CN105910126B - 静电除尘器与烟道支撑装置 - Google Patents

静电除尘器与烟道支撑装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种静电除尘器与烟道支撑装置，其整体上为桁架结构，并包括用于分别支撑静电除尘器和烟道的静电除尘器支撑部分和烟道支撑部分，其中，静电除尘器支撑部分位于烟道支撑部分的下方并使得所述静电除尘器与所述烟道的重心位于相同的高度，从而静电除尘器采用高位布置。本发明充分利用桁架结构的受力优点，将竖向力和水平力通过桁架结构转化为构件的轴向力，并通过桁架结构实现了大跨距、大平面的结构空间，使烟道和除尘器整合在同一个结构中。

Description

静电除尘器与烟道支撑装置
技术领域
本发明涉及火力发电领域，具体涉及一种静电除尘器与烟道支撑装置。
背景技术
由于国家环保标准的要求越来越严格，尤其在重点地区火力发电厂烟尘排放浓度要求控制在20mg/m3以内，许多新建电厂以及已建电厂通过在脱硫塔后增加静电除尘装置来满足环保要求。
静电除尘技术在保证设备稳定运行情况下，能够脱除大部分脱硫产生的石膏浆液雾滴，有效解决脱硫GGH堵塞问题，降低PM10和PM2.5等微细粉尘的排放量、有效控制SO3、重金属(铅汞砷等)污染物排放，合理控制机组风烟系统的能耗，最终实现和增强烟尘达标排放。
静电除尘系统的简单流程布置图如图1所示，烟气从吸收塔出来后，经烟道进入静电除尘器，后再经烟道排出。不同场地条件，可能有不同布置方式，但流程基本相似。
常规的结构布置方案如图2所示，进出烟道支架为两个独立钢支架，静电除尘器支架也分为两个独立钢支架。
这种结构布置方案的特点有以下两方面：
(1)分布、独立式布置。各结构体系须各自承受烟道或除尘器的荷重，结构体系之间难以互相传递荷载；
(2)如图3所示，静电除尘器支架通常由设备厂家提供，而且为低位布置，烟道路径较长。
这种常规的静电除尘器支架和烟道支架由于是分布式，即结构上两者为独立布置，自成结构体系或结构上简单的联合。因此，这种方案具有以下几个方面的缺点：
1)空间利用率低。静电除尘器支架和烟道支架自成结构体系，意味着支架柱数量较多，占地面积大，而且支架结构底部基本没有可利用空间。
2)土建费用高。常规静电除尘器支架和烟道支架为带支撑的框架结构，相较于桁架结构，其构件截面普遍较大，所以土建费用相对较高。
3)无结构美感。常规静电除尘器支架和烟道支架与其它建构筑物的结构形式相似，辨识度低，且由于支架柱数量较多，基本没有结构美感。
发明内容
本发明的目的是提供一种静电除尘器与烟道支撑装置，以弥补上述常规方案的缺点，在提高空间利用率的同时节省土建费用。
为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种静电除尘器与烟道支撑装置，包括用于分别支撑静电除尘器和烟道的静电除尘器支撑部分和烟道支撑部分，所述静电除尘器支撑部分位于所述烟道支撑部分的下方并使得所述静电除尘器与所述烟道的重心位于相同的高度，从而所述静电除尘器采用高位布置，以及所述静电除尘器与烟道支撑装置整体上为桁架结构。
较佳地，所述静电除尘器与烟道支撑装置包括上层、中层和底层，以及所述烟道包括一体形成的水平部分和垂直部分，所述水平部分设有烟气出口，所述垂直部分设有烟气入口，其中，所述烟道的水平部分安装于所述中层，所述烟道的垂直部分贯穿所述上层，以及所述静电除尘器安装于所述底层。
