[发明专利]一种用于火电厂SNCR脱硝系统的多管径长喷枪

说明书

技术领域

本发明涉及火电厂SNCR脱硝技术，具体为一种用于火电厂SNCR脱硝系统的多管径长喷枪。

背景技术

选择性非催化还原脱硝技术(SNCR)是把还原剂(氨水、尿素、氨)喷入到880℃-1050℃区域内，不需要催化剂，还原剂会选择性地把烟气中的NOx还原成无害的N₂和H₂O。SNCR工艺以炉膛为反应器，可通过对锅炉的改造实现，建设周期短，投资和运行成本均比其它烟气脱硝技术低，适合于对中小型锅炉的改造。现代SNCR技术可控制NOx排放降低20～50％，随着机组容量增加，炉膛尺寸和机组负荷变化范围扩大，增加了反应温度窗口与还原剂均匀混合的控制难度，致使脱硝效率降低。

一个典型的SNCR系统是由还原剂的储存、输送和喷射装置组成，其中喷射装置是SNCR系统的核心设备，其性能对SNCR系统的脱硝效率有显著影响。目前国内外针对SNCR喷射装置进行了大量研究，如中国专利CN102896054A公开的一种具有两级扩散比的多喷嘴喷枪，以及中国专利CN204320086U公开的一种应用于SNCR脱硝装置中的喷枪，枪头直径小于25mm，可直接插入炉膛水冷壁间，安装简便。又如中国专利CN205361046U公开的一种SNCR脱硝系统还原剂喷射装置，它采用工艺水对喷射支路中残留的还原剂进行置换，实现了喷射装置的隔离检修。

SNCR喷枪插入炉膛内部，与烟气直接接触，磨损和高温腐蚀极大制约了喷枪的使用寿命，另一方面，随着炉膛体积的增大，SNCR喷枪喷射的还原剂难以到达炉膛中部，无法与烟气充分、均匀的混合，导致SNCR工艺脱硝效率下降，氨逃逸增加。为缓解SNCR喷枪在烟气中的磨损，中国专利CN205361748U公开了一种用于SNCR系统的双流体流线型喷枪，通过采用流线型结构的外喷头，可极大的缓解枪头磨损；又如中国专利CN205413412U公开的一种用于SNCR脱硝的防磨喷射器，通过在气相管前端的外表面涂刷耐高温防磨陶瓷涂层，可防止喷射器前端在高温高灰烟气中的磨损，并减小了喷射器外形尺寸。针对SNCR喷枪的高温腐蚀问题，中国专利CN204911212U提出了一种气缸推动的烟气脱硝用喷枪，它将冷气设备中的冷空气经由冷气管进入到导杆护套内降低导杆护套及导杆末端的温度，从而防止其由于温度过高而烧坏；又如中国专利CN102160964A涉及的一种SNCR脱硝多喷嘴长枪喷射器，通过增加冷却水输入和输出回路来实现冷却水在喷枪中的循环流动，从而降低喷枪温度。

为了实现还原剂与烟气的充分混合，中国专利CN201445911U公开了一种适用于SNCR法烟气脱硝过程的长喷枪式气泡雾化喷嘴，它通过将高压气体从遍布气泡发生器的锥形注气孔进入外流道的液流中，并形成泡状流经长喷枪外管上的喷孔喷出，可覆盖整个反应区，从而提高还原剂与烟气的混合效果。又如中国专利CN104384039A公开的一种锅炉脱硝用多喷嘴喷枪，所述喷枪采用还原剂在枪内蒸发后喷射技术，具有喷射均匀、混合充分的有点。又如中国专利CN205495328U公开的一种SNCR烟气脱硝用喷枪，采用了雾化式的喷嘴，从而使流量调整范围较大，喷雾形状全区域内的粒径均匀，喷射距离远。

现有技术中，随着炉膛空间尺寸的扩大，炉膛截面上NOx分布的不均匀性也更加明显，炉膛中部NOx浓度最高，但常规喷枪喷射的还原剂难以到达炉膛中部，从而制约了还原剂与烟气的混合效果，降低了脱硝效率。在大机组SNCR工艺中，增加喷枪长度是解决还原剂喷射距离最有效的手段，但长度增加带来的喷枪重量和扰度增加，将危及喷枪的安全使用。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种用于火电厂SNCR脱硝系统的多管径长喷枪，结构简单轻便，设计合理巧妙，易于制造，长度增加带来的重量和扰度增量小。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种用于火电厂SNCR脱硝系统的多管径长喷枪，包括三根同轴嵌套连接的钢管，三根钢管的前端均密封设置且相邻钢管之间的间隙形成容置空间；最内层钢管的后端通入尿素溶液形成尿素溶液管路，中间层钢管的后端通入压缩空气形成压缩空气管路，最外层钢管的后端通入冷却水形成冷却水管路；最外层钢管外部布置有多个喷嘴，尿素溶液管路与压缩空气管路分别与多个喷嘴连通；中间层钢管和最外层钢管均采用多段不同壁厚的不锈钢管焊接而成；壁厚从后往前逐段减小且保持各段管壁的外径不变。