CN102721078B - 一种除尘器预热装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种除尘器预热装置和方法，属于锅炉节能领域。所述装置设置在锅炉、引风机及向空排气之间，包括循环风机、暖风器及控制阀，所述装置利用锅炉点火升压阶段的向空排汽含有的热能对除尘器进行预热，其中，锅炉、除尘器及引风机之间通过风道连通。所述方法是利用锅炉点火升压阶段的向空排汽通过所述除尘器预热装置对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。本发明实施例不但消除锅炉在点火阶段可能出现的除尘器内部结露现象，而且节约了能源；本发明实施例提高加热效率和热能的利用率；本发明实施例具有结构简单，工程实施容易的特点，十分适用于对现有锅炉系统的技术改造。

Description

一种除尘器预热装置和方法

技术领域

本发明涉及锅炉节能技术领域，特别涉及一种除尘器预热装置和方法。

背景技术

当前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，在除尘器开始投入运行期间都很容易发生内部结露现象。除尘器内部结露的原因主要是由于在启动初期除尘器内部结构件的温度低于烟气的露点，当烟气接触这些低温表面时，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，还会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。

在锅炉的点火启动过程中，随着点火过程的延续和锅炉负荷的增加，锅炉尾部烟道内的排烟温度是逐渐上升的。为了避免烟气直接进入除尘器内部产生内部结露现象，通常采用下述方法，在点火初期，排烟温度相对较低的时候，关闭除尘器进口烟道阀，打开旁路烟道阀，排烟流经除尘的旁路烟道通过引风机排入烟囱；随着点火过程的延续和锅炉负荷的增加，当排烟温度上升到一个相对比较高的水平时，快速开启除尘器进口烟道阀，关闭旁路烟道阀，使得大量的高温烟气迅速流经除尘器的内部，对除尘器内部进行快速加热，由于此时烟气量大、烟气温度水平高，所以可以在一定程度上可降低结露现象的发生。在现场通常的操作情况下，在锅炉的点火启动过程中，为了确保烟气进入除尘器不会造成除尘器内部结露，当锅炉尾部排烟温度低于120℃时候，烟气通过除尘器的旁路直接排放；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，因此，此方法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。

为了避免在锅炉的启动过程中，温度相对较低的烟气进入除尘器引起结露，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。在锅炉启动的过程中，在烟气进入除尘器之前，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，打开除尘器进口烟道阀，使高温烟气迅速充满除尘器，快速提高除尘器内部的温度，避免烟气中的水分形成结露。但是，采用灰斗电加热方式对除尘器进行预热存在着设备故障率高、能耗高的问题。此外，由于通过对灰斗的加热间接加热除尘器的内部，股加热效率也相对比较低，加热时间相对较长。另外，在加热初期，通过对灰斗的加热间接加热除尘器的内部，也会造成灰斗内产生的部分水蒸气在除尘器内的上部凝结，并不能完全消除除尘器内部的结露现象。

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除尘器预热装置和方法。所述技术方案如下：

一种除尘器预热装置，所述装置设置在锅炉、引风机及向空排气之间，所述装置包括循环风机、暖风器及控制阀，所述装置利用锅炉点火升压阶段的向空排汽含有的热能对除尘器进行预热，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，所述锅炉还连接着除尘器旁路烟道，所述除尘器旁路烟道并联在所述锅炉与所述引风机之间。

具体地，作为优选，所述控制阀包括除尘器进口烟道阀、除尘器出口烟道阀及暖风器出口风道阀，其中，所述暖风器包括空气侧和蒸汽侧，

所述除尘器进口烟道阀及所述除尘器出口烟道阀分别设于所述除尘器的前端和后端，并且位于所述除尘器旁路烟道之间，

所述除尘器进口烟道阀及所述除尘器出口烟道阀之间并联着所述循环风机、所述暖风器的空气侧和所述暖风器出口风道阀，所述循环风机、所述暖风器的空气侧和所述暖风器出口风道阀与所述除尘器组成循环回路，

