CN103438470A - 一种湿烟气烟道内壁冷凝液收集装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种湿烟气烟道内壁冷凝液收集装置，包括若干设置于烟道内壁上的收集结构，每个收集结构包括：设于烟道内壁顶部和两侧的收集槽，设置于烟道底部的排水槽，与排水槽外部相连的导流管，设置于排水槽上的排液阀以及设置于导流管上的冲洗阀。其中，收集槽的截面呈L型，收集槽的槽口方向与烟气的流动方向相对，收集槽与烟道的径向呈一定角度的倾斜，且倾斜方向与烟气流动的方向相同。本发明提供的一种湿烟气烟道内壁冷凝液收集装置，结构简单，适用范围广，能耗低、故障率低，使用效果好，安全可靠，且经济实用、易于实现；另外，本发明提供的湿烟气烟道内壁冷凝液收集装能及时排出冷凝液，避免冷凝液聚集后被二次夹带。

Description

一种湿烟气烟道内壁冷凝液收集装置

技术领域

本发明涉及湿烟气烟道内侧的设计技术领域，尤其涉及一种湿烟气烟道内壁冷凝液收集装置。

 

背景技术

石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺是当今世界各国应用最多和最成熟的工艺，也是国内火电厂脱硫的主导工艺。我国300MW以上的火电机组超过90%采用石灰石－石膏湿法烟气脱硫（WFGD）技术，石灰石-石膏湿法脱硫系统中吸收塔出口烟气温度在50℃左右，而我国《火力发电厂烟气脱硫设计技术规程》（DL/T5196－2004）规定“设计工况下脱硫后烟囱入口的烟气温度一般应达到80℃以上排放”，所以早期安装的WFGD系统基本上都配套有烟气换热器（Gas-Gas Heater，GGH）。但是在实际运行中，GGH部件会出现严重的腐蚀、换热元件堵塞等问题，影响WFGD系统的安全稳定运行。鉴于《火力发电厂烟气脱硫设计技术规程》“在满足环保要求且烟囱和烟道有完善的防腐和排水措施并经技术经济比较合理时也可以不设烟气换热器”，所以后期设计的WFGD系统很少安装GGH，原有的WFGD系统也开始取消GGH装置。

在实际运行过程中，无GGH的WFGD系统的饱和净烟气直接通过湿烟囱排向大气时，易产生“烟囱雨”或酸雾沉降现象，带来新的环保问题。

“烟囱雨”或酸雾沉降现象成因分析如下：

（1）烟气的夹带液

 原烟气经过喷淋层洗涤，并经除雾器除雾后，从吸收塔出口、经连接烟道至烟囱顶部排放的过程中，小于50um直径的液滴，随烟气流一起排放。

（2）烟气的冷凝液

 原烟气经过喷淋层洗涤，并经除雾器除雾后，从吸收塔出口、经连接烟道至烟囱内衬顶部排放的过程中，通常会有0.5~1.0℃的温降，从而导致了烟气的饱和-冷凝产生了小液滴。

（3）烟气二次夹带液

从除雾器带走的液滴及冷凝产生的液滴，会在烟道内壁上聚集。随着液滴的不断沉积，它们便会受到自身重力的向下拉力，同时，烟气也会对液体施加一个与烟气流同一方向的拉力，当来自烟气的力达到超出液滴自身重力时，液体便会重新进入烟气流并被夹带出烟囱。

湿烟道内壁的被带走的冷凝液液滴都比较大，通常它们是造成“烟囱雨”或酸雾沉降现象的主要因素之一。

目前常规的湿烟道结构大都没有考虑烟道内壁容易结露的情况，也不具备湿烟道内壁冷凝液收集的功能。

 

发明内容

本发明的目的是提供一种能耗低、可靠性高的湿烟气烟道内壁冷凝液收集装置，能够有效收集湿烟气烟道内壁冷凝液，并通过导流管排到烟道外部，有效避免湿烟道内壁的冷凝液被烟气流二次夹带排到大气中，从而有效缓解烟囱附近的酸雾沉降或烟囱雨现象的发生。

