CN102284361A - 一种烟气除尘系统及其电除尘器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种烟气电除尘器，包括进口烟箱和出口烟箱，以及位于进口烟箱和出口烟箱之间的高压静电收尘电场，还包括换热装置，换热装置设于进口烟箱中。该烟气电除尘器，可以在烟气进入高温静电收尘电场之前进行降温，故进入电场的待处理烟气的体积流量得以降低，相应地，电场烟气通道内的烟气流速也得以降低，同时由于烟温降低使得烟气的粉尘比电阻降低，从而提高电除尘器的除尘效率；而且，将换热装置置于进口烟箱处，可以充分利用已有电除尘器上进口烟箱的内部空间，提高除尘效率的同时，并不增加额外的占地空间，即该结构的烟气电除尘器具有结构紧凑、利于系统工艺布置的优点。本发明还公开一种具有上述烟气电除尘器的烟气除尘系统。

Description

一种烟气除尘系统及其电除尘器

技术领域

本发明涉及除尘技术领域，特别涉及一种烟气电除尘器。本发明还涉及一种包括上述烟气电除尘器的烟气除尘系统。

背景技术

电除尘技术已经广泛应用于环保领域，比如，燃煤火电机组的烟尘治理行业。而电除尘器即为通常使用的烟气净化设备。

电除尘器具有高压静电收尘电场、进烟口，以及出烟口，高压静电收尘电场位于进烟口和出烟口之间，高压静电收尘电场内设有电极。其除尘的工作原理为：烟气中的灰尘尘粒通过高压静电收尘电场时，与电极间的正负离子和电子发生碰撞而荷电(或在离子扩散运动中荷电)，带上电子和离子的尘粒在电场力的作用下向异性电极运动并积附在异性电极上，再通过振打等方式使异性电极上的灰尘落入设于下方的收集灰斗中，从而使通过电除尘器的烟气得以净化，达到保护大气、保护环境的目的。

然而，现有技术中的电除尘器存在下述技术问题：进入进烟口的烟气温度通常较高，导致进入高压静电收尘电场中烟气的粉尘比电阻较高，降低了电除尘效率，无法满足逐渐提高的环保要求。

有鉴于此，如何改进电除尘器的结构，降低烟气的粉尘比电阻，提高电除尘的效率，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种烟气电除尘器，该烟气电除尘器具有置于进口烟箱内的换热装置，可以降低烟气的温度，从而降低粉尘比电阻和降低电场风速，提高电除尘效率。本发明的另一目的是提供一种包括上述烟气电除尘器的烟气除尘系统。

为达到本发明的第一目的，本发明提供一种烟气电除尘器，包括进口烟箱和出口烟箱，以及位于所述进口烟箱和所述出口烟箱之间的高压静电收尘电场，还包括换热装置，所述换热装置设于所述进口烟箱中。

优选地，所述换热装置沿进气的气流方向设于所述进口烟箱的前区位置。

优选地，所述换热装置的换热管排沿进气的气流方向并列且均匀设置。

优选地，所述换热装置上设有清灰装置。

优选地，所述换热装置的冷凝介质进口管路设有电动调节阀。

优选地，还包括所述电动调节阀的控制系统，所述控制系统根据检测的工作烟温控制所述电动调节阀阀口开度的大小。

优选地，所述控制系统中预存根据烟气的酸露点确定的排烟温度最低值，并实时检测排烟温度；排烟温度低于所述排烟温度最低值时，所述控制系统输出控制所述阀口开度减小的信号。

优选地，所述控制系统检测烟气位于所述高压静电收尘电场时的参数，并根据检测的所述参数以及烟气的酸露点确定所需的最佳工作烟温，且所述控制系统实时检测排烟温度；所述排烟温度高于/低于所述最佳排烟温度时，所述控制系统输出控制所述阀口开度减小/增大的信号。

