一种用于燃气机组余热锅炉的喷氨混合一体化AIG制造技术

本实用新型专利技术提供一种用于燃气机组余热锅炉的喷氨混合一体化AIG，包括进气管、联箱、短接管、喷氨混合一体化装置；进气管与联箱相连，短接管非等间距的设置于联箱的一侧，短接管上设置有喷氨混合一体化装置；喷氨混合一体化装置包括喷气管、扰流装置和喷嘴，喷气管平行设置于短接管上，扰流装置和喷嘴非等间距设置于喷气管上。本实用新型专利技术的喷氨混合一体化AIG能够明显增强氨气与烟气的混合程度，大幅提升催化剂入口NH3/NOx摩尔比分布均匀性，改善催化剂入口烟气速度分布均匀性；显著缩短氨气与烟气充分混合所需的高度，解决了现有燃气机组余热锅炉预留的脱硝系统位置高度普遍偏小、氨气与烟气混合不充分，导致脱硝效率下降、氨逃逸增加的技术问题。

An integrated AIG with ammonia injection for HRSG of gas turbine

The utility model provides an integrated ammonia injection and mixing AIG for the waste heat boiler of a gas unit, which comprises an air inlet pipe, a header, a short connecting pipe and an ammonia injection and mixing integrated device; the air inlet pipe is connected with the header, and the short connecting pipe is arranged on one side of the header with unequal spacing, and the short connecting pipe is provided with an ammonia injection and mixing integrated device; the ammonia injection and mixing integrated device comprises an air jet pipe, a turbulence device and an injection The nozzle and the jet pipe are arranged on the short connecting pipe in parallel, and the non equal spacing between the spoiler and the jet pipe is arranged on the jet pipe. The utility model can obviously enhance the mixing degree of ammonia and flue gas, greatly improve the uniformity of NH3 / NOx molar ratio distribution at the catalyst inlet, improve the uniformity of flue gas velocity distribution at the catalyst inlet, significantly shorten the height required for full mixing of ammonia and flue gas, and solve the problem that the height of denitration system reserved for the waste heat boiler of the existing gas unit is generally small The insufficient mixing of ammonia and flue gas results in the decrease of denitration efficiency and the increase of ammonia escape.

