SCR催化剂模块及其可更换牺牲式入口抗磨护边组件的制作方法

本发明涉及燃煤机组scr脱硝催化剂防磨，具体涉及一种scr催化剂模块及其可更换牺牲式入口抗磨护边组件。

背景技术：

1、燃煤机组scr脱硝装置中，首层催化剂长期承受含尘烟气冲刷。煤质灰分升高、飞灰中硬质矿物含量增加、烟道流场偏斜或局部高速射流均会使催化剂入口端面孔道边缘成为优先磨损部位。孔道边缘磨损后，容易出现端面塌边、局部孔道扩大、模块边缘磨薄和局部旁路流增加，进一步影响喷氨混合和脱硝效率。

2、现有防磨措施通常采用整体护板、固定框架、耐磨涂层或更换催化剂模块。整体护板可能影响入口开孔面积和流场分布，固定框架在局部磨损后难以单独更换，耐磨涂层磨尽后缺乏直观更换提示，而直接更换整块催化剂模块成本较高。尤其在磨损集中于入口边缘而催化剂主体仍具有活性时，整块更换不利于降低检修成本。

3、因此，如何提供一种能够使磨损优先发生在可更换牺牲件上、同时兼顾导灰、防脱、定位、磨损提示和分块更换的scr催化剂入口抗磨护边组件，已成为当前本领域技术人员亟待攻克的技术难题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种scr催化剂模块及其可更换牺牲式入口抗磨护边组件，以克服现有技术中催化剂入口孔道边缘易被大颗粒飞灰冲刷、现有整体防磨结构难以局部更换、磨损程度不易识别以及护边件松动后存在脱落风险的问题。

2、本发明通过下述技术方案来解决上述技术问题：

3、本发明提供一种可更换牺牲式入口抗磨护边组件，安装于scr催化剂模块的入口端面，包括护边本体、导灰倒角部、可拆定位卡接部、防脱限位肩部和磨损标记槽；护边本体沿催化剂模块的入口孔道边缘呈框格状或分段框格状布置；导灰倒角部设置于护边本体的迎灰侧；可拆定位卡接部与催化剂模块的框架或入口端面连接；防脱限位肩部位于护边本体的下游侧；磨损标记槽设置在护边本体的迎灰侧或外露侧，用于指示护边本体的剩余磨损厚度。

4、本发明进一步的改进在于，护边本体包括条形护边和位于条形护边交叉处的加强节点，条形护边覆盖催化剂入口孔道边缘的至少部分迎灰边线，加强节点覆盖相邻孔道边缘交汇区域。

5、本发明进一步的改进在于，导灰倒角部的倒角角度为20°至45°，导灰倒角部的倒角面朝向催化剂孔道中心区域或低敏感区域，以使撞击护边本体的飞灰偏离孔道边缘尖角。

6、本发明进一步的改进在于，可拆定位卡接部为燕尾槽、弹性卡扣、压板螺栓、插接销、防脱锁销或其组合；可拆定位卡接部限制护边本体相对催化剂模块的横向位移和轴向位移。

7、本发明进一步的改进在于，防脱限位肩部与催化剂模块框架的内侧台阶、下游端面或限位槽抵接，当可拆定位卡接部松动时，防脱限位肩部仍限制护边本体向催化剂孔道内脱落。

8、本发明进一步的改进在于，磨损标记槽的深度为护边本体初始厚度的40%至70%，磨损标记槽为连续槽、间断槽、阶梯槽或带颜色识别层的凹槽。

9、本发明进一步的改进在于，护边本体与入口端面之间设有耐高温缓冲垫，耐高温缓冲垫为陶瓷纤维垫、膨胀石墨垫、金属波纹垫或复合耐温垫，用于降低热胀冷缩和振动对催化剂模块入口端面的挤压。

10、本发明进一步的改进在于，护边本体的迎灰侧设有陶瓷耐磨片、堆焊耐磨层、喷涂耐磨层或高铬合金耐磨层，且耐磨层不覆盖磨损标记槽的识别边界。

11、本发明进一步的改进在于，护边组件按催化剂模块的入口端面分块设置为多个分块护边，每个分块护边均设有独立的可拆定位卡接部和磨损标记槽，能够通过检修窗口沿拆装方向独立拆卸并替换为备用护边。

12、本发明还提供一种scr催化剂模块，scr催化剂模块的入口端面安装有如上述的可更换牺牲式入口抗磨护边组件。

13、与现有技术相比，本发明的积极进步效果在于：

14、本发明提供的可更换牺牲式入口抗磨护边组件，通过将护边本体沿催化剂入口孔道边缘呈框格状或分段框格状布置，使含尘烟气中的飞灰首先撞击护边本体而非直接冲刷催化剂孔道边缘的脆性基体，从而实现牺牲式防护：磨损优先发生在可更换的护边上，催化剂主体得以保护；导灰倒角部设置于护边本体迎灰侧，当飞灰颗粒撞击护边时，倒角斜面将灰颗粒引导至孔道中心区域或低敏感区域，避免灰颗粒直接切削孔道边缘尖角，有效降低局部应力集中和端面塌边风险；可拆定位卡接部将护边本体与催化剂模块框架或入口端面可拆卸地连接，使得护边磨损后能够独立拆卸更换而无须拆除整个催化剂模块；防脱限位肩部位于护边本体下游侧，当可拆定位卡接部因振动或热循环产生松动时，防脱限位肩部与催化剂模块框架的内侧台阶抵接，阻止护边本体向催化剂孔道内部滑移脱落，避免护边掉入孔道造成堵塞或二次损害；磨损标记槽设置在护边本体的迎灰侧或外露侧，检修人员通过目视即可判断护边的剩余磨损厚度，在护边磨穿或失效前及时更换，避免因过度磨损而损伤催化剂本体；上述五个部件相互配合，从根本上克服了现有技术中整体防磨结构难以独立更换、磨损程度缺乏直观判断以及护边松动后存在脱落风险的技术缺陷。

