一种scr脱硝出口烟气混合器
阅读说明：本技术 一种scr脱硝出口烟气混合器 (SCR denitration export flue gas blender ) 是由 谢新华 周健 何金亮 卢承政 韦振祖 梁俊杰 黄飞 李明磊 于 2021-08-27 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种SCR脱硝出口烟气混合器,包括沿单一方向延伸的壳体、第一板体、第二板体、第三板体、第四板体,壳体内部形成烟气通道,壳体的两端分别形成烟气入口和烟气出口,烟气入口、烟气出口均呈方形,第一板体的两端分别与烟气出口的相对两边连接,第二板体、第三板体在长度方向上的一边分别与烟气入口的相对两边连接,第二板体、第三板体在长度方向上的另一边均与第一板体连接,第四板体设置在第二板体、第三板体之间,且第四板体的延伸方向与烟气通道的延伸方向一致。本发明实现了烟气的大范围掺混,解决了SCR脱硝装置出口氮氧化物分布偏差和局部氨逃逸浓度高的问题,克服了SCR喷氨优化调整技术变工况适应性差的局限性,且结构简单。(The invention relates to an SCR denitration outlet flue gas mixer which comprises a shell, a first plate body, a second plate body, a third plate body and a fourth plate body, wherein the shell, the first plate body, the second plate body, the third plate body and the fourth plate body extend along a single direction, a flue gas channel is formed in the shell, a flue gas inlet and a flue gas outlet are formed in two ends of the shell respectively, the flue gas inlet and the flue gas outlet are square, two ends of the first plate body are connected with two opposite sides of the flue gas outlet respectively, one side of the second plate body and one side of the third plate body in the length direction are connected with two opposite sides of the flue gas inlet respectively, the other sides of the second plate body and the third plate body in the length direction are connected with the first plate body, the fourth plate body is arranged between the second plate body and the third plate body, and the extending direction of the fourth plate body is consistent with the extending direction of the flue gas channel. The invention realizes the large-range mixing of flue gas, solves the problems of distribution deviation of nitrogen oxides at the outlet of the SCR denitration device and high local ammonia escape concentration, overcomes the limitation of poor adaptability of variable working conditions of the SCR ammonia spraying optimization adjustment technology, and has simple structure.)
技术领域
本发明属于SCR脱硝技术领域，具体涉及一种SCR脱硝出口烟气混合器。
背景技术
燃煤电厂超低排放改造后，由于SCR脱硝装置出口的整体或局部氨逃逸过高，会出现比较严重的空气预热器硫酸氢铵堵塞问题，导致风机电耗增加，排烟温度上升。在空气预热器中下层235～147℃中低温段，氨逃逸与烟气中的三氧化硫和水蒸气反应生成粘性很强的硫酸氢铵液滴，液态的硫酸氢铵附着在受热面或飞灰表面后，会大幅增加其粘性，促进飞灰在蓄热元件表面的沉积，加剧空气预热器堵塞，空气预热器中硫酸氢铵的沉积速率与烟气中的氨气和三氧化硫浓度成正比。
为了提升SCR脱硝自动控制品质，减少瞬时整体过量喷氨现象，近几年出现了一种多点取样系统代替早期的单点取样，以消除解决SCR脱硝反应器出口氮氧化物分布不均对测点代表性的影响。多点取样系统通常在SCR出口烟道布置4～8根取样支管，测量的代表性优于单点取样，但相对于几十平米的烟道截面，多点取样系统仍难以从根本上提升测量代表性。
