CN104474794A - 一种湿烟囱烟气导流板顶端冷凝液收集装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种湿烟囱烟气导流板顶端冷凝液收集装置，包括固定支架和收集槽，收集槽通过固定支架安装在湿烟囱烟气导流板的顶端上。收集槽的两侧开有槽口，槽口内的最低位置处开排水孔并设有排水管；收集槽内部设有加固板以及导水板，导水板用于将收集到的冷凝液导流至排水管并排出烟囱。烟囱入口的烟气导流板区域烟气流场较复杂，容易发生冷凝液二次夹带现象，本发明通过在导流板上设置收集装置，可以有效的消除烟气导流板附近产生的涡流并将产生的冷凝液收集起来排出烟囱，从而有效避免冷凝液被二次夹带进入大气并随之而产生的烟囱雨现象；同时，本发明提供的冷凝液收集装置可靠高效，且经济实用、易于实现。

Description

一种湿烟囱烟气导流板顶端冷凝液收集装置

技术领域

本发明涉及烟囱设计技术领域，尤其涉及一种湿烟囱烟气导流板顶端冷凝液收集装置，用于火力发电厂、化工、冶金等行业采用湿法脱硫工艺的湿烟囱“烟囱雨”现象治理。

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，会在烟囱/烟道内壁、烟囱入口底部等区域聚集。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或超出液滴自身重力和内表面的附着力时，液体重新进入或被二次夹带进入烟气流并被夹带出烟囱。

烟囱入口结构比较复杂，尤其是在设置烟气导流板后，由于流动空间变窄，此区域烟气流速迅速增加，很容易发生涡流现象，并导致冷凝液被烟气二次夹带排放至大气中，被夹带走的冷凝液滴粒径通常较大，它们是造成“烟囱雨”或酸雾沉降现象的主要原因。

目前常规的湿烟囱结构设计时大都没有考虑烟气导流板区域会发生涡流现象且容易结露的潮湿环境，也没有考虑在烟气导流板设置冷凝液收集装置收集产生的冷凝液，从而不能避免涡流现象以及冷凝液二次夹带现象。

发明内容

针对上述提到的问题，本发明公开了一种湿烟囱烟气导流板顶端冷凝液收集装置，包括收集槽，所述收集槽沿一烟囱入口的导流板的顶端设置；所述收集槽的两侧设有槽口，所述槽口内的最低位置处设置排水管，所述收集槽两侧的槽口收集到的冷凝液通过所述排水管排出所述烟囱。

较佳地，所述收集槽通过一固定支架安装在导流板的顶端。

较佳地，所述收集槽两侧的槽口内侧设置有若干加固板，所述加固板连接在所述槽口的顶部和内侧壁上。

较佳地，所述收集槽和所述固定支架的长度与所述烟囱的内径相等。

较佳地，所述收集槽两侧的槽口内均设置有导水板，所述导水板将所述槽口内收集的冷凝液导流至所述排水管并排出烟囱。

较佳地，所述槽口内设置有两片所述导水板，所述导水板自所述槽口的中间向两侧倾斜，两片所述导水板连接呈“V”型或倒“V”型设置。

较佳地，所述导水板与水平方向成夹角为α，且0°<α<45°。

较佳地，所述导水板与水平方向夹角α为10°。

较佳地，所述槽口的底部呈“V”型或倒“V”型。

较佳地，所述排水管的管径为DN32-DN300。

较佳地，所述收集槽、所述加固板和所述排水管均采用玻璃纤维增强塑料或聚丙烯塑料或合金材料。

本发明提供的一种湿烟囱烟气导流板顶端冷凝液收集装置，针对湿烟囱烟气导流板区域复杂的流场和冷凝液流动形式，通过在烟气导流板顶端设置冷凝液收集装置，可以有效的避免湿烟囱烟气导流板区域涡流现象的产生，拦截并收集烟气导流板区域产生的冷凝液，通过导水板导流至收集槽最低处，并通过排水管排出烟囱外部，从而有效解决了湿烟囱烟气导流板区域冷凝液被烟气二次夹带排入到大气中的问题，大大减少了烟气中的液滴含量，从而有效避免烟囱附近的“烟囱雨”或酸雾沉降现象的发生。与现有技术相比，本发明具有以下的优点和积极效果：

（1）结构简单，易于实现，经济实用；

（2）适用范围广，可广泛应用于混凝土、砖内筒等各类湿烟囱；

（3）能耗低，安全可靠，后期设备维护简单，系统运行时也无需额外消耗能量；

（4）可以完全或一定程度上解决目前脱硫烟囱存在的亟待解决的烟囱附近的“烟囱雨”或酸雾沉降现象的发生，另外该烟气导流板顶端冷凝液收集装置还可以一定程度上解决烟囱顶部结冰问题，具有突出的高效性。

