一种湿式电除尘器
技术领域
本发明涉及烟气除尘净化领域,尤指一种湿式电除尘器。
背景技术
随着国内火电行业环保排放标准的实施,粉尘(微细颗粒物)排放浓度的标准进一步提高。烟气经脱硫后,需进一步进行深度处理,降低烟气中的含尘量和可溶性固体溶盐,以满足新的排放要求,实现达标排放。
湿式电除尘技术作为一种高效除尘技术,在烟气除尘领域得到日益广泛的应用。相对于干式电除尘技术,湿式电除尘器对清灰方式进行了优化,取消了传统的振打清灰装置,通过在电场上方喷淋,在极板表面形成水膜,利用水膜将极板上补集到的灰尘去除,无二次扬尘,对粉尘的适用性较好。
目前塔内湿式电除尘器多采用板线极配布置方式,其中阳极板多为平行于吸收塔中心轴线布置的方形结构。考虑到安装和分区的简易性,电场横截面也多为规则的方形结构。而由于吸收塔垂直于其中心轴线的截面为圆形结构,这样就使得方形结构的电场与截面为圆形结构的吸收塔的契合度较低,导致电场四周出现了电场盲区,对于烟气中含尘颗粒的深度处理有明显的抑制作用。目前常用的控制盲区的方法为对电场盲区进行封堵,但是封堵后,会缩小烟气流通的截面,导致电场区内的烟气流速增大(一般增速可达到8%~10%)。电场内烟气流速增大,烟气停留时间就会缩短,不利于烟气中粉尘的去除。同时由于阳极板是方形结构,极大的限制了电场的比收尘极面积,现有技术为了达到更高的比收尘极面积,需要对电场段进行扩径处理,但是这样又增大了吸收塔的荷载,增大了施工难度。
综上,如何优化内置式湿式电除尘器的阴阳极布置方式,提高烟气流通截面利用率,减少盲区;并实现电场内均匀分区,保证湿式电除尘器高效稳定运行;同时怎样方便安装及检修成为了湿式电除尘领域需要重点解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种湿式电除尘器,能够有效减少吸收塔的横截面烟气盲区,增大有效集尘面积,提高除尘效率。
本发明提供的技术方案如下:
一种湿式电除尘器包括:
筒状壳体、阳极板、阴极线、阳极板冲洗喷嘴、阴极线冲洗喷嘴;
所述阳极板包括两组对称分布的阳极板,对称面为所述筒状壳体的过其中心轴线的一个轴向面;且两组所述阳极板分别包括多个相互平行的阳极板,且两组所述阳极板中相对应的阳极板交汇于所述对称面,或者相对应的阳极板的延长面交汇于所述对称面;所述阳极板与所述对称面之间有一倾角α,0°<α<90°;
所述阴极线与所述阳极板对应地间隔平行设置,同时沿所述对称面对称设置,且所述阴极线与对称面之间呈一倾角,倾角角度与对应阳极板和对称面的倾角α相同;所述阴极线横向设置且从所述对称面的位置向所述筒状壳体水平延伸;
相邻的所述阳极板间设有平行排布的多个所述阴极线,且多个所述阴极线沿所述筒状壳体的轴向方向依次排布构成一个阴极线排,且所述阴极线排上的多个阴极线设置于一个阴极线线框上;
所述阴极线的尖端与所述阳极板垂直布置,并与烟气流向垂直布置;
所述阴极线为折边针刺线或折边芒刺线,其中,所述折边针刺线、所述折边芒刺线分别在两端设有折边,且折边上设有用于与所述阴极线线框连接的孔;
所述阳极板冲洗喷嘴设于所述阳极板之间的通道上方,所述阳极板冲洗喷嘴采用空心雾化喷嘴,实现阳极板板面的冲洗;
所述阴极线冲洗喷嘴位于所述阳极板冲洗喷嘴的上方;所述阴极线冲洗喷嘴采用实心雾化喷嘴,实现喷淋区域均匀覆盖。
进一步优选地,所述的湿式电除尘器还包括:
砧梁、沿所述筒状壳体的径向设置的直吊梁、沿所述筒状壳体的筒状圆周设置的圆形吊梁;
