用于W火焰锅炉高温还原区的多孔喷氨装置制造方法及图纸

用于W火焰锅炉高温还原区的多孔喷氨装置，它涉及一种多孔喷氨装置。本发明专利技术解决了现有的旋流燃烧器W火焰锅炉存在NOx排放量高、脱销效率低的问题。多孔喷氨装置为空心圆球体，下炉膛的前侧壁上部沿水平方向依次布置有多个可摆动乏气风喷口，下炉膛的前侧壁中部沿水平方向依次布置有多个可摆动分级风喷口，后炉拱上沿水平方向布置有多个可摆动第一级燃尽风喷口，上炉膛的中部沿圆周方向依次布置有多个可摆动第二级燃尽风喷口，上炉膛的下部沿圆周方向依次布置有多个多孔喷氨装置，多孔喷氨装置为空心圆球体，位于多孔喷氨装置中心面K以下的半球上加工有多个圆形孔口，形成多方位多角度直流喷氨。本发明专利技术用于用于W火焰锅炉高温还原区喷氨。

Porous ammonia spray device for high temperature reduction zone of W flame boiler

A porous ammonia spray device used in the high temperature reduction zone of the W flame boiler, which involves a porous ammonia spray device. The invention solves the problem that the existing W flame boiler of the current swirl burner has high NOx emission and low off efficiency. Ammonia spraying device for porous hollow sphere, the front side of the upper part of the chamber wall are horizontally provided with a plurality of swing exhaust gas air nozzle, the middle part of the front wall of the chamber are horizontally provided with a plurality of swing staged air vents, after the furnace arch along the horizontal direction is provided with a plurality of first swing the middle level of ofa nozzle, the furnace successively along the circumferential direction are arranged a plurality of swing second burned air nozzle, on the lower part of the furnace are arranged in the circumference direction with a plurality of porous ammonia spraying device, ammonia spraying device for porous hollow spheres, in the processing of multi hole ammonia spraying device center surface below K hemisphere a circular hole, the formation of multi angle DC ammonia injection. The invention is used for the injection of ammonia in the high temperature reduction zone of the W flame boiler.

【技术实现步骤摘要】
用于W火焰锅炉高温还原区的多孔喷氨装置
本专利技术涉及一种多孔喷氨装置，具体涉及一种用于W火焰锅炉高温还原区的多孔喷氨装置，属于W火焰锅炉燃烧

