或重新排序任何过程或方法步骤的次序或顺序。在权利要求中，任何“装置加功能”的条款都旨在覆盖在本文中所描述的执行所述功能的结构，且不仅是结构等同而且还是等同结构。在不背离本发明的范围的前提下，可以在示例性实施方案的设计、运行状况和布置中做出其他替换、改型、改变和省略。因此，本发明不限制于特定的实施方案，而是扩展至仍落在所附的权利要求书的范围内的多种改型。
[0048]
此外，为了提供示例性实施方案的简练描述，可以不描述实际实施方案的所有特征(即，与当前考虑的执行本发明的最佳模式不相关的那些特征，或于实现本发明不相关的那些特征)。
[0049]
应理解的是，在任何实际实施方式的开发过程中，如在任何工程或设计项目中，可做出大量的具体实施方式决定。这样的开发努力可能是复杂的且耗时的，但对于那些得益于此公开内容的普通技术人员来说，不需要过多实验，所述开发努力将是一个设计、制造和生产的常规工作。
[0050]
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。