[实用新型]一种主副喷枪组合运行的尿素热解系统

说明书

本实用新型公开了一种主副喷枪组合运行的尿素热解系统，涉及一种尿素热解装置，包括在热解炉炉膛高度方向上分上下两层布置的喷枪，两层喷枪分为上层的一支大流量的主喷枪，和下层的若干支小流量的副喷枪。本实用新型在灵活适应机组变负荷运行的条件下，配置更少数量的喷枪，并能根据两侧反应器的实际供氨需求进行精确调节和分配，提高系统运行的可靠性。

技术领域

本实用新型涉及一种尿素热解装置。

背景技术

尿素热解制备脱硝还原剂作为一种安全性较高的工艺方法越来越多地应用到烟气脱硝工程设计中。尿素热解技术是将高浓度的尿素溶液雾化后喷入高温空气中受热分解产生气态氨，并输送到烟气脱硝系统参与还原反应的一种还原剂制备方法。尿素发生充分热解与供氨精确调节是超低排放和高效脱硝性能的重要保证。尿素热解不充分，不仅产氨率低，而且容易产生固体副产物沉积后堵塞管道，影响脱硝系统正常供氨；供氨系统不能精确调节，则无法适应机组实际运行所需提供准确的供氨量，影响脱硝性能。

决定尿素充分热解的四个主要因素：反应温度、反应停留时间、尿素溶液雾化粒径和尿素溶液浓度。实际工程应用时，反应温度、反应停留时间和尿素溶液浓度容易控制，而尿素溶液雾化效果受机组运行负荷、喷枪运行可靠性等诸多因素影响难以保证。常规的尿素热解系统，根据运行所需尿素溶液总耗量配置若干个相同设计流量的雾化喷枪，喷枪沿热解炉圆周径向均匀布置一层，每支喷枪入口设有尿素溶液流量调节阀，运行时通过流量调节阀自动控制各支喷枪的尿素溶液流量来适应机组运行负荷变化。单支喷枪设计流量小，流量波动大(最小和最大差2倍以上)，喷枪数量多，控制复杂，流量调节阀数量多，故障率较高。

此外，热解炉出口的产物气体分为两路分别送到机组两侧SCR脱硝反应器入口烟道中，理论上两侧反应器烟气量均等，两路供氨管路的供氨量也均等，而实际运行时，进入两侧反应器的烟气量存在偏差(有时偏差还挺大)，两台反应器实际运行需要的供氨量并不均等，同时由于热解炉出口至两侧反应器喷氨栅格的供氨管道存在阻力偏差，可能导致热解炉出口两路供氨量也不均等。在脱硝性能要求更高的情况下，这种偏差可能造成反应器出口NOx浓度值和氨逃逸率难以控制在设计值范围内，存在超排风险。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：提出一种主副喷枪组合运行的尿素热解系统，在灵活适应机组变负荷运行的条件下，配置更少数量的喷枪，提高系统运行的可靠性，同时喷枪雾化效果好。

本实用新型的目的通过下述技术方案来实现：

一种主副喷枪组合运行的尿素热解系统，包括在热解炉炉膛高度方向上分上下两层布置的喷枪，两层喷枪分为上层的一支大流量的主喷枪，和下层的若干支小流量的副喷枪，主喷枪布置于热解炉炉膛的顶部锥段，副喷枪布置于热解炉炉膛的主反应直段。

本实用新型主要解决了以下技术问题：

1、常规尿素热解炉配多支小流量喷枪，每支喷枪均配有流量调节阀，调节运行复杂，故障率高。本申请技术采用1支大流量主喷枪+几支小流量副喷枪的配置，仅设两只流量调节阀，分别对主、副喷枪进行分组调节运行，喷枪和调节阀数量少，运行控制简单，提高了系统可靠性。此外，相对现有技术两组喷枪分别按全流量设计，可分别独立运行满足机组全负荷范围(30％～100％负荷)运行需要，本申请技术两层喷枪分别按50％流量设计，组合运行满足机组全负荷范围(30％～100％负荷)运行需要。

2、常规设计的多支小流量喷枪在热解炉截面上同层均布，每支喷枪雾化覆盖范围小，机组负荷变化时需同时调节多支喷枪的流量以满足运行需要，喷枪调节量大，调节精度难以保证，影响雾化效果。本申请技术采用主、副喷枪双层布置形式，以上层主喷枪运行为主，下层副喷枪运行为辅的原则，优先运行主喷枪并维持相对稳定的运行流量，同时调节副喷枪的总流量适应机组运行负荷变化，调节量小，每支喷枪流量波动小，喷枪雾化效果好。