一种具有防堵均流功能的喷氨格栅喷咀制造技术

本实用新型专利技术属于电站锅炉设备技术领域，针对脱硝系统含尘量大，氨‑空混合物与烟气混合不均匀的工况，本实用新型专利技术提供了一种具有防堵均流功能的喷氨格栅喷咀，包括与烟气管道连接的喷氨格栅喷嘴，喷氨格栅喷嘴的出口处安装有导流装置，导流装置包括导流锥体、锥体支柱和底座，底座固定于烟气管道上，所述导流锥体为共有中间圆形底面、两头锥体角度不同的双圆锥体，双圆锥体与喷氨格栅喷嘴共轴线设置、导流锥体的中间圆形段固定于锥体支柱顶部，固定时双圆锥体的小角度锥体端向下朝向喷氨格栅喷嘴、大角度端朝上设置，锥体支柱的底部与底座连接。该装置能有效保证脱硝系统的安全、稳定、高效运行，维护成本降低明显，可在火力发电厂中推广使用。

A kind of ammonia-spraying grid nozzle with anti-blocking and current-sharing function

The utility model belongs to the technical field of power plant boiler equipment. In view of the large dust content in denitrification system and the uneven mixing of ammonia and air mixture with flue gas, the utility model provides an ammonia-spraying grid nozzle with the function of blockage prevention and flow equalization, including an ammonia-spraying grid nozzle connected with the flue gas pipeline, a diversion device is installed at the outlet of the ammonia-spraying grid nozzle, and a diversion device includes a diversion device. The cone, the cone prop and the base are fixed in the flue gas pipeline. The diversion cone is a double cone with a middle circular bottom and different angles of two cones. The double cone and the ammonia-spraying grid nozzle are collinearily arranged. The middle circular section of the diversion cone is fixed at the top of the cone prop. When fixed, the small angle cone end of the double cone is downward toward the ammonia-spraying grid nozzle and the large angle. The degree end is arranged upward, and the bottom of the cone support is connected with the base. The device can effectively ensure the safe, stable and efficient operation of denitrification system, and the maintenance cost is obviously reduced. It can be widely used in thermal power plants.

