[发明专利]一种用于SNCR脱硝的水冷壁防腐蚀装置

说明书

技术领域

本发明属于选择性非催化还原脱硝技术领域，具体地涉及一种用于SNCR脱硝的水冷壁防腐蚀装置。

背景技术

SNCR(选择性非催化还原脱硝)技术是向烟气中喷氨或尿素溶液等含有NH3基的还原剂，在900～1100℃高温条件下，通过化学反应，把NOx还原成氮气和水。这种脱硝方法由于不需要催化剂，所以在电力、水泥、钢铁等行业中受到了广泛应用。然而，在燃煤锅炉的实际运行中却发现(如《中国新技术新产品》，2010，NO.2127-128；《热力发电》，2010，Vol.39NO.6,65-70)，SNCR喷枪附近的水冷壁极易发生腐蚀，而且腐蚀问题严重，引起了数次锅炉水冷壁的泄漏，造成了被动停炉的紧张局面，严重影响了安全生产。

研究结果和运行经验已经表明：尿素溶液与水冷壁接触会产生腐蚀，这种腐蚀主要由溶液中的极性水溶剂和尿素溶质引起，前者主要产生电化学腐蚀，后者主要产生活化腐蚀。当烟气及飞灰中氯化物溶解于水中时，氯离子很容易取代金属表面保护膜中的阳离子，使得四氧化三铁变成可溶性的氯化铁。当附着在水冷壁表面的尿素溶液吸收烟气中的SO₂、SO₃形成离子时，会破坏水冷壁钢材上的保护膜，从而进一步加剧电化学腐蚀。当尿素溶液分解时，产生的NH₃和C0₂在高温下因异构化而生成游离氰酸，并进一步分解成氰酸根，氰酸根是一种还原性酸根，能对金属表面的钝化膜产生活化腐蚀。

燃煤锅炉运行中，避免水冷壁的高温腐蚀是电厂锅炉安全经济稳定运行的前提。目前，减小锅炉两侧墙水冷壁高温腐蚀的技术方式主要有(1)对水冷壁管进行渗铝等表面防腐处理，但这种方法费用较高，而且防护周期较短；(2)在侧墙上安装贴壁风或是设置边界风。应用最多的是贴壁风系统，如专利CN202993178U公开了一种用于防止垃圾焚烧锅炉水冷壁高温腐蚀的贴壁风装置，该贴壁风装置布置与垃圾焚烧锅炉内高温腐蚀区的底部位置，贴壁风喷嘴底部通过底部挡板封闭，仅在顺着炉内主烟气流动方向一侧喷出，流动阻力小。通过以冷风射流的方式喷出贴壁风，一方面有利于降低水冷壁管表面温度，另一方面，贴壁风射流可以对流程上的水冷壁管表面进行吹扫，防止飞灰在水冷壁管表面的沉积。但贴壁风装置通常投资较大，结构复杂，且需要较大的风速。

然而，针对SNCR脱硝过程中由于尿素溶液腐蚀水冷壁的对应装置或方法却鲜有报道。不难发现，引起SNCR脱硝过程水冷壁腐蚀的主要原因是由于尿素溶液与水冷壁管发生了长时间直接接触，有可能在尿素喷枪启动和停止时发生，也有可能在喷枪正常运行时发生。由此可知，防止发生腐蚀的最好办法就是切断尿素溶液与水冷壁管的接触。

发明内容

发明目的：为解决SNCR喷枪在启动时产生的尿素溶液液滴沿喷枪滴落而腐蚀下部水冷壁、或SNCR脱硝过程中由于流场不均匀使喷出的尿素溶液沿壁面向上流动而腐蚀上部水冷壁等问题，本发明提供了一种用于SNCR脱硝的水冷壁防腐蚀装置。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明提出了一种用于SNCR脱硝的水冷壁防腐蚀装置，在水冷壁上设置有尿素喷枪，所述尿素喷枪包括喷射管和喷枪套管，其中，所述水冷壁防腐蚀装置包括设置于尿素喷枪正上方的隔断单元和设置于尿素喷枪正下方的吹扫单元，以及设置于尿素喷枪喷口下侧的弧形引流板，其中，所述隔断单元包括分别设置于水冷壁两侧并相互连通的隔断风送风装置和隔断风喷射装置，所述隔断风送风装置用于调节隔断风的进风量，所述隔断风喷射装置用于喷射隔断风来悬浮贴近水冷壁表面的尿素雾滴并将尿素雾滴喷向炉内；所述吹扫单元包括分别设置于水冷壁两侧并相连通的吹扫风送风装置和吹扫风喷射装置，所述吹扫风送风装置用于调节隔断风进风量，所述吹扫风喷射装置用于吹扫滴落的尿素液滴进入炉内；所述弧形引流板将吹扫风引流至炉内。

具体地，所述隔断风送风装置包括上外风盒、上进风子管、上调节阀门和上进风母管，其中，所述上外风盒设置于水冷壁靠近炉外的一侧，所述上进风子管的一端与上进风母管的侧壁相通，另一端与上外风盒相通，所述上调节阀门上设置于上进风子管上。通过上调节阀门可以调节隔断风的进风量。