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1中湿烟囱烟气导流板顶端冷凝液收集装置主视图；

图2为实施例1中湿烟囱烟气导流板顶端冷凝液收集装置侧视图；

图3为实施例1中湿烟囱烟气导流板顶端冷凝液收集装置细节图；

图4为实施例2中湿烟囱烟气导流板顶端冷凝液收集装置主视图；

图5为实施例2中湿烟囱烟气导流板顶端冷凝液收集装置侧视图；

图6为实施例2中湿烟囱烟气导流板顶端冷凝液收集装置细节图。

符号说明：

1-烟囱内筒

2-烟道

3-收集槽

4-加固板

5-导水板

6-固定支架

7-排水管

8-烟气导流板

9-螺栓。

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。

在烟囱设计领域，当烟囱的底部连接有两相互对称的烟道时候，通常在烟囱的底部中间位置上设置有一烟气导流板，导流板沿烟囱的径向竖直设置，且烟气导流板的两面分别对着两个烟道的出口。本发明提供冷凝液收集装置，沿导流板的顶端设置，有效避免了烟气导流板区域涡流现象的产生，拦截并收集烟气导流板区域产生的冷凝液，并通过排水管排出烟囱外部，有效解决湿烟囱烟气导流板区域的冷凝液被烟气二次夹带排入到大气中的问题，从而避免烟囱附近的“烟囱雨”或酸雾沉降现象的发生。

实施例1

参照图1-3，本发明提供的湿烟囱烟气导流板顶端冷凝液收集装置，包括固定支架6和收集槽3，收集槽3通过固定支架6沿烟气导流板8的顶端设置；当然收集槽3也可直接设置在导流板8的顶端，无需通过固定支架6来安装，此处不作限制。固定支架6可以采用焊接等方式与烟气导流板8进行固定，收集槽3可以采用高强度螺栓9或者焊接等方式与固定支架6连接，当然此处只是一种实施方式，烟气导流板8、定支架6、收集槽3也可采用其他连接方式进行连接，此处均不作限制。

在本实施例中，固定支架6和收集槽3的长度优选的与烟囱内筒1的直径相等；以上对固定支架6和收集槽3的长度的限定，一方面可以将整个烟囱区域分成两块，防止产生的冷凝液从缺口处流走，从而防止了冷凝液的二次夹带，另一方面固定支架6和收集槽3与烟囱内筒壁面相接，方便收集槽3和固定支架6的固定。当然，固定支架6和收集槽3的长度也可小于烟囱内筒1的直径，此处不作限制。

在本实施例中，收集槽3整体呈一长条状，收集槽3的两侧面上都设有槽口，槽口沿收集槽3的长度方向设置，且槽口朝向烟囱内筒1的内侧壁；收集槽3的槽口内的最低位置处开设有排水孔，排水孔与一排水管7相连通，将收集槽3内收集的冷凝液通过排水管7排出烟囱内筒1。

当烟气自烟道流向烟囱时易在烟气导流板上形成冷凝液，在烟气的带动下，冷凝液会顺着烟气导流板9表面往上流动，本发明在烟气导流板8的顶端设置收集槽3，使得向上移动的冷凝液最终被收集槽3拦截并收集起来，从而在一定程度上解决目前脱硫烟囱存在的亟待解决的烟囱附近的“烟囱雨”或酸雾沉降现象的发生；同时，该烟气导流板顶端冷凝液收集装置还可以一定程度上解决在寒冷气候下烟囱顶部结冰的问题。另外，由于从两侧烟道内出来的烟气易在烟气导流板8的上端形成湍流现象，本发明通过在烟气导流板的上端设置收集槽3，在收集槽的这段高度内，两侧的烟气就不会相遇产生涡流，收集槽3消除的实际上是烟气导流板顶端可能产生的涡流；等两侧的烟气在收集槽的顶端相遇的时候也可能产生涡流，但由于冷凝液已经被收集槽收集，即便有涡流，冷凝液也不会被烟气二次夹带走了，从而减轻了烟囱雨的现象。

在本实施例中，收集槽3两侧的槽口内分别设置有两片倾斜的导水板5，两片导水板5自收集槽3的中间开始往两端向下倾斜，两片导水板5整个呈倒“V”型，收集槽3的两端均设置有排水口和排水管7；导水板5的上端面与槽口顶部之间形成冷凝液收集空间，导水板5的下端面与槽口的底部之间可密封起来，防止冷凝水进入。其中，收集槽3中设置的导水板5与水平方向的夹角α范围为0°-45°，优选为10°，当然导水板5的尺寸、形状以及安装位置均可根据具体情况进行调整，此处不作限制。

在本实施例中，收集槽3两侧的槽口内还设置有若干加固板5，若干加固板5均匀分布在槽口内，且连接到槽口的顶部与内侧壁上，加固板5的设置用于加强收集槽3的牢固性。

在本实施例中，排水管7管径范围为DN32-DN300（其中“DN”是公称直径的意思，工程上一般用DN表示管道的尺寸），排水管7、加固板4与收集槽3的材质选用耐腐蚀材料，比如玻璃纤维增强塑料(FRP) 、聚丙烯塑料(PP) 或合金材料等。