两组所述阳极板中相对应的阳极板一一组合,并固定于所述砧梁上,形成多个阳极板板排,且所述阳极板板排与所述筒状壳体之间贴合布置;
所述砧梁连接于所述直吊梁和所述圆形吊梁之间;
所述直吊梁和所述圆形吊梁支撑于所述筒状壳体。
进一步优选地,所述砧梁通过螺栓连接于所述直吊梁和所述圆形吊梁之间。
进一步优选地,所述筒状壳体的底部设有用于定位所述阳极板的定位槽。
进一步优选地,每组中相邻的所述阳极板间的距离相等,相邻的所述阴极线排之间的距离相等。
进一步优选地,所述阴极线通过螺栓与所述阴极线线框连接。
进一步优选地,所述筒状壳体的底部设有进气口,顶部设有出气口。
进一步优选地,两组所述阳极板中的每对相对应的阳极板组成V形结构;
所述阳极板冲洗喷嘴设置为多排,每排所述阳极板冲洗喷嘴沿所述阳极板之间的通道呈V形设置,且每排所述阳极板冲洗喷嘴朝向一对或相邻的多对阳极板设置;
进一步优选地,所述阴极线冲洗喷嘴设置为一排或多排设置;
当为多排设置时,每排所述阴极线冲洗喷嘴沿所述阴极线之间的通道呈V形设置,且每排所述阴极线冲洗喷嘴朝向与所述阳极板对应的一对或相邻的多对阴极线设置;
进一步优选地,每个区的多对所述阳极板固定连接,集成为一体;
进一步优选地,每个区的多对所述阴极线固定连接,集成为一体。
通过本发明提供的湿式电除尘器,能够带来以下至少一种有益效果:
1.能够有效减少吸收塔的横截面烟气盲区。本发明的湿式电除尘器中,阳极板以筒状壳体的过其中心轴线的一个轴向面为对称面对称分布于两侧,且阳极板与对称面之间有一倾角α,0°<α<90°,这样可使阳极板的一端延伸至筒状壳体处,将现有技术中常出现的壳体处的盲区通过平行排布的倾斜阳极板有效分隔开,并将贴近壳体处的区域归入电场区覆盖的范围,有效减少了烟气盲区,进而降低了不经过电场区的漏风率,保证了电场区设计烟气流速与烟气表观流速相同,进而有效保证烟气在电场区内的停留时间,使除尘效率达到设计水平。
2.增大有效集尘面积。与传统的板线式湿式电除尘器相比,本发明的平行排布的倾斜阳极板能够在相同的塔径条件下,使极板的有效集尘面积增大10%以上,进一步提高了除尘效率。
3.对电场区进行有效分区,方便控制。本发明可对湿式电除尘器内部电场区域根据阳极板的集尘面积或阴极线的数目进行有效分区。两组阳极板中的阳极板一一对应,且相对应的两块阳极板组成一对。从面积最小的一对阳极板向面积较大的一对阳极板递进排布,每个电场区为相邻的多对阳极板之间构成的V形区域(并连同耦合的阴极线构成),且每个电场区内的多个阳极板的集尘面积总和相等或基本相等(基本相等可以理解为不同区域内的阳极板集尘面积总和之间存在较少的差值,该差值范围为0-5%);或者每个电场区内的阴极线数目总和相等或基本相等(基本相等可以理解为不同区域内的阴极线数目总和之间存在较少的差值,该差值范围为0-5%)。这样每个电场区内的集尘面积可以认为是基本相等的,可对其分区控制,供电和冲洗喷嘴的设置都可分区控制,使用起来更为便捷。同时,每个电场区内的多个阳极板可固定连接,集成为一个模块;每个电场区内的阴极线也可固定连接,集成为一个模块,这样也可以实现模块化生产。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明:
图1是本发明的湿式电除尘器的一种实施例的侧面示意图;
图2是本发明的湿式电除尘器的一种实施例的俯视结构示意图;
图3是本发明的折边针刺线的一种实施例的结构示意图;
图4是本发明的折边芒刺线的一种实施例的结构示意图;
