CN107617332A - 解决scr入口温度流场不均的垂直烟道扰流系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种解决SCR入口温度流场不均的垂直烟道扰流系统及方法，所述系统包括：铰接在SCR入口垂直烟道的烟道壁上的扰流挡板，所述扰流挡板连接曲柄连杆机构，通过所述曲柄连接机构控制扰流挡板的旋转角度，所述扰流挡板在0°至90°之间旋转，所述扰流挡流板在0°状态下，所述扰流挡板贴合所述SCR入口垂直烟道的烟道壁设置，所述SCR入口垂直烟道相面对的烟道壁上设有用于获取烟道内经过的烟气的温度传感器。

Description

解决SCR入口温度流场不均的垂直烟道扰流系统及方法

技术领域

本发明涉及一种解决烟气旁路改造后SCR入口温度流场不均的垂直烟道扰流挡板技术。

背景技术

目前火力发电机组均采用SCR脱硝技术，核心设备是钒钛基催化剂，催化剂中的活性成分为V2O5。催化剂一般允许运行温度区间在300～420℃，当烟气温度低于300℃时，脱硝入口的氨会与烟气中的SO3反应生成硫酸氨和硫酸氢氨(通常称为ABS)，在一定温度区域范围内，ABS为液态易渗入脱硝催化剂毛细微孔，阻碍烟气中NH3与NO扩散到催化剂活性颗粒表面进行还原反应，引起催化剂活性降低或失效，造成催化剂中毒，为此烟气脱硝装置通常设定最低连续喷氨温度MOT，该温度一般设定为300℃左右。当SCR入口烟气温度低于300℃，就需要停止喷氨(或者短期喷氨)。

由于2008年以前投产的锅炉基本上不设计脱硝装置，因此多数锅炉存在着在50％-70％负荷时省煤器出口烟温低于300℃的问题；另外受近年来，火电机组平均利用小时下降的影响，火电机组负荷率逐年降低，个别时段内电力调度要求机组维持在50％负荷运行，使原设计带有脱硝装置的锅炉也出现了低负荷时SCR入口烟气温度低的问题；

国家能源局2016年年初连续召开会议和发文，对开展火电灵活性改造提出明确要求，计划“十三五”期间我国实施2.2亿千瓦燃煤机组的灵活性改造，使机组具备深度调峰能力，并进一步增加负荷响应速率，部分机组具备快速启停调峰能力。提升灵活性改造预期将使热电机组增加20％额定容量的调峰能力，最小技术出力达到40％～50％额定容量；纯凝机组增加15％～20％额定容量的调峰能力，最小技术出力达到30％～35％额定容量。

在上述形势的逼迫下，电厂为了满足机组低于50％负荷及以下运行，采取了锅炉尾部烟气旁路烟道改造技术，通过抽取前部烟道的高温烟气与低温烟气混合的方法，提高SCR入口烟气温度，满足低负荷时脱硝装置投入温度需求。

鉴于上述的缺陷，本设计人积极加以研究创新，以期设计一种解决SCR入口温度流场不均的垂直烟道扰流系统，使其更具有产业上的利用价值。

发明内容

为解决上述技术、安全问题，本发明的目的是提供一种充分破坏烟气的层流状态，使烟气得到充分混合，最终使烟气整体温度趋于一致，彻底消除温度流场偏差的解决SCR入口温度流场不均的垂直烟道扰流系统及方法。

本发明解决SCR入口温度流场不均的垂直烟道扰流系统，包括：铰接在SCR入口垂直烟道的烟道壁上的扰流挡板，所述扰流挡板连接曲柄连杆机构，通过所述曲柄连接机构控制扰流挡板的旋转角度，所述扰流挡板在0°至90°之间旋转，所述扰流挡流板在0°状态下，所述扰流挡板贴合所述SCR入口垂直烟道的烟道壁设置，所述SCR入口垂直烟道相面对的烟道壁上设有用于获取烟道内经过的烟气的温度传感器。

进一步地，以SCR入口垂直烟道的长度方向为所述扰流挡板的长度方向，所述扰流挡板的长度不小于SCR入口垂直烟道的1/2,且所述扰流挡板的长度不大于SCR入口垂直烟道的2/3。

进一步地，所述扰流挡板的底部设有若干排灰，相邻两个排灰口的中心间距为1.0至1.5mm。

进一步地，所述的排灰口为矩形、圆形或菱形结构。

进一步地，所述曲柄连接机构的一端与所述扰流挡板连接，所述所述曲柄连接机构的另一端与减速机连接，所述减速机通过电机驱动。

进一步地，所述扰流挡板的与SCR入口垂直烟道的烟道壁之间的角度呈大于0°时，所述扰流挡板的开口向上。

进一步地，所述曲柄连接机构的推杆与所述扰流挡板相连，所述推杆的端部设有穿孔，所述加强板上设有两个安装件，各安装件上设有销轴孔，所述推杆设置在两个安装件之间，销轴穿过所述的穿孔、销轴孔，所述推杆通过销轴与所述扰流挡板可旋转连接在一起。