所述暖风器的蒸汽侧通过排汽支管并联在向空排气的排汽管道上。

进一步地，所述除尘器预热装置包括排汽支管调节阀，所述排汽支管调节阀设于所述排汽支管上。

进一步地，所述除尘器预热装置包括凝结水疏水管和疏水箱，所述暖风器的蒸汽侧通过所述凝结水疏水管与所述疏水箱相连。

具体地，作为优选，所述暖风器为热管式暖风器。

本发明实施例还提供了一种应用于所述除尘器预热装置的方法，具体是利用锅炉点火升压阶段的向空排汽通过所述除尘器预热装置对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。

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排放的蒸汽热能对除尘器进行预热，不但消除锅炉在点火阶段可能出现的除尘器内部结露现象，而且节约了能源；本发明实施例采用除尘器内部空气循环加热技术，提高加热效率和热能的利用率；本发明实施例具有结构简单，工程实施容易的特点，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是本发明实施例所述除尘器预热装置的系统简图。

图中各符号表示含义如下：

1锅炉尾部烟道，2除尘器旁路烟道阀，3除尘器进口烟道阀，4除尘器进口烟道，5除尘器旁路烟道，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排汽管道，10向空排汽阀，11排汽支管，12排汽支管调节阀，13暖风器出口风道，14暖风器出口风道阀，15凝结水疏水管，16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烟囱，

60循环风机，

70暖风器，70A空气侧，70A1空气侧进口，70A2空气侧出口，70B蒸汽侧，70B1蒸汽侧进口，70B2蒸汽侧出口，

80疏水箱，

90向空排气。

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。

本发明的设计原理：

现有技术中，为了避免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，通常需要对除尘器进行预热，根据实际经验，一般需要把除尘器内部预热到80℃以上，同时烟气温度达到120℃以上时，才允许大量烟气迅速流通除尘器内部，这样可以基本上避免除尘器内部结露现象的发生。但是，电站锅炉20在点火升压开始直至汽轮机带小负荷的期间内，汽包产生的蒸汽在向空排汽阀10的控制下通过排汽管道9直接排向大气，蒸汽中含有的大量热能被白白的浪费掉。基于此，发明人想到，利用锅炉20点火阶段的向空排汽含有的热能对除尘器进行预热，不但可以有效地避免锅炉20点火阶段造成的除尘内部的结露，还可以节约能源。

实施例1

如图1所示，本发明实施例提供了一种除尘器预热装置，所述装置设置在锅炉20、引风机40及向空排气90之间，所述装置包括循环风机60、暖风器70及控制阀，所述装置利用锅炉20点火升压阶段的向空排汽含有的热能对除尘器30进行预热，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，所述锅炉20还连接着除尘器旁路烟道5，所述除尘器旁路烟道5并联在所述锅炉20与所述引风机40之间。

本发明实施例利用锅炉20点火阶段排放的蒸汽热能对除尘器30进行预热，不但消除锅炉20在点火阶段可能出现的除尘器30内部结露现象，而且节约了能源；本发明实施例采用除尘器30内部空气循环加热技术，提高加热效率和热能的利用率；本发明实施例具有结构简单，工程实施容易的特点，十分适用于对现有锅炉20系统的技术改造。

现有技术中常用的除尘器30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20启动点火的时间在3个小时以上；而采用本发明实施例所述装置，利用锅炉20生火排汽对除尘器30进行预热，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30内部结露的风险，延长除尘的使用寿命。

具体地，作为优选，所述控制阀包括除尘器进口烟道阀3、除尘器出口烟道阀8及暖风器出口风道阀14，其中，所述暖风器70包括空气侧70A和蒸汽侧70B，

所述除尘器进口烟道阀3及所述除尘器出口烟道阀8分别设于所述除尘器30的前端和后端，并且位于所述除尘器旁路烟道5之间，

具体地，除尘器进口30A前端设有除尘器进口烟道阀3，除尘器出口烟道6上设有除尘器出口烟道阀8，采用上述结构不但实现了空气的循环加热，而且能够防止烟气泄露到循环空气中，

