CN104014429A - 柔性回转阳极湿式电除尘器 - Google Patents

Abstract

本发明柔性回转阳极湿式电除尘器涉及一种燃煤火电机组使用的布置在脱硫塔出口与烟囱之间的湿式电除尘器。包括壳体、内壳体、进口烟箱、气流均布板、出口烟箱、集液槽、柔性回转阳极系统、阴极系统、高频电源、喷淋系统、清洗系统、DCS；柔性回转阳极为碳纤维和涤纶长丝混纺织物，导电性良好，不依赖含灰水膜的导电性；喷淋系统和清洗系统保证了柔性回转阳极工作时表面水膜连续、均匀，不积灰，不积垢，无沟流，无干斑，无需在喷淋水和清洗水中加NaOH，系统简单，运行费用低；易于模块化、大型化，可用于设计、制造配套1000MW等级的燃煤锅炉使用的柔性回转阳极湿式电除尘器，降低造价。

Description

柔性回转阳极湿式电除尘器

技术领域：

本发明柔性回转阳极湿式电除尘器涉及一种燃煤火电机组使用的布置在脱硫塔出口与烟囱之间的湿式电除尘器。

背景技术：

使用湿式电除尘器是火电机组实现超低排放的有效手段。

湿式电除尘器布置在脱硫塔出口与烟囱之间，可以有效去除烟尘(包括PM10 PM2.5细颗粒物)、石膏微液滴、SO₃和有毒重金属。

现有技术的火电站使用的湿式电除尘器可以分为刚性极板和柔性电极两大类；无论刚性极板还是柔性电极均为固定电极。刚性极板通常用奥氏体不锈钢/玻璃钢薄板制作；柔性电极通常用耐酸化纤织物另有框架张紧。

现有技术的火电站使用的湿式电除尘器在结构上有两种基本型式：管式和板式。管式湿式电除尘器只能用于处理垂直流动的烟气；板式湿式静电除尘器的集尘极呈平板状，垂直布置，可获得较好的水膜形成条件，板式湿式电除尘器可用于处理水平或垂直流动的烟气。

刚性极板湿式电除尘器通常配有持续的/间歇的喷淋/喷雾系统，以在刚性极板表面形成尽可能均匀的向下流动的含灰液膜。为了保护在低PH值环境下工作的不锈钢极板，通常需要在喷淋/喷雾水中加NaOH。

柔性电极湿式电除尘器由于柔性电极化纤织物的毛细作用，被收集下来的水雾可在集尘电极表面形成含灰水膜的条件比刚性极板要好，如果依靠收集到的液滴能完成自身的冲洗清灰，下常工作中可不补充另外的喷淋/喷雾用水。

发明内容：

所要解决的技术问题：

本发明的目的是提供一种柔性回转阳极湿式电除尘器，解决现有技术刚性阳极表面因机加工偏差和表面张力作用，碱洗液易在刚性壁面形成沟流和干斑，水膜均布特性相对较差，易形成灰垢；解决现有技术柔性电极运行时的导电性是通过表面含灰水膜的导电性实现的，在较高气速下，表面含灰水膜会被气流冲击而影响其完整性，含灰水膜流程过长时也影响其导电性和柔性电极的自清灰能力，发生粉尘堆积、结垢等问题；现有技术柔性电极湿式电除尘器大型化比较困难。

解决其技术问题采用的技术方案：

本发明柔性回转阳极湿式电除尘器包括壳体、内壳体、进口烟箱、气流均布板、出口烟箱、集液槽、柔性回转阳极系统、阴极系统、高频电源、喷淋系统、清洗系统、DCS；柔性回转阳极为碳纤维和涤纶长丝混纺织物，环形，由布置在上部的驱动滚筒驱动做低速回转运动，驱动滚筒的轴承座生根在壳体的上顶板，驱动滚筒由变速驱动系统驱动；布置在下部的张紧滚筒可以沿导轨上下活动，保持柔性回转阳极具有适当的张紧力；整个柔性回转阳极系统与大地等电位；阴极线为芒刺型，双相不锈钢材质，均布在阴极框架上，阴极框架由绝缘子悬吊与大地绝缘，阴极框架与高频电源输出负高压端连接；喷淋系统布置在上部，分为阳极喷淋子系统和阴极喷淋子系统，阳极喷淋子系统又分为2组，分别喷淋柔性回转阳极的上升边和下降边，阴极喷淋子系统只有在阴极停电状态才能喷淋，喷淋系统与大地等电位；清洗系统布置在下部张紧滚筒的上方，在柔性回转阳极的上升边和下降边的内、外侧各有一组清洗喷嘴；喷淋系统与清洗系统用水引自脱硫系统工艺水泵出口，收集下来的含尘水自流至湿式电除尘器壳体的集液槽，经液封进入脱硫系统的地坑；柔性回转阳极系统、阴极系统、高频电源、喷淋系统和清洗系统均受DCS控制柜监控。