技术介绍
W火焰锅炉是一种专为燃用无烟煤、贫煤而设计的锅炉，这种锅炉在实际运行过程中普遍NOx排放量高。NOx对动物和人体有致毒作用，是形成酸雨的主要物质之一，也是形成大气中光化学烟雾的重要物质和破坏大气臭氧层的一个重要因素。《全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造工作方案》要求，到2020年，燃煤电厂实现超低排放，其中NOx排放浓度为50mg/m3(6％O2)，而采用旋流燃烧器的W火焰锅炉NOx原始排放量高达1400mg/m3(6％O2)。降低燃煤锅炉NOx排放浓度的技术主要有两种：一是低NOx燃烧技术；二是烟气脱硝技术。在采用旋流燃烧器W火焰锅炉低NOx燃烧技术方面，中国专利技术专利《旋流煤粉燃烧器一、二次风偏心布置的W火焰锅炉》(申请日为2015年12月28日、申请号为201510007686.8、公开日为2016年5月4日，下称“文件一”)提出了W火焰锅炉的旋流燃烧器的一、二次风管偏心布置的方法，实现二次风部分偏置可以一定程度上降低NOx排放量和飞灰可燃物含量，防止下炉膛前后墙水冷壁结渣，但是锅炉没有燃尽风，仅仅采用二次风部分偏置的旋流燃烧器，并未解决拱上和拱下的风量配比，拱上风量依然占总风量的60％以上，未能完全显现出燃烧器的低NOx特性，实际运行中NOx排放量高达950mg/m3，飞灰可燃物含量高达9％。中国专利技术专利《一种采用旋流煤粉燃烧器的W火焰锅炉多次引射分级燃烧装置》(申请日为2016年10月26日、申请号为201610949784.1、公开日为2016年10月3日，下称“文件二”)提出了旋流燃烧器W火焰锅炉多次引射分级低NOx燃烧技术，锅炉满负荷情况下NOx排放浓度和飞灰含碳量明显降低，但实际运行中锅炉负荷变化较大，锅炉负荷改变会导致炉内煤粉气流下冲深度发生变化，锅炉在中低负荷下运行时，该专利技术技术由于乏气风喷口、分级风喷口和燃尽风喷口固定，不可上下摆动，无法有效地实现煤粉气流的多次引射分级燃烧，NOx控制效果较差，飞灰含碳量保持着相对较高的水平。在烟气脱硝技术方面，中国专利技术专利《一种工业炉、窑脱硝系统及其脱硝方法》(申请日为2010年10月10日、申请号为201010352935.2、公开日为2012年6月20日，下称“文件三”)、中国专利技术专利《大型锅炉高温烟气区域喷氨气脱硝系统及脱硝工艺》(申请日为2016年1月28日、申请号为201610056650.7、公开日为2016年4月20日，下称“文件四”)均是在处于氧化性气氛中的烟道内进行喷氨，其技术原理还是传统的选择性非催化还原(SNCR)技术。选择性非催化还原(SNCR)技术对脱硝反应温度要求苛刻(温度区间为850℃～1000℃)，反应温度窗口窄，采用“文件三”和“文件四”的专利技术技术后，当锅炉高负荷和低负荷运行时，喷氨区域温度很容易超出脱硝反应所需温度范围，则出现还原剂用量增加，氨逃逸升高，脱销效率变低的问题。中国专利技术专利《多点喷射氨水雾化还原降低燃气锅炉NOx排放的方法》(申请日为2016年1月26日、申请号为201610050265.1、公开日为2016年5月4日，下称“文件五”)提出了在燃气锅炉主燃区内多点喷氨降低NOx的方法，该专利技术并未说明锅炉是在增设燃尽风的主燃区内进行喷氨，未确定1000℃以上喷氨区域为氧化性气氛还是还原性气氛，1000℃以上主燃区喷氨达到降低NOx目的的前提是喷氨区域处于强还原气氛。同时，“文件三”、“文件四”和“文件五”中仅提出了一种炉内脱硝工艺或方法，并未提及喷氨结构。
技术实现思路
本专利技术为解决现有的旋流燃烧器W火焰锅炉存在NOx排放量高、脱销效率低的问题，进而提供一种用于W火焰锅炉高温还原区的多孔喷氨装置。本专利技术为解决上述技术问题采取的技术方案是：本专利技术的用于W火焰锅炉高温还原区的多孔喷氨装置，其中W火焰锅炉包括由下炉膛1、上炉膛2、前炉拱3和后炉拱4构成的炉膛、多个二次风偏置的旋流煤粉燃烧器5，旋流煤粉燃烧器5分别沿炉膛宽度方向呈一字形分布，且前炉拱3与后炉拱4上的旋流煤粉燃烧器5对称布置，所述多孔喷氨装置包括多个多孔喷氨装置10，多孔喷氨装置10为空心圆球体，下炉膛1的前侧壁上部沿水平方向依次布置有多个可摆动乏气风喷口6，下炉膛1的前侧壁中部沿水平方向依次布置有多个可摆动分级风喷口7，后炉拱4上沿水平方向布置有多个可摆动第一级燃尽风喷口8，上炉膛2的中部沿圆周方向依次布置有多个可摆动第二级燃尽风喷口9，上炉膛2的下部沿圆周方向依次布置有多个多孔喷氨装置10，多孔喷氨装置10为空心圆球体，位于多孔喷氨装置10中心面K以下的半球上加工有多个圆形孔口，形成多方位多角度直流喷氨。进一步地，多孔喷氨装置10布置在炉膛喉口上方与可摆动第二级燃尽风喷口9下方的区域，多孔喷氨装置10中心面K到前炉拱3或后炉拱4上边沿距离L的范围为0.5m～2m，多孔喷氨装置10中心面K与水平面之间的夹角为0°，多孔喷氨装置10与第二级燃尽风喷口9一一对应设置，多孔喷氨装置10中心面K位于同一个面上。进一步地，圆形孔口在中心面K以下的半球上呈两层分布，第一层水平孔口H1的中心面与水平面夹角为0°，第二层倾斜孔口H2的中心面与水平面的夹角为45°。进一步地，两层圆形孔口面积分别为：第一层每个水平孔口H1面积为0.6S，第二层每个倾斜孔口H2面积为S。进一步地，乏气风喷口6、分级风喷口7、第一级燃尽风喷口8和第二级燃尽风喷口9由外向内均采用下倾布置，喷口沿竖直方向上下摆动。进一步地，乏气风喷口6的喷口中心线与水平面之间的摆角范围a为10°～50°。进一步地，分级风喷口7的喷口中心线与水平面之间的摆角范围b为10°～50°。进一步地，第一级燃尽风喷口8的喷口中心线与水平面之间的摆角范围c为10°～50°。进一步地，第二级燃尽风喷口9的喷口中心线与水平面之间的摆角范围d为10°～50°。本专利技术的有益效果是：本专利技术在炉膛喉口上方与可摆动第二级燃尽风喷口下方区域进行喷氨。高温强还原区喷氨能够克服传统的选择性非催化还原(SNCR)技术对脱硝反应温度的苛刻要求(温度区间为850℃～1000℃)，扩宽了脱硝反应发生的温度窗口，最高温度提高到1400℃。很大程度上避免了喷氨区域温度容易超出脱硝反应所需温度范围，本专利技术还原剂用量小，大大降低了氨逃逸量，脱销效率高；本专利技术多孔喷氨装置改变了氨气喷入炉膛的方式，实现了多方位多角度喷氨。多孔喷氨装置的孔口呈层状分布，倾斜孔口和水平孔口实现了炉内单结构双层喷氨，其中倾斜孔口喷出的氨水首先与上升的烟气混合，实现第一层喷氨还原降低NOx，烟气继续上升，很快又与水平孔口喷出的氨水混合，再次与烟气中的NOx发生还原反应，实现了第二层喷氨还原。由于倾斜孔口喷氨还原NOx量较大，孔口喷出的氨水到达炉内中心的路径较长，所需动量较大，所以喷氨孔口通流面积较大，该优化后的结构能够达到最佳喷氨效果。本专利技术结构在实现多方位多角度喷射雾化氨水的基础上，各喷口采用直流喷氨，保持喷氨的刚性，能够最大程度地增大氨水和烟气的接触和混合程度，还原烟气中的NOx；本专利技术旋流燃烧器W火焰锅本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于W火焰锅炉高温还原区的多孔喷氨装置，W火焰锅炉包括由下炉膛(1)、上炉膛(2)、前炉拱(3)和后炉拱(4)构成的炉膛、多个二次风偏置的旋流煤粉燃烧器(5)，旋流煤粉燃烧器(5)分别沿炉膛宽度方向呈一字形分布，且前炉拱(3)与后炉拱(4)上的旋流煤粉燃烧器(5)对称布置，其特征在于：所述多孔喷氨装置包括多个多孔喷氨装置(10)，多孔喷氨装置(10)为空心圆球体，下炉膛(1)的前侧壁上部沿水平方向依次布置有多个可摆动乏气风喷口(6)，下炉膛(1)的前侧壁中部沿水平方向依次布置有多个可摆动分级风喷口(7)，后炉拱(4)上沿水平方向布置有多个可摆动第一级燃尽风喷口(8)，上炉膛(2)的中部沿圆周方向依次布置有多个可摆动第二级燃尽风喷口(9)，上炉膛(2)的下部沿圆周方向依次布置有多个多孔喷氨装置(10)，多孔喷氨装置(10)为空心圆球体，位于多孔喷氨装置(10)中心面K以下的半球上加工有多个圆形孔口，形成多方位多角度直流喷氨。