优选地，所述控制系统检测的所述参数至少包括所述烟气在高压静电收尘电场中的电场电流电压运行参数、伏安特性曲线族、反电晕指数，以及烟尘浊度。

本发明所提供的烟气电除尘器，在进口烟箱处设置换热装置，则可以在烟气进入高温静电收尘电场之前进行降温，即进入该电除尘器的烟气具有预降温的过程。因此，进入高压静电收尘电场的待处理烟气的体积流量得以降低，相应地，电场烟气通道内的烟气流速也得以降低，同时由于烟温降低使得烟气的粉尘比电阻降低，从而能够提高电除尘器的除尘效率，使除尘效果满足环保的要求。而且，将换热装置置于进口烟箱处，可以充分利用电除尘器上的烟道空间，提高除尘效率的同时，并不增加额外的占地空间，即该结构的烟气电除尘器具有结构紧凑、利于系统工艺布置的优点。

在进一步的技术方案中，可以将换热装置的换热管排沿进气的气流方向并列且均匀设置。换热管排并列设置的结构，可以使各换热管排的换热面兼作烟气气流均布装置使用，则经过换热装置后进入高压静电收尘电场的烟气，分布更为均匀，可以提高电除尘的效率。

在进一步的技术方案中，在换热装置的冷凝介质进口管路中设置电动调节阀及其控制系统，控制系统检测烟气位于高压静电收尘电场中的若干参数，并根据检测的具体参数以及烟气的酸露点确定所需的最佳排烟温度，控制系统再根据实时检测的排烟温度、最佳排烟温度控制阀口开度的大小。可以使烟气电除尘器维持在烟气粉尘比电阻最低的状态下工作，稳定地提高除尘效率，且有效地控制烟气对设备造成的腐蚀。

为达到本发明的另一目的，本发明还提供一种烟气除尘系统，具有烟气电除尘器和汽机冷凝水管路，所述烟气电除尘器为上述任一项所述的烟气电除尘器。

优选地，所述换热装置的冷凝介质进口与所述汽机冷凝水管路相接。

由于上述烟气电除尘器具有上述技术效果，具有该烟气电除尘器的烟气除尘系统也具有相同的技术效果。

在进一步的技术方案中，将换热装置的冷凝介质进口与汽机冷凝水的管路相连接。采用汽机冷凝水作为换热冷凝介质，可以回收高温烟气的余热，加热汽机冷凝水，替代汽机冷凝水回热系统中部分低压加热器的作用，以减少低压加热器对汽机的抽汽量，从而可达到节约电煤消耗的目的。

附图说明

图1为本发明所提供烟气电除尘器一种具体实施方式的结构示意图；

图2为图1中烟气电除尘器的俯视图。

图3为图1中换热装置的换热管排的设置方式示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种烟气电除尘器，该烟气电除尘器具有置于进口烟箱内的换热装置，可以降低烟气的温度，从而降低粉尘比电阻和降低电场风速，提高电除尘效率。本发明的另一核心是提供一种包括上述烟气电除尘器的烟气除尘系统。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1和图2，图1为本发明所提供烟气电除尘器一种具体实施方式的结构示意图；图2为图1中烟气电除尘器的俯视图。

该具体实施方式中的烟气电除尘器，包括进口烟箱10和出口烟箱30，以及位于进口烟箱10和出口烟箱30之间的高压静电收尘电场201，高压静电收尘电场201可以设于壳体20内部。烟气进入进口烟箱10后再进入设有阳极和阴极的高压静电收尘电场201，烟气中的烟尘在静电作用下积附于异性电极上，高压静电收尘电场201的下方设有收集烟尘的灰斗202，积附的烟尘可以通过振打装置落入灰斗202内，则自出口烟箱30排出的烟气得以净化。

与现有技术不同的是，该实施方式中还设置有换热装置101，换热装置101设于进口烟箱10中。换热装置101即利用热交换原理工作的装置，换热装置101可以是具有换热管排1011的换热器，如图2所示，各换热管排1011具有若干换热管，冷凝介质自换热装置101的介质进口进入换热管排1011的各换热管中。进入进口烟箱10的高温烟气经过换热管排1011时，与换热管内的冷凝介质进行换热，冷凝介质自换热管流出后得以升温，高温烟气降温，从而使高温烟气在进口烟箱10处即得以降温，降温后烟气中的烟尘颗粒进入高压静电收尘电场201由高压静电捕集。

