一种喷氨管道用自动分区设备的制作方法

本发明属于工业烟气脱硝，具体地说是一种喷氨管道用自动分区设备。

背景技术：

1、氮氧化物（nox）是燃煤电厂、工业锅炉等固定源排放的主要大气污染物之一。选择性催化还原（scr）技术因其脱硝效率高、运行可靠，已成为主流的烟气脱硝工艺。该技术通过向烟道内喷入还原剂氨气（nh3），使其与烟气中的nox在催化剂层发生还原反应，生成无害的n2和h2o。喷氨格栅（ammonia injection grid，简称aig）是实现氨气与烟气均匀混合的核心设备，其性能直接决定了scr系统的脱硝效率、氨逃逸率以及催化剂使用寿命。

2、现有喷氨格栅通常由一根喷氨母管和连接于母管上的多根喷氨支管构成，各支管横跨烟道截面，支管上沿长度方向间隔开设喷孔或安装喷嘴。氨气经母管分流后进入各支管，并通过支管上的喷孔喷射至烟气流道中，依靠烟气湍流的携带与扩散作用实现氨气与烟气的混合。

3、然而，实际运行表明，上述喷氨格栅结构存在明显的氨气分布不均问题。其根本原因在于：氨气从支管喷孔喷出后，其横向（垂直于烟气流向）的扩散能力有限。具体而言，支管本身为线状喷射源，喷孔为点状喷射源，氨气离开喷口后，主要依靠烟气自身的湍流脉动进行横向输运。但在大截面烟道中，支管间距通常较大（一般为0.5~1.5 m），而烟气从喷氨格栅到催化剂入口的混合距离（即停留时间）相对有限，导致氨气无法在较短的行程内充分扩散至两支管之间的区域。于是，在支管喷孔附近形成局部高浓度区，而相邻两支管之间的中间区域因缺乏直接氨气供应，仅靠分子扩散和微弱湍流传质，氨气浓度显著低于支管附近，形成“支管处浓度峰值、支管间浓度谷值”的周期性浓度不均匀分布。

4、这种浓度分布不均会直接导致催化剂入口截面上氨氮摩尔比（nh3/nox）的不均匀：高氨浓度区域对应局部nh3/nox过高，不仅造成氨气浪费，还会引发严重的氨逃逸；低氨浓度区域则因还原剂不足，脱硝反应不充分，导致局部nox排放超标。长期运行下，逃逸的氨气与烟气中的so3反应生成硫酸氢铵（abs），堵塞下游空气预热器，增加系统压降，甚至迫使机组降负荷运行。实测数据表明，由于喷氨支管喷射扩散不均，反应器出口nox浓度分布偏差可达数十mg/m³，氨逃逸率显著高于设计值，严重影响脱硝系统的经济性与安全性。

技术实现思路

1、本发明提供一种喷氨管道用自动分区设备，用以解决现有技术中的缺陷。

2、本发明通过以下技术方案予以实现：

3、一种喷氨管道用自动分区设备，包括垂直设置在主管道两侧的总支管、垂直设置在总支管上的分支管和连接在分支管上的导向管，所述分支管内固定设置有圆板，圆板外沿延伸至分支管内壁处且与内壁密封，所述圆板中心开设有中心孔、边缘处沿其周向开设有数个边孔，所述导向管上端穿入对应边孔内且与边孔连通，所述导向管下端穿出分支管且朝分支管竖向中心线的反向弯曲，所述边孔经设置在分支管内的密封机构控制其进气量。

4、本申请在使用时，氨气经主管道进入总支管、经总支管进入分支管，然后经分支管进入圆板处并经中心孔、边孔处向外流动，其中，边孔处的氨气在导向管的作用下均匀流向支管四周，实现对支管处氨气的分流，保证其浓度在逸散后快速的更加均匀，而密封机构则能根据需要控制分支控的进气量，保证其浓度更加符合需求。

5、作为优选，密封机构包括进气量控制机构和驱动机构，所述驱动机构包括设置在圆板圆心处的中心齿圈，中心齿圈垂直且向上固定连接有内轴，内轴穿出分支管且穿出处通过密封轴承转动连接，中心齿圈外周配合有外齿圈，所述外齿圈中心处垂直且转动连接有转轴，进气量控制机构经中心齿圈驱动控制进入边孔的进气量。旋转内轴，内轴的旋转带动中心齿圈的旋转，中心齿圈的旋转带动外齿圈的旋转，外齿圈旋转带动进气量控制机构控制边孔进气量，从而通过旋转一个内轴，实现对所有边孔进气量的控制。

6、作为优选，进气量控制机构包括密封板，密封板固定套接在转轴上，所述密封板上开设有能与边孔贯通且直径一致的进气孔，所述进气孔直径小于密封板直径。外齿圈的旋转带动转轴旋转，转轴旋转带动密封板旋转，进而实现进气孔与边孔之间的错位，实现控制边孔被遮挡的大小，进而控制进气量。