【技术特征摘要】
1.一种用于W火焰锅炉高温还原区的多孔喷氨装置，W火焰锅炉包括由下炉膛(1)、上炉膛(2)、前炉拱(3)和后炉拱(4)构成的炉膛、多个二次风偏置的旋流煤粉燃烧器(5)，旋流煤粉燃烧器(5)分别沿炉膛宽度方向呈一字形分布，且前炉拱(3)与后炉拱(4)上的旋流煤粉燃烧器(5)对称布置，其特征在于：所述多孔喷氨装置包括多个多孔喷氨装置(10)，多孔喷氨装置(10)为空心圆球体，下炉膛(1)的前侧壁上部沿水平方向依次布置有多个可摆动乏气风喷口(6)，下炉膛(1)的前侧壁中部沿水平方向依次布置有多个可摆动分级风喷口(7)，后炉拱(4)上沿水平方向布置有多个可摆动第一级燃尽风喷口(8)，上炉膛(2)的中部沿圆周方向依次布置有多个可摆动第二级燃尽风喷口(9)，上炉膛(2)的下部沿圆周方向依次布置有多个多孔喷氨装置(10)，多孔喷氨装置(10)为空心圆球体，位于多孔喷氨装置(10)中心面K以下的半球上加工有多个圆形孔口，形成多方位多角度直流喷氨。2.根据权利要求1所述的用于W火焰锅炉高温还原区的多孔喷氨装置，其特征在于：多孔喷氨装置(10)布置在炉膛喉口上方与可摆动第二级燃尽风喷口(9)下方的区域，多孔喷氨装置(10)中心面K到前炉拱(3)或后炉拱(4)上边沿距离(L)的范围为0.5m～2m，多孔喷氨装置(10)中心面K与水平面之间的夹角为0°，多孔喷氨装置(10)与第二级燃尽风喷口(9)一一对应设置，多孔喷氨装置(10)中心面K位于同...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈智超，王青祥，王炳楠，曾令艳，李争起，张鑫，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23