一种低氮排放WNS型天然气锅炉制造技术

本实用新型专利技术涉及一种低氮排放WNS型天然气锅炉，包括：锅筒、炉体、回燃室、烟道管束、前烟箱，节能器、冷凝器，所述炉体设置于锅筒内下方；所述炉体、回燃室、烟道管束、前烟箱、节能器和冷凝器依次连通构成三回程结构；还包括催化反应器、喷氨格栅、供氨装置，所述催化反应器和喷氨格栅安装于前烟箱内；所述催化反应器置于所述喷氨格栅上方；所述供氨装置安装于锅筒侧面，通过管道与所述喷氨格栅连通。根据本实用新型专利技术的低氮排放WNS型天然气锅炉的烟道出口处NOx排放量低于30mg/m

A WNS Natural Gas Boiler with Low Nitrogen Emission

【技术实现步骤摘要】
一种低氮排放WNS型天然气锅炉
本技术涉及锅炉制造及环保
，具体涉及到一种低氮排放WNS型天然气锅炉。
技术介绍
天然气锅炉因污染物排放较低，一直受到国家政策的鼓励及支持。但随着国家超净排放环保标准的实施，在天然气锅炉NOx排放小于30mg/m3的环保要求下，传统的WNS型天然气锅炉已不能满足低氮排放的环保要求，目前采用的FGR烟气循环技术会造成锅炉效率下降3-4％；而且炉胆的加大，燃烧器造价升高会造成投资和运行费较大，增加用户的负担。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种低氮排放WNS型天然气锅炉，可以脱除掉烟气中的NOx，使得锅炉最终NOx排放量低于30mg/m3，满足国家超净排放环保标准的要求，本技术将WNS型天然气锅炉和SCR烟气脱硝技术(选择性催化还原NOx技术)进行有效耦合，有效地降低了低氮排放锅炉技术的投资和运行成本。根据本技术的实施例，低氮排放WNS型天然气锅炉，包括：锅筒、炉体、回燃室、烟道管束、前烟箱、节能器、冷凝器，所述炉体设置于锅筒内下方；所述炉体、回燃室、烟道管束、前烟箱、节能器和冷凝器依次连通构成三回程结构；还包括催化反应器、喷氨格栅和供氨装置，所述催化反应器和喷氨格栅安装于前烟箱内；所述催化反应器置于所述喷氨格栅上方，所述供氨装置安装于锅通侧面，通过管道与所述喷氨格栅连通。由此，将催化反应器设置在前烟箱内，可以有效利用前烟箱的能量驱动催化反应进行，简化低氮排放锅炉技术装置，有效利用内部能量。在上述技术方案的基础上，本技术还可以做如下改进：进一步，所述催化反应器以可拆卸的方式连接在前烟箱上。由此，催化反应器以及催化剂可以定期拆卸更换，保证催化的活性。进一步，所述喷氨格栅由金属管束组成，每一个金属管的径向上设置有若干喷嘴。由此，氨源在喷嘴口雾化成很小的液滴，经加热后与烟气中的NOx的较好的混合效果，进而提高脱硝效率。进一步，所述供氨装置电连接有智能供氨控制系统。由此，所述供氨装置中还原剂的喷入量受到智能供氨控制系统的调控。进一步，所述冷凝器进水口接通冷却软水，所述节能器进水口接通所述冷凝器出水口，所述节能器出水口接通所述锅筒入水口，所述冷凝器底部设置有冷凝水出口。由此，节能器和冷凝器管道内的低温水吸收排烟中的物理显热和水蒸汽凝结所释放的潜热，减少燃气锅炉热损失、提高燃料利用率，降低排烟温度的同时，提升锅炉循补水温度，冷凝器设置有冷凝水出口，便于冷凝水排出。进一步，所述烟道管束采用螺纹烟管。由此，采用螺纹烟管改层流换热为紊流换热，换热效果明显增加，提高热效率，降低排烟温度，而且结构更紧凑，节省锅炉空间。附图说明图1为本技术实施例中低氮排放WNS型天然气锅炉的结构示意图。图2为本技术实施例中低氮排放WNS型天然气锅炉的左视结构示意图。附图1、2中，各标号所代表的部件如下：1、锅筒，2、炉体，3、回燃室，4、烟道管束，5、前烟箱，6、喷氨格栅，7、催化反应器，8、节能器，9、冷凝器，10、供氨装置，11、冷凝器进水口，12、节能器出水口，13、冷凝水出口。具体实施方式下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。下面结合图1-图2并参考具体实施例描述本技术。如图1-2所示，根据本技术的实施例，低氮排放WNS型天然气锅炉，包括锅筒1、炉体2、回燃室3、烟道管束4、前烟箱5、节能器8、冷凝器9、催化反应器7、喷氨格栅6、供氨装置10，炉体2设置于锅筒1内下方，炉体2、回燃室3、烟道管束、4、前烟箱5、节能器8和冷凝器9依次连通构成三回程结构，催化反应器7和喷氨格栅6安装于前烟箱内，催化反应器7置于喷氨格栅6上方，供氨装置10安装于锅筒1侧面，通过管道与喷氨格栅6连通。在WNS冷凝燃气锅炉中，炉体2和回燃室3连通构成第一回程，与回燃室3连通的烟道管束4和前烟箱5连通构成第二回程，与前烟箱5连通的节能器8和冷凝器9连通构成第三回程。高温烟气沿炉体2内胆向后经回燃室3转向180°后进入烟道管束4，经前烟箱5转向180°后进入节能器8和冷凝器9，经过对流换热后排入大气中。