[实用新型]变径喷氨格栅管道系统及带有该管道系统的SCR脱硝装置

说明书

本实用新型公开了一种变径喷氨格栅管道系统及带有该管道系统的SCR脱硝装置，所述管道系统包括供氨管路和喷氨管路，所述喷氨管路包括渐缩式喷管主管，所述供氨管路与所述渐缩式喷管主管连接，所述渐缩式喷管主管包括多个喷氨主管段，多个所述喷氨主管段的管径由靠近所述供氨管路侧向远离侧依次减小，相邻两个喷氨主管段间通过变径连接管连接。所述SCR脱硝装置包括气体混合装置和SCR反应器，所述气体混合装置的出口与所述SCR反应器的入口相连接；所述气体混合装置包括所述变径喷氨格栅管道系统。本实用新型方案通过管道结构与尺寸的设计，实现了喷氨格栅管道内流场与烟道内流场特性的一致。

技术领域

本实用新型涉及选择性催化反应(Selective Catalyst Reactive，SCR)脱硝氨氮均匀混合领域，具体涉及一种变径喷氨格栅管道系统及带有该管道系统的SCR脱硝装置。

背景技术

SCR烟气脱硝技术是目前应用最广泛的烟气脱硝技术之一，具有脱硝效率高、选择性好、运行稳定可靠等优点。国内电厂SCR系统入口烟道结构在横向方向上具有向一侧倾斜或扩宽的特性，有从水平到竖直转换的90°拐角，这些结构导致入口烟道内烟气流场在横向与纵向方向上具有不均匀性，尤其是靠近锅炉一侧的入口烟道壁面0-0.6m区域内烟气流速变化急剧，要实现装置内氨与氮氧化物的均匀混合，必须要求喷氨格栅系统具备区域不同喷氨量的调节能力，同时又要具备单根喷氨支管上各个喷嘴均匀喷氨的能力。而现有技术与研究的重心在于加强喷氨后氨与氮氧化物的区域性混合，如涡流混合器、混合格栅等。实践中还存在另一问题：即使喷氨主管上的起始端喷氨支管调节阀开度为100％时，支管内流量也没有末端喷氨支管调节阀开50％时的大(不同管径比值，出现的情况可能略有差异)，这是由于喷氨格栅主管上喷氨支管的分流效应，导致喷氨格栅主管内静分布呈逐渐增大趋势，进而引起支管内流量分布的不一致性。这些问题的存在导致在进行喷氨调整时阀门开度调节极为方便，也增加了实现装置内氨与氮氧化物均匀性混合的难度。既使在喷氨支管上装配压差流量计，喷氨量分布调整实现装置内氨与氮氧化物的均匀性混合，也会出现调阀开度差异性巨大的奇怪现象；若喷氨支管上没有压差流量计，而依据入口烟道内流速分布来调节对应支管阀门开度，则无法实现氨与氮氧化物的均匀性混合。

有相关研究表明：由于烟气的不均匀分布，需要进行不均匀喷氨，可以通过喷氨格栅对烟道截面进行分区域控制。现有技术中多数研究都忽略了喷氨格栅支管内的流场分布，多数研究将支管上所有喷嘴以均匀喷氨处理，而实践中要使喷氨支管上各个喷嘴进行均匀喷氨需要满足特定的条件，同时，也缺乏针对入口烟道内近锅炉侧区域烟气速度小但变化剧烈特性而进行的喷氨格栅特性结构设计。中国实用新型专利CN203208900U公开了一种动态喷氨格栅，该装置将喷氨区域划分为大小相同的至少一个控制区域，并通过喷嘴下方叶片单元体的不定向晃动来增强NH₃与烟气的混合。然而该专利方案而仅能在一定程度上实现将烟气混匀的效果，因此，仍需对喷氨格栅的管道结构进行改进，以获得更好的混合效果。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种烟气混合效果更好的变径喷氨格栅管道系统及带有该管道系统的SCR脱硝装置，本实用新型方案尤其适用于入口烟道内横向与纵向烟气流场不均匀的现象。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种变径喷氨格栅管道系统，包括供氨管路和喷氨管路，所述喷氨管路包括渐缩式喷管主管，所述供氨管路与所述渐缩式喷管主管连接，所述渐缩式喷管主管包括多个喷氨主管段，多个所述喷氨主管段的管径由靠近所述供氨管路侧向远离侧依次减小，相邻两个喷氨主管段间通过变径连接管连接。

进一步地，所述喷氨主管段的管径满足以下关系式：

D₁/D_a＝[n/(n-a+1)]^0.5