本发明为一种湿烟气烟道内壁冷凝液收集装置, 包括至少一组收集结构，每组收集结构包括：

收集槽，固定设置于烟道的内壁的顶部和两侧，且所述收集槽的槽口的朝向与所述烟道内烟气的流动方向相反，所述收集槽两端设置有开口；

排水槽，设置于所述烟道内壁的底部，所述收集槽两端的开口与所述排水槽相对，所述收集槽内收集的冷凝液流入所述排水槽内；

导流管，与所述排水槽相连，所述排水槽内的冷凝液通过所述导流管排出所述烟道。

一些实施例中，所述排水槽与所述导流管之间设置有排液阀，且所述排液阀为耐腐蚀阀，所述排液阀用于及时将所述排水槽内的冷凝液排出。

一些实施例中，所述导流管上还设置有冲洗阀，且所述冲洗阀为耐腐蚀阀，所述冲洗阀用于定时对所述导流管进行冲洗。

一些实施例中，所述收集槽的截面呈“L”型。

一些实施例中，所述收集槽与所述烟道的径向呈夹角γ倾斜，且所述收集槽的倾斜方向与所述烟道内烟气的流动方向相同。

一些实施例中，所述夹角γ的范围为10°≤γ≤20°。

一些实施例中，所述排水槽底部与所述烟道底部呈夹角α倾斜，且所述排水槽底部向所述烟道底部的下方倾斜。

一些实施例中，所述夹角α的范围为5°≤α≤30°。

一些实施例中，所述收集槽和所述排水槽的材料与所述烟道的材料相同，所述导流管采用玻璃纤维增强塑料或聚丙烯塑料或碳钢衬塑或碳钢衬胶或合金材料。

本发明由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比具有如下有益效果：

（1）适用范围广：可用于圆形或矩形等形状的各种尺寸的湿烟气烟道；

（2）能耗低：湿烟气烟道内壁安装冷凝液收集装置后，湿烟气烟道内壁冷凝液收集装置无需额外的能耗运行；

（3）效果好：可以一定程度上解决目前湿法脱硫工艺中存在的亟待解决的烟囱附近的酸雾沉降或烟囱雨现象的发生；

（4）安全可靠：由于该湿烟气烟道内壁冷凝液收集装置无传动设备及活动部件，投入使用后安全可靠，基本无需维修；

（5）冷凝液的收集、排出的速度快效率高，避免了冷凝液在收集槽上再次积聚。

本发明提供的装置克服了现有技术的不足，结构简单，适用范围广，能耗低，故障率低，使用效果好，安全可靠，且经济实用、易于实现。

 

附图说明

结合附图，通过下文的述详细说明，可更清楚地理解本发明的上述及其他特征和优点，其中：

图1为实施例一中湿烟气矩形烟道内壁冷凝液收集装置的整体结构示意图（图中烟道为脱硫塔出口烟道和烟囱的联接段）；

图2为实施例一中湿烟气矩形烟道内壁冷凝液收集装置的顶部结构示意图。

图3为实施例一中图2中C1-C1剖视图；

图4为实施例一中图1中A1-A1剖视图；

图5为实施例一中图1中B1-B1剖视图；

图6为实施例二湿烟气圆形烟道内壁冷凝液收集装置的整体结构示意图；

图7为实施例二中湿烟气圆形烟道内壁冷凝液收集装置的顶部结构示意图；

图8为实施例二中图6中A1-A1剖视图；

图9为实施例二中图6中B1-B1剖视图。

附图标记说明：

1-烟道；2-收集槽；3-导流管；4-排液阀；5-冲洗阀；6-排水槽；α-排水槽底部和烟道底部夹角；γ-收集槽与烟道径向夹角；W1-排水槽宽度；W2-收集槽宽度；W3-收集槽高度。

 

具体实施方式

参见示出本发明实施例的附图，下文将更详细地描述本发明。然而，本发明可以以许多不同形式实现，并且不应解释为受在此提出之实施例的限制。相反，提出这些实施例是为了达成充分及完整公开，并且使本技术领域的技术人员完全了解本发明的范围。这些附图中，为清楚起见，可能放大了层及区域的尺寸及相对尺寸。

本发明提供了一种湿烟气烟道内壁冷凝液收集装置，适用于各种形状各种尺寸的烟道，下面以应用于矩形烟道和圆形烟道为例，并配合附图作详细说明。

实施例一

参考图1-5，本发明提供的一种湿烟气烟道内壁冷凝液收集装置运用在截面呈矩形的烟道中，包括至少一组的收集结构，若干收集结构设置于烟道1的内壁上用于将烟道壁上的冷凝液排出烟道，其中，收集结构包括收集槽2、排水槽6、导流管3、排液阀4和冲洗阀5。