7、作为优选，转轴包括上轴、下轴和中间管，外齿圈固定设置在上轴上，密封板固定设置在下轴上，中间管上端与上轴通过轴承转动连接，中间管下端与下轴固定套接，中间管内固定连接有环形磁铁，所述上轴为花键槽结构且配合设有花键轴，所述花键轴下端穿过环形磁铁且固定连接有圆形磁铁，圆形磁铁直径大于环形磁铁内径，花键轴上端穿出上轴且通过轴承转动连接有丝杆，丝杆上端穿出分支管且与分支管螺纹配合。在使用时，圆形磁铁与环形磁铁处于接触状态，因此，外齿圈旋转带动上轴旋转，上轴旋转带动花键轴旋转，花键轴旋转带动圆形磁铁旋转，进而带动环形磁铁旋转，实现中间管的旋转，通过中间管的旋转带动下轴旋转，进而带动密封板的旋转，而在需要单独调整某个边孔进气量时，该边孔对应的丝杆不动，旋转其余丝杆，丝杆旋转带动花键轴向下移动，实现环形磁铁与圆形磁铁分离，从而继续旋转内轴，其余外齿圈旋转仅带动上轴旋转，下轴不旋转，从而不会带动对应密封板旋转，而未旋转丝杆的密封板则会跟随内轴旋转实现开口量的改变。

8、作为优选，进气量控制机构包括上端封闭的插管，所述插管下端插入边孔内且与边孔滑动密封，插管侧面沿其周向开设有数个进气槽，所述内轴外侧面开设有外螺纹且穿过移动块并与移动块螺纹配合，所述圆板向上垂直连接有竖轴，竖轴穿过移动块，移动块与插管上端固定连接。其中，氨气经进气槽进入插管，经插管进入边孔内，外齿圈的旋转带动内轴旋转，内轴旋转带动移动块的上下移动，进而带动插管的上下移动，实现进气槽遮挡量的改变，进而改变进气量。

9、作为优选，外齿圈、中心齿圈内均固定设置有横轴，转轴、内轴分别垂直连接在对应横轴上。

10、作为优选，导向管的下端为上窄下宽的喇叭口。

11、本发明的有益效果为：本申请的使用，首先能利用边孔、导向管实现将支管内的氨气进一步精细化分流，从而保证氨气排出更加均匀，同时，能根据需要，通过旋转一根内轴实现多个边孔进气量的同步改变，保证其浓度更加符合要求，并且能根据需要实现对单个边孔进气量的调整。

1.一种喷氨管道用自动分区设备，其特征在于：包括垂直设置在主管道两侧的总支管、垂直设置在总支管上的分支管和连接在分支管上的导向管，所述分支管内固定设置有圆板，圆板外沿延伸至分支管内壁处且与内壁密封，所述圆板中心开设有中心孔、边缘处沿其周向开设有数个边孔，所述导向管上端穿入对应边孔内且与边孔连通，所述导向管下端穿出分支管且朝分支管竖向中心线的反向弯曲，所述边孔经设置在分支管内的密封机构控制其进气量。

2.根据权利要求1所述的喷氨管道用自动分区设备，其特征在于：所述密封机构包括进气量控制机构和驱动机构，所述驱动机构包括设置在圆板圆心处的中心齿圈，中心齿圈垂直且向上固定连接有内轴，内轴穿出分支管且穿出处通过密封轴承转动连接，中心齿圈外周配合有外齿圈，所述外齿圈中心处垂直且转动连接有转轴，进气量控制机构经中心齿圈驱动控制进入边孔的进气量。

3.根据权利要求2所述的喷氨管道用自动分区设备，其特征在于：进气量控制机构包括密封板，密封板固定套接在转轴上，所述密封板上开设有能与边孔贯通且直径一致的进气孔，所述进气孔直径小于密封板直径。

4.根据权利要求3所述的喷氨管道用自动分区设备，其特征在于：所述转轴包括上轴、下轴和中间管，外齿圈固定设置在上轴上，密封板固定设置在下轴上，中间管上端与上轴通过轴承转动连接，中间管下端与下轴固定套接，中间管内固定连接有环形磁铁，所述上轴为花键槽结构且配合设有花键轴，所述花键轴下端穿过环形磁铁且固定连接有圆形磁铁，圆形磁铁直径大于环形磁铁内径，花键轴上端穿出上轴且通过轴承转动连接有丝杆，丝杆上端穿出分支管且与分支管螺纹配合。

5.根据权利要求2所述的喷氨管道用自动分区设备，其特征在于：所述进气量控制机构包括上端封闭的插管，所述插管下端插入边孔内且与边孔滑动密封，插管侧面沿其周向开设有数个进气槽，所述内轴外侧面开设有外螺纹且穿过移动块并与移动块螺纹配合，所述圆板向上垂直连接有竖轴，竖轴穿过移动块，移动块与插管上端固定连接。

6.根据权利要求2所述的喷氨管道用自动分区设备，其特征在于：所述外齿圈、中心齿圈内均固定设置有横轴，转轴、内轴分别垂直连接在对应横轴上。

7.根据权利要求2所述的喷氨管道用自动分区设备，其特征在于：所述导向管的下端为上窄下宽的喇叭口。