【技术实现步骤摘要】
一种具有防堵均流功能的喷氨格栅喷咀
本技术属于电站锅炉设备
，具体涉及一种具有防堵均流功能的喷氨格栅喷咀。
技术介绍
随着我国大气污染治理工作的发展，国家对重要行业大气污染物排放标准提出了更高要求。根据最新发布的《火电厂大气污染物排放标准》要求，烟尘排放浓度不大于5mg/m3，SO2排放浓度不大于35mg/m3，NOx排放浓度不大于50mg/m3。为了保证烟气中污染物达到排放指标，通过增加和改造脱硝、脱硫、除尘等环保设施，以确保烟气排放值达到相关国家标准。锅炉脱硝工艺主要采用SCR法，脱硝装置采取高含尘布置方式，反应器的催化剂采用“3+1”模式布置在省煤器与空气预热器之间，还原剂采用纯氨。其工艺流程是：储罐中的液氨经液氨蒸发器加热雾化后，经过管道输送至氨-空气混合器，与来自稀释风机的空气以一定比例混合后，经喷氨格栅喷咀进入烟气脱硝装置，与烟道内烟气均匀混合，随后氨-空气混合物与烟气一起通过一个由催化剂填充的反应器，在催化剂的作用下，NOx与氨发生还原反应，生成N2和H2O。经过最后一层催化剂后，烟气中的NOx浓度将被控制在国家规定的排放限值以下。其主要化学反应式为：4NO＋4NH3＋O2→4N2＋6H2O6NO2+8NH3→7N2+12H20NO＋NO2＋2NH3→2N2＋3H2O为了降低发电成本，在燃煤掺烧过程中掺入了大量低热值、高灰份、高硫份的劣质煤，这导致烟气含尘量、含硫量增加。二期锅炉脱硝装置喷氨格栅原喷咀（Φ34*3.4mm）采用向上直喷式，由于烟气含尘量大，存在停炉后喷咀被积灰堵塞的问题。而且，由于脱硝反应器入口烟道狭长、弯头多，使气流分布不均匀，加之部分喷氨格栅喷咀堵塞，机组运行过程中为了控制烟道出口NOX浓度，很容易引起局部氨喷射过量，导致氨逃逸率过大。这不仅影响了SCR效率，而且引起下游空气预热器处硫酸氢铵富集（NH4HSO4具有粘性），在空气预热器内会形成堵灰和腐蚀，造成空气预热器运行压差不断增大，严重影响机组安全、经济、稳定运行。同时，目前向上直喷式结构的喷咀，每次停炉均需人工清理，每次清理工作需要搭拆脚手架约2000立方、切割管道160根，焊口数量200道，耗费人工约180个，检修工作量大，检修费用高。如果能将喷氨格栅喷咀进行升级改造，必将带来很大的安全效益和经济效益。
技术实现思路
本技术针对脱硝系统含尘量大，氨-空混合物与烟气混合不均匀的工况，提供了一种具有防堵均流功能的喷氨格栅喷咀。本技术采用如下技术方案：一种具有防堵均流功能的喷氨格栅喷咀，包括与烟气管道连接的喷氨格栅喷嘴，喷氨格栅喷嘴的出口处安装有导流装置，导流装置包括导流锥体、锥体支柱和底座，底座与喷氨格栅喷嘴共轴线配合连接并固定于烟气管道上，所述导流锥体为共有中间圆形底面、两头锥体角度不同的双圆锥体，双圆锥体与喷氨格栅喷嘴共轴线设置、导流锥体的中间圆形段固定于锥体支柱顶部，固定时双圆锥体的小角度锥体端向下朝向喷氨格栅喷嘴、大角度端朝上设置，锥体支柱的底部与底座连接。所述锥体支柱为开口朝下的U型支柱，导流锥体的中间圆形段开有与U型支柱顶部横杆配合连接的通孔。所述U型支柱与底座采用竖向可调式螺纹连接。所述底座与喷氨格栅喷嘴采用过渡配合。本技术是针对脱硝系统含尘量大，氨-空混合物与烟气混合不均匀的工况设计的。它在不改变原设备结构的基础上，在喷咀出口合适的位置增加了一个导流锥体，该锥体的位置通过流场模拟和数值计算加以确定，在保证喷咀出口低背压及具有良好扩展性的基础上，避免烟气中的粉尘在各种工况下落入喷咀内，造成喷咀堵塞，影响喷氨的均匀性。同时，该导流锥体基体采用Q345钢制造加工，成本较低且具有良好的抗磨性能。本新型导流锥体具有如下特点：1、防堵性能好。独特的粉尘分流角度，可以把烟气内掉落的大量灰尘分流向喷咀四周，使喷咀内不再有积灰现象；2、均流效果好。提高了氨-空气混合气体与烟气的再次混合均匀性，降低了系统氨逃逸率，并解决了下游空气预热器运行差压高的问题；3、安装更换方便。该喷咀设计有专用支架，安装一个喷咀用时约1分钟，一套脱硝装置全部640个喷咀两个工人在一个工作日内即可完成全部安装工作；4、使用寿命长。该装置采用的是Q345钢材做为基体，机械强度高，能够有效的防止外来机械冲击，耐高温抗磨损性能好；5、性价比高。一套新型防堵均流喷咀成本约是300元左右，并且其本体部分基本不会出现损坏情况；6、维护工作量小。