图5是图4的侧视图。
附图标号说明:
1-砧梁;2-阴极线;3-阳极板;4-阴极线冲洗喷嘴;5-阳极板冲洗喷嘴;6-阴极线排;7-阳极板板排;8-圆形吊梁;9-直吊梁。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术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。
在本发明的一个实施例一中,参照图1,图2,一种湿式电除尘器包括:筒状壳体、阳极板3、阴极线2、阳极板冲洗喷嘴5、阴极线冲洗喷嘴4;所述阳极板包括两组对称分布的阳极板,对称面为所述筒状壳体的过其中心轴线的一个轴向面(图2为俯视图,对称面可以理解为直吊梁9所处位置的直线表示的平面,两组阳极板为以该对称面为对称中心分布于两侧的阳极板);且两组所述阳极板分别包括多个相互平行的阳极板,且两组所述阳极板中相对应的阳极板交汇于所述对称面(可参见图2,两块相对应的阳极板也可理解为构成为V形的阳极板),或者相对应的阳极板的延长面交汇于所述对称面;所述阳极板与所述对称面之间有一倾角α,0°<α<90°;阳极板与对称面成倾角的设置可以使阳极板的另一边延伸至筒状壳体处并与筒状壳体贴合设置,使现有技术中常出现的烟气盲区也被包含在电场区内,有效避免烟气盲区的出现。所述阴极线与所述阳极板对应地间隔平行设置,同时沿所述对称面对称设置,且所述阴极线与对称面之间呈一倾角,倾角角度与对应阳极板和对称面的倾角α相同;所述阴极线横向设置且从所述对称面的位置向所述筒状壳体水平延伸,可参照图1与图2,阴极线2与阳极板3间隔布置,且同时与阳极板3平行,且阴极线2也沿阳极板的对称面分布于对称面的两侧,每侧的阴极线平行设置。同时,本发明的阴极线横向设置(也可理解为沿水平方向设置,阴极线的一端从对称面所处的位置向筒状壳体的位置水平延伸),这样可以控制阴极线的长度,保证阴极线的长度与相邻的阳极板的长度相对应,同时可有效保证阴极线与壳体间的安全距离。(由于本发明中的阳极板间通道长度大多不相同,阳极板的尺寸长短不一,为了保证收尘效果,本发明的阴极线通过调节极线长度,可有效保证阳极板均有与之对应布置的阴极线。)相邻的所述阳极板间设有平行排布的多个所述阴极线,且多个所述阴极线沿所述筒状壳体的轴向方向(可理解为竖直方向)依次排布构成一个阴极线排,且所述阴极线排上的多个阴极线设置于一个阴极线线框上。每组中相邻的所述阳极板间的距离相等,这样可有效保证湿式电除尘器内部被阳极板均匀分配,有效保证电场均匀分布,同时也便于湿式电除尘器内部及整个电场均匀分区控制。这一分布结构也可应用于阴极线中,相邻的阳极板间的阴极线为一个阴极线排(参照图2中的阴极线排6),相邻的阴极线排间的间距相等,进一步保证电场均匀分布。在每个阴极线排中,多个所述阴极线沿筒状壳体的轴向方向依次排布,且所述阴极线排上的多个阴极线设置于一个阴极线线框上,这样可以便于安装。所述阴极线的尖端与所述阳极板垂直布置,并与烟气流向垂直布置,阴极线的尖端与所述阳极板垂直布置,阴极线横截面不易积灰;同时,阴极线与烟气流向垂直布置,这样在气流流经阴极线时,风力可对阴极线表面有一定的冲刷作用,冲刷作用可以减少阴极线表面的积灰,减少了阴极线的喷淋冲洗时间。所述阴极线为折边针刺线或折边芒刺线,其中,所述折边针刺线、所述折边芒刺线分别在两端设有折边,且折边上设有用于与所述阴极线线框连接的孔。