一种多层波纹板式SCR系统大颗粒飞灰拦截装置

技术领域

本发明涉及电站锅炉烟道除尘技术领域，尤其是涉及一种多层波纹板式SCR系统大颗粒飞灰拦截装置。

背景技术

选择性催化还原(SCR)是目前应用最广泛、最成熟的燃烧后脱硝技术，但在工程实践过程中存在以下诸多问题：大部分电厂燃用煤种多变，容易产生大颗粒飞灰，且烟气中伴有撞击焦粒，大颗粒飞灰和焦粒被烟气携带到催化剂表面，均会导致催化剂堵塞，影响脱硝效果。同时，大颗粒飞灰会导致SCR反应器中烟气流速不均匀，造成催化剂磨损，加快催化剂损耗速度，增加装置运行成本。而催化剂是SCR系统的重要组成部分，它的性能直接影响到SCR系统的整体脱硝效果，其生产制备占了SCR系统初期建设成本的20％以上。

目前，国内外预防大颗粒飞灰危害SCR催化剂的方法主要有两种：一是通过布置省煤器出口灰斗、导流装置以及扩容改造，优化流场的分布，引导、改变烟气的流动轨迹，充分利用颗粒自身的重力实现颗粒的惯性分离与捕集；二是在尾部烟道恰当的位置，一般在省煤器出口转向的位置或喷氨格栅前的转向处，布置飞灰颗粒拦截装置，结合所布置的灰斗，物理拦截捕集烟气中的大颗粒飞灰。SCR装置前的大颗粒飞灰拦截与捕集技术在国外普遍得到重视，通常采用滤网等预除尘设备对大颗粒飞灰进行拦截与捕集，预防催化剂层大颗粒灰堵塞。国内个别电厂采用将滤网置于SCR系统烟道中或催化剂上表面的方法对大颗粒飞灰进行拦截。

但是这些方法存在拦截网阻力过高、卡滞在拦截网上的大颗粒飞灰难以清除等问题，从而使压降进一步升高。此外，拦截网开孔大小和形状设计缺乏理论依据，不当设计会导致颗粒穿透拦截网。拦截网装置安装后，难以对其角度和安装位置进行人工调节，运行和维护成本高。此外，由于SCR系统的工作温度通常在300～400℃，前端温度更高，在此高温下运行电除尘或布袋除尘器不可靠，经济性低，不具操作性。

因此，亟需一种替代拦截网的大颗粒飞灰捕集装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多层波纹板式SCR系统大颗粒飞灰拦截装置，该装置能够有效拦截大颗粒飞灰，避免大颗粒飞灰进入SCR脱硝反应器造成的催化剂通道堵塞现象，减少催化剂的磨损和失活现象，保障SCR脱硝反应器的脱硝效率和平稳运行。

本发明提供一种多层波纹板式SCR系统大颗粒飞灰拦截装置，包括：多层波纹板，所述波纹板设置于烟道内，所述烟道的两端分别与SCR脱硝反应器的顶部和省煤器灰斗相连接，含有大颗粒飞灰的烟气由所述省煤器灰斗进入烟道，烟气携带的大颗粒飞灰与设于所述烟道内的所述波纹板碰撞后沉降。

优选地，多层所述波纹板均匀间隔设置于所述烟道内。

优选地，所述波纹板的数量至少为两层。

优选地，相邻的所述波纹板形成的通道的前端处设置有使烟气产生扰流的导流件。

优选地，所述导流件为三棱锥体或三角板，所述导流件的尖部朝向远离所述波纹板一侧，所述导流件用于对烟气进行扰流。

优选地，所述导流件的底部通过支撑杆与所述烟道的内壁固定连接。

优选地，所述烟道包括竖直烟道和两段水平烟道，其中一段水平烟道的两端分别与所述SCR脱硝反应器的顶部和所述竖直烟道的顶部相连接，另一段水平烟道的两端分别与所述竖直烟道的底部和所述省煤器灰斗相连接。

优选地，多层所述波纹板设置于所述竖直烟道内，且所述波纹板表面的波纹线顺着所述竖直烟道的轴向设置。

优选地，所述波纹板的侧边通过紧固件或固定支架与所述竖直烟道的侧壁固定连接。

优选地，所述波纹板上相邻波纹的间距为2～10cm，波纹高度为2～10cm，相邻的所述波纹板间距不小于10cm。

相比现有技术，本发明具有以下有益效果：

1.本发明可根据不同电厂的运行情况灵活设计多层波纹板的结构尺寸、层板数、层间距等，可有效拦截大颗粒飞灰，避免大颗粒飞灰进入SCR脱硝反应器造成的催化剂通道堵塞现象，减少催化剂的磨损和失活现象，保障SCR脱硝反应器的脱硝效率和平稳运行；

