一种用于锅炉烟气脱硝的远射雾化喷枪结构的制作方法

1.本实用新型涉及锅炉，尤其是涉及一种用于锅炉烟气脱硝的远射雾化喷枪结构。


背景技术：

2.我国目前已是世界上使用工业锅炉和电站锅炉(以下简称锅炉)最多的国家，已经运行的大小电站锅炉发电机组容量已经达到12亿千瓦，我国各种大中型锅炉至少有万余台套。
3.锅炉炉膛如同一个长方体或正方体，炉墙由水冷壁管排和扁钢焊接而成，四面炉墙形成的炉膛的高度有15米
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50米不等随着锅炉蒸发量的大小不同而不同。炉膛出口水平烟道设置在炉膛上部，炉膛出口水平烟的高度有几米高，尾部烟道也如同一个长方体。炉膛、水平烟道、尾部烟道组成了一个门形锅炉，我国各种锅炉大多是这种结构。
4.锅炉在运行中烟气必须脱硝且要达到国家规定的标准，否则就要被勒令停炉。锅炉在运行中的烟气脱硝一般采用sncr技术或scr技术或者二者技术同时采用。利用喷枪往炉内烟气中喷氨水或尿素溶液的脱硝方法简称sncr，脱硝效率能达到40&
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80％，这种方法要求烟气温度在1100℃
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850℃，这个温度区间称为氨水直喷的脱硝反应温度窗口，锅炉炉膛中下部的烟气温度满足1100℃
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850℃的喷氨脱硝最佳温度范围要求，这种技术是往炉内喷射液体脱硝剂进行脱硝，液体脱硝剂一般选用氨水或尿素溶液，本说明书以氨水为例。
5.炉内喷射氨水的烟气脱硝方法中脱硝喷枪一般布置在炉膛中下部同一水平面的相对的两面炉墙上，均匀对等对冲布置，大中型锅炉炉膛中下部的横截面尺寸长有10米
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25米不等随着锅炉蒸发量的大小不同而不同，横截面形状有正方形也有长方形。对冲布置的脱硝喷枪喷出的氨水雾化气流射程应当足够远以便让氨水气雾能够充满炉膛横截面，这样已经充满炉膛横截面的烟气中的氮氧化物才能够和氨水气雾充分接触进行脱硝化学反应，才能够保持较高的脱硝效率。目前，sncr脱硝工艺在大中型锅炉炉膛中应用很少，主要原因是脱硝喷枪喷出的氨水雾化气流射程较短，不能够让氨水气雾能够充满炉膛横截面，炉膛中心区域烟气中的氮氧化物脱不掉，炉墙附近区域的氨水气雾浓度又有过高的剩余，导致sncr脱硝工艺在大中型锅炉炉膛中应用的脱硝效率只有30％左右，同时锅炉尾部烟气中剩余的氨气浓度过高超过了国家规定的标准即烟气氨逃逸超标。
6.所以，有必要想法克服现有脱硝喷枪氨水气雾射程较短不能够充满炉膛横截面的毛病，锅炉炉膛中下部的烟气温度满足1100℃
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850℃的喷氨脱硝最佳温度范围要求，只要解决了现有脱硝喷枪氨水气雾射程较短的问题sncr脱硝工艺在大中型锅炉炉膛中应用的脱硝效率就会达到80％且氨逃逸不超标。设计和推行一种用于锅炉烟气脱硝的远射雾化喷枪结构，维持雾化性能不变的前提下减小雾化角，改变以压缩空气为主流体的设计以液体氨水为主流体，液体密度远大于气体，以液体为主流体掺入气体多级雾化后混合物仍然呈液体的性质，液体喷射的特点就是雾化角小射程远。
7.现行锅炉的用户之所以没有做到在锅炉炉膛中下部使用远射雾化喷枪，主要是因为国内外都没有类似系统技术可以完全参考，从业人员认识不足及锅炉改造和运行调整系
统不力所至。