所述阴极线为折边针刺线(图3所示)或折边芒刺线(图4、图5所示),其中,所述折边针刺线、所述折边芒刺线分别在两端设有折边,且折边上设有用于与所述阴极线线框连接的孔。上述两种阴极线是对传统的阴极线进行的改进,主要是在连接方式上,传统的阴极线两端多采用气焊方式连接螺杆,本次发明的阴极线将阴极线两端折边后,在折边上打孔,通过预留孔与阴极框螺栓连接。本发明提供的两种阴极线放电稳定、折边连接实现了无焊接连接,提高了阴极线防腐的耐受性。所述阳极板冲洗喷嘴设于所述阳极板之间的通道上方,所述阳极板冲洗喷嘴采用空心雾化喷嘴,实现阳极板板面的冲洗;所述阴极线冲洗喷嘴位于所述阳极板冲洗喷嘴的上方;所述阴极线冲洗喷嘴采用实心雾化喷嘴,实现喷淋区域均匀覆盖。
本发明的阳极板、阴极线的排布方式近似于建筑中的屋脊形状。
优选地,参照图1、图2,本发明的湿式电除尘器还包括砧梁1、沿所述筒状壳体的径向设置的直吊梁9、沿所述筒状壳体的筒状圆周设置的圆形吊梁8;两组所述阳极板中相对应的阳极板一一组合,并固定于所述砧梁1上,形成多个阳极板板排(两组中相对应的两块阳极板可构成一个阳极板板排7),且所述阳极板板排与所述筒状壳体之间贴合布置,阳极板板排的两端延伸至筒状壳体处,将筒状壳体近处的区域也纳入电场区的包含范围中,阳极板板排与筒状壳体之间无烟气盲区;同时,所述砧梁1连接于所述直吊梁9和所述圆形吊梁8之间;所述直吊梁9和所述圆形吊梁8支撑于所述筒状壳体。优选地,为了进一步对阳极板进行定位,可在筒状壳体的底部设置用于定位阳极板的定位槽,定位槽的形状与阳极板的形状相对应。
优选地,所述砧梁通过螺栓连接于所述直吊梁和所述圆形吊梁之间,避免焊接连接。由于传统的连接中多采用焊接方式,焊接会导致板材局部受热,容易变形,极板平整度等难以保证,同时局部受热导致板材的结构晶体发生变化,防腐性能降低,减少了阳极及阴极的使用寿命;同时焊接方式为一次性连接方式,焊接后,阳极及阴极的局部更换难度较大,而螺栓连接不仅可以有效避免局部受热导致变形的问题,同时还为活动式连接方式,局部更换更为方便。
优选地,阴极线通过螺栓与阴极线线框连接,避免焊接连接。这样也是为了有效避免焊接造成的板材受热变形平整度难以保证的问题,以及受热导致的板材结构晶体变化,防腐性能降低的问题,同时螺栓为活动连接,局部更换更为方便。
优选地,每组中相邻的所述阳极板间的距离相等,相邻的所述阴极线排之间的距离相等。这样的结构设置可使电场均匀分布,并实现均匀分区。
优选地,两组所述阳极板中的每对相对应的阳极板组成V形结构;所述阳极板冲洗喷嘴设置为多排,每排所述阳极板冲洗喷嘴沿所述阳极板之间的通道呈V形设置,且每排所述阳极板冲洗喷嘴朝向一对或相邻的多对阳极板设置;本发明的湿式电除尘器,采用均匀分区方式,每个区的多对所述阳极板的面积总和均与其他任一区的多对所述阳极板的面积总和相等。这样的结构设置是为了实现湿式电除尘器内部的均匀分区,以进行分区控制和模块化生产,且每个区域所对应的阳极板冲洗喷嘴相互独立,这样可以实现阳极板的分区异步清洗。每个区域所对应的阳极板冲洗喷嘴可设置于与相邻阳极板之间的V形通道结构相对应的V形管道上,且多个V形管道水平设置于阳极板的上方。。在分区时,每个区的相邻的多对阳极板的面积总和均相等或基本相等(基本相等可以理解为不同区域内的阳极板集尘面积总和之间存在较少的差值,该差值范围为0-5%)。优选地,进行上述分区后,可将每个区的多个阳极板通过悬挂、焊接等方式固定连接,集成为一体或一个模块,这样可以实现模块化生产和装配。