所述除尘器进口烟道阀3及所述除尘器出口烟道阀8之间并联着所述循环风机60、所述暖风器70的空气侧70A和所述暖风器出口风道阀14，所述循环风机60、所述暖风器70的空气侧70A和所述暖风器出口风道阀14与所述除尘器30组成循环回路，

具体地，为了实现除尘器30内空气的循环加热，暖风器70安装在除尘器30的循环加热风道上，循环风机进口风道7设置在除尘器出口烟道阀8之前、除尘器出口30B之后，循环风机进口风道7与除尘器出口烟道6相连，循环风机出口风道16与暖风器70的空气侧进口70A1相连，暖风器出口风道13设置在除尘器进口烟道阀3之后、除尘器进口30A之前，暖风器出口风道13与除尘器进口烟道4相连，暖风器出口风道13上设置有暖风器出口风道阀14，通过上述除尘器30内的空气的循环加热技术，提高了加热效率以及提高热能的利用效率，

所述暖风器70的蒸汽侧70B通过排汽支管11并联在向空排气90的排汽管道9上，

具体地，排汽支管11安装在锅炉20的向空排汽阀10前的排汽管道9上，排汽支管11与暖风器70的蒸汽侧进口70B1相连，维持原锅炉20向空排汽系统的完整性，保持原向空排汽通道的畅通性，实现暖风器70的检修方便。

如图1所示，锅炉20启动过程中产生的温度较高的蒸汽经向空排汽支管11引入到暖风器70的蒸汽侧70B凝结放热，除尘器30内的空气通过循环风机60的作用，流经暖风器70的空气侧70A吸热，在暖风器70内完成蒸汽的凝结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30B流出，然后通过循环风机60，再次进入暖风器70的空气侧70A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60、暖风器70的空气侧70A吸热、除尘器进口烟道4、除尘器30内部等相关设备。由于采用循环空气流经除尘器30内部逐渐加热的预热方法，因此，加热更均匀，加热效率比较高，热能利用率也比较高。同时，由于采用除尘器30内部空气的循环加热的方法，因此在对除尘器30内部的整个加热过程中，不会产生除尘器30内部结露的现象。

进一步地，所述除尘器预热装置包括排汽支管调节阀12，所述排汽支管调节阀12设于所述排汽支管11上，通过排汽支管调节阀12来调节进入暖风器70的蒸汽流量。锅炉20点火阶段产生的蒸汽通过排汽支管11流经暖风器70对除尘器30进行预热，待除尘器30预热阶段完成后，再关闭排汽支管调节阀12。如果暖风器70发生故障或者需要检修，则通过关闭排汽支管调节阀12、打开原有的向空排汽阀10，实现蒸汽的向空排放，使汽包内的汽压维持在可控制范围之内。

进一步地，所述除尘器预热装置包括凝结水疏水管15和疏水箱80，所述暖风器70的蒸汽侧70B通过所述凝结水疏水管15与所述疏水箱80相连，暖风器70中蒸汽凝结放热后产生的凝结水，经过凝结水疏水管15排至疏水箱80，对凝结水进行回收利用。

具体地，作为优选，所述暖风器70为热管式暖风器，更加有效地实现锅炉20启动初期产生的蒸汽对除尘内的空气的加热。

具体地，热管式暖风器相比于一般通常采用管式暖风器的优点是：首先，热管式暖风器的传热系数和换热效率比较高，结构紧凑，体积小；其次，热管式暖风器的抗腐蚀能力和安全运行的性能比较好；最后，热管式暖风器能够更加有效的避免蒸汽和空气的交混和泄漏。因此，本实施例中采用热管式暖风器，更加有效地实现锅炉20启动初期产生的蒸汽对除尘内的空气的加热。

本发明实施例1所述除尘器预热装置的工作原理：

如图1所示，在锅炉20点火开始时，开启除尘器旁路烟道阀2，关闭除尘器进口烟道阀3，关闭除尘器出口烟道阀8，启动初期锅炉尾部烟道1内的低温烟气经过除尘器旁路烟道5通过引风机40排入烟囱50；

