[发明专利]一种燃煤锅炉高温喷氨脱硝气冷喷枪的冷却系统及方法

说明书

本发明一种燃煤锅炉高温喷氨脱硝气冷喷枪的冷却系统及方法，冷却风经冷却风接口进入冷却风空腔后，分为两路，一路经冷却风开孔通道进入近壁冷却风室，然后经近壁冷却风喷口沿着与喷枪管道平行的方向喷入锅炉内，起到冷却喷枪管道周围烟气的效果；另一路沿冷却喷枪管道流到喷枪的端部，在这个过程中与冷却喷枪管道壁面进行换热，降低壁温，冷却风到达喷枪枪头出，经端部冷却风喷口朝固定结构方向喷出冷却风，同样起到冷却喷枪周围烟气的效果；热电偶感应端监控喷枪枪头的温度，以便控制冷却风的流量。本方法可以有效降低火焰中喷枪的表面温度，提高喷枪在火焰中的伸入距离，增加还原剂覆盖面积，解决了喷枪表面温度很快升高影响效率的问题。

技术领域

本发明涉及燃煤锅炉喷枪，具体为一种燃煤锅炉高温喷氨脱硝气冷喷枪的冷却系统及方法。

背景技术

NO_x是大气污染物的一种，燃煤锅炉排放的NO_x是大气中NO_x的主要来源之一，我国最新颁布的大气污染物排放标准中对NO_x的排放提出了更高的要求。因此寻求和发展锅炉深度脱硝技术有着重要的紧迫性。富燃料区喷氨技术是基于空气分级技术上的主燃烧区喷氨脱硝技术，是燃煤锅炉降低NO_x排放的一种有效手段，主要是通过低氮燃烧器和空气分级在主燃区形成高温、强还原性气氛,在该区域适当位置喷人氨基还原剂以促进NO_x的还原，目前国内外这方面的研究和工程应用还比较少。

Wendt等人在20世纪70年代首次提出了富燃料区喷氨概念，利用电加热的管流反应器，对其进行空气分级富燃料区喷氨还原NO_x的实验。结果表明，在主燃区喷氨后,随着主燃区过量空气系数的减小NO_x的排放降低。Greul等人在电加热的管式反应器中对空气分级主燃区进行了大量的喷氨还原NO_x的实验研究，实验结果表明，实验范围内的温度和过量空气系数下，进入主燃区的氨剂都能够在空气分级的基础上进一步还原NO_x，高温更有利于提高脱硝效率。

根据研究团队最新的实验结果，上述这种高温喷氨脱硝喷枪，在高温烟气下，喷枪表面温度很快升高，因此在高温火焰中的伸入距离有限，当还原剂需要覆盖的截面面积较小时，这种喷枪能够满足要求，但是当还原剂需要覆盖的截面面积大时，由于喷枪伸入火焰中的距离小，覆盖面积就不能满足要求。

发明内容

针对现有技术中存在的喷枪表面温度很快升高影响效率问题，本发明提供一种燃煤锅炉高温喷氨脱硝气冷喷枪的冷却系统及方法。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种燃煤锅炉高温喷氨脱硝气冷喷枪的冷却系统，包括喷枪管道和气冷套；所述喷枪管道一端为喷枪枪头且设置在锅炉内部，另一端连接还原剂接口且设置在锅炉外部；所述气冷套套设于喷枪管道外侧，并与喷枪管道外壁形成冷却风空腔，所述气冷套位于锅炉外部的一端侧壁设置有冷却风接口0；所述气冷套在喷枪枪头四周环绕设置有多个端部冷却风喷口。

进一步，所述喷枪管道一端的喷枪枪头内部设置有热电偶感应端，另一端设置有热电偶接出端，形成喷枪温度检测单元。

进一步，所述气冷套与锅炉连接点设置有固定结构，并通过固定结构与锅炉固定连接。

进一步，所述固定结构内侧套设于气冷套外侧形成空腔结构的近壁冷却风室，所述近壁冷却风室靠近锅炉内部一侧与锅炉内壁齐平；所述近壁冷却风室与冷却风空腔通过多个近壁冷却风开孔通道连接；且近壁冷却风室靠近喷枪枪头的侧壁上设置有多个近壁冷却风喷口，且近壁冷却风喷口喷头方向与喷枪枪头保持一致。

进一步，所述固定结构通过法兰盘和禁锢螺丝与锅炉上的管座固定连接。

进一步，所述气冷套在喷枪枪头处为外凸空腔结构的端部冷却风室；所述端部冷却风室在靠近固定结构的侧壁上有端部冷却风喷口。