本發(fā)明涉及一種AIG上游煙氣大范圍自混合裝置。
背景技術(shù)：
：SCR：SelectiveCatalyticReduction，簡稱SCR。SCR脫硝技術(shù)是指在280~420℃范圍內(nèi)，還原劑（如NH3、尿素和氨水等）在催化劑作用下，“有選擇性”地與煙氣中的NOx反應(yīng)，生成無污染的N2和H2O的NOx減排技術(shù)。AIG：AmmoniaInjectionGrid，簡稱AIG。AIG是SCR煙氣脫硝裝置的氨噴射格柵的簡稱，又叫還原劑噴射系統(tǒng)。當前NOx超低排放形勢下，燃煤電廠NOx排放要降低到50mg/m3以下，SCR脫硝效率需提高到約90%。為控制氨逃逸濃度確保機組安全運行，NOx超低排放對SCR反應(yīng)器頂層催化劑入口的NH3/NO摩爾比分布均勻性提出了更高的要求。早期在50-80%的脫硝效率下，主要通過噴氨格柵氨噴射格柵系統(tǒng)獲得較低的NH3/NO摩爾比分布。但在超低排放更高的NH3/NO分布均勻性要求下，除做好氨噴射格柵系統(tǒng)本體的優(yōu)化設(shè)計外，還需要改善氨噴射格柵上游的NOx濃度分布和煙氣速度分布?，F(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)表明，機組在變工況條件下運行時（負荷、磨煤機組合等發(fā)生變化），SCR氨噴射格柵上游的NOx濃度、溫度及速度分布會發(fā)生明顯變化。對于墻式鍋爐和W火焰鍋爐，這種分布狀態(tài)的變化尤其明顯。在氨噴射格柵氣氨調(diào)閥開度固定的情況下（通常氨噴射格柵手動調(diào)閥開度在噴氨優(yōu)化調(diào)整后保持固定），入口NOx濃度分布的變化勢必會造成催化劑入口的NH3/NO摩爾比分布均勻性下降，脫硝裝置出口局部氨逃逸峰值濃度上升，惡化空預(yù)器運行安全性。當前在役的SCR脫硝裝置均安裝有煙氣導流板，部分SCR脫硝裝置還在氨噴射格柵前后安裝了靜態(tài)混合器。煙氣導流板通過改變氣流方向和流量分配，提高氨噴射格柵入口和頂層催化劑入口的煙氣速度分布均勻性。靜態(tài)混合器通過加強煙氣自混合以及與噴入氨氣的多相混合，提高頂層催化劑入口的NH3/NO摩爾比分布均勻性。目前已設(shè)計開發(fā)的SCR脫硝裝置煙氣導流板的作用是使氣流盡可能地以截面均勻的流速沿煙道流動，無法使煙道截面上不同位置的煙氣大范圍混合。靜態(tài)混合器只能擾動局部煙氣，也無法實現(xiàn)寬度達十幾米的煙道兩側(cè)的煙氣相互摻混。因此，現(xiàn)有SCR脫硝裝置煙氣導流和混合技術(shù)難以實現(xiàn)SCR脫硝裝置入口煙道截面上不同位置的煙氣大范圍充分混合，致使SCR脫硝裝置無法同時適應(yīng)機組不同負荷與磨煤機組合下NOx濃度、溫度及速度分布顯著變化的入口煙氣條件。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是提供一種AIG上游煙氣大范圍自混合裝置。為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種AIG上游煙氣大范圍自混合裝置，包括設(shè)置在省煤器出口下游、AIG上游之間煙道內(nèi)的自混合器，所述的自混合器具有位于其一側(cè)的第一煙氣入口、位于其另一側(cè)的第二煙氣入口以及煙氣出口，所述的自混合器還具有相間隔的多層煙氣通道，奇數(shù)層所述的煙氣通道與所述的第一煙氣入口連通，偶數(shù)層所述的煙氣通道與所述的第二煙氣入口連通。