当锅炉20开始进行启动升压时，关闭向空排汽阀10，开启排汽支管调节阀12，开启暖风器出口风道阀14，启动循环风机60，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20的排汽管道9内的温度较高的蒸汽通过排汽支管11进入暖风器70的蒸汽侧70B凝结放热段，除尘器30内的空气通过除尘器出口烟道6，流经循环风机进口风道7，在循环风机60的作用下，进入暖风器70的空气侧70A吸热，在暖风器70内完成蒸汽的凝结放热和空气的吸热升温过程，升温后的空气流经暖风器出口风道13和除尘器进口烟道4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60，再次进入暖风器70的空气侧70A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。热空气在整个循环流程流经除尘器出口烟道6、循环风机60、暖风器70的空气侧70A吸热、除尘器进口烟道4、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，关闭除尘器旁路烟道阀2，关闭排汽支管调节阀12，关闭暖风器出口风道阀14，停止循环风机60，开启除尘器进口烟道阀3，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。

当暖风器70发生故障时，关闭排汽支管调节阀12，开启向空排汽阀10，关闭暖风器出口风道阀14，停止循环风机60，此时暖风器70退出运行。此时，如果除尘器进口30A烟气温度低于120℃，除尘器旁路烟道阀2开启，除尘器进口烟道阀3关闭，除尘器出口烟道阀8关闭，锅炉尾部烟道1内的烟气经过除尘器旁路烟道5，通过引风机40排入烟囱50。

实施例2

本发明实施例还提供了一种应用于所述除尘器预热装置的方法，具体是利用锅炉点火升压阶段的向空排汽通过所述除尘器预热装置对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，所述除尘器预热装置与实施例1中的除尘器预热装置结构完全相同，故本实施例对所述除尘器预热装置的结构不再赘述。

本发明实施例利用锅炉点火阶段排放的蒸汽热能对除尘器进行预热，不但消除锅炉在点火阶段可能出现的除尘器内部结露现象，而且节约了能源；本发明实施例采用除尘器内部空气循环加热技术，提高加热效率和热能的利用率；本发明实施例具有结构简单，工程实施容易的特点，十分适用于对现有锅炉系统的技术改造。

现有技术中常用的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；而采用本发明实施例所述方法，利用锅炉生火排汽对除尘器进行预热，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 (6)

1.一种除尘器预热装置，其特征在于，所述装置设置在锅炉、引风机及向空排汽之间，所述装置包括循环风机、暖风器及控制阀，所述装置利用锅炉点火升压阶段的向空排汽含有的热能对除尘器进行预热，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，所述锅炉还连接着除尘器旁路烟道，所述除尘器旁路烟道与所述除尘器并联，且所述除尘器旁路烟道位于所述锅炉与所述引风机之间。

2.如权利要求1所述的除尘器预热装置，其特征在于，所述控制阀包括除尘器进口烟道阀、除尘器出口烟道阀及暖风器出口风道阀，其中，所述暖风器包括空气侧和蒸汽侧，

所述除尘器进口烟道阀及所述除尘器出口烟道阀分别设于所述除尘器的前端和后端，

所述除尘器进口烟道阀及所述除尘器出口烟道阀之间并联着所述循环风机、所述暖风器的空气侧和所述暖风器出口风道阀，所述循环风机、所述暖风器的空气侧和所述暖风器出口风道阀与所述除尘器组成循环回路，

所述暖风器的蒸汽侧通过排汽支管并联在向空排汽的排汽管道上。

3.如权利要求2所述的除尘器预热装置，其特征在于，所述除尘器预热装置包括排汽支管调节阀，所述排汽支管调节阀设于所述排汽支管上。

4.如权利要求2所述的除尘器预热装置，其特征在于，所述除尘器预热装置包括凝结水疏水管和疏水箱，所述暖风器的蒸汽侧通过所述凝结水疏水管与所述疏水箱相连。

5.如权利要求1-4任一项权利要求所述的除尘器预热装置，其特征在于，所述暖风器为热管式暖风器。

6.应用于权利要求1-4任一项权利要求所述除尘器预热装置的方法，其特征在于，具体是利用锅炉点火升压阶段的向空排汽通过所述除尘器预热装置对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。