则设置了换热装置101的烟气电除尘器，可以在烟气进入高压静电收尘电场201之前进行降温，即进入该电除尘器的烟气具有预降温的过程。因此，进入高压静电收尘电场201的待处理烟气的体积流量得以降低，相应地，电场烟气通道内的烟气流速也得以降低，同时由于烟温降低使得烟气的粉尘比电阻降低，从而能够提高电除尘器的除尘效率，使除尘效果满足环保的要求。而且，将换热装置101置于进口烟箱10处，可以充分利用电除尘器上的烟道空间，提高除尘效率的同时，并不增加额外的占地空间，即该结构的烟气电除尘器具有结构紧凑、利于系统工艺布置的优点。

上述实施方式中，优选地将换热装置101沿进气的气流方向设于进口烟箱10的前区位置，即进口烟箱101内远离高压静电收尘电场201的一端。如图1所示，为均布烟气，进口烟箱10的径向尺寸沿气流方向通常呈递增的趋势，则进口烟箱10的前区位置处烟气较为集中，可以实现集中换热，及时地实现高温烟气的降温。可以根据烟气状态以及实际降温需求，设计换热装置101的尺寸，并设计相应的进口烟箱10尺寸。

请参考图3，图3为图1中换热装置的换热管排的设置方式示意图。

具体设置换热装置101时，可以将换热装置101的换热管排1011沿进气的气流方向并列且均匀设置，图3中箭头方向表示烟气的进气方向。换热管排1011中各管体之间可以采用辅助膜板连接，并采用高温焊接工艺，组排设计出厂，该结构的换热管排1011具有接触热阻低、烟气紊流小、磨损小的优点。换热管排1011并列设置的结构，可以使各换热管排1011的换热面兼作烟气气流均布装置使用，如图3所示，则经过换热装置101后进入高压静电收尘电场201的烟气，分布更为均匀，可以提高电除尘的效率。

进一步地，换热装置101上可以设置清灰装置，烟气经过换热装置101换热时，部分烟尘会聚集于换热装置101上，清灰装置有助于清理灰尘，从而长久维持换热装置101的降温效果。清灰装置可以是声波清灰装置202，如图1所示，也可以是机械振打清灰装置。清灰装置可以置于换热装置101的上部、中部、下部三者中的至少一者，设计时，可以按照实际需要设置清灰装置，在保证充分为换热装置101清灰的同时，节约产品的成本。

在上述实施例的基础上，还可以作出进一步的改进。即在上述实施例中换热装置101的冷凝介质进口管路中设置电动调节阀，同时，设置根据检测的工作烟温调节电动调节阀阀口开度大小的控制系统，文中所述的工作烟温即烟气降温后进入高压静电收尘电场201时的温度。自出口烟箱30排出的烟气的温度，可以准确反应出工作烟温，故根据检测的排烟温度调控调节电动阀即可以满足需求，排烟温度易于检测。则该结构的烟气电除尘器通过控制系统控制电动调节阀的阀口开度大小，调节进入换热管排1011中的冷凝介质流量，从而按照实际需要的排烟温度调节烟气的降温幅度。电动调节阀的控制系统可以集成于电除尘器的除尘控制系统中，进一步完善电除尘器的智能化控制系统。

具体地，可以由烟气酸露点确定的最低排烟温度控制电动调节阀阀口开度的大小。为避免在换热装置101作用下，烟气温度过度降低，而对设备受热面造成严重的低温腐蚀，可以根据实际烟气的酸露点设定最低排烟温度，并预存于控制系统中，当实时检测的排烟温度低于该最低排烟温度时，控制系统发出减小电动调节阀阀口开度的信号，减小冷凝介质流量，降低烟气的降温幅度。则具有该控制系统的烟气电除尘器通过换热装置101降低排烟温度，达到降低粉尘比电阻的同时，还可以避免烟温过低而导致的设备腐蚀速度加快。

针对控制排烟温度的控制系统，更为优化的方案为，由控制系统检测烟气位于高压静电收尘电场201中的若干参数，并根据检测的具体参数以及烟气的酸露点确定所需的最佳排烟温度，控制系统再根据实时检测的排烟温度、最佳排烟温度控制阀口开度的大小。