进一步地，所述扰流挡板与所述推杆连接的位置上设有加强板，所述安装件设置在所述加强板上。

进一步地，所述推杆为圆柱状结构，所述SCR入口垂直烟道的烟道壁上设有圆管，所述推杆穿过所述圆管。

本发明解决SCR入口温度流场不均的垂直烟道扰流方法，包括上述的解决SCR入口温度流场不均的垂直烟道扰流系统，所述方法具体包括：

两个温度传感器检测到脱销口入口垂直烟道两侧烟温差大于达到10℃时，通过驱动电机及减速机带动推杆，将扰流挡板顶入SCR入口垂直烟道内，使扰流挡板与垂直烟道形成角度α，α大于0°，并根据竖直烟道两侧烟温偏差值调整推杆顶入炉内的长度，烟气经过扰流挡板时，烟道前半侧的混合烟气流向被迫改变，与后侧的烟气充分扰动并混合，层流分界区被彻底破坏，烟气温度场趋于一致，消除了烟气温度偏差。

借由上述方案，本发明解决SCR入口温度流场不均的垂直烟道扰流系统至少具有以下优点：

扰流挡板可有效改变SCR入口烟道前侧烟气流向，使烟气充分扰动并混合，彻底消除由于层流分界层带来的烟气温度偏差。

可根据竖直烟道两侧烟温差的大小，通过驱动电机及减速机带动推杆，可灵活调整扰流挡板角度，达到消除烟温偏差的目的。

当烟气旁路停止运行及无烟气温度偏差时，通过驱动电机及减速机⑨收回推杆，扰流挡板被收起，与原烟道形成一体。

扰流挡板下部设计排灰口，有效避免了挡板与烟道壁面夹角内积灰的问题。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本发明尾部烟道旁路改造及烟气混合、流动形体示意图；

图2是本发明解决SCR入口温度流场不均的垂直烟道扰流系统的示意图；

图3是本发明解决SCR入口温度流场不均的垂直烟道扰流系统及烟气混合、流动形体示意；

图4是本发明解决SCR入口温度流场不均的垂直烟道扰流系统的实施例1的局部示意图；

图5是本发明解决SCR入口温度流场不均的垂直烟道扰流系统的实施例2的局部示意图；

图6是本发明解决SCR入口温度流场不均的垂直烟道扰流系统的扰流挡板的结构示意图；

图中：烟气尾部烟道1；脱销本体烟道2；烟气旁路3；烟气旁路调节挡板4；烟气旁路关断挡板5；省煤器主烟道调节板6；氨气喷射器7；SCR入口垂直烟道8；减速器9；扰流挡板10；推杆11。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

如图1至4所示，本实施例解决SCR入口温度流场不均的垂直烟道扰流系统，包括：铰接在SCR入口垂直烟道的烟道壁上的扰流挡板，所述扰流挡板连接曲柄连杆机构，通过所述曲柄连接机构控制扰流挡板的旋转角度，所述扰流挡板在0°至90°之间旋转，所述扰流挡流板在0°状态下，所述扰流挡板贴合所述SCR入口垂直烟道的烟道壁设置，所述SCR入口垂直烟道相面对的烟道壁上设有用于获取烟道内经过的烟气的温度传感器。

本实施例中，所述扰流挡板的与SCR入口垂直烟道的烟道壁之间的角度呈大于0°时，所述扰流挡板的开口向上。以SCR入口垂直烟道的长度方向为所述扰流挡板的长度方向，所述扰流挡板的长度不小于SCR入口垂直烟道的1/2,且所述扰流挡板的长度不大于SCR入口垂直烟道的2/3。

所述曲柄连接机构的推杆与所述扰流挡板相连，所述推杆的端部设有穿孔，所述加强板上设有两个安装件，各安装件上设有销轴孔，所述推杆设置在两个安装件之间，销轴穿过所述的穿孔、销轴孔，所述推杆通过销轴与所述扰流挡板可旋转连接在一起。

进一步地，所述曲柄连接机构的一端与所述扰流挡板连接，所述所述曲柄连接机构的另一端与减速机连接，所述减速机通过电机驱动。

本实施例解决SCR入口温度流场不均的垂直烟道扰流系统的工作原理：当烟气旁路3投入后，SCR入口垂直烟道8前后两侧烟温差较大(达到10℃)时，已经对脱硝化剂的安全运行构成一定的威胁，此时通过驱动电机及减速机9带动推杆11，将扰流挡板10顶入SCR入口垂直烟道8内，使扰流挡板10与垂直烟道形成一定的角度α，α＞0°。

当烟气旁路3投入后，旁路烟气与主烟道1上部烟气形成层流，并沿SCR入口垂直烟道8前侧流动，而主烟道1下部的烟气转向后沿SCR入口垂直烟道8后侧流动。

烟气经过扰流挡板10时，烟道前半侧的混合烟气流向被迫改变，与后侧的烟气充分扰动并混合，层流分界区被彻底破坏，烟气温度场趋于一致，消除了烟气温度偏差。

实施例2

如图5至6所示，本实施例解决SCR入口温度流场不均的垂直烟道扰流系统，在实施例1的基础上，所述扰流挡板的底部设有若干排灰，相邻两个排灰口的中心间距为1.0至1.5mm。为防止扰流挡板与烟道壁面间积灰，影响扰流挡板在收回时无法贴紧壁面，在挡板的上部间断开若干挡板排灰口。当挡板与烟道之间夹角内有积灰时，积灰会由排灰口排出。本实施例中，所述的排灰口为矩形、圆形或菱形结构。