本发明的有益效果：

·柔性回转阳极湿式电除尘器可以有效去除烟尘(包括PM10PM2.5细颗粒物)、石膏微液滴、SO₃和有毒重金属，是大、中型燃煤火电机组实现超低排放的有效手段；

·柔性回转阳极湿式电除尘器在饱和湿烟气条件下工作，尘雾粒子荷电性能好，电晕电流大，除尘除雾效率高；

·使用高频电源，能耗低；

·柔性回转阳极湿式电除尘器配有喷淋系统和清洗系统，没有阴、阳极振打装置，不会产生二次飞扬，确保出口粉尘达标；

·柔性回转阳极为碳纤维和涤纶长丝混纺织物，导电性良好，不依赖含灰水膜的导电性；

·喷淋系统和清洗系统保证了柔性回转阳极工作时表面水膜连续、均匀，不积灰，不积垢，无沟流，无干斑，无需在喷淋水和清洗水中加NaOH，系统简单，运行费用低；

·喷淋系统和清洗系统周期性使用足以保证柔性回转阳极湿式电除尘器长周期安全、高效运行，无需连续运行的喷雾系统；

·柔性回转阳极系统、阴极系统、高频电源、喷淋系统和清洗系统均受PLC监控，节能节水，运行、维护工作量小；

·易于模块化、大型化，可用于设计、制造配套1000MW等级的燃煤锅炉使用的柔性回转阳极湿式电除尘器，降低造价。

附图说明：

图1为柔性回转阳极湿式电除尘器的断面图。

烟气流方向与纸面垂直，图1中仅画出2组柔性回转阳极系统、阴极系统作为示例。

图2为变速驱动系统的结构图。

图3为喷淋系统和清洗系统示意图。

图3中仅画出内壳体的一部分，且未画出悬吊阴极系统的绝缘子、绝缘子保护罩及阴极系统。

在图1、图2和图3中的附图标记：

1  壳体、                            2  柔性回转阳极系统、

3  阴极系统、                        4  变频驱动开关、

5  带控制接口的变频电源、            6  变频电源出口隔离开关、

7  工频驱动开关、                     8  驱动电机、

9  减速机、                           10 驱动滚筒、

11  DCS控制柜、                      12 DCS操作员站、

13  内壳体、                          14  张紧滚筒、

15  柔性阳极下降边、                  16  柔性阳极上升边、

17  柔性阳极下降边喷淋子系统、        18  柔性阳极上升边喷淋子系统、

19  柔性阳极下降边外侧清洗子系统、    20  柔性阳极下降边内侧清洗子系统、

21  柔性阳极上升边内侧清洗子系统、    22  柔性阳极上升边外侧清洗子系统、

23  阴极A侧清洗子系统、               24  阴极B侧清洗子系统。

具体实施方式：

以下以一台1000MW级燃用烟煤的电站锅炉为例，结合图1、图2和图3进一步说明本发明柔性回转阳极湿式电除尘器的优选实施方式。

发明的优选实施方式：

本发明柔性回转阳极湿式电除尘器包括壳体、内壳体、进口烟箱、气流均布板、出口烟箱、集液槽、柔性回转阳极系统、阴极系统、高频电源、喷淋系统、清洗系统、DCS；柔性回转阳极为碳纤维和涤纶长丝混纺织物，环形，由布置在上部的驱动滚筒驱动做低速回转运动，驱动滚筒的轴承座生根在壳体的上顶板，驱动滚筒由变速驱动系统驱动；布置在下部的张紧滚筒可以沿导轨上下活动，保持柔性回转阳极具有适当的张紧力；整个柔性回转阳极系统与大地等电位；阴极线为芒刺型，双相不锈钢材质，均布在阴极框架上，阴极框架由绝缘子悬吊与大地绝缘，阴极框架与高频电源输出负高压端连接；喷淋系统布置在上部，分为阳极喷淋子系统和阴极喷淋子系统，阳极喷淋子系统又分为2组，分别喷淋柔性回转阳极的上升边和下降边，阴极喷淋子系统只有在阴极停电状态才能喷淋，喷淋系统与大地等电位；清洗系统布置在下部张紧滚筒的上方，在柔性回转阳极的上升边和下降边的内、外侧各有一组清洗喷嘴；喷淋系统与清洗系统用水引自脱硫系统工艺水泵出口，收集下来的含尘水自流至湿式电除尘器壳体的集液槽，经液封进入脱硫系统的地坑；柔性回转阳极系统、阴极系统、高频电源、喷淋系统和清洗系统均受DCS控制柜监控。

壳体由6mm碳钢板制成，内侧玻璃钢内衬防腐，外侧有加固槽钢增加壳体的刚性，下部设置有集液槽；壳体上设置有透明观察窗口，配有LED照明，可观察柔性回转阳极的工作情况。

