一种基于烟气流速即时自动调节的氨气喷嘴及方法与流程

本申请涉及火电厂烟气净化领域，尤其涉及一种基于烟气流速即时自动调节的氨气喷嘴及方法。

背景技术：

1、目前火电厂大多采用scr脱硝装置，采用氨气流作为还原剂喷入烟道，氨气流在催化剂表面与氮氧化物进行还原反应，以实现脱除烟气中氮氧化物的目的。scr脱硝装置中，氨气流在压力作用下分别经喷氨格栅和喷嘴注入烟气中，喷氨格栅和喷嘴均为钢制的固定形式，自身不能够随着外界烟气流速的变化对内部的氨气流喷入量进行调整。但是实际当中，由于燃料、燃烧方式等因素的作用，锅炉的燃烧工况无法做到绝对的稳定，因此作为燃烧产物的烟气流速也在时时刻刻随之波动。

2、在此情况下，实际scr运行中，一般会出现烟道截面中氮氧化物浓度比较均匀而流速分布不均匀的现象，流速的波动直接导致喷氨量与实际的需氨量不匹配，喷氨量不是过多就是不足的现象。scr喷氨过量时，会导致下游空预器出现严重的硫酸氢铵沉积现象，堵塞空预器内换热元件的流道，造成空预器运行阻力大大增加，严重影响锅炉运行的安全性和稳定性；喷氨量不足，又会导致氮氧化物减排量不足，氮氧化物排放超标。

3、目前，为了解决过喷或少喷问题，相关技术中采用对喷氨量进行精准控制的策略，即通过利用仪表监测脱硝出口氮氧化物的浓度，根据反馈情况来控制脱硝入口喷氨的量。这种控制方式，有一定的效果，在大时间尺度上能够改善喷氨的不匹配的情况，但其存在较为明显的弊端就是测量和调整之间有较大的时间延迟，从测量开始到出数据为止，一般都有几十秒到几分钟的时间(依赖测量原理和取样系统)，再到调整时已经过去了很长的时间，锅炉的运行工况已经反复波动过多次，实际调整时的工况已不是原来测量时的工况，这种先测量后调整的方式，往往不能真正达到及时有效精准喷氨的效果。因此如何提供一种基于烟气流速即时自动调节的氨气喷嘴及喷氨方法能够使喷嘴自动即时地随烟气流速的波动对喷氨量进行调整，以达到喷氨量及时与匹配烟气流速的目的是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

1、本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

2、为此，本申请的目的在于提出一种基于烟气流速即时自动调节的氨气喷嘴及喷氨方法，氨气喷嘴能够自动即时地随烟气流速的波动对喷氨量进行调整，以达到喷氨量及时与匹配烟气流速的目的。

3、为达到上述目的，本申请提出的一种基于烟气流速即时自动调节的氨气喷嘴，包括

4、壳体；其两端开放且出气口的对侧设置叶轮，氨气流通入所述壳体并通过所述出气口喷射；烟气通过壳体周侧喷射在所述叶轮上；以及

5、调节轴件；其包括旋转轴、弹性件和调节开孔；所述旋转轴一端伸入所述壳体内，其另一端与所述叶轮连接；所述弹性件的固定在所述壳体内并与所述旋转轴连接；设置所述壳体内的固定开关片和中心与所述旋转轴连接的旋转开关片上均设置出风口；所述旋转开关片随所述旋转轴转动时对所述出风口部分遮挡；剩余所述出风口形成通过氨气流的所述调节开孔；所述调节开孔的开度与所述叶轮的转动旋转位移量正相关。

6、在一些实施例中，所述固定开关片固定在所述壳体内，其中部与所述旋转轴之间连接有轴承，所述固定开关片包括第一挡片，所述第一挡片为所述固定开关片面积的一半；其中的所述出风口为所述固定开关片面积的另一半。

7、在一些实施例中，所述固定开关片为直径与所述壳体内径适配的圆片结构；所述第一挡片为半圆形结构。

8、在一些实施例中，所述旋转开关片与所述旋转轴固定连接，其包括第二挡片，所述第二挡片为所述旋转开关片面积的一半；其中的所述出风口为所述固定开关片面积的另一半。

9、在一些实施例中，所述旋转开关片为直径与所述壳体内径适配的圆片结构；所述第二挡片为半圆形结构。

10、在一些实施例中，所述固定开关片和所述旋转开关片结构和直径相同。

11、在一些实施例中，所述弹性件包括弹簧件和金属丝；所述弹簧件的两端分别连接所述壳体内壁和所述金属丝，所述金属丝设置在所述旋转轴，并在所述旋转轴转动时，所述金属丝缠绕在所述旋转轴上并对所述弹簧件拉伸。

