CN102721075A - 一种对除尘器内部进行预热的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种对除尘器内部进行预热的装置和方法，属于锅炉节能领域。所述装置设置在锅炉与引风机之间，用以对除尘器进行循环加热，使得锅炉启动过程中，由锅炉排烟对装置中循环流动的空气进行加热，通过热空气在除尘器内部的循环流动实现对除尘器内部的预热，其中，锅炉、除尘器及引风机之间通过风道连通。所述方法利用锅炉点火阶段的排烟热能对所述除尘器的内部进行预热。本发明利用锅炉点火阶段的排烟热能对除尘器的灰斗进行预热，不仅消除了锅炉在点火阶段可能出现的除尘器内部结露现象，而且具有节约能源的优点；本发明采用除尘器内部空气循环加热技术，提高了加热效率和热能的利用率；本发明结构简单，工程实施容易，十分适用于对现有锅炉系统的技术改造。

Description

一种对除尘器内部进行预热的装置和方法

技术领域

本发明涉及锅炉节能技术领域，特别涉及一种对除尘器内部进行预热的装置和方法。

背景技术

当前，工业锅炉和电站锅炉尾部的排烟除尘基本上是采用电除尘或袋式除尘器，尤其是袋式除尘器的应用越来越多。无论是袋式除尘器还是电除尘器，在开始投入运行期间或连续运行的过程中都不允许出现内部结露现象。而除尘器内部结露的原因主要是由于除尘器内部结构件的温度低于烟气的露点，当烟气接触这些表面时，烟气中的水蒸气就会在低温表面凝结形成水滴，产生结露现象。结露现象发生后，水滴会与锅炉烟气中的灰粒或除尘器内部已分离下来的灰粒结合形成泥浆，泥浆的形成不但会引起灰的板结、结块，影响灰的输送和流动性，还会严重的影响除尘器的安全运行。对于袋式除尘器，会引起滤袋的阻力在短时间内急剧上升，不但造成引风机电耗急剧增加，甚至严重的影响锅炉的正常运行，同时还大大缩短滤袋的运行周期和使用寿命。对于电除尘器，会大大降低对灰尘的捕集效率，增加除尘的电耗，严重的还会引起内部短路，造成重大事故。

为了解决的结露问题，现有技术中通常有两种方式。

方式一

如图1所示现有技术中的锅炉排烟除尘系统的结构简图，锅炉20’的锅炉尾部烟道1’经除尘器进口烟道阀2’及除尘器进口烟道5’连接至除尘器30’，除尘器出口烟道6’与引风机40’相连，引风机40’连通烟囱50’，锅炉尾部烟道1’与除尘器出口烟道6’之间并联旁路烟道4’，旁路烟道4’上设有旁路烟道阀3’。

如图1所示，在锅炉20’正常运行的情况下，锅炉尾部烟道1’的排烟顺序流经除尘器进口烟道5’、除尘器30’、除尘器出口烟道6’进入引风机40’，然后通过引风机40’排入烟囱50’。然而，在锅炉20’的点火启动过程中，随着点火过程的延续和锅炉20’负荷的增加，锅炉尾部烟道1’的排烟温度是逐渐上升的，在排烟温度相对较低的时候，为了避免烟气在除尘器30’内部结露，造成积灰板结，此时，除尘器进口烟道阀2’关闭，旁路烟道阀3’打开，排烟通过除尘的旁路烟道4’，通过引风机40’排入烟囱50’。在当前通常的情况下，在锅炉20’的点火启动过程中，为了确保烟气进入除尘器30’不会造成除尘器30’内部结露，当锅炉尾部排烟温度低于120℃时候，烟气通过除尘器30’的旁路烟道4’直接排放；只有当锅炉尾部烟气温度高于120℃，且达到一定的流量的时候，才能直接进入除尘器30’，因此，这样不但造成了点火时间长，同时还造成了很大程度上的能量浪费。

方式二

参见图1所示，为了避免在锅炉的启动过程中，烟气进入除尘器30’引起结露，目前通常的措施是采取除尘器灰斗预热。除尘器灰斗预热目前一般采用电加热。在锅炉20’启动的过程中，在烟气进入除尘器30’之前，启动除尘器灰斗电加热装置，对除尘器灰斗进行预热升温；一般情况下，当除尘器30’内的温度上升到80℃以上，同时锅炉尾部的排烟温度一般应达到120℃以上时，关闭除尘器旁路烟道，打开除尘器进口烟道阀2’，使高温烟气迅速充满除尘器30’，快速提高除尘器30’内部的温度，避免烟气中的水分形成结露。采用灰斗电加热方式对除尘器30’进行预热的加热功率一般在几百千瓦，存在着设备故障率高、能耗高的问题；其次，由于通过对灰斗的加热间接加热除尘器30’的内部，因此，加热效率也相对比较低，加热时间是相对较长；另外，在加热初期，通过对灰斗的加热间接加热除尘器30’的内部，也会造成部分水蒸气在除尘器30’内部的上方凝结，并不能完全消除除尘器30’内部的结露现象。