具体的，如图3所示，收集槽2通过铆接、焊接或粘结等方式固定设置在矩形烟道1的内壁的顶部和两侧，且收集槽2的槽口的朝向与烟道内烟气的流动方向相反，使得烟道1内壁上的冷凝液在烟气流动的作用下沿烟道1内壁向前移动的时经过收集槽2，冷凝液从而被收集槽2收集；排水槽6设置于烟道1内壁的底部上，收集槽2两端开口，且其开口与排水槽6的槽口相对，收集槽2内的冷凝液从而流入排水槽内；结合图1和图3，排水槽6的宽度W1一般取50-300mm，优选为150mm，排水槽6的底部与烟道1底部夹角之间存在夹角α，排水槽6的底部向烟道1底部外侧倾斜，α的范围为5°≤α≤30°，α优选为15°，从而使得冷凝液更加快速的流出排水槽6；排水槽6的一端通到烟道1的外部，且排水槽6的外部上安装有导流管3，导流管3通过法兰或对夹方式联结至排水槽6上，导流管3 的管径范围为DN50～DN200，优选为DN100，排水槽6中的冷凝液经导流管3从而排出烟道1。

在本实施例中，排水槽6的外部与导流管3之间还设置有排液阀4，排液阀4通过法兰或对夹方式联结至排水槽6上，排液阀4用于控制排水槽6与导流管3之间通道的导通与闭合，以便于及时将冷凝液排出。导流管3上还设置有冲洗阀5，冲洗阀5通过法兰或对夹方式联结至导流管3上，定时对导流管3进行冲洗，以免其堵塞。本发明中通过配备排水槽6，防止导流管3不能及时排除冷凝液，冷凝液过多积聚在收集槽内，造成冷凝液再次被烟气携带走，保证了烟道1内的冷凝液及时快速的排出烟道1。

在本实施例中，参考图1所示，收集槽2与烟道1的径向呈夹角γ倾斜，夹角γ的范围为10°≤γ≤20°，优选为15°，且收集槽2的倾斜方向与烟道1内烟气的流动方向相同。一方面借助烟气在烟道1中流动带来的推力，加快了冷凝液的流动，防止了冷凝液的积聚；另一方面收集槽2向烟气的流动方向倾斜，减轻了烟气流动对收集槽2带来的侧向负载，从而起到保护收集槽2的作用。在具体运用的过程中，沿着烟气的流动方向，烟道1上往往会存在一段由细变粗的部分，即脱硫塔出口烟道和烟囱的联接段，烟气沿着图1中箭头方向流动，当烟气由较细部分流入较粗部分时，会在较粗部分形成一定的烟气的回流现象，从而造成部分的冷凝液回流；因此在具体设置中，在较粗部分设置的收集槽的倾斜方向与较细部分上设置的收集槽的倾斜方向相反，如图1中所示。

参考图2，矩形烟道顶部的收集槽2呈V形安装，收集槽2的V型尖端的朝向与烟道1内烟气的流动方向相对，收集槽2的两侧分别顺着烟气流动方向呈夹角δ倾斜，从而便于收集槽2快速收集冷凝液；其中，夹角δ的范围为10°≤δ≤45°，优选为20°。

在本实施例中，收集槽2的截面呈L型，如图4-图5所示，收集槽宽度W2一般取50-150mm，优选为100mm。收集槽高度W3一般取50-150mm，优选为100mm。本实施例中收集槽呈L型，是为了便于冷凝液快速收集、快速排出，当然收集槽2也可呈其他形状，此处不作限制。

在本实施例中，收集槽2、排水槽6的材料与烟道1的材料相同，导流管3采用玻璃纤维增强塑料(FRP)或聚丙烯塑料(PP)或碳钢衬塑或碳钢衬胶或合金材料，另外排液阀4和冲洗阀5均为耐腐蚀阀门。

实施例二

参考图6-9，本实施例中湿烟气烟道内壁冷凝液收集装置运用于圆形烟道内，包括至少一组的收集结构，若干收集结构设置于圆形烟道1的内壁上用于将烟道壁上的冷凝液排出烟道。其中，收集结构包括收集槽2、排水槽6、导流管3、排液阀4和冲洗阀5。

如图6-7所示，收集槽2沿圆形的烟道1的顶部及左右两侧的内壁固定设置，收集槽2与烟道1径向呈夹角γ倾斜，收集槽2的倾斜方向与烟道1内烟气的流动方向相同，夹角γ的范围为10°≤γ≤20°，优选为15°；在本实施例中，如图8所示，收集槽2呈L型且其槽口方向与烟气的流动方向相对，收集槽2的宽度W2一般取50-150mm，优选为100mm，收集槽的高度W3一般取50-150mm，优选为100mm。