12、在一些实施例中，所述旋转轴通过支架设置在所述壳体内，所述支架与所述旋转轴之间通过轴承连接；所述旋转轴的延伸方向与所述壳体的中心轴方向重合。

13、在一些实施例中，所述壳体的所述出气口为渐收喇叭形，且所述出气口的对应所述叶轮的中部，其半径小于所述叶轮的叶片长度。

14、根据本申请的第二个方面提出了一种烟气流速即时自动调节的方法，利用上述任一实施例中所述的氨气喷嘴，包括：

15、稳定工况下：氨气流通入壳体并经出气口喷向叶轮，并带动所述叶轮转动；所述叶轮转动时旋转轴转动以弹性件被缠绕拉伸，直至所述叶轮产生的扭转力与所述弹性件的拉力平衡时；所述旋转轴停止转动；氨气流通过旋转开关片和固定开关片形成的调节开孔并由出气口喷出；

16、当工况波动时，所述叶轮的旋转位移量变化改变旋转轴的旋转角度，根据所述旋转轴的旋转角度改变调节所述调节开孔的开度，其中所述调节开孔的开度与所述叶轮的转动旋转位移量正相关。

17、本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

技术特征：

1.一种基于烟气流速即时自动调节的氨气喷嘴，其特征在于，包括

2.根据权利要求1所述的氨气喷嘴，其特征在于，所述固定开关片固定在所述壳体内，其中部与所述旋转轴之间连接有轴承，所述固定开关片包括第一挡片，所述第一挡片为所述固定开关片面积的一半；其中的所述出风口为所述固定开关片面积的另一半。

3.根据权利要求2所述的氨气喷嘴，其特征在于，所述固定开关片为直径与所述壳体内径适配的圆片结构；所述第一挡片为半圆形结构。

4.根据权利要求3所述的氨气喷嘴，其特征在于，所述旋转开关片与所述旋转轴固定连接，其包括第二挡片，所述第二挡片为所述旋转开关片面积的一半；其中的所述出风口为所述固定开关片面积的另一半。

5.根据权利要求4所述的氨气喷嘴，其特征在于，所述旋转开关片为直径与所述壳体内径适配的圆片结构；所述第二挡片为半圆形结构。

6.根据权利要求1-5任一所述的氨气喷嘴，其特征在于，所述固定开关片和所述旋转开关片结构和直径相同。

7.根据权利要求1-5任一所述的氨气喷嘴，其特征在于，所述弹性件包括弹簧件和金属丝；所述弹簧件的两端分别连接所述壳体内壁和所述金属丝，所述金属丝设置在所述旋转轴，并在所述旋转轴转动时，所述金属丝缠绕在所述旋转轴上并对所述弹簧件拉伸。

8.根据权利要求7所述的氨气喷嘴，其特征在于，所述旋转轴通过支架设置在所述壳体内，所述支架与所述旋转轴之间通过轴承连接；所述旋转轴的延伸方向与所述壳体的中心轴方向重合。

9.根据权利要求7所述的氨气喷嘴，其特征在于，所述壳体的所述出气口为渐收喇叭形，且所述出气口的对应所述叶轮的中部，其半径小于所述叶轮的叶片长度。

10.一种烟气流速即时自动调节的方法，其特征在于，利用权利要求1-9中任一所述的氨气喷嘴，包括：

技术总结
本申请提出一种基于烟气流速即时自动调节的氨气喷嘴及方法，氨气喷嘴包括壳体；其两端开放且出气口的对侧设置叶轮，氨气流通入壳体并通过出气口喷射；烟气通过壳体周侧喷射在叶轮上；调节轴件；其包括旋转轴、弹性件和调节开孔；旋转轴一端伸入壳体内，其另一端与叶轮连接；弹性件的固定在壳体内并与旋转轴连接；设置壳体内的固定开关片和中心与旋转轴连接的旋转开关片上均设置出风口；旋转开关片随旋转轴转动时对出风口部分遮挡；剩余出风口形成通过氨气流的调节开孔；调节开孔的开度与叶轮的转动旋转位移量正相关；本申请氨气喷嘴能够自动即时地随烟气流速的波动对喷氨量进行调整，以达到喷氨量及时与匹配烟气流速的目的。

技术研发人员：潘栋,李淑宏,尚桐,何育东,袁壮,石磊,罗志,董陈,杨世极,舒凯,徐晓涛,杨晓刚
受保护的技术使用者：西安热工研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16