适用于循环流化床锅炉SNCR的烟道全周式反应工质喷射系统的制作方法

适用于循环流化床锅炉sncr的烟道全周式反应工质喷射系统
技术领域
1.本实用新型循环流化床锅炉烟气脱硝技术领域，具体涉及一种适用于循环流化床锅炉sncr的烟道全周式反应工质喷射系统。


背景技术：

2.在传统的大型循环流化床锅炉排放的烟气中，往往含有大量的nox，随着国家和社会对环保的日益重视，sncr脱硝技术因具有工艺简单、脱硝率高的特点，在烟气处理上应用十分广泛。以尿素溶液为反应工质的sncr技术在烟道中布置多支喷枪，通过将尿素溶液喷射到烟气中，使得高温下的nox与之发生反应，生成无毒无害的氮气。
3.在大型循环流化床锅炉应用中的以下问题易被忽视：一方面，传统喷枪布置结构为水平烟道两侧等间距、等数量，喷射出的尿素溶液在烟道两侧的分布基本一致，在水平烟道中不到0.5秒即进入旋风分离器，尿素溶液相对烟气受惯性力作用影响更大，其在分离器外侧、内侧浓度基本一致，但由于旋风分离器外侧的烟气流速高，内侧烟气流速低，导致在外侧烟气流速高的区域尿素溶液不足，在内侧烟气流速低的区域尿素溶液过量；另一方面，由于烟气中常夹杂有飞灰，有时在水平烟道底部会产生积灰，但传统的喷枪布置在靠近烟道底部的位置也为水平式，容易产生喷枪堵塞的问题。这些问题既降低了脱硝效率，又浪费了反应工质，有时还会因为喷枪堵塞影响正常的机组脱硝系统运行。