排水槽6设置于圆形烟道1的底部上，结合图6和图9，排水槽6的宽度W1一般取50-300mm，优选为150mm；排水槽底部与烟道底部呈夹角α，夹角α的范围为5°-30°，优选为15°；排水槽6的底部收集槽2沿着烟道1内壁延伸至底部排水槽6的两侧，如图9所示，收集槽2中的冷凝水顺势下流，直接流入到排水槽6中。

如图9所示，排水槽6的一端延伸至烟道的外部，且与导流管3相连，导流管3 的管径为DN50 ～DN200，优选为DN100；导流管3与排水槽之间设置有排液阀4，导流管3上设置有冲洗阀5。

在本实施例中，收集槽2、排水槽6与湿烟气烟道1材料相同，导流管3采用玻璃纤维增强塑料(FRP) 或聚丙烯塑料(PP) 或碳钢衬塑或碳钢衬胶或合金材料，排液阀4和冲洗阀5均为耐腐蚀阀门。

在本实施例中，除上述以外，其余部分均参照实施例一，此处不再赘述。

综上所述，本发明提供了一种湿烟气烟道内壁冷凝液收集装置，包括若干设置于烟道内壁上的收集结构，每个收集结构包括：设于烟道内壁顶部和两侧的收集槽，设置于烟道底部的排水槽，与排水槽外部相连的导流管，设置于排水槽上的排液阀以及设置于导流管上的冲洗阀。其中，收集槽的截面呈L型，收集槽的槽口方向与烟气的流动方向相对，收集槽与烟道的径向呈一定角度的倾斜，且倾斜方向与烟气流动的方向相同。本发明提供的一种湿烟气烟道内壁冷凝液收集装置，结构简单，适用范围广，能耗低、故障率低，使用效果好，安全可靠，且经济实用、易于实现；本发明提供的湿烟气烟道内壁冷凝液收集装能及时排出冷凝液，避免冷凝液聚集后被二次夹带。

本技术领域的技术人员应理解，本发明可以以许多其他具体形式实现而不脱离本发明的精神或范围。尽管也已描述了本发明的实施例，应理解本发明不应限制为这些实施例，本技术领域的技术人员可如所附权利要求书界定的本发明精神和范围之内作出变化和修改。

Claims (9)

1.一种湿烟气烟道内壁冷凝液收集装置，包括至少一组收集结构，其特征在于，每组收集结构包括：

收集槽，固定设置于烟道内壁的顶部和两侧，且所述收集槽的槽口的朝向与所述烟道内烟气的流动方向相反，所述收集槽两端设置有开口；

排水槽，设置于所述烟道内壁的底部，所述收集槽两端的开口与所述排水槽相对，所述收集槽内收集的冷凝液流入所述排水槽内；

导流管，与所述排水槽相连，所述排水槽内的冷凝液通过所述导流管排出所述烟道。

2.根据权利要求1所述的湿烟气烟道内壁冷凝液收集装置，其特征在于，所述排水槽与所述导流管之间设置有排液阀，且所述排液阀为耐腐蚀阀，所述排液阀用于及时将所述排水槽内的冷凝液排出。

3.根据权利要求1所述的湿烟气烟道内壁冷凝液收集装置，其特征在于，所述导流管上还设置有冲洗阀，且所述冲洗阀为耐腐蚀阀，所述冲洗阀用于定时对所述导流管进行冲洗。

4.根据权利要求1所述的湿烟气烟道内壁冷凝液收集装置，其特征在于，所述收集槽的截面呈“L”型。

5.根据权利要求1所述的湿烟气烟道内壁冷凝液收集装置，其特征在于，所述收集槽与所述烟道的径向呈夹角γ倾斜，且所述收集槽的倾斜方向与所述烟道内烟气的流动方向相同。

6.根据权利要求5所述的湿烟气烟道内壁冷凝液收集装置，其特征在于，所述夹角γ的范围为10°≤γ≤20°。

7.根据权利要求1所述的湿烟气烟道内壁冷凝液收集装置，其特征在于，所述排水槽底部与所述烟道底部呈夹角α倾斜，且所述排水槽底部向所述烟道底部的下方倾斜。

8.根据权利要求7所述的湿烟气烟道内壁冷凝液收集装置，其特征在于，所述夹角α的范围为5°≤α≤30°。

9.根据权利要求1所述的湿烟气烟道内壁冷凝液收集装置，其特征在于，所述收集槽和所述排水槽的材料与所述烟道的材料相同，所述导流管采用玻璃纤维增强塑料或聚丙烯塑料或碳钢衬塑或碳钢衬胶或合金材料。

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