優(yōu)選地，所述的自混合器包括多塊平行設(shè)置的分隔板、多個封口部，相鄰兩塊所述的平行設(shè)置的分隔板之間形成同時與所述的第一煙氣入口、第二煙氣入口相連通的煙氣通道，所述的封口部將奇數(shù)層所述的煙氣通道的第二煙氣入口封閉，將偶數(shù)層所述的煙氣通道的第一煙氣入口封閉。進一步優(yōu)選地，所述的自混合器還包括設(shè)置在所述的煙道在寬度方向中間的分隔部，所述的平行設(shè)置的分隔板、封口部與所述的分隔部連接成一體，所述的第一煙氣入口、第二煙氣入口分別位于所述的分隔部的兩側(cè)。進一步優(yōu)選地，所述的平行設(shè)置的分隔板均呈三角形，所述的平行設(shè)置的分隔板的一個頂點均位于所述的煙道寬度方向的中間，與該頂點連接的兩邊分別延伸至所述的煙道的兩側(cè)壁。進一步優(yōu)選地，所述的自混合裝置還包括設(shè)置在所述的自混合器上游的多塊導流板，多塊所述的導流板將煙氣分別向所述的第一煙氣入口和第二煙氣入口導流。進一步優(yōu)選地，所述的導流板豎直的設(shè)置在所述的煙道內(nèi)。優(yōu)選地，所述的煙氣通道設(shè)置有偶數(shù)層。優(yōu)選地，所述的煙氣通道在所述的煙道內(nèi)煙氣流動方向延伸一段距離。優(yōu)選地，所述的自混合器設(shè)置有一個或多個。由于上述技術(shù)方案運用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點和效果：本發(fā)明能夠在不明顯增加煙道阻力的前提下實現(xiàn)煙氣在到達氨噴射格柵前的大范圍整體充分自混合，改善了氨噴射格柵入口煙氣NOx濃度和溫度分布均勻性，提高了SCR脫硝裝置氨噴射系統(tǒng)對機組運行在不同負荷與磨煤機組合下的煙氣條件的適應(yīng)性。附圖說明附圖1為本實施例的前視圖；附圖2為本實施例的側(cè)視圖；附圖3為本實施例的俯視圖；附圖4為本實施例設(shè)置在SCR脫硝裝置內(nèi)的示意圖；附圖5為本實施例中省煤器出口（SCR入口）NOx分布圖一；附圖6為本實施例中省煤器出口（SCR入口）NOx分布圖二；附圖7為本實施例中省煤器出口（SCR入口）NOx分布圖三。其中：1、導流板；2、自混合器；20、第一煙氣入口；21、第二煙氣入口；22、煙氣出口；23、煙氣通道；24、平行設(shè)置的分隔板；25、封口部；26、分隔部；3、省煤器出口；4、AIG；5、SCR反應(yīng)器。具體實施方式下面結(jié)合附圖及實施案例對本發(fā)明作進一步描述：如圖1-3所示的一種AIG上游煙氣大范圍自混合裝置，包括沿煙氣流動方向依次設(shè)置的多塊導流板1、自混合器2。其中：自混合器2具有位于其一側(cè)的第一煙氣入口20、位于其另一側(cè)的第二煙氣入口21以及煙氣出口22，自混合器2還具有相間隔的多層煙氣通道23，奇數(shù)層煙氣通道23與第一煙氣入口20連通，偶數(shù)層煙氣通道23與第二煙氣入口21連通，即相鄰兩層煙氣通道23連通不同的煙氣入口，其中，煙氣通道23設(shè)置有偶數(shù)層，兩側(cè)煙氣進入均勻。這樣，煙氣交叉從兩邊的第一煙氣入口20、第二煙氣入口21分別進入多層煙氣通道23內(nèi)，并在煙氣出口22進行充分混合。多塊導流板1豎直的設(shè)置在煙道內(nèi)，并將煙氣分別向第一煙氣入口20和第二煙氣入口21進行導流。在本實施例中：自混合器2包括多塊平行設(shè)置的分隔板24、多個封口部25，其中：平行設(shè)置的分隔板24均呈三角形，平行設(shè)置分隔板24的一個頂點均位于煙道寬度方向的中間，與該頂點連接的兩邊分別延伸至煙道的兩側(cè)壁。