本實用新型屬于W火焰鍋爐脫硝技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種W火焰鍋爐高效脫硝裝置。
背景技術(shù)：
W火焰鍋爐以燃用無煙煤的燃燒穩(wěn)定性，較好的解決了利用低揮發(fā)份煤發(fā)電困難的問題。但由于所燃煤種揮發(fā)份低，著火和燃盡困難，爐膛衛(wèi)燃帶多，燃燒溫度高，NOx排放濃度高于一般煤粉爐，通常在1300mg/Nm3以上，有些甚至高達(dá)1800-2000mg/Nm3。目前大多數(shù)電站煤粉鍋爐采用選擇性催化還原SCR技術(shù)進(jìn)行煙氣脫硝，一般的SCR技術(shù)可以實現(xiàn)90％的脫硝效率，并且催化劑難以長期保持較高的脫硝活性，對W火焰鍋爐來說僅依靠SCR難以實現(xiàn)超低排放。因此，對W火焰爐超低排放改造的關(guān)鍵在于盡可能低的降低爐膛出口，即SCR入口的NOx濃度。部分W火焰爐采用低氮燃燒技術(shù)+選擇性非催化還原SNCR技術(shù)進(jìn)行爐內(nèi)改造，但從改造效果來看，爐膛出口處NOx濃度難以低于800mg/Nm3，實現(xiàn)超低排放非常困難。特別是低氮燃燒技術(shù)的深度改造與提高鍋爐熱效率相矛盾，因此提高SNCR的脫硝效率是解決W火焰鍋爐超低排放的核心所在。
SNCR技術(shù)是指在爐膛850-1050℃溫度范圍內(nèi)不使用催化劑利用還原劑進(jìn)行脫硝，當(dāng)使用尿素為還原劑時，主要的化學(xué)反應(yīng)方程式為：
2NO+CO(NH2)2+1/202→2N2+CO2+2H2O
有關(guān)文獻(xiàn)報道，個別煤粉鍋爐使用SNCR脫硝的效率也只有20％-30％，并且由于氨氮比較高造成氨逃逸嚴(yán)重，特別是爐后安裝有SCR脫硝的系統(tǒng)，氨逃逸引起硫酸氫氨大量生成導(dǎo)致空預(yù)器堵塞。影響SNCR脫硝效率及氨逃逸最重要的因素是反應(yīng)條件和參數(shù)控制，特別是指對反應(yīng)溫度和混合程度的控制。
SNCR反應(yīng)的溫度窗口較窄。低溫導(dǎo)致反應(yīng)物活性不夠，還原劑反應(yīng)不完全，不但引起脫硝效率低，同時形成所謂“氨穿透”，增大氨逃逸；而高溫導(dǎo)致還原劑氧化，也使脫硝效率下降，發(fā)生副反應(yīng)的化學(xué)方程式為：
NH3+O2→NOx+H2O
因此為滿足溫度要求，噴氨位置與最佳反應(yīng)溫度區(qū)域的匹配是SNCR技術(shù)的關(guān)鍵，同時也限制SNCR脫硝效率和運行的穩(wěn)定性。
SNCR本質(zhì)是一個氣相反應(yīng)過程，反應(yīng)物的混合程度決定了脫硝效率的大小。當(dāng)鍋爐負(fù)荷發(fā)生變動時，煙氣量變化會引起流場的變化，傳統(tǒng)SNCR技術(shù)利用出口壓力恒定的噴槍，不能夠很好的與流場配合。負(fù)荷增加時，傳統(tǒng)噴槍噴射壓力不足引起爐膛中心還原劑濃度小；而負(fù)荷降低時，又會出現(xiàn)噴槍對沖，引起爐膛中心局部濃度過大。還原劑與煙氣的混合程度不良，一方面降低脫硝效率另一方面帶來氨逃逸增大的問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本實用新型針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種W火焰鍋爐高效脫硝裝置。
本實用新型為解決上述問題而采取的技術(shù)方案為：
一種W火焰鍋爐高效脫硝裝置，由還原劑儲備及輸送單元，SNCR調(diào)配計量及混合分配單元，多區(qū)域多組合噴射單元，SCR脫除單元，TFC狀態(tài)檢測單元和數(shù)據(jù)挖掘及全自動控制單元組成；所述的還原劑儲備及輸送單元包括還原劑儲備罐、稀釋水儲備罐和壓縮空氣儲備罐，在還原劑儲備罐中裝有還原劑溶液，在稀釋水儲備罐中裝有稀釋水，還原劑溶液通過還原劑調(diào)節(jié)閥輸送至SNCR調(diào)配計量及混合分配單元，稀釋水通過稀釋水調(diào)節(jié)閥也輸送至SNCR調(diào)配計量及混合分配單元，壓縮空氣儲備罐內(nèi)裝有壓縮空氣并通過壓縮空氣調(diào)節(jié)閥與SNCR調(diào)配計量及混合分配單元相連接；
所述多區(qū)域多組合噴射單元由分層布置在鍋爐爐膛前后墻上的噴槍組成，在W火焰爐爐膛的前墻和后墻上位于燃燒器的上方分別分成兩個區(qū)域，在W火焰爐爐膛的前墻上的每個區(qū)域內(nèi)分3～4層不等間距布置噴槍；在W火焰爐爐膛的后墻上的每個區(qū)域內(nèi)分2-3層不等間距布置噴槍，噴槍分別與還原劑溶液、稀釋水和壓縮空氣相連接以實現(xiàn)噴槍的噴射；