发明内容

为了克服现有技术中存在的能耗高、加热效率低、加热时间长等问题，本发明实施例提供了一种对除尘器内部进行预热的装置和方法。所述技术方案如下：

一种对除尘器内部进行预热的装置，设置在锅炉与引风机之间，用以对除尘器进行循环加热，使得锅炉启动过程中，由锅炉排烟对所述装置中循环流动的空气进行加热，通过热空气在所述除尘器内部的循环流动实现对除尘器内部的预热，其中，所述锅炉、所述除尘器及所述引风机之间通过风道连通。

具体地，作为优选，所述装置包括除尘器旁路烟道、循环风机、烟气-空气换热器、循环风道出口阀、换热器进口烟道阀、除尘器进口烟道阀及除尘器出口烟道阀，其中，所述烟气-空气换热器包括空气侧和烟气侧，

所述除尘器进口烟道阀和所述除尘器出口烟道阀分别设置在所述除尘器的前端与后端，

所述除尘器出口烟道阀和所述除尘器进口烟道阀之间顺次并联所述循环风机、所述烟气-空气换热器的空气侧及所述循环风道出口阀，所述循环风机、所述烟气-空气换热器的空气侧及所述循环风道出口阀与所述除尘器形成循环回路，

所述除尘器旁路烟道并联在所述除尘器进口烟道阀的前端及所述除尘器出口烟道阀的后端，

所述除尘器旁路烟道上串联着所述换热器进口烟道阀和所述烟气-空气换热器的烟气侧。

进一步地，所述装置还包括换热器旁路烟道，所述换热器旁路烟道并联在所述换热器进口烟道阀的前端与所述烟气-空气换热器的烟气侧的后端，所述换热器旁路烟道上设置有换热器旁路烟道阀。

具体地，作为优选，所述烟气-空气换热器为热管式换热器。

本发明实施例还提供了应用于所述对除尘器内部进行预热装置的方法，所述方法利用锅炉点火阶段的排烟热能对所述除尘器的内部进行预热。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

相比现有技术，本发明实施例利用锅炉点火阶段的排烟热能对除尘器的灰斗进行预热，不仅消除了锅炉在点火阶段可能出现的除尘器内部结露现象，而且具有节约能源的优点；本发明实施例采用除尘器内部空气循环加热技术，提高了加热效率和热能的利用率；本发明实施例结构简单，工程实施容易，十分适用于对现有锅炉系统的技术改造。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术中的锅炉排烟除尘系统的结构简图；

图1中各符号表示含义如下：1’锅炉尾部烟道，2’除尘器进口烟道阀，3’旁路烟道阀，4’旁路烟道，5’除尘器进口烟道，6’除尘器出口烟道，20’锅炉，30’除尘器，40’引风机，50’烟囱；

图2是本发明实施例所述对除尘器内部进行预热的装置的结构简图。

图2中各符号表示含义如下：

1锅炉尾部烟道，2除尘器进口烟道阀，3除尘器旁路烟道，4换热器旁路烟道阀，5除尘器进口烟道，6除尘器出口烟道，7循环风机进口风道，8除尘器出口烟道阀，9循环风道出口阀，10换热器进口烟道阀，11换热器旁路烟道，12循环风机出口风道，

20锅炉，

30除尘器，30A除尘器进口，30B除尘器出口，

40引风机，

50循环风机，

60烟气-空气换热器，60A空气侧，60A1空气侧进口风道，60A2空气侧出口风道，60B烟气侧，60B1烟气侧进口烟道，60B2烟气侧出口烟道，

70烟囱。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例1

如图2所示，一种对除尘器内部进行预热的装置，设置在锅炉20与引风机40之间，用以对除尘器30进行循环加热，使得锅炉20启动过程中，由锅炉20排烟对所述装置中循环流动的空气进行加热，通过热空气在所述除尘器30内部的循环流动实现对除尘器30内部的预热，其中，所述锅炉20、所述除尘器30及所述引风机40之间通过风道连通。