为了降低SCR出口局部氨逃逸峰值，目前主要通过SCR喷氨优化调整试验，以减少脱硝出口氮氧化物分布偏差。SCR喷氨优化调整试验是在机组中高负荷或常规运行负荷的稳定工况下，采用网格法测量脱硝出口的氮氧化物浓度分布，并通过开大高浓度区域对应的喷氨格栅手动阀的开度以及关小低浓度区域对应的喷氨格栅手动阀的开度，降低脱硝出口氮氧化物分布偏差。通常，脱硝出口氮氧化物分布偏差减小后，局部氨逃逸峰值也会下降。
但是，在变工况适应性方面，SCR喷氨优化调整试验仍然存在明显的局限性。在实际运行过程中，机组负荷、磨组合变化和燃烧调整带来的炉内燃烧工况变化会导致SCR入口氮氧化物浓度分布发生明显改变，催化剂入口的NH3/NO摩尔比分布均匀性变差，脱硝出口氮氧化物分布偏差升高，局部氨逃逸上升。测量截面氮氧化物浓度分布的大幅变化，会影响多点取样系统的测点代表性，因此，运行过程中经常会出现脱硝出口氮氧化物测量值和烟囱排放值的偏差时大时小的现象。
发明内容
本发明的目的是提供一种SCR脱硝出口烟气混合器，用于解决现有技术中存在的烟气混合不均匀等问题。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种SCR脱硝出口烟气混合器，包括沿单一方向延伸的壳体，所述的壳体内部形成烟气通道，所述的壳体的两端分别形成烟气入口和烟气出口，所述的烟气入口、烟气出口均呈方形；所述的混合器还包括第一板体，所述的第一板体的两端分别与所述的烟气出口的相对两边连接；所述的混合器还包括第二板体、第三板体，所述的第二板体、第三板体在长度方向上的一边分别与所述的烟气入口的相对两边连接，所述的第二板体、第三板体在长度方向上的另一边均与所述的第一板体连接，所述的第二板体、第三板体在宽度方向上沿所述的第一板体的一端至另一端的方向延伸；所述的混合器还包括第四板体，所述的第四板体设置在所述的第二板体、第三板体之间，且所述的第四板体的延伸方向与所述的烟气通道的延伸方向一致。
优选地，所述的烟气入口的开口大小大于所述的烟气出口的开口大小。
进一步优选地，所述的烟气入口至所述的烟气出口的截面逐渐减小。
优选地，所述的第一板体包括第一左板体、第一右板体，所述的第一左板体、第一右板体平行设置，且所述的第一左板体、第一右板体之间形成间隙。
优选地，所述的第二板体包括第二左板体、第二右板体，所述的第二左板体、第二右板体在长度方向上的一边分别与所述的烟气入口的相对两边连接，所述的第二左板体在长度方向上的另一边与所述的第一右板体连接，所述的第二右板体在长度方向上的另一边与所述的第一左板体连接。
优选地，所述的第三板体包括第三左板体、第三右板体，所述的第三左板体、第三右板体在长度方向上的一边分别与所述的烟气入口的相对两边连接，所述的第三左板体在长度方向上的另一边与所述的第一左板体连接，所述的第三右板体在长度方向上的另一边与所述的第一右板体连接。
优选地，所述的第四板体包括第四前板体、第四后板体，所述的第四前板体设置在所述的第二右板体、第三左板体之间，所述的第四后板体设置在所述的第二左板体、第三有板体之间。
优选地，所述的第四前板体、第四后板体均呈梯形，所述的第四前板体、第四后板体的上底边的两个端点分别与所述的第一左板体、第一右板体连接，所述的第四前板体、第四后板体的下底边的两个端点分别与所述的烟气入口的相对两边连接。
优选地，所述的第二右板体在宽度方向上的一边与所述的壳体内壁连接，所述的第二右板体在宽度方向上的另一边与所述的第四前板体连接，使所述的第二右板体、第四前板体、壳体之间形成第一支烟道；所述的第二左板体在宽度方向上的一边与所述的壳体内壁连接，所述的第二左板体在宽度方向上的另一边与所述的第四后板体连接，使所述的第二左板体、第四后板体、壳体之间形成第二支烟道。
优选地，所述的第三左板体、第三右板体在宽度方向上的两边分别与所述的第四前板体、第四后板体连接，使所述的第三左板体、第三右板体、第四前板体、第四后板体之间形成第三支烟道。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
本发明提出的烟气混合器可实现烟气的大范围掺混，解决了SCR脱硝装置出口氮氧化物分布偏差和局部氨逃逸浓度高的问题，克服了SCR喷氨优化调整试验技术在变工况适应性方面适应性差的局限性，且结构简单，使用方便，稳定性较好。
附图说明
附图1为本实施例的烟气混合器的立体示意图；
附图2为本实施例的烟气混合器的主视示意图；
附图3为本实施例的烟气混合器的侧视示意图；
附图4为本实施例的烟气混合器的俯视示意图；
附图5为本实施例的壳体和第一板体的立体示意图；
附图6为本实施例的壳体、第一板体、第二板体以及第三板体的立体示意图；
附图7为本实施例的烟气混合器内的烟气流线图；
附图8为未采用烟气混合器的氨气和一氧化氮浓度分布图；
附图9为采用苏尔寿波纹混合器的氨气和一氧化氮浓度分布图；
附图10为采用本实施例的烟气混合器的氨气和一氧化氮浓度分布图。
以上附图中：1、壳体；2、第一板体；21、第一左板体；22、第一右板体；3、第二板体；31、第二左板体；32、第二右板体；4、第三板体；41、第三左板体；42、第三右板体；5、第四板体；51、第四前板体；52、第四后板体。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