优选地,阴极线冲洗喷嘴也可采用上述方式分区设置,同时也可单区(不分区)设置,即所述阴极线冲洗喷嘴也可一排或多排设置;当为多排设置时,每排所述阴极线冲洗喷嘴沿所述阴极线之间的通道呈V形设置,且每排所述阴极线冲洗喷嘴朝向与所述阳极板对应的一对或相邻的多对阴极线(也可以为一对或相邻的多对阴极线排)设置;当朝向相邻的多对所述阴极线设置时,每个区的多对所述阴极线的数目总和均与其他任一区的多对所述阴极线的数目总和相等。当阴极线冲洗喷嘴单区设置时,所有的阴极线冲洗喷嘴分别朝向于所有的阴极线排设置,这样就可对所有的阴极线排进行冲洗。当阴极线冲洗喷嘴分区设置时,阴极线冲洗喷嘴呈多个V形分布(与阳极板冲洗喷嘴相对应),可以设置多个V形管道,将每个区的阴极线冲洗喷嘴对应地设置于一个V形管道上,且每个管道上分布的所述阴极线冲洗喷嘴朝向一对或相邻的多对阴极线设置;当朝向相邻的多对阴极线设置时,每个管道上的所述阴极线冲洗喷嘴朝向的多个相邻的所述阴极线(排)构成一个区,且每个区的多个相邻的所述阴极线(排)上的阴极线数目总和,均与其他任一区的多个所述阴极线(排)上的阴极线数目总和相等。分区的结构设置也是为了实现湿式电除尘器内部的均匀分区,以进行分区控制和模块化生产,且每个区域所对应的阴极线冲洗喷嘴相互独立。不同区域的阴极线冲洗喷嘴设置于不同的冲洗管道上,且多个管道水平设置于阳极板的上方,同时阴极线冲洗喷嘴设置于阳极板冲洗喷嘴的上方。在分区时,每个区域内的阴极线数目总和相等或基本相等(基本相等可以理解为不同区域内的阴极线数目总和之间存在较少的差值,该差值范围为0-5%)。优选地,进行上述分区后,可将每个区的多个阴极线(排)固定连接,集成为一体或一个模块,这样可以实现模块化生产和装配。
其他分区或不分区的情况,只要能实现两种冲洗喷嘴对阳极板和阴极线的冲洗都应认为是本发明所保护的范围。
优选地,所述筒状壳体的底部设有进气口,顶部设有出气口,可利用烟气自下向上流动的特性,结构更便于设置。
应当说明的是,其他种类的阴极线由于达到的效果近似或相同,也可用于本发明中,也属于本发明的保护范围。
本发明的湿式电除尘器的内部结构在组装和生产时,可采用如下方式。按图1方式,进行本发明的湿式电除尘器的安装,筒状壳体与已有吸收塔材塔壁连接,连接处采用加强筋加固;塔内安装直吊梁和圆形吊梁,支撑于塔壁上;阳极板采用螺栓连接于砧梁上,形成阳极排;阳极排制作好后,从塔顶吊入塔内,砧梁通过螺栓与直吊梁、圆形吊梁连接定位,阳极排支撑于直吊梁和圆形吊梁之间;阳极板之间等距布置,与吸收塔中心线(筒状壳体的过其轴线的一轴向面)呈一定夹角,阳极板的板排之间相互平行;阳极板板排下端通过壳体处的定位槽进行定位。之后制作阴极线线排,首先制备阴极线线框,框架采用圆管搭建,连接处均采用开槽或螺栓连接,无焊接;圆管上根据阴极线的线间距(相邻的阴极线间距在180mm~280mm之间,这样可减少阴极线数量),开孔;框架制备好后,将阴极线与框架通过螺栓固定,拉紧保证阴极线的平整度和防止烟气流动引起的晃动;阴极线线框尺寸与阳极板板排尺寸一一对应;阴极线线排制作完成后,将阴极线线排从塔顶吊入塔内,置于阳极板板排通道中心位置,阴极线线排通过螺栓连接于阴极砧梁上,阴极砧梁通过螺栓连接于阴极吊梁上。阴阳极安装完成后,布置安装阳极板冲洗管道和阴极线冲洗管道;管道安装完成后,将阴阳极喷嘴分别接入对应的清洗管道上。
应认为,其他能够将本发明的阳极板与阴极线安装于湿式电除尘器的壳体内部的方式也应属于本发明的保护范围。