较佳地，所述静电除尘器包括第一静电除尘器和第二静电除尘器，所述中层包括第一区和第二区，所述第一区用于安装所述第一静电除尘器，所述第二区用于安装所述第二静电除尘器。
较佳地，所述烟道的水平部分包括第一水平部分和第二水平部分，所述烟气出口设置于所述第二水平部分，所述第一水平部分和第二水平部分分别位于所述第一静电除尘器和第二静电除尘器的外侧，烟气从所述烟气入口进入所述垂直部分后，一部分烟气经过所述第一水平部分后进入所述第一静电除尘器并到达第二水平部分，然后从所述烟气出口流出，另一部分经过所述第一水平部分后进入所述第二烟气除尘器并到达第二水平部分，然后从所述烟气出口流出。
较佳地，所述下层与地面之间的距离位于12m-18m之间。
较佳地，所述下层与所述中层的距离位于5m-6m之间。
较佳地，所述中层与所述上层的距离位于8m-14m之间。
较佳地，所述静电除尘器与烟道支撑装置包括多根支撑柱和多根支撑梁，所述多根支撑梁连接在所述多根支撑柱之间，其中，所述多根支撑柱之间的水平距离位于2.5m-15m之间。
较佳地，所述静电除尘器与烟道支撑装置包括9根支撑柱和10根支撑梁。
根据本发明的另一方面，还提供了一种静电除尘器与烟道系统，包括静电除尘器和烟道，还包括上述的静电除尘器与烟道支撑装置。
本发明至少有以下几个方面的优点：
(1)空间利用率高。除尘器和烟道支架由于是高位、桁架式结构支承，具备大跨、大平台的特点。一方面，其结构底部留有很大的空间，可供车辆进出或其它设备布置，这在电厂工程中，特别是用地比较紧张的改造工程中显得尤为重要；另一方面，结构大平台的布置给设备检修留下充足空间。
(2)土建费用相对节省。首先，桁架结构的受力优点使得其构件截面较小，相比常规结构节省钢材；其次，静电除尘器支架与烟道支架的整合使得支架柱数量明显减少，也能大幅节省钢材。
(3)整体结构简单可靠。本发明提供的结构方案，除了局部烟道支承是受弯构件，其余都通过桁架或支撑的设置转化为轴向受力构件。整体结构构件细小，高位、桁架式结构，大跨度、大平台，从而整体结构简单可靠。
附图说明
图1是常规的静电除尘系统的简单流程布置图；
图2是常规的静电除尘系统的结构布置方案示意图；
图3是常规的静电除尘器低位布置方案示意图；
图4是本发明的静电除尘器与烟道支撑装置的剖视示意图；
图5是本发明的静电除尘器与烟道支撑装置的俯视示意图；
图6是本发明的静电除尘器与烟道支撑装置的另一剖视示意图；以及
图7是本发明的静电除尘器与烟道支撑装置的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本发明范围的限制，而只是为了说明本发明技术方案的实质精神。
术语说明
静电除尘器：用于去除烟气中PM2.5、SO3等污染物微小颗粒，主要结构包括：进口喇叭、出口喇叭、壳体、放电极及框架、集电极绝缘子、喷嘴和管道以及灰斗等。
烟道：烟气排放的通道，通常为方形或圆形钢结构。
桁架：主要承受轴向力的直杆在相应的节点上连接成几何不变的格构式承重结构，一般由弦杆和腹杆组成。
本发明的静电除尘器与烟道支撑装置整体上为桁架结构，包括用于分别支撑静电除尘器和烟道的静电除尘器支撑部分和烟道支撑部分，静电除尘器支撑部分位于烟道支撑部分的下方并使得静电除尘器与烟道的重心位于相同的高度，从而静电除尘器采用高位布置。
下面结合图4-7对本发明的静电除尘器与烟道支撑装置进行详细说明。图4是本发明的静电除尘器与烟道支撑装置的剖视示意图，图5是本发明的静电除尘器与烟道支撑装置的俯视示意图，图6是本发明的静电除尘器与烟道支撑装置的另一剖视示意图，图7是本发明的静电除尘器与烟道支撑装置的结构示意图。