一种SCR脱硝出口烟气混合器，如图1～图4所示，包括壳体1、第一板体2、第二板体3、第三板体4以及第四板体5，第一板体2、第二板体3、第三板体4以及第四板体5均设置在壳体1内部，其中：
壳体1沿单一方向延伸，壳体1内部形成烟气通道，壳体1的两端分别形成烟气入口和烟气出口，烟气入口、烟气出口均呈方形；烟气入口的开口大小大于烟气出口的开口大小，如图3所示，烟气入口至烟气出口的截面逐渐减小。
第一板体2的两端分别与壳体1的烟气出口在宽度方向上的相对两边连接，如图5所示，第一板体2包括第一左板体21、第一右板体22，第一左板体21、第一右板体22平行设置，且第一左板体21、第一右板体22之间形成间隙。
第二板体3、第三板体4在长度方向上的一边分别与壳体1的烟气入口在长度方向上的相对两边连接，第二板体3、第三板体4在长度方向上的另一边均与第一板体2连接，第二板体3、第三板体4在宽度方向上沿第一板体2的一端至另一端的方向延伸，如图6所示，具体而言：
第二板体3包括第二左板体31、第二右板体32，第二左板体31、第二右板体32在长度方向上的一边分别与壳体1的烟气入口在长度方向上的相对两边连接，第二左板体31在长度方向上的另一边与第一右板体22连接，第二右板体32在长度方向上的另一边与第一左板体21连接。
第三板体4包括第三左板体41、第三右板体42，第三左板体41、第三右板体42在长度方向上的一边分别与壳体1的烟气入口在长度方向上的相对两边连接，第三左板体41在长度方向上的另一边与第一左板体21连接，第三右板体42在长度方向上的另一边与第一右板体22连接。
第四板体5设置在第二板体3、第三板体4之间，且第四板体5的延伸方向与壳体1的烟气通道的延伸方向一致。第四板体5包括第四前板体51、第四后板体52，第四前板体51设置在第二右板体32、第三左板体41之间，第四后板体52设置在第二左板体31、第三有板体42之间，具体而言：
第四前板体51、第四后板体52均呈梯形，第四前板体51、第四后板体52的上底边的两个端点分别与第一左板体21、第一右板体22连接，第四前板体51、第四后板体52的下底边的两个端点分别与壳体1的烟气入口在长度方向上的相对两边连接。
第二左板体31、第二右板体32、第三左板体41、第三右板体42、第四前板体51、第四后板体52将壳体1内的烟气通道分隔为多个支烟道，具体而言：
第二右板体32在宽度方向上的一边与壳体1的内壁连接，第二右板体32在宽度方向上的另一边与第四前板体51连接，使第二右板体32、第四前板体51、壳体1之间形成第一支烟道；第二左板体31在宽度方向上的一边与壳体1的内壁连接，第二左板体31在宽度方向上的另一边与第四后板体52连接，使第二左板体31、第四后板体52、壳体1之间形成第二支烟道；第三左板体41、第三右板体42在宽度方向上的两边分别与第四前板体51、第四后板体52连接，使第三左板体41、第三右板体42、第四前板体51、第四后板体52之间形成第三支烟道。
在烟气通过第一支烟道时，由于第二右板体32倾斜设置，即第二右板体32与烟气通道的延伸方向形成夹角，因此第二右板体32可将流向第一支烟道内的烟气从右向左导流；在烟气通过第二支烟道时，由于第二左板体31倾斜设置，即第二左板体31与烟气通道的延伸方向形成夹角，因此第二左板体31可将流向第一支烟道内的烟气从左向右导流；在烟气通过第三支烟道时，由于第三左板体41、第三右板体42倾斜设置，即第三左板体41、第三右板体42与烟气通道的延伸方向形成夹角，因此第三左板体41、第三右板体42可将流向第三支烟道内的烟气从两侧向中间导流，促使烟气在烟气出口截面上形成大范围旋转涡流，如图7所示，从而实现大范围的烟气掺混。
此外，通过调整第一左板体21、第一右板体22之间的间距，可使第二左板体31、第二右板体32、第三左板体41、第三右板体42与烟气通道的延伸方向形成的夹角的角度发生变化，从而控制气流的旋转强度，达到不同的掺混效果和阻力，以满足不同的混合均匀性的需求。在本实施例中：第二左板体31、第二右板体32与烟气通道的延伸方向的夹角为70°，第三左板体41、第三右板体42与烟气通道的延伸方向的夹角为55°。
在未采用烟气混合器、采用苏尔寿波纹混合器、采用本实施例的烟气混合器的情况下，分别对SCR脱硝出口烟道的氨气和一氧化氮浓度分布偏差进行模拟试验。当未采用烟气混合器时，SCR脱硝出口烟道包括缩口段和出口段，烟气从缩口段流向出口段，缩口段的入口至出口的开口大小逐渐减小；当采用苏尔寿波纹混合器时，SCR脱硝出口烟道包括缩口段和出口段，烟气从缩口段流向出口段，缩口段的入口至出口的开口大小逐渐减小，苏尔寿波纹混合器设置在出口段内；当采用本实施例的烟气混合器时，SCR脱硝出口烟道包括本实施例的烟气混合器和出口段，烟气从本实施例的烟气混合器的烟气出口流向出口段。
模拟试验结果如图8～图10所示，获得不同情况下不同位置的氨气浓度分布偏差和一氧化氮浓度分布偏差，如表1和表2所示，在苏尔寿波纹混合器下游15米处，与未采用烟气混合器相比，采用本实施例的烟气混合器后氨气和一氧化氮的浓度分布偏差均下降了约76％，与采用苏尔寿波纹混合器相比，采用本实施例的烟气混合器后氨气和一氧化氮的浓度分布偏差均下降了约57％，分布均匀性得到大幅提升，有效消除了氮氧化物分布偏差和局部氨逃逸峰值。
表1不同位置氨气浓度分布偏差
表2不同位置一氧化氮浓度分布偏差
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
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