由此，将催化反应器7设置在前烟箱5内，可以有效利用前烟箱的能量驱动催化反应进行，简化低氮排放锅炉技术装置，有效利用内部能量。根据本技术的实施例，催化反应器7以可拆卸的方式连接在前烟箱5上。由此，催化反应器7以及催化剂可以定期拆卸更换，保证催化剂的活性。根据本技术的实施例，喷氨格栅6由金属管束组成，每一个金属管的径向上设置有若干喷嘴。由此，当喷氨口喷出氨源时，氨源在喷嘴口雾化成很小的液滴，经加热后与烟气中的NOx达到较好的混合效果，进而提高脱硝效率。优选地，供氨装置10中还原剂为氨水或尿素溶液。以氨为还原剂的SCR反应如下：4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O4NH3+2NO2+O2→3N2+6H2O通过选择合适的催化剂，在温度280-420℃下，氨气将烟气中的氮氧化物还原为N2和水。反应条件改变时，还可能发生氨分解为N2和氨氧化为NO的反应，氨分解为N2和氨氧化为NO的反应都在350℃才能发生，450℃以上开始剧烈。目前使用的锅炉的前烟箱5的温度可降到450℃左右，并不利于氮氧化物还原反应的进行。由此，供氨装置10为催化还原反应提供还原剂，氨水、尿素是最常用的还原剂。尿素作为还原剂，具有安全性高、来源广泛、易于运输和储存等特点，在环保领域得到了广泛的应用，其作用原理是将尿素溶液通过热解成氨气实现脱硝环保的目的，本技术选择氨水溶液或尿素水溶液作为还原剂，氨水溶液汽化以及尿素水溶液汽化、分解均可吸收前烟箱5内烟气的热量使得前烟箱5的温度处于250-350℃之间，有利于氮氧化物还原反应的进行。根据本技术的实施例，供氨装置10电连接有智能供氨控制系统。由此，智能供氨控制系统可以根据反应器入口的NOx浓度，烟气流量，确定的NH3/NOx比来调控还原剂的的喷入量。具体地，智能供氨控制系统为DCS脱硝控制系统，通过位于反应区入口和出口处的NOx测定点的NOx浓度来确定反应所需要的NH3/NOx比。智能供氨控制系统根据反应器入口的NOx，烟气流量调控以及确定的NH3/NOx比来调控所需氨气或尿素流量，进而控氨水或尿素溶液的喷入量。根据本技术的实施例，冷凝器进水口11是冷却软水，节能器8进水口接通冷凝器9出水口，节能器出水口12接通锅筒1入水口，冷凝器9设置有冷凝水出口13，烟气最终通过冷凝器9后的烟道出口(未标出)排出。由此，节能器8入水口接入经过冷凝器9加热后的热水，节能器8出水口接通锅筒1入水口,节能器8和冷凝器9管道内的低温水吸收排烟中的物理显热和水蒸汽凝结所释放的潜热，减少燃气锅炉热损失、提高燃料利用率，降低排烟温度的同时，提升锅炉补水温度，同时，还原剂水溶液前烟箱5中汽化吸收的热量最终又通过冷凝器9重新释放到锅炉系统中，有效利用锅炉系统内部能量驱动催化反应的进行，最大限度的降低能量损耗，冷凝器9设置有冷凝水出口13，便于冷凝水排出。优选地，冷凝器9采用耐腐蚀本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低氮排放WNS型天然气锅炉，包括：锅筒(1)、炉体(2)、回燃室(3)、烟道管束(4)、前烟箱(5)、节能器(8)、冷凝器(9)，所述炉体(2)设置于锅筒(1)内下方；所述炉体(2)、回燃室(3)、烟道管束(4)、前烟箱(5)、节能器(8)和冷凝器(9)依次连通构成三回程结构；其特征在于，还包括催化反应器(7)、喷氨格栅(6)和供氨装置(10)，所述催化反应器(7)和喷氨格栅(6)安装于所述前烟箱(5)内，所述催化反应器(7)置于所述喷氨格栅(6)上方，所述供氨装置(10)安装于所述锅筒(1)侧面，通过管道与所述喷氨格栅(6)连通。

【技术特征摘要】
1.一种低氮排放WNS型天然气锅炉，包括：锅筒(1)、炉体(2)、回燃室(3)、烟道管束(4)、前烟箱(5)、节能器(8)、冷凝器(9)，所述炉体(2)设置于锅筒(1)内下方；所述炉体(2)、回燃室(3)、烟道管束(4)、前烟箱(5)、节能器(8)和冷凝器(9)依次连通构成三回程结构；其特征在于，还包括催化反应器(7)、喷氨格栅(6)和供氨装置(10)，所述催化反应器(7)和喷氨格栅(6)安装于所述前烟箱(5)内，所述催化反应器(7)置于所述喷氨格栅(6)上方，所述供氨装置(10)安装于所述锅筒(1)侧面，通过管道与所述喷氨格栅(6)连通。2.根据权利要求1所述的低氮排放WNS型天然气锅炉，其特征在于，所述催化反应器(7)...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晨，刘克，
申请(专利权)人：西安威仕曼新能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西,61