该装置安装后，每次锅炉检修时喷咀清堵工作量小，检修维护费用大幅降低。附图说明图1为本技术的结构示意图；图中：1-导流锥体、2-锥体支柱、3-喷氨格栅喷嘴、4-锥体支柱螺纹、5-底座、6-烟气管道。具体实施方式结合附图，对本技术的具体实施方式作进一步说明：如图1所示的防堵均流功能的喷氨格栅喷咀，包括朝上设置、与烟气管道垂直连接的喷氨格栅喷嘴，喷氨格栅喷嘴的出口处安装有导流装置，导流装置包括导流锥体、锥体支柱和底座，底座与喷氨格栅喷嘴共轴线配合连接并固定于烟气管道上，所述导流锥体为共有中间圆形底面、两头锥体角度不同的双圆锥体，双圆锥体与喷氨格栅喷嘴共轴线设置、导流锥体的中间圆形段固定于锥体支柱顶部，固定时双圆锥体的小角度锥体端（细头端）向下朝向喷氨格栅喷嘴、大角度端（粗头端）朝上设置，锥体支柱的底部与底座连接。本实用装置的安装和调式过程如下：清理喷氨格栅喷咀及管道内部，使喷氨流道畅通；在喷咀上安装新型防堵均流套件的支撑底座，其底座与喷咀结合面采用过渡配合；安装2根螺纹连接的导流锥体支柱，安装过程中注意螺纹旋入长度，最终保证导流锥体安装后图示中的X1（导流椎体下尖头与喷嘴顶端之间的距离）与X2（锥体支柱顶部横杆与导流椎体下尖头之间的距离）距离相等，并将支柱短端拐角调整至合适位置，以方便导流锥体安装；安装导流锥体，注意导流锥体的安装方向，锥体横截面角度大的一端朝上，角度小的一端朝下；整体检查新型防堵均流套件是否安装到位，安装正确。改造结果跟踪：新型的具有防堵均流功能的喷氨格栅喷咀装置于2017年初开始应用于某公司发电脱硝系统，该系统#3机组脱硝装置中的共计640个喷咀已全部改造安装完成，目前该新型喷咀装置已运行使用1年。使用了新型喷咀的脱硝装置在锅炉运行过程中监视发现，氨逃逸率明显下降，空气预热器差压大情况明显改善，而且在机组停运检修过程中检查发现，喷氨格栅喷咀的堵塞数量明显减少。经济性分析：以600MW机组为例，使用原喷咀液氨耗量：5.19公斤/万度，使用新型喷咀后液氨耗量：4.97公斤/万度。采用新型喷咀可节约液氨：0.22公斤/万度；每年可节约液氨费用14万元左右。采用新型喷咀后，空预器堵塞现象明显减少，差压同比降低0.3~0.4KPa，两台引风机节约近100万度电，节约电费约38万元；同时采用新型喷咀后，大大降低了喷咀检修清理的人工成本及材料消耗，每年约节约成本12万元。因此，采用新型喷咀后单台600MW机组每年可节约各类费用约64万元。本技术装置彻底解决了多年来由于掺烧灰份较大的劣质煤，造成脱硝系统喷氨格栅喷咀堵塞、喷氨不均匀、氨逃逸率升高、脱硝效率下降以及喷咀堵塞后疏通困难、疏通工作量大等问题，有效保证了脱硝系统的安全、稳定、高效运行，维护成本降低明显，可以在火力发电厂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有防堵均流功能的喷氨格栅喷咀，包括与烟气管道（6）连接的喷氨格栅喷嘴（3），其特征在于：喷氨格栅喷嘴（3）的出口处安装有导流装置，导流装置包括导流锥体（1）、锥体支柱（2）和底座（5），底座（5）与喷氨格栅喷嘴（3）共轴线配合连接并固定于烟气管道（6）上，所述导流锥体（1）为共有中间圆形底面、两头锥体角度不同的双圆锥体，双圆锥体与喷氨格栅喷嘴（3）共轴线设置、导流锥体（1）的中间圆形段固定于锥体支柱（2）顶部，固定时双圆锥体的小角度锥体端向下朝向喷氨格栅喷嘴（3）、大角度端朝上设置，锥体支柱（2）的底部与底座（5）连接。

【技术特征摘要】
1.一种具有防堵均流功能的喷氨格栅喷咀，包括与烟气管道（6）连接的喷氨格栅喷嘴（3），其特征在于：喷氨格栅喷嘴（3）的出口处安装有导流装置，导流装置包括导流锥体（1）、锥体支柱（2）和底座（5），底座（5）与喷氨格栅喷嘴（3）共轴线配合连接并固定于烟气管道（6）上，所述导流锥体（1）为共有中间圆形底面、两头锥体角度不同的双圆锥体，双圆锥体与喷氨格栅喷嘴（3）共轴线设置、导流锥体（1）的中间圆形段固定于锥体支柱（2）顶部，固定时双圆锥体的小角度锥体端向下朝向喷氨格栅喷...

【专利技术属性】
技术研发人员：马更生，李建海，刘金学，刘治，李勇，梁志刚，金明亮，张志强，丁开瑞，薄志斌，江洋，
申请(专利权)人：山西漳山发电有限责任公司，
类型：新型
国别省市：山西,14