所述的TFC狀態(tài)檢測單元與數(shù)據(jù)挖掘及全自動控制單元相連接以將TFC狀態(tài)檢測單元檢測的數(shù)據(jù)傳送給數(shù)據(jù)挖掘及全自動控制單元，數(shù)據(jù)挖掘及全自動控制單元接收數(shù)據(jù)后經(jīng)處理與SNCR調(diào)配計量及混合分配單元相連接以向SNCR調(diào)配計量及混合分配單元發(fā)送指令，SNCR調(diào)配計量及混合分配單元接收指令后與還原劑儲備及輸送單元和多區(qū)域多組合噴射單元相連接控制以實現(xiàn)噴槍的噴射，噴槍的噴射的還原劑溶液在SCR脫除單元中完成化學(xué)反應(yīng)。
本實用新型的有益效果為：
1、精確測量，精準(zhǔn)控制：利用數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)，對詳細(xì)大量的運行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，并通過控制單元反饋到相應(yīng)單元，實現(xiàn)脫硝的最優(yōu)狀態(tài)，從根本上解決了傳統(tǒng)SNCR技術(shù)脫硝效率低的問題；
2、脫硝效率高，氨逃逸少：尿素溶液在SNCR反應(yīng)的最佳溫度場、流場和濃度場內(nèi)噴射，在氨氮比不超過1.2時，脫硝效率達(dá)到50％以上；在多目標(biāo)優(yōu)化條件下，合理調(diào)整SNCR與SCR的脫硝比例，保證NOx排放濃度低于50mg/Nm3，滿足超低排放；SNCR中過噴的尿素溶液在到達(dá)SCR催化劑時已充分混合，可高效脫除NOx，減少SCR還原劑的噴入，確保氨逃逸不超過2.5mg/Nm3；
3、脫硝穩(wěn)定性好：通過檢測和控制系統(tǒng)尋求最佳的SNCR/SCR脫除效率優(yōu)化系數(shù)，實時調(diào)整控制尿素溶液的噴射濃度、流量，從而調(diào)整SNCR的脫除效率，以維持穩(wěn)定的整體脫硝效率；噴槍采用任意組合單支可控的精確控制方式，實現(xiàn)了良好的霧化混合效果，穩(wěn)定了脫硝效率；
4、自動化程度高：該高效脫硝系統(tǒng)內(nèi)多項功能如泵送、混合分配等均集成模塊化，其溫度/濃度測量、噴射等功能單元都能實現(xiàn)全自動控制，其全自動自適應(yīng)控制單元具有很強的自調(diào)節(jié)能力。投產(chǎn)后，整個系統(tǒng)能高度自動化平穩(wěn)運行。
5、投運成本低：設(shè)備占地小，系統(tǒng)集成在小的控制柜中；無需改造鍋爐，且對現(xiàn)有的SCR系統(tǒng)不需進(jìn)行改造，施工簡單；采用尿素為還原劑，原料安全易得。
附圖說明
圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
實施例1
如圖1所示，一種W火焰鍋爐高效脫硝裝置，其特征是由還原劑儲備及輸送單元1，SNCR調(diào)配計量及混合分配單元2，多區(qū)域多組合噴射單元3，SCR脫除單元4，TFC狀態(tài)檢測單元5和數(shù)據(jù)挖掘及全自動控制單元6組成；所述的還原劑儲備及輸送單元1包括還原劑儲備罐7、稀釋水儲備罐8和壓縮空氣儲備罐14，在還原劑儲備罐7中裝有還原劑溶液9，在稀釋水儲備罐8中裝有稀釋水10，還原劑溶液9通過還原劑調(diào)節(jié)閥11輸送至SNCR調(diào)配計量及混合分配單元2，稀釋水10通過稀釋水調(diào)節(jié)閥12也輸送至SNCR調(diào)配計量及混合分配單元2，壓縮空氣儲備罐14內(nèi)裝有壓縮空氣并通過壓縮空氣調(diào)節(jié)閥15與SNCR調(diào)配計量及混合分配單元2相連接；
所述多區(qū)域多組合噴射單元由分層布置在鍋爐爐膛前后墻上的噴槍13組成，在W火焰爐爐膛的前墻和后墻上位于燃燒器的上方分別分成兩個區(qū)域，在W火焰爐爐膛的前墻上的每個區(qū)域內(nèi)分3～4層不等間距布置噴槍13；在W火焰爐爐膛的后墻上的每個區(qū)域內(nèi)分2-3層不等間距布置噴槍13，噴槍13分別與還原劑溶液9、稀釋水10和壓縮空氣相連接以實現(xiàn)噴槍13的噴射；
所述的TFC狀態(tài)檢測單元5與數(shù)據(jù)挖掘及全自動控制單元6相連接以將TFC狀態(tài)檢測單元5檢測的數(shù)據(jù)傳送給數(shù)據(jù)挖掘及全自動控制單元6，數(shù)據(jù)挖掘及全自動控制單元6接收數(shù)據(jù)后經(jīng)處理與SNCR調(diào)配計量及混合分配單元2相連接以向SNCR調(diào)配計量及混合分配單元2發(fā)送指令，SNCR調(diào)配計量及混合分配單元2接收指令后與還原劑儲備及輸送單元1和多區(qū)域多組合噴射單元3相連接控制以實現(xiàn)噴槍13的噴射，噴槍13的噴射的還原劑溶液在SCR脫除單元4中完成化學(xué)反應(yīng)。