技术实现要素：

8.本实用新型的目的在于提供一种用于锅炉烟气脱硝的远射雾化喷枪结构，解决炉膛中下部现有脱硝喷枪氨水气雾射程较短不能够充满炉膛横截面的问题。
9.为实现上述目的，本实用新型采取下述技术方案：
10.1、一种用于锅炉烟气脱硝的远射雾化喷枪结构，它包括：压缩空气入口、氨水入口、氨水小孔、空气氨水混合段、水气喷出小孔、多孔管段、压缩空气联络管、渐缩渐放喷管、环形风室、头部、空气氨水第二混合段，其特征是：以氨水为主流体，压缩空气通过多孔管段掺入氨水主流体中，设置渐缩渐放喷管在其前后部位两次强化空气氨水混合，设置锥形喷头且设置水气喷出小孔数量少直径小，压缩空气联络管连接环形风室和渐缩渐放喷管。
11.2、以氨水为主流体，氨水充满空气氨水混合段、渐缩渐放喷管、空气氨水第二混合段、头部锥体，氨水包围多孔管段，压缩空气只是从多孔管段的细小孔中喷出掺入氨水里，以氨水为主流体的水气混合射流在炉膛里压力降的慢扩散性小刚性强射程远。现有的脱硝喷枪结构刚好相反，以压缩空气为主流体，压缩空气充满空气氨水混合段、头部，压缩空气包围氨水小孔，氨水只是从细小孔中喷出掺入压缩空气里，以压缩空气为主流体的气水混合射流在炉膛里压力降的快扩散性大刚性弱射程近，事件证明也是如此。
12.3、压缩空气通过多孔管段掺入氨水主流体中，多孔管段中的小孔直径0.5mm，小孔数量60个，有小孔段的长度300mm。压缩空气从极小的孔喷入氨水主流体里产生细小的空气泡，液体氨水和细小空气泡喷入炉膛后空气泡就会迅速膨胀对液体氨水起到撕裂雾化作用。
13.4、设置渐缩渐放喷管在其前后部位两次强化空气氨水混合，渐缩段会对流体提速降压加强了对空气氨水混合的扰动，渐放段对流体是减速升压，在渐放段设置有细小压缩空气喷口再次强化空气氨水混合，同时产生更多的细小空气泡有利于氨水主流体雾化。
14.5、设置锥形喷头且设置的水气喷出小孔数量少直径小，锥形体能够对空气氨水混合流体提速，锥形端部设置6个水气喷出小孔，选择雾化角不大于45
°
，水气喷出小孔直径不大于1mm。
15.6、空气氨水混合段、头部、空气氨水第二混合段，材料为耐热钢，材质cr25ni20；多孔管段、渐缩渐放喷管材料为不锈钢，材质304。
16.本实用新型的技术优特点和有益效果在于：
17.本实用新型改进现有脱硝喷枪结构，以氨水为主流体，压缩空气通过多孔管段掺入氨水主流体中，设置渐缩渐放喷管在其前后部位两次强化空气氨水混合，解决炉膛中下部现有脱硝喷枪氨水气雾射程较短不能够充满炉膛横截面的问题。本实用新型用于锅炉烟气脱硝的远射雾化喷枪适合于在大中型锅炉中下部应用，炉内喷氨脱硝效率能够达到80％。
附图说明
18.图1是现有锅炉脱硝喷枪的结构示意图。
19.图2是现有脱硝喷枪在锅炉炉膛横截面布置雾化示意图。
20.图3是本实用新型远射雾化喷枪结构示意图。
21.图4是本实用新型远射雾化喷枪在锅炉炉膛横截面布置雾化示意图。
具体实施方式
22.如图1、图2、图3、图4所示，本实用新型所述的一种用于锅炉烟气脱硝的远射雾化喷枪结构，它包括下述步骤：
23.1、一种用于锅炉烟气脱硝的远射雾化喷枪结构，它包括：压缩空气入口1、氨水入口2、氨水小孔3、空气氨水混合段4、水气喷出小孔5、多孔管段6、压缩空气联络管7、渐缩渐放喷管8、环形风室9、头部10、空气氨水第二混合段11，以氨水为主流体，压缩空气通过多孔管段6掺入氨水主流体中，设置渐缩渐放喷管8在其前后部位两次强化空气氨水混合，设置锥形喷头10且设置水气喷出小孔5数量少直径小，压缩空气联络管7连接环形风室9和渐缩渐放喷管8。
24.2、以氨水为主流体，氨水充满空气氨水混合段4、渐缩渐放喷管8、空气氨水第二混合段11、头部10，氨水包围多孔管段6，压缩空气通过多孔管段6掺入氨水主流体中。
25.3，多孔管段6中的小孔直径0.5mm，小孔数量60个，有小孔段的长度300mm。
26.4、设置渐缩渐放喷管8，大口直径30mm，喉部直径8mm，渐缩段长120mm，渐放段长80mm。
27.5、锥形喷头10的端部设置6个水气喷出小孔5，雾化角不大于45
°
，水气喷出小孔5直径不大于1mm。
28.6、空气氨水混合段4、头部10、空气氨水第二混合段11，材料为耐热钢，材质cr25ni20；多孔管段6、渐缩渐放喷管8材料为不锈钢，材质304。
29.上述各实施例可在不脱离本实用新型的范围下加以若干变化，故以上的说明所包含及附图中所示的结构应视为例示性，而非用以限制本实用新型的申请专利范围。