2.本发明利用多层波纹板对烟气中的大颗粒飞灰碰撞，使其沉降，速度降低，通过重力使沉积的大颗粒飞灰落入灰斗，相较于目前的金属网拦截大颗粒灰的方式，其造成的压降阻力更小，波纹板不会发生堵塞，捕集的大颗粒灰依靠重力落入下方，较于吹灰器清灰，大幅降低了拦截装置的清灰成本，避免了更多的维护工作。

3.本发明结构简单、便于安装、维修便捷且成本低，能够在高温下运行可靠、操作费用低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明装置的结构示意图；

图2为本发明中波纹板和导流件的安装位置示意图；

图3为本发明中波纹板的结构示意图。

附图标记说明：

1：省煤器灰斗；2：SCR脱硝反应器；3：波纹板；4：导流件；501：竖直烟道；502：顶部水平烟道；503：底部水平烟道；6：烟道出口。

具体实施方式

下面将结合实施例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，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"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"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，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。

如图1、2、3所示，本发明提供了一种多层波纹板式SCR系统大颗粒飞灰拦截装置，该装置设置于两端分别与省煤器灰斗1和SCR脱硝反应器2连接的烟道内，该装置包括设于烟道内的多层波纹板3和导流件4，含有大颗粒飞灰的烟气由省煤器灰斗1进入烟道内，先通过导流件4对烟气进行扰动导流，使其经过波纹板3时，与其碰撞降速，直径4～10mm的大颗粒飞灰在自身重力作用沉降下来，使进入SCR系统的烟气几乎不含大颗粒飞灰，从而保护催化剂层，防止催化剂层磨损、堵塞等问题而失效，从而延长催化剂层的使用寿命。

导流件4设于相邻的波纹板3形成的通道下方处，其通过支撑杆或固定杆与烟道的内壁固定连接。导流件4为等腰三角板或三棱锥体，导流件4的尖部朝向远离波纹板一侧，其底部靠近波纹板3，且其底部的宽度小于相邻波纹板3之间间距，导流件4的轴线位于相邻波纹板3的之间中部，且导流件4的底部距波纹板3下端或前端的距离为0.1-1.5m，导流件4用于对烟气进行扰流。

具体地，烟道包括竖直烟道501、顶部水平烟道502和底部水平烟道503，其中，顶部水平烟道502的两端分别与SCR脱硝反应器2的顶部和竖直烟道501的顶部相连接，底部水平烟道503的两端分别与竖直烟道501的底部和省煤器灰斗1相连接。波纹板3的数量至少为两层，其呈均匀间隔设置于竖直烟道501内，且波纹板3表面沿竖向设置，进一步地，波纹板3表面的波纹线顺着竖直烟道501的轴向设置，即波纹板3由下到上呈波纹状起伏。

波纹板3的结构尺寸、层数、层间距等均可根据实际情况进行调整。用以解决实际电厂中结构复杂多变，安装环境差异性大的问题，通过对不同电厂的烟气含尘量、流速、流场分布情况等进行个性化调节设计，以实现更高效的大颗粒灰拦截。

在本实施例中，波纹板3采用厚度2-10mm的耐磨材料制成，其具体规格和安装方式如下：波纹板3上相邻的波纹的间距为2～10cm，波纹的高度为2～10cm，波纹板数设置为1～N层(N≥2)，相邻的波纹板3间距不小于10cm，按烟道宽度平均布置，波纹板3的形状、尺寸可以根据不同电厂实际情况进行灵活调整。波纹板3的两侧通过紧固件或固定支架与竖直烟道501的内侧壁固定连接。

本发明装置的使用原理如下：

未经分离的烟气从入口进入省煤器灰斗1，通过转折段进入底部水平烟道503后进入竖直烟道501中，大颗粒飞灰经过导流件4时，对烟气产生扰流作用，沿竖直烟道501方向烟气产生紊流，此时大颗粒飞灰随烟气一起进入多层波纹板3形成的通道，紊流的大颗粒飞灰与波纹板3表面发生碰撞后速度降低，依靠重力沉降作用落在烟道底部，实现烟气与大颗粒飞灰的分离，处理后的烟气将沿着竖直烟道501和顶部水平烟道502进入SCR脱硝反应器2，完成污染物脱除后通过烟道出口6排出。

通过该装置可有效拦截大颗粒飞灰，避免大颗粒灰造成的催化剂通道堵塞，减少催化剂的磨损和失活现象，保障SCR脱硝反应器2的脱硝效率和平稳运行，且其结构简单，便于安装，有效降低了清灰与运维成本。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。