实施例2

参考图4-6，本发明提供的湿烟囱烟气导流板顶端冷凝液收集装置，包括固定支架6和收集槽3，收集槽3通过固定支架6沿烟气导流板8的顶端设置；收集槽3的两侧上设有槽口，槽口内设置有导水板5和加固板4，槽口内的最低位置处开排水孔并设置排水管7。

在本实施例中，收集槽3两侧的槽口内均设置有两片导水板5，两导水板5分别自槽口的两端往中间向下倾斜，两片导水板5整个呈“V”型；此时收集槽3的中间位置处为最低位置，收集槽3中间位置处设置有排水口和排水管7；导水板5的上端面与槽口顶部之间形成冷凝液收集空间，导水板5的下端面与槽口的底部之间可密封起来，防止冷凝水进入。

本实施例与实施例1的区别在于收集槽3中导水板5的布置方向不同，其他地方均参照实施例1中的描述，此处不再赘述。

实施例3

本发明提供的湿烟囱烟气导流板顶端冷凝液收集装置，包括固定支架6和收集槽3，收集槽3通过固定支架6沿烟气导流板8的顶端设置；收集槽3的两侧上设有槽口，槽口内设置有加固板4，槽口最低位置处开排水孔并设置排水管7。

在本实施例中，收集槽3两侧的槽口的底部设计呈“V”型或倒“V”型；当收集槽3槽口的底部呈“V”型时，排水口和排水管7设置在收集槽3的底部的中间最低位置处；当收集槽3槽口的底部呈倒“V”型时，收集槽3的底部底部两端的最低位置处分别设置有排水口和排水管7。

本实施例与实施例1、2的区别在于收集槽3的结构不同，其他地方均参照实施例1中的描述，此处不再赘述。

综上所述，本发明提供了一种湿烟囱烟气导流板顶端冷凝液收集装置，包括固定支架和收集槽，收集槽通过固定支架安装在湿烟囱烟气导流板的顶端上。收集槽的两侧开有槽口，槽口内的最低位置处开排水孔并设有排水管；收集槽内部设有加固板以及导水板，导水板用于将收集到的冷凝液导流至排水管并排出烟囱。烟囱入口的烟气导流板区域烟气流场较复杂，容易发生冷凝液二次夹带现象，本发明通过在导流板上设置收集装置，可以有效的消除烟气导流板附近产生的涡流并将产生的冷凝液收集起来排出烟囱，从而有效避免冷凝液被二次夹带进入大气并随之而产生的烟囱雨现象；同时，本发明提供的冷凝液收集装置可靠高效，且经济实用、易于实现。

因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 (11)

1.一种湿烟囱烟气导流板顶端冷凝液收集装置，其特征在于，包括收集槽，所述收集槽沿一烟囱入口的导流板的顶端设置；所述收集槽的两侧设有槽口，所述槽口内的最低位置处设置排水管，所述收集槽两侧的槽口收集到的冷凝液通过所述排水管排出所述烟囱。

2.根据权利要求1所述的湿烟囱烟气导流板顶端冷凝液收集装置，其特征在于，所述收集槽通过一固定支架安装在导流板的顶端。

3.根据权利要求1所述的湿烟囱烟气导流板顶端冷凝液收集装置，其特征在于，所述收集槽两侧的槽口内侧设置有若干加固板，所述加固板连接在所述槽口的顶部和内侧壁上。

4.根据权利要求2所述的湿烟囱烟气导流板顶端冷凝液收集装置，其特征在于，所述收集槽和所述固定支架的长度与所述烟囱的内径相等。

5.根据权利要求1所述的湿烟囱烟气导流板顶端冷凝液收集装置，其特征在于，所述收集槽两侧的槽口内均设置有导水板，所述导水板将所述槽口内收集的冷凝液导流至所述排水管并排出烟囱。

6.根据权利要求5所述的湿烟囱烟气导流板顶端冷凝液收集装置，其特征在于，所述槽口内设置有两片所述导水板，所述导水板自所述槽口的中间向两侧倾斜，两片所述导水板连接呈“V”型或倒“V”型设置。

7.根据权利要求 6所述的湿烟囱烟气导流板顶端冷凝液收集装置，其特征在于，所述导水板与水平方向成夹角为α，且0°<α<45°。

8.根据权利要求 6所述的湿烟囱烟气导流板顶端冷凝液收集装置，其特征在于，所述导水板与水平方向夹角α为10°。

9.根据权利要求1所述的湿烟囱烟气导流板顶端冷凝液收集装置，其特征在于，所述槽口的底部呈“V”型或倒“V”型。

10.根据权利要求1所述的湿烟囱烟气导流板顶端冷凝液收集装置，其特征在于，所述排水管的管径为DN32-DN300。

11.根据权利要求1所述的湿烟囱烟气导流板顶端冷凝液收集装置，其特征在于，所述收集槽、所述加固板和所述排水管均采用玻璃纤维增强塑料或聚丙烯塑料或合金材料。