内壳体由4mm双相不锈钢钢板弯折制成，内壳体设置有悬吊阴极系统的绝缘子、绝缘子保护罩和连接各阴极框架的负高压电缆。

驱动滚筒和张紧滚筒由ND钢制成，外覆盖导电橡胶层，轴和轴承由双相不锈钢制成。

喷淋系统仅在湿式电除尘器启动、停止和事故状态下使用，为笛形管式结构。

柔性阳极清洗系统受DCS控制周期性投运，为多排孔笛形管式结构。

阴极清洗系统喷嘴有强指向性，仅在阴极停电时使用。

带控制接口的变频电源(5)为具有矢量控制特性变频电源，以获得必要的启动转矩，在低转速高转矩条件下，可以长周期安全运行；具有驱动电机旋转力矩测量和控制单元；带控制接口的变频电源(5)所带的控制接口可以是模拟量接口，如4_20mA、0_10V，也可以是数字接口，如RS485、DeviceNet、Profibus-DP、Modbus、CAN、SIMOLINK或者同时具有2类接口；输出频率范围为5Hz至50Hz；相应柔性阳极运动速度为0.6m/min至6m/min。

同极间距400mm，柔性阳极宽度4000mm，柔性阳极有效高度16m。

柔性阳极比集尘面积18m²/m³/s。

每台机组配置高频电源6台，输出2000mA/72kV，工作频率20kHz。

DCS控制柜(11)和DCS操作员站(12)硬件为整台单元发电机组共用；柔性回转阳极湿式电除尘器的监控软件为DCS控制柜(11)全套软件中的一个子系统；DCS操作员站(12)为操作员与DCS控制柜(11)的人机接口。

Claims (7)

1.一种柔性回转阳极湿式电除尘器，其特征在于：包括壳体、内壳体、进口烟箱、气流均布板、出口烟箱、集液槽、柔性回转阳极系统、阴极系统、高频电源、喷淋系统、清洗系统、DCS；柔性回转阳极为碳纤维和涤纶长丝混纺织物，环形，由布置在上部的驱动滚筒驱动做低速回转运动，驱动滚筒的轴承座生根在壳体的上顶板，驱动滚筒由变速驱动系统驱动；布置在下部的张紧滚筒可以沿导轨上下活动，保持柔性回转阳极具有适当的张紧力；整个柔性回转阳极系统与大地等电位；阴极线为芒刺型，双相不锈钢材质，均布在阴极框架上，阴极框架由绝缘子悬吊与大地绝缘，阴极框架与高频电源输出负高压端连接；喷淋系统布置在上部，分为阳极喷淋子系统和阴极喷淋子系统，阳极喷淋子系统又分为2组，分别喷淋柔性回转阳极的上升边和下降边，阴极喷淋子系统只有在阴极停电状态才能喷淋，喷淋系统与大地等电位；清洗系统布置在下部张紧滚筒的上方，在柔性回转阳极的上升边和下降边的内、外侧各有一组清洗喷嘴；喷淋系统与清洗系统用水引自脱硫系统工艺水泵出口，收集下来的含尘水自流至湿式电除尘器壳体的集液槽，经液封进入脱硫系统的地坑；柔性回转阳极系统、阴极系统、高频电源、喷淋系统和清洗系统均受DCS控制柜监控。

2.根据权利要求1所述的柔性回转阳极湿式电除尘器，其特征是所述的壳体由6mm碳钢板制成，内侧玻璃钢内衬防腐，外侧有加固槽钢增加壳体的刚性，下部设置有集液槽；壳体上设置有透明观察窗口，配有LED照明，可观察柔性回转阳极的工作情况。

3.根据权利要求1所述的柔性回转阳极湿式电除尘器，其特征是所述的内壳体由4mm双相不锈钢钢板弯折制成，内壳体设置有悬吊阴极系统的绝缘子、绝缘子保护罩和连接各阴极框架的负高压电缆。

4.根据权利要求1所述的柔性回转阳极湿式电除尘器，其特征是所述的驱动滚筒和张紧滚筒由ND钢制成，外覆盖导电橡胶层，轴和轴承由双相不锈钢制成。

5.根据权利要求1所述的柔性回转阳极湿式电除尘器，其特征是所述的喷淋系统仅在湿式电除尘器启动、停止和事故状态下使用，为笛形管式结构；柔性阳极清洗系统受DCS控制周期性投运，为多排孔笛形管式结构；阴极清洗系统喷嘴有强指向性，仅在阴极停电时使用。

6.根据权利要求1所述的柔性回转阳极湿式电除尘器，其特征是所述的带控制接口的变频电源(5)为具有矢量控制特性变频电源，以获得必要的启动转矩，在低转速高转矩条件下，可以长周期安全运行；具有驱动电机旋转力矩测量和控制单元；带控制接口的变频电源(5)所带的控制接口可以是模拟量接口，如4_20mA、0_10V，也可以是数字接口，如RS485、DeviceNet、Profibus-DP、Modbus、CAN、SIMOLINK或者同时具有2类接口；输出频率范围为5Hz至50Hz；相应柔性阳极运动速度为0.6m/min至6m/min。

7.根据权利要求1所述的柔性回转阳极湿式电除尘器，其特征是所述的DCS控制柜(11)和DCS操作员站(12)硬件为整台单元发电机组共用；柔性回转阳极湿式电除尘器的监控软件为DCS控制柜(11)全套软件中的一个子系统；DCS操作员站(12)为操作员与DCS控制柜(11)的人机接口。