技术实现要素：

4.基于上述问题，本实用新型提供了一种适用于循环流化床锅炉sncr的烟道全周式反应工质喷射系统，解决传统的喷枪布置位置不佳导致旋风分离器内反应工质不均及喷枪易堵塞的问题。
5.为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案予以实现：
6.适用于循环流化床锅炉sncr的烟道全周式反应工质喷射系统，包括围绕水平烟道周向设置的环形喷射系统，所述环形喷射系统包括围绕水平烟道周向设置的环形管以及连接在环形管上的多个喷枪；所述环形管上设置有用于通入反应工质的进口；所述多个喷枪围绕环形管圆周方向依次设置，所述喷枪的喷口均朝向水平烟道内；所述水平烟道顶部的喷枪数量大于水平烟道底部的喷枪数量，水平烟道外侧的喷枪数量大于水平烟道内侧的喷枪数量。
7.优选的，所述水平烟道内侧最边缘的喷枪朝向水平烟道中心部位倾斜，且水平烟道内侧中间的喷枪较边缘处的喷枪密集。
8.更优选的，所述水平烟道内侧最边缘的喷枪与水平烟道底面的夹角为10~15
°
。
9.优选的，所述水平烟道外侧最边缘的喷枪朝向水平烟道中心部位倾斜，且水平烟道外侧中间的喷枪较边缘处的喷枪密集。
10.更优选的，所述水平烟道外侧最边缘的喷枪与水平烟道底面的夹角为10~15
°
。
11.优选的，所述水平烟道外侧的喷枪布置位置与水平烟道内侧的喷枪布置位置交错
分布。
12.优选的，所述水平烟道外侧反应工质喷射量和水平烟道内侧反应工质喷射量比例为5：3。
13.优选的，所述水平烟道底部的喷枪布置位置与水平烟道顶部的喷枪布置位置交错分布。
14.优选的，沿水平烟道轴向依次设置有多个环形喷射系统，每个环形喷射系统的环形管进口连接有支管，所有支管通过母管连通，所述支管上设置有阀门。
15.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
16.（1）本实用新型的环形喷射系统的水平烟道外侧的喷枪数量大于水平烟道内侧的喷枪数量，使得水平烟道的反应工质外侧多、内侧少，反应工质在外侧喷射量高，与旋风分离器内的流场相匹配，增加脱硝的反应时间，进而提高脱硝效率，节约反应工质；在水平烟道底部设置的喷枪数量较少，减少因积灰引发的喷枪堵塞问题。
17.（2）本实用新型通过母管并联有多个环形喷射系统，当投运的环形喷射系统出现严重堵塞等情况时，通过切换阀门的开关，可以实现不同环形喷射系统的切换，保障特殊情况下的脱硝系统连续正常运行。
18.本实用新型的其他优点在具体实施方中进行详细说明。
附图说明
19.图1是本实用新型实施例记载的喷射系统在水平烟道上的布置示意图。
20.图2是图1的侧视图。
21.图3是图2的a-a剖面图。
22.图4是图1的俯视图。
23.图中各标号说明：
24.1-环形喷射系统，2-水平烟道，3-支管，4-母管，5-阀门，6-旋风分离器，7-炉膛；
25.11-环形管，12-喷枪；
26.21-水平烟道顶部，22-水平烟道底部，23-水平烟道外侧，24-水平烟道内侧。
具体实施方式
27.本实用新型中，水平烟道内侧24是指距离旋风分离器中心轴较近的一侧，水平烟道外侧23是指距离旋风分离器中心轴较远的一侧。
28.以下给出本实用新型的具体实施例。需要说明的是，在以下的描述中，除非另有明确的规定和限定，其中的“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是拆卸连接或成一体；可以是直接连接，也可以是间接连接等等。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术方案中的具体含义。
29.在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是指以相应附图的图面为基准定义的，“内、外”是指以相应附图的轮廓为基准定义的。
30.在下述具体实施例中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，只要其不违背本实用新型的思想，同样应当视其为本实用新型所公开的内容。
31.本实用新型具体实施例中公开了一种适用于循环流化床锅炉sncr的烟道全周式反应工质喷射系统，如图1所示，本实施例的喷射系统包括围绕水平烟道2周向设置的环形喷射系统1。
32.本实用新型的环形喷射系统1可设置1个，也可沿水平烟道2轴向依次设置有多个环形喷射系统1，本实施例为2个。多个环形喷射系统1通过支管3并联在母管4上，并在支管3上设置有阀门5，当投运的环形喷射系统1出现严重堵塞等情况时，通过切换阀门5的开关，可以实现不同环形喷射系统1的切换，保障特殊情况下的脱硝系统连续正常运行。
33.本实施例的水平烟道2的截面为矩形，目前电厂使用的烟道一般均是矩形截面，有少数采用多边形截面，对于多边形烟道，喷枪12的设置位置与本实施例相同，依然按照顶部与底部、内侧与外侧区别设置。
34.其中，环形喷射系统1包括围绕水平烟道2周向设置的环形管11以及多个喷枪12，环形管11上设置有进口（图中未标出），用于通入反应工质；本实施例中，环形管11的进口与支管3连接。多个喷枪12连接在环形管11的内侧，用于向水平烟道中喷入尿素，喷枪12的喷口端插入水平烟道2内。本实施例采用的喷枪12为市面上可以购买的常用喷枪，本实施例的反应工质为尿素溶液。
35.多个喷枪12围绕环形管11圆周方向依次设置，喷枪12的喷口均朝向水平烟道2内。水平烟道内外两侧的喷枪12并非等间距布置，水平烟道顶部21的喷枪12数量大于水平烟道底部22的喷枪数量，减少水平烟道底部因易积灰而堵塞喷枪。
36.作为优选方案，水平烟道底部22的喷枪12与水平烟道顶部21的喷枪12交错布置，增加混合面积，减少盲区，避免不同高度位置浓度偏差过大。
37.水平烟道外侧23的喷枪12数量大于水平烟道内侧24的喷枪12数量。烟气从水平烟道2不到0.5秒即进入旋风分离器6，反应工质相对烟气受惯性力作用影响更大，旋风分离器6外侧的烟气流速高，内侧烟气流速低，因此设计水平烟道外侧23的喷枪12数量大于水平烟道内侧24的喷枪数量，让水平烟道2的反应工质外侧多，内侧少，使得反应工质在外侧喷射量高，与旋风分离器6内的流场相匹配，避免因水平烟道外侧23烟气流速高导致该区域反应工质不足、在水平烟道内侧24烟气流速低导致该区域反应工质过量的问题。
38.作为优选方案，水平烟道外侧23反应工质喷射量和水平烟道内侧24反应工质喷射量比例为5：3，在提高脱硝效率的同时节约反应工质。
39.作为优选方案，水平烟道内侧24最边缘的喷枪12朝向水平烟道2中心部位倾斜，具体的倾斜角度为：水平烟道内侧24最边缘的喷枪12与水平烟道2底面的夹角为10~15
°
。另外，水平烟道内侧24中间的喷枪12较边缘处的喷枪12密集，即中间的相邻喷枪12间距小于边缘处相邻喷枪12的间距。通过本实施方案，一方面增加了水平烟道2中反应工质的覆盖面积，另一方面减少因积灰引发的喷枪堵塞问题。
40.作为优选方案，同水平烟道内侧24的喷枪12布置情况，水平烟道外侧23最边缘的喷枪12朝向水平烟道2中心部位倾斜，具体的倾斜角度为：水平烟道外侧23最边缘的喷枪12与水平烟道2底面的夹角为10~15
°
。另外，水平烟道外侧23中间的喷枪12较边缘处的喷枪12密集，即水平烟道外侧23中间处的相邻喷枪12间距小于边缘处相邻喷枪12的间距。同样，通过本实施方案，一方面增加了水平烟道2中反应工质的覆盖面积，另一方面减少因积灰引发的喷枪堵塞问题。
41.作为优选方案，水平烟道底部22的喷枪12布置位置与水平烟道顶部21的喷枪布置位置交错分布；同样，水平烟道外侧23的喷枪12布置位置与水平烟道内侧24的喷枪12布置位置交错分布。这样可增加反应工质的混合面积，减少盲区，避免不同高度位置浓度偏差过大。
42.本实用新型上述实施例的环形管11、喷枪12、支管3、母管4等均为耐高温不锈钢材质，可在高温烟气环境下保持高强度、抗腐蚀性以及高耐磨性。
43.上述实施例记载的烟道全周式反应工质喷射系统的工作原理为：
44.正常运行时，烟气从循环流化床锅炉的炉膛7沿着水平烟道2进入旋风分离器3，旋风分离器3中的一部分烟气进入尾部烟道，另一部分烟气沿底部烟道重新进入炉膛7；反应工质从母管4经支管3进入环形喷射系统1的环形管11中，再通过喷枪喷射12到水平烟道2中，在之后的烟道、旋风分离器3中与烟气进行脱硝反应；
45.当投运的环形喷射系统1出现严重堵塞等情况时，通过切换阀门5的开关开启另一个环形喷射系统1，保障特殊情况下的脱硝系统连续正常运行。