如图5所示，静电除尘器与烟道支撑装置100整体上采用桁架结构，并包括静电除尘器支撑部分601、602和烟道支撑部分701、702，静电除尘器支撑部分601、602用于支撑静电除尘器31、32，烟道支撑部分701、702用于支撑烟道211、212，其中，静电除尘器支撑部分601、602位于烟道支撑部分701、702的下方并使得静电除尘器31、32与烟道211、212的重心位于相同的高度，从而静电除尘器31、32采用高位布置(即与传统的静电除尘器支架相比，抬高了静电除尘器的高度，使其与烟道的高度相同)。
具体地，如图7所示，静电除尘器与烟道支撑装置100包括上层50、中层70和底层60。如图4所示，烟道20包括一体形成的水平部分21和垂直部分22，水平部分21设有烟气出口，垂直部分22设有出口，水平部分21安装于中层70上，垂直部分22贯穿上层50，即垂直部分20的一部分位于上层50和中层70之间，另一部分位于上层50之上。
如图5所示，静电除尘器包括第一静电除尘器31和第二静电除尘器32，且静电除尘器支撑部分601、602位于底层60上，而烟道支撑部分701、702位于中层70上，具体为静电除尘器支撑部分包括第一区701和第二区702，第一区701用于安装第一静电除尘器31，第二区702用于安装第二静电除尘器32。
回到图5，水平部分21包括第一水平部分211和第二水平部分212，烟气出口设置于第二水平部分212上，第一水平部分211和第二水平部分212分别位于第一静电除尘器31和第二静电除尘器32的外侧，烟气从烟气入口进入垂直部分22后，一部分烟气经过第一水平部分211后进入第一静电除尘器31并到达第二水平部分212，然后从烟气出口流出，另一部分经过第一水平部分211后进入第二烟气除尘器32并到达第二水平部分212，然后从烟气出口流出。
在本发明中，静电除尘器与烟道支撑装置的下层60与地面之间的距离位于10m-20m之间，较佳地，位于14m-20m之间。
下层60与中层7的距离位于4m-8m之间，较佳地，位于5m-6m之间。
中层70与上层50的距离位于6m-16m之间，较佳地，位于8m-14m之间。
如图7所示，静电除尘器与烟道支撑装置100为桁架机构，并包括多根支撑柱和多根支撑梁，具体为包括外侧的外支撑柱42和于中间的内支撑柱41，较佳地，静电除尘器与烟道支撑装置100包括6根外支撑柱42和3根中支撑柱41，在外支撑柱42之间通过支撑梁61连接，在中支撑柱41之间通过支撑梁62连接。
较佳地，外支撑柱42之间的水平距离位于10m-20m之间，内支撑柱41之间的水平距离位于10-20之间。
因此，作为一种优选方式，支撑柱的数目为9根，支撑梁的数目为10根。
本发明打破了上述的常规布置方案，在汲取桁架结构的受力优点的基础上，和厂家和工艺专业积极配合、协商，创造性地提出一种新型的高位静电除尘器与烟道整体桁架式结构支承方案。
首先，提出除尘器与烟道整体高位布置。通过和厂家和工艺专业的积极沟通和配合，除尘器不再考虑低位布置，而是尽量上抬与出口烟道保持同一标高，即采取所谓高位布置。高位布置有效优化了烟道的长度，同时也为除尘器支架和烟道支架的整合奠定了基础。