上述各实施例中，所述扰流挡板与所述推杆连接的位置上设有加强板，所述安装件设置在所述加强板上。

上述各实施例中，所述推杆为圆柱状结构，所述SCR入口垂直烟道的烟道壁上设有圆管，所述推杆穿过所述圆管。

实施例3

本实施例解决SCR入口温度流场不均的垂直烟道扰流方法，包括上述实施例1或2所述的解决SCR入口温度流场不均的垂直烟道扰流系统，所述方法具体包括：

两个温度传感器检测到脱销口入口垂直烟道两侧烟温差大于达到10℃时，通过驱动电机及减速机带动推杆，将扰流挡板顶入SCR入口垂直烟道内，使扰流挡板与垂直烟道形成角度α，α大于0°，并根据竖直烟道两侧烟温偏差值调整推杆顶入炉内的长度，烟气经过扰流挡板时，烟道前半侧的混合烟气流向被迫改变，与后侧的烟气充分扰动并混合，层流分界区被彻底破坏，烟气温度场趋于一致，消除了烟气温度偏差。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种解决SCR入口温度流场不均的垂直烟道扰流系统，其特征在于，包括：铰接在SCR入口垂直烟道的烟道壁上的扰流挡板，所述扰流挡板连接曲柄连杆机构，通过所述曲柄连接机构控制扰流挡板的旋转角度，所述扰流挡板在0°至90°之间旋转，所述扰流挡流板在0°状态下，所述扰流挡板贴合所述SCR入口垂直烟道的烟道壁设置，所述SCR入口垂直烟道相面对的烟道壁上设有用于获取烟道内经过的烟气的温度传感器。

2.根据权利要求1所述的解决SCR入口温度流场不均的垂直烟道扰流系统，其特征在于，以SCR入口垂直烟道的长度方向为所述扰流挡板的长度方向，所述扰流挡板的长度不小于SCR入口垂直烟道的1/2,且所述扰流挡板的长度不大于SCR入口垂直烟道的2/3。

3.根据权利要求1所述的解决SCR入口温度流场不均的垂直烟道扰流系统，其特征在于，所述扰流挡板的底部设有若干排灰，相邻两个排灰口的中心间距为1.0至1.5mm。

4.根据权利要求41所述的解决SCR入口温度流场不均的垂直烟道扰流系统，其特征在于，所述的排灰口为矩形、圆形或菱形结构。

5.根据权利要求1所述的解决SCR入口温度流场不均的垂直烟道扰流系统，其特征在于，所述曲柄连接机构的一端与所述扰流挡板连接，所述所述曲柄连接机构的另一端与减速机连接，所述减速机通过电机驱动。

6.根据权利要求1所述的解决SCR入口温度流场不均的垂直烟道扰流系统，其特征在于，所述扰流挡板的与SCR入口垂直烟道的烟道壁之间的角度呈大于0°时，所述扰流挡板的开口向上。

7.根据权利要求1所述的解决SCR入口温度流场不均的垂直烟道扰流系统，其特征在于，所述曲柄连接机构的推杆与所述扰流挡板相连，所述推杆的端部设有穿孔，所述加强板上设有两个安装件，各安装件上设有销轴孔，所述推杆设置在两个安装件之间，销轴穿过所述的穿孔、销轴孔，所述推杆通过销轴与所述扰流挡板可旋转连接在一起。

8.根据权利要求7所述的解决SCR入口温度流场不均的垂直烟道扰流系统，其特征在于，所述扰流挡板与所述推杆连接的位置上设有加强板，所述安装件设置在所述加强板上。

9.根据权利要求1所述的解决SCR入口温度流场不均的垂直烟道扰流系统，其特征在于，所述推杆为圆柱状结构，所述SCR入口垂直烟道的烟道壁上设有圆管，所述推杆穿过所述圆管。

10.一种解决SCR入口温度流场不均的垂直烟道扰流方法，其特征在于，包括权利要求1至9任一所述的解决SCR入口温度流场不均的垂直烟道扰流系统，所述方法具体包括：

两个温度传感器检测到脱销口入口垂直烟道两侧烟温差大于达到10℃时，通过驱动电机及减速机带动推杆，将扰流挡板顶入SCR入口垂直烟道内，使扰流挡板与垂直烟道形成角度α，α大于0°，并根据竖直烟道两侧烟温偏差值调整推杆顶入炉内的长度，烟气经过扰流挡板时，烟道前半侧的混合烟气流向被迫改变，与后侧的烟气充分扰动并混合，层流分界区被彻底破坏，烟气温度场趋于一致，消除了烟气温度偏差。