15、进一步地，通过在条形护边交叉处设置加强节点，使护边本体在相邻孔道边缘交汇区域的抗冲刷能力增强。在框格状护边中，条形护边交叉点承受来自两个方向的飞灰撞击和应力集中，设置加强节点后，该区域的壁厚和结构强度得到局部补强，避免交叉点先于条形护边其他部位被磨穿，从而提高了护边整体的使用寿命和防护可靠性。

16、进一步地，通过将导灰倒角部的倒角角度限定为20°至45°，在该角度范围内，飞灰颗粒撞击导灰斜面后能够以合理的偏转角度滑向孔道中心区域或低敏感区域。若倒角角度过小，则导流效果不明显，灰颗粒仍会冲击孔道边缘；若倒角角度过大，则灰颗粒可能反弹至相邻孔道边缘造成二次冲刷。20°至45°的优选角度范围实现了对灰颗粒流向的最佳引导效果。

17、进一步地，通过将可拆定位卡接部设置为燕尾槽、弹性卡扣、压板螺栓、插接销、防脱锁销或其组合，提供了多种灵活可靠的连接方式。这些卡接结构能够同时限制护边本体相对催化剂模块的横向位移和轴向位移，确保护边在运行过程中保持准确的安装位置。检修时，只需松开对应的卡接结构即可将磨损护边取出并替换为备用护边，操作简便快捷。

18、进一步地，通过防脱限位肩部与催化剂模块框架的内侧台阶、下游端面或限位槽的抵接配合，形成双重防护机制。即使可拆定位卡接部在长期高温振动环境下发生松动或失效，防脱限位肩部仍能通过机械阻挡将护边本体限制在框架内，防止其向催化剂孔道内部脱落，有效降低了因护边脱落导致的催化剂孔道堵塞和二次损伤风险，提高了运行安全性。

19、进一步地，通过将磨损标记槽的深度设置为护边本体初始厚度的40%至70%，确保了在护边磨损至标记槽位置时仍保留足够的剩余厚度以维持短期防护功能，为检修安排预留了合理的缓冲时间。同时，磨损标记槽可采用连续槽、间断槽、阶梯槽或带颜色识别层的凹槽等多种形式，适应不同检修方式（如目视检查、检修窗口观察或内窥检查）的识别需求，提高了磨损判断的准确性和便利性。

20、进一步地，通过在护边本体与入口端面之间设置耐高温缓冲垫，有效吸收了因热胀冷缩和振动引起的相对位移，避免护边本体直接刚性地挤压催化剂入口端面而造成催化剂基体的局部碎裂。陶瓷纤维垫、膨胀石墨垫、金属波纹垫或复合耐温垫等材质均具有良好的耐高温性能和适当的弹性模量，能够在270~420℃的运行温度范围内长期稳定工作，提高了护边组件在热循环和振动环境下的可靠性和使用寿命。

21、进一步地，通过在护边本体的迎灰侧设置陶瓷耐磨片、堆焊耐磨层、喷涂耐磨层或高铬合金耐磨层，进一步提高了护边本体迎灰面的抗磨性能。该耐磨层作为第一道防线首先承受飞灰的撞击和切削，延缓了护边的磨损速度，延长了护边的更换周期。同时，耐磨层不覆盖磨损标记槽的识别边界，确保了检修人员仍能通过磨损标记槽准确判断护边的实际剩余厚度，兼顾了耐磨性能的提升和磨损状态的可视化识别。

22、进一步地，通过将护边组件按催化剂模块入口端面分块设置为多个分块护边，每个分块护边均设有独立的可拆定位卡接部和磨损标记槽，实现了护边的模块化和局部化更换。当某一分块区域的护边磨损至更换条件时，仅需通过检修窗口沿拆装方向将该分块护边取出并替换为备用护边即可，无须拆除其他分块护边或整体吊出催化剂模块，降低了检修工作量和更换时间，尤其适用于反应器内部空间狭小、大型吊装设备无法进入的现场条件。

23、本发明提供的scr催化剂模块，该催化剂模块的入口端面安装有上述任一项的可更换牺牲式入口抗磨护边组件。通过配置该护边组件，催化剂模块在使用过程中，飞灰冲刷首先作用于可更换护边组件上，催化剂主体的孔道边缘得到有效保护。当护边磨损后，在不需要整体更换催化剂模块的情况下即可完成磨损护边的局部更换，提高了催化剂模块的整体使用寿命和检修维护的经济性。