相鄰兩塊平行設(shè)置分隔板24之間形成同時與第一煙氣入口20、第二煙氣入口21相連通的煙氣通道23，封口部25將奇數(shù)層煙氣通道23的第二煙氣入口21封閉，將偶數(shù)層煙氣通道23的第一煙氣入口20封閉。由于設(shè)置在煙道內(nèi)，自混合器2最上層和最下層的分隔板直接使用煙道的上壁面和下壁面。自混合器2還包括設(shè)置在煙道在寬度方向中間的分隔部26，平行設(shè)置的分隔板24、封口部25與分隔部26連接成一體，第一煙氣入口20、第二煙氣入口21分別位于分隔部26的兩側(cè)；導流板1一分部設(shè)置在分隔部26一側(cè)，對進入第一煙氣入口20的煙氣進行導流，另一分部設(shè)置在分隔部26另一側(cè)，對進入第二煙氣入口21的煙氣進行導流。本實施例可根據(jù)煙道尺寸和截面NOx分布在SCR脫硝裝置的AIG上游煙道水平段（如∏型鍋爐）的高度方向上或豎直段（如塔式爐）的深度方向上，根據(jù)需求布置一個或多個，使煙氣在到達氨噴射格柵前達到最佳的自混合效果。如圖4所示，自混合裝置設(shè)置在省煤器出口3下游、AIG4上游之間煙道內(nèi)。省煤器出口3的煙氣經(jīng)過轉(zhuǎn)彎進入水平段SCR入口煙道，并在導流板1的作用下煙道兩側(cè)的煙氣交叉進入自混合器2，從自混合器2出來后兩側(cè)的煙氣進行相互摻混。自混合器2可以通過放大或縮小尺寸，根據(jù)截面的NOx濃度和溫度分布情況靈活布置，實現(xiàn)煙氣在到達氨噴射格柵前在煙道寬度方向或深度方向上的整體充分自混合。根據(jù)某電廠省煤器出口煙氣NOx濃度分布（圖5-7）和溫度分布實測結(jié)果，采用數(shù)值計算方法模擬分析了本發(fā)明提出的SCR脫硝裝置AIG上游煙氣大范圍自混合裝置對氨噴射格柵入口NOx濃度場、頂層催化劑入口NH3/NO摩爾比分布和溫度場的改善作用。模擬結(jié)果（表1~3）顯示，本發(fā)明提出的SCR脫硝裝置AIG上游煙氣大范圍自混合裝置對改善氨噴射格柵入口煙道截面NOx濃度和溫度分布均勻性有明顯作用，可使氨噴射格柵入口的NOx濃度分布相對標準偏差下降20%~40%（表1）。采用AIG上游煙氣大范圍自混合裝置后，噴氨優(yōu)化調(diào)整得到的最佳噴氨量的工況適用性明顯增強。對于所模擬的三種工況，頂層催化劑入口的NH3/NO摩爾比分布相對標準偏差均降低到了5%以下（表2），且頂層催化劑入口最大溫度偏差降低到了10℃左右（表3）。數(shù)值計算和物理模型試驗顯示，本發(fā)明提出的AIG上游煙氣大范圍自混合裝置阻力約100Pa，不會明顯增加SCR脫硝系統(tǒng)的煙道阻力。表1氨噴射格柵入口NOx分布相對標準偏差模擬工況分布1分布2分布3無混合器(%)9.86.35.8有混合器(%)5.84.34.4下降幅度(%)40.831.224.1表2催化劑入口NH3/NO分布相對標準偏差模擬工況分布1分布2分布3無混合器(%)4.94.25.5有混合器(%)3.73.14.1下降幅度(%)24.526.225.5備注：在同一噴氨量分布條件下表3催化劑入口最大溫度偏差模擬工況分布1分布2分布3無混合器(℃)18.018.915.1有混合器(℃)9.011.011.2下降幅度(%)50.041.825.8上述實施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。當前第1頁1 2 3