检测的参数应至少包括电场电流电压运行参数、伏安特性曲线族、反电晕指数，以及烟尘浊度，特定的排烟温度对应特定的电场电流电压运行参数、伏安特性曲线族、反电晕指数，以及烟尘浊度。最佳排烟温度对应的各参数应呈现为：电场无低电压大电流、伏安特性曲线平缓、反电晕指数正常，且对应的烟尘浊度最低，此种参数条件下的烟气粉尘比电阻较低，适宜高压静电收尘电场201的工作。当然，该最佳排烟温度也必须高于酸露点对应的最低排烟温度。由控制程序确定最佳排烟温度，并将其设定为目标值，预存于系统中，保持烟气电除尘器在此烟温状态下运行，即实时检测的排烟温度高于/低于最佳排烟温度时，控制系统输出控制阀口开度减小/增大的信号，以降低/升高烟气降温的幅度。则具有该控制系统的烟气电除尘器，可以维持在烟气粉尘比电阻最低的状态下工作，稳定地提高除尘效率，且有效地控制烟气对设备造成的腐蚀。需要说明的是，上述参数为反应烟气工况的主要特征参数，也可以根据实际需要，检测其他相应的参数，以获得最佳排烟温度，实行烟温的智能操控。

除了上述烟气电除尘器，本发明还提供一种烟气除尘系统，具有烟气电除尘器和汽机冷凝水管路，所述烟气电除尘器为上述任一实施例所描述的烟气电除尘器。由于上述烟气电除尘器具有上述技术效果，具有上述烟气电除尘器的烟气除尘系统也应具有相同技术效果，在此不赘述。

具体地，在烟气除尘系统中，可以将换热装置101的冷凝介质进口与汽机冷凝水的管路相连接。采用汽机冷凝水作为换热介质，可以回收高温烟气的余热，加热汽机冷凝水，替代汽机冷凝水回热系统中部分低压加热器的作用，以减少低压加热器对汽机的抽汽量，从而可达到节约电煤消耗的目的。

以上对本发明所提供的一种烟气除尘系统及其电除尘器进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (11)

1.一种烟气电除尘器，包括进口烟箱(10)和出口烟箱(30)，以及位于所述进口烟箱(10)和所述出口烟箱(30)之间的高压静电收尘电场(201)，其特征在于，还包括换热装置(101)，所述换热装置(101)设于所述进口烟箱(10)中。

2.根据权利要求1所述的烟气电除尘器，其特征在于，所述换热装置(101)沿进气的气流方向设于所述进口烟箱(10)的前区位置。

3.根据权利要求2所述的烟气电除尘器，其特征在于，所述换热装置(101)的换热管排(1011)沿进气的气流方向并列且均匀设置。

4.根据权利要求3所述的烟气电除尘器，其特征在于，所述换热装置(101)上设有清灰装置。

5.根据权利要求1至4任一项所述的烟气电除尘器，其特征在于，所述换热装置(101)的冷凝介质进口管路设有电动调节阀。

6.根据权利要求5所述的烟气电除尘器，其特征在于，还包括所述电动调节阀的控制系统，所述控制系统根据检测的工作烟温控制所述电动调节阀阀口开度的大小。

7.根据权利要求6所述的烟气电除尘器，其特征在于，所述控制系统中预存根据烟气的酸露点确定的排烟温度最低值，并实时检测排烟温度；排烟温度低于所述排烟温度最低值时，所述控制系统输出控制所述电动调节阀阀口开度减小的信号。

8.根据权利要求6所述的烟气电除尘器，其特征在于，所述控制系统检测烟气位于所述高压静电收尘电场(201)时的参数，并根据检测的所述参数以及烟气的酸露点确定所需的最佳工作烟温，且所述控制系统实时检测排烟温度；所述排烟温度高于/低于所述最佳排烟温度时，所述控制系统输出控制所述阀口开度减小/增大的信号。

9.根据权利要求8所述的烟气电除尘器，其特征在于，所述控制系统检测的所述参数至少包括所述烟气在高压静电收尘电场(201)中的电场电流电压运行参数、伏安特性曲线族、反电晕指数，以及烟尘浊度。

10.一种烟气除尘系统，具有烟气电除尘器和汽机冷凝水管路，其特征在于，所述烟气电除尘器为权利要求1至9任一项所述的烟气电除尘器。

11.根据权利要求10所述的烟气除尘系统，其特征在于，所述换热装置(101)的冷凝介质进口与所述汽机冷凝水管路相接。

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