本发明的湿式电除尘器在使用前需要调压,首先开启绝缘子箱吹扫系统,对绝缘子箱进行热风吹扫2h;2h后,进行高压输电,通过高压控制柜,手动逐级升压,待电场内出现拉弧现象,闪络次数正常,小幅调节电压,保证电压、电流稳定;电场稳定后,通入烟气,通入烟气后,根据电场闪络现象,调节电压,直到电压、电流稳定。
调压后即可进行除尘,本发明的湿式电除尘器在除尘时,电厂烟气经脱硫段和机械除雾器后,进入湿式电除尘器内,烟气从湿式电除尘器底部进入,经湿式电除尘器除尘后,从顶部离开,经烟道进入烟囱,洁净烟气直接排入大气。湿式电除尘器通电后,阴极线与阳极板间产生强电场,尤其是阴极线尖端由于能量集中,最先出现拉弧放电,在电场作用下周围空气被击穿,使气体分子离子化,气体分子离子化的过程产生大量电子(雪崩过程);烟气通过电场区时,烟气中的微细颗粒、液滴与电子碰撞后荷电,荷电后的微细颗粒、液滴等携带了大量的负电荷,在电场力作用下,荷电后的微细颗粒、液滴向阳极板运动,颗粒物、液滴撞击到阳极板上后,释放电荷,而颗粒物、液滴富集在阳极板上,由于塔内烟气湿度过饱和,阳极板上自成水膜,沿极板自流而下,使得烟气中的微细颗粒、液滴被去除。
在对本发明的湿式电除尘器进行冲洗时,可采用间歇冲洗方式,阴阳两极分开冲洗。开启阳极板冲洗喷嘴后,冲洗水在阳极板上形成均匀水膜,阳极板上聚集的粉尘在水膜的作用,沿极板流入底部浆池中;开启阴极线冲洗喷嘴后,阴极线上附着的粉尘,在冲洗水的冲击下,随冲洗水落入底部浆池。本发明既可实现上述的阴极线、阳极板异步分区冲洗;同时也可实现阳极板的不同区域间的间歇冲洗,有效实现分区控制,方便使用。
在本发明的一个完整实施例中,参照图1、图2,湿式电除尘器的筒状壳体的材质与已有吸收塔材质相同,与原塔壁连接处采用加强筋加固;阳极板3固定于砧梁1上,形成阳极板板排7,阳极板板排7通过螺栓连接于直吊梁9和圆形吊梁8之间,直吊梁9和圆形吊梁8支撑于筒状壳体上;阳极板与过筒状壳体轴线的一个轴向面成倾角布置,且对称分布于该轴向面的两侧,同侧阳极板平行布置,相邻阳极板间距相同。本发明的阳极板在阳极板的纵向中心线上,并靠近阳极板的横向边缘,上下各设置一个中心孔,方便阳极板悬吊,保证了阳极板吊装过程中的受力均匀,有效保证了安装过程中极板表面平整度,可起到安装、检修和二次保护作用;同时,阳极板顶部设有等距定位孔,阳极板定位采用螺栓连接方式,保证了极板的平面度,减少了运行过程中点腐蚀等局部腐蚀,延长了极板的运行寿命。同时,阳极板与湿式电除尘器的壳体贴合布置,有效保证阳极板与壳体之间无盲区。在本发明中,阴极线的连接方式采用螺栓连接,无焊接;阳极板的砧梁与直吊梁、圆形吊梁之间也采用螺栓连接,无焊接。本发明的阳极板采用防腐等级较高的不锈钢材质;阴极线及阴极线线框采用防腐等级更高的不锈钢材质。
本发明的湿式电除尘器便于安装检修,有效降低了耗材量,减轻了吸收塔的荷载,实现了阴极、阳极异步分区高效清洗,保证了湿式电除尘器的高效稳定运行,且减少了投资运行费用。本发明的湿式电除尘器,板排易于模块化生产,安装方便,检修维护省时省力;阴极线横向布置,节省了阴极耗材,减少了阴极重量,减轻了吸收塔的荷载。
应当说明的是,上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式,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,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。