本发明实施例利用锅炉20点火阶段的排烟热能对除尘器30的灰斗进行预热，不仅消除了锅炉20在点火阶段可能出现的除尘器30内部结露现象，而且具有节约能源的优点；本发明实施例采用除尘器30内部空气循环加热技术，提高了加热效率和热能的利用率；本发明实施例结构简单，工程实施容易，十分适用于对现有锅炉20系统的技术改造。

具体地，作为优选，本实施例中，所述装置包括除尘器旁路烟道3、循环风机50、烟气-空气换热器60、循环风道出口阀9、换热器进口烟道阀10、除尘器进口烟道阀2及除尘器出口烟道阀8，其中，所述烟气-空气换热器60包括空气侧60A和烟气侧60B，

所述除尘器进口烟道阀2和所述除尘器出口烟道阀8分别设置在所述除尘器30的前端与后端，

具体地，本实施例中，所述除尘器进口烟道阀2设置在锅炉尾部烟道1和除尘器进口烟道5之间，所述除尘器出口烟道阀8设置在除尘器出口烟道6上，其中，除尘器出口烟道阀8不仅实现空气的循环加热，而且能够防止烟气泄露到循环空气中，

所述除尘器出口烟道阀8和所述除尘器进口烟道阀2之间顺次并联所述循环风机50、所述烟气-空气换热器60的空气侧60A及所述循环风道出口阀9，所述循环风机50、所述烟气-空气换热器60的空气侧60A及所述循环风道出口阀9与所述除尘器30形成循环回路，

具体地，除尘器出口烟道6与循环风机进口风道7相连，循环风机进口风道7设置在除尘器出口烟道6之后、除尘器出口烟道阀8之前，循环风机出口风道12与烟气-空气换热器60的空气侧进口风道60A1相连，烟气-空气换热器60的空气侧出口风道60A2与除尘器进口烟道5相连；烟气-空气换热器60的空气侧出口风道60A2设置在除尘器进口烟道阀2之后、除尘器进口30A之前，循环风道出口阀9设置在烟气-空气换热器60的空气侧出口风道60A2上，从而实现了热空气的循环，

所述除尘器旁路烟道3并联在所述除尘器进口烟道阀2的前端及所述除尘器出口烟道阀8的后端，不仅使得烟气-空气换热器60的检修方便，而且实现了在线检修，

所述除尘器旁路烟道3上串联着所述换热器进口烟道阀10和所述烟气-空气换热器60的烟气侧60B，

具体地，本实施例中，烟气-空气换热器60安装在除尘器旁路烟道3上，并在烟气-空气换热器60的烟气侧进口烟道60B1上设置换热器进口烟道阀10。

进一步地，为了不让锅炉20启动初期的烟气直接进入除尘器30内部而引起结露，所述装置还包括换热器旁路烟道11，所述换热器旁路烟道11并联在所述换热器进口烟道阀10的前端与所述烟气-空气换热器60的烟气侧60B的后端，本实施例中，锅炉20点火阶段的烟气要流经除尘器旁路烟道3，待锅炉20启动阶段完成后，再关闭除尘器旁路烟道3，此时烟气流经除尘器30；为了更好地利用旁路烟气含有的热能，维持烟气旁路系统的完整性，以及为了设备检修的方便性，所述换热器旁路烟道11上设置有换热器旁路烟道阀4。

具体地，作为优选，所述烟气-空气换热器60为热管式换热器。热管式烟气-空气换热器相比于一般通常采用管式或旋转式换热器的优点是：首先，热管式换热器的换热效率比较高，结构紧凑，体积小；其次，热管式换热器的抗腐蚀能力和安全运行的性能比较好；最后，热管式换热器能够更加有效的避免烟气和空气的交混和泄露。因此，采用热管式换热器，更加有效地实现锅炉20启动初期的排烟对空气的加热。

本发明实施例的工作原理：

如图2所示，在锅炉20点火开始进行启动时，关闭除尘器进口烟道阀2，关闭除尘器出口烟道阀8，关闭换热器旁路烟道阀4，开启换热器进口烟道阀10，开启循环风道出口阀9，启动循环风机50，开始对除尘器30的内部进行循环加热；

在锅炉20启动过程中，锅炉尾部烟道1内的温度较高的烟气通过除尘器旁路烟道3进入烟气-空气换热器60中的烟气侧60B放热，除尘器30内的空气通过除尘器出口烟道6、循环风机进口风道7，在循环风机50的作用下，进入烟气-空气换热器60中的空气侧60A吸热，在烟气-空气换热器60内完成烟气的降温放热和空气的吸热升温过程，升温后的空气被送入除尘器进口30A，然后流经除尘器30的内部，逐步加热除尘器30的内部组件，在除尘器30内部放热降温后的空气，从除尘器出口烟道6流出，然后通过循环风机50，再次进入烟气-空气换热器60中的空气侧60A进行吸热升温，进而完成对除尘器30内部预热的整个热空气的循环过程。热空气的整个循环流程流经除尘器出口烟道6、循环风机50、烟气-空气换热器60中的空气侧60A、除尘器进口烟道5、除尘器30内部等相关设备。