【技术实现步骤摘要】
一种用于燃气机组余热锅炉的喷氨混合一体化AIG
本技术涉及一种环保
，尤其涉及一种用于燃气机组余热锅炉的喷氨混合一体化AIG。
技术介绍
近年来气电装机容量的迅速扩充，加之燃气电厂主要位于经济发达、环境敏感区域，其环保问题已日益凸显。燃气轮机发电机组排放的大气污染物主要是NOx。为此，重点地区进一步降低了燃气轮机发电机组NOx排放限值，当地发电企业甚至要求下属燃气发电机组NOx排放浓度应低于5mg/m3。为实现该目标，除在燃机配装干式低氮燃烧器外，仍需继续采取余热锅炉SCR(SelectiveCatalyticReduction，简称SCR)脱硝技术。SCR脱硝技术是指在280～420℃范围内，还原剂(如液氨、尿素和氨水等)在催化剂作用下，“有选择性”地与烟气中的NOx反应，生成无污染的N2和H2O的NOx减排技术。SCR脱硝技术已成熟应用于燃煤机组，燃气电厂应用较少，缺少相关技术规范和经验积累，在设计及运营中还存在诸多问题。例如，燃气机组余热锅炉预留的脱硝系统位置高度普遍偏小(约3～5m)，SCR烟气脱硝装置的氨喷射格栅(简称AIG，AmmoniaInjectionGrid)，AIG系统距离催化剂层较近，喷嘴喷出的氨气与烟气未得到充分混合便进入催化剂进行脱硝反应，导致脱硝效率下降、氨逃逸增加。此外，由于混合距离短，烟道内支撑结构如工字梁及AIG主管道都会对烟气和氨气的混合及催化剂入口烟气速度分布均匀性产生不良影响。在燃气机组NOx近零排放(<5mg/m3)形势下，SCR烟气脱硝效率需提高到约90％，对催化剂入口的NH3/NOx摩尔比分布均匀性提出了很高的要求。NH3/NOx摩尔比分布均匀性与喷氨格栅处的气态NH3、烟气速度及NOx浓度分布有关，除做好喷氨格栅系统本体的多方向分区调节和足够多的喷嘴均匀喷射外，还需要改进喷氨格栅气氨喷射混合技术。目前燃煤机组的SCR脱硝装置有以下特点：1、喷氨格栅系统距离催化剂层较远，一般达10-15m，故喷出的氨气与烟气在烟道内有充分的混合时间；2、喷氨格栅通常在高度方向上分层布置，在宽度方向上均匀布置，设置的静态混合器通常也布置在喷氨格栅下游；3、由于氨气与烟气的混合距离长，烟道内尺寸较小的支撑结构和AIG主管道等不会对烟气和氨气的混合及催化剂入口烟气速度分布均匀性产生太大影响。而燃气机组余热锅炉预留的脱硝系统位置高度普遍偏小，喷氨格栅系统距离催化剂层较近，约为3-5m，喷出的氨气与烟气在烟道内的混合距离短，容易造成氨气与烟气混合不充分；且烟道内支撑结构(如工字梁)和AIG主管道等均会对烟气和氨气的混合及催化剂入口烟气速度分布均匀性产生不利影响。由于燃煤机组与燃气机组在结构上差异很大，现有技术中燃煤机组的SCR喷氨混合技术并不能适用于燃气机组，因此亟需研发针对燃气机组余热锅炉的SCR脱硝装置的喷氨混合一体化AIG。
技术实现思路
：本技术目的是提供了一种燃气机组余热锅炉的喷氨混合一体化AIG，解决了现有燃气机组余热锅炉预留的脱硝系统位置高度普遍偏小、喷嘴喷出的氨气与烟气混合不充分，导致脱硝效率下降、氨逃逸增加的问题；安装本方案的AIG系统后可有效提升催化剂入口氨氮摩尔比分布均匀性，并大幅改善催化剂入口烟气速度分布均匀性，从而提高脱硝效率。为实现以上目的，本技术采用如下技术方案：一种用于燃气机组余热锅炉的喷氨混合一体化AIG，其特征在于：包括进气管、联箱、短接管、喷氨混合一体化装置；所述进气管与所述联箱相连，连接部位以联箱中间为优，所述短接管非等间距的设置于所述联箱一侧，所述短接管上设置有所述喷氨混合一体化装置；所述喷氨混合一体化装置包括喷气管、扰流装置和喷嘴，所述喷气管平行设置于所述短接管上，所述扰流装置和所述喷嘴非等间距设置于所述喷气管上。通过将喷氨格栅和混合装置集成在一起，扰流装置和喷嘴设置在喷气管上且布置在同一高度，以及短接管和喷气管、喷气管上喷嘴的非等间距设置，大大缩短了喷氨及氨气与烟气充分混合所需的高度，有效的解决了燃气机组余热锅炉预留的脱硝系统位置高度普遍偏小、喷嘴喷出的氨气与烟气混合不充分的问题。将喷气管设置于短接管上、短接管非等间距设置于联箱上，是因为受工字梁的阻挡作用，烟气通过烟道时会有烟气流速分布不均的情况，即在工字梁附近流速低(则该区域所需喷氨量就少)，采用非等间距设置，增大工字梁附近喷嘴(或喷气管)间距，使该区域喷氨量相对减少。同理，联箱尺寸较大，受其阻碍作用，联箱下游附近烟气流速低，喷气管上喷嘴采用非等间距设置，增大联箱两侧的相邻喷嘴之间间距，亦使联箱下游附近区域喷氨量相对减少可有效提升到达催化剂上游烟气的氨氮摩尔比分布均匀性；再经过扰流装置扰乱烟气分布的作用，喷嘴喷出的氨气与烟气可在短距离内得到更充分、均匀的混合。优选的，联箱两端通过工字梁固定于燃气机组余热锅炉烟道内，联箱及与其相连的进气管、短接管、喷氨混合一体化装置构成一个喷射单元，多个喷射单元呈矩阵式布置在烟道横截面上。每根进气管为一个喷射单元供氨，从而实现每个喷射单元可以单独控制喷氨量，更有利于供氨量的调节。优选的，扰流装置固定在喷气管上，分布于喷嘴两侧，单个喷嘴两侧的扰流板大小和形状相同，对称布置。扰流装置固定在喷气管上并分布于喷嘴两侧,使得喷氨与混合过程有效结合到同一水平面，能显著增强喷嘴附近烟气的扰动，加强氨气与烟气的混合，大大缩短喷氨及氨气与烟气混合充分所需要的距离；单个喷嘴两侧的扰流板大小和形状相同，对称布置，有利于提高氨气与烟气的混合均匀性。优选的，喷嘴开口方向与燃气机组烟道内的烟气流向相同。如此设置，可保证所喷出的氨气方向与烟气流向相同，保证二者混合更为充分，避免烟气压力堵塞喷嘴。优选的，所述喷气管在所述联箱上非等间距布置，所述工字梁两侧的相邻喷气管之间间距为其它位置上相邻喷气管之间间距的1.3-1.7倍。受工字梁的影响，联箱两侧的工字梁附近烟气流速低，喷气管采用非等间距设置，是充分考虑到烟气分布特点后，对烟气流速分布的不均匀性采取的针对性设置，可有效提升催化剂入口氨氮摩尔比分布均匀性，减少氨逃逸。经过CFD数值模拟试验发现，受联箱两端固定装置工字梁的影响，烟气流速分布呈非均匀分布，工字梁附近的烟气流速较低。当两组喷嘴间距的比例处于1.3-1.7倍的比例范围时，有助于促进烟气与氨气的充分均匀混合，提高脱硝性能。优选的，所述工字梁两侧的喷气管上的喷嘴数量低于其它位置的喷气管上的喷嘴数量。由于工字梁下游区域附近烟气流速低、需要喷氨量相对较少，因此将工字梁两侧的喷气管上的喷嘴数量设计得比其他位置处的喷嘴数量少；而其他位置的烟气流速高，对应的喷嘴数量多，有效的保证喷出的氨气与烟气的充分混合，是针对烟气流速分布的不均匀性针对性的设计。优选的，所述喷嘴在所述喷气管上非等间距布置，所述联箱两侧的相邻喷嘴之间间距为其它位置上相邻喷嘴之间间距的1.2-1.3倍。受联箱的影响，联箱下游附近烟气流速低，喷嘴采用非等间距设置，是充分考虑到烟气分布特点后，对烟气流速分布的不均匀性采取的针对性设置。经过CFD数值模拟试验发现，当两组喷嘴间距的比例处于1.2-1.3倍的比例范围时，有助于促进烟气与氨气的充分均匀混合，提高脱硝性能。优选的，扰流装置的截面形状为半本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于燃气机组余热锅炉的喷氨混合一体化AIG，其特征在于：包括进气管、联箱、短接管、喷氨混合一体化装置；所述进气管与所述联箱相连，所述短接管非等间距的设置于所述联箱的一侧，所述短接管上设置有所述喷氨混合一体化装置；所述喷氨混合一体化装置包括喷气管、扰流装置和喷嘴，所述喷气管平行设置于所述短接管上，所述扰流装置和所述喷嘴非等间距设置于所述喷气管上。