在本实施例中，当除尘器30内部的温度升到100℃以上，同时锅炉尾部烟道1的排烟温度升到120℃以上时，关闭换热器进口烟道阀10，关闭循环风道出口阀9，停止循环风机50，开启除尘器进口烟道阀2，开启除尘器出口烟道阀8，使锅炉尾部烟道1内的高温烟气迅速流经除尘器30内部，由于此时除尘器30内部的温度已经高于100℃，因此高温烟气的迅速进入不会引起结露的现象。此时，除尘器30的整个预热过程结束，除尘器30投入正常使用。

当烟气-空气换热器60或除尘器30发生故障时，换热器旁路烟道阀4开启，除尘器进口烟道阀2关闭，除尘器出口烟道阀8关闭，循环风道出口阀9关闭，换热器进口烟道阀10关闭，此时，锅炉尾部烟道1内的烟气经过除尘器旁路烟道3和换热器旁路烟道11，通过引风机40排入烟囱70。

实施例2

本发明实施例还提供了应用于所述对除尘器内部进行预热装置的方法，所述方法利用锅炉点火阶段的排烟热能对所述除尘器的内部进行预热。本实施例中，所述对除尘器内部进行预热装置的结构与实施例1中的所述装置结构相同，相同部分本实施例不再赘述。

由于现有技术方式一点火阶段锅炉尾部的排烟直接进入除尘器会引起除尘器内部结露，因此，在点火阶段的锅炉尾部排烟在当前一般是通过除尘器的旁路直接排放掉，排烟中含有的大量热能被白白的浪费掉，而本发明所述方法利用锅炉点火阶段的排烟热能对除尘器的内部进行预热，不但可以节约能源，还可以有效地避免锅炉点火阶段造成的除尘内部的结露，克服现有技术中存在的能耗高、加热效率低、加热时间长等问题。

本发明实施例采用除尘器内部空气循环加热技术，提高了加热效率和热能的利用率。

本发明实施例结构简单，工程实施容易，十分适用于对现有锅炉系统的技术改造。

由于现有技术方式二采用除尘器预热方式采用灰斗电加热，电加热的功率一般在几百千瓦，通常电厂锅炉启动点火的时间在3个小时以上，而采用本发明对除尘器内部进行预热的装置和方法，不但可以提高加热效率，节约电能，缩短加热时间，还可以大大减少除尘器内部结露的风险，延长除尘的使用寿命。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种对除尘器内部进行预热的装置，其特征在于，所述装置设置在锅炉与引风机之间，用以对除尘器进行循环加热，使得锅炉启动过程中，由锅炉排烟对所述装置中循环流动的空气进行加热，通过热空气在所述除尘器内部的循环流动实现对所述除尘器内部的预热，其中，所述锅炉、所述除尘器及所述引风机之间通过风道连通。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置包括除尘器旁路烟道、循环风机、烟气-空气换热器、循环风道出口阀、换热器进口烟道阀、除尘器进口烟道阀及除尘器出口烟道阀，其中，所述烟气-空气换热器包括空气侧和烟气侧，

所述除尘器进口烟道阀和所述除尘器出口烟道阀分别设置在所述除尘器的前端与后端，

所述除尘器出口烟道阀和所述除尘器进口烟道阀之间顺次并联所述循环风机、所述烟气-空气换热器的空气侧及所述循环风道出口阀，所述循环风机、所述烟气-空气换热器的空气侧及所述循环风道出口阀与所述除尘器形成循环回路，

所述除尘器旁路烟道并联在所述除尘器进口烟道阀的前端及所述除尘器出口烟道阀的后端，

所述除尘器旁路烟道上串联着所述换热器进口烟道阀和所述烟气-空气换热器的烟气侧。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述装置还包括换热器旁路烟道，所述换热器旁路烟道并联在所述换热器进口烟道阀的前端与所述烟气-空气换热器的烟气侧的后端，所述换热器旁路烟道上设置有换热器旁路烟道阀。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述烟气-空气换热器为热管式换热器。

5.应用于权利要求1-4任一项权利要求所述对除尘器内部进行预热装置的方法，其特征在于，所述方法利用锅炉点火阶段的排烟热能对所述除尘器的内部进行预热。

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