【技术特征摘要】
1.一种用于燃气机组余热锅炉的喷氨混合一体化AIG，其特征在于：包括进气管、联箱、短接管、喷氨混合一体化装置；所述进气管与所述联箱相连，所述短接管非等间距的设置于所述联箱的一侧，所述短接管上设置有所述喷氨混合一体化装置；所述喷氨混合一体化装置包括喷气管、扰流装置和喷嘴，所述喷气管平行设置于所述短接管上，所述扰流装置和所述喷嘴非等间距设置于所述喷气管上。2.根据权利要求1所述的用于燃气机组余热锅炉的喷氨混合一体化AIG，其特征在于：所述联箱两端通过工字梁固定于燃气机组余热锅炉烟道内，所述联箱及与其相连的所述进气管、短接管、喷氨混合一体化装置构成一个喷射单元，多个所述喷射单元呈矩阵式布置在烟道横截面上。3.根据权利要求1所述的用于燃气机组余热锅炉的喷氨混合一体化AIG，其特征在于：所述扰流装置固定在所述喷嘴两侧的喷气管上，单个所述喷嘴两侧的扰流板大小和形状相同。4.根据权利要求3所述的用于燃气机组余热锅炉的喷氨混合一体化AIG，其特征在于：所述喷嘴开口方向与燃气机组烟道内的烟气流向相同。5.根据权利要求2所述的用于燃气机组余热锅炉的喷氨混合一体化AIG，其特征在于：所述喷气管在所述联箱上非等间距布置，所述工字梁两侧的相...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦振祖，谢新华，周健，卢承政，黄飞，宋玉宝，何金亮，赵宁波，方朝君，梁俊杰，
申请(专利权)人：苏州西热节能环保技术有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32