其次，桁架式支承结构。除尘器与烟道整体高位布置使得除尘器和烟道的荷载重心基本位于同一高度。要实现同一高度范围内的整体布置，一方面要求其支承层要有足够的大平台式空间；另一方面，受制于现场各方面因素，需要在支承层底部留有足够空间供车辆进出。以上两方面因素要求支撑结构要同时具备大跨、大平台的特点。由于除尘器本体体量巨大，单个荷重达200t,且对其支承结构的变形要求较高，如采用单跨钢梁将难以实现。本方案采在汲取桁架结构的受力优点的基础上，在除尘器支承层整体采用了桁架结构，桁架与桁架之间通过水平支撑梁连接，实现了大跨、大平台的结构特点，达到除尘器支架和烟道支架的整合目的。在静电除尘系统运行后的各项实测数据表明，本结构满足设备的要求，达到了良好的效果。
最后，整体支承结构系统的实现。烟道和除尘器由于其设备特性，在运行的时候会对结构产生两种荷载，即竖向荷载和水平荷载。值得注意的是，在本发明中，桁架式支承结构不仅仅起到承受竖向荷载的作用，同时也是整个水平力传递系统中最重要的组成部分。水平力通过桁架式支撑结构直接传递给带垂直支撑的框架柱，然后通过垂直支撑传递给柱脚，整个水平力传递途径简单、直接。同时，桁架式支承结构亦为整个结构系统提供了良好的侧向刚度和结构稳定性。桁架式支承结构和带支撑的框架柱共同构成了静电除尘器和烟道的整体支承结构系统。
本发明充分利用桁架结构的受力优点，将竖向力和水平力通过桁架结构转化为构件的轴力，并通过桁架结构实现了大跨距、大平面的结构空间，使烟道和除尘器整合在同一个结构中。
综上，本发明至少有以下几个方面的优点：
(1)空间利用率高。除尘器和烟道支架由于是高位、桁架式结构支承，具备大跨、大平台的特点。一方面，其结构底部留有很大的空间，可供车辆进出或其它设备布置，这在电厂工程中，特别是用地比较紧张的改造工程中显得尤为重要；另一方面，结构大平台的布置给设备检修留下充足空间。
(2)土建费用相对节省。首先，桁架结构的受力优点使得其构件截面较小，相比常规结构节省钢材；其次，静电除尘器支架与烟道支架的整合使得支架柱数量明显减少，也能大幅节省钢材。
(3)整体结构具有美观价值。本发明提供的结构方案，除了局部烟道支承是受弯构件，其余都通过桁架或支撑的设置转化为轴向受力构件。整体结构构件细小，高位、桁架式结构，大跨度、大平台，从而整体结构简单，可靠。
以上已详细描述了本发明的较佳实施例，但应理解到，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改。这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种静电除尘器与烟道支撑装置，包括用于分别支撑静电除尘器和烟道的静电除尘器支撑部分和烟道支撑部分，其特征在于，所述静电除尘器支撑部分位于所述烟道支撑部分的下方并使得所述静电除尘器与所述烟道的重心位于相同的高度，从而所述静电除尘器采用高位布置，以及所述静电除尘器与烟道支撑装置整体上为桁架结构。
2.根据权利要求1所述的静电除尘器与烟道支撑装置，其特征在于，所述静电除尘器与烟道支撑装置包括上层、中层和底层，以及所述烟道包括一体形成的水平部分和垂直部分，所述水平部分设有烟气出口，所述垂直部分设有烟气入口，其中，所述烟道的水平部分安装于所述中层，所述烟道的垂直部分贯穿所述上层，以及所述静电除尘器安装于所述底层。
3.根据权利要求2所述的静电除尘器与烟道支撑装置，其特征在于，所述静电除尘器包括第一静电除尘器和第二静电除尘器，所述中层包括第一区和第二区，所述第一区用于安装所述第一静电除尘器，所述第二区用于安装所述第二静电除尘器。
4.根据权利要求3所述的静电除尘器与烟道支撑装置，其特征在于，所述烟道的水平部分包括第一水平部分和第二水平部分，所述烟气出口设置于所述第二水平部分，所述第一水平部分和第二水平部分分别位于所述第一静电除尘器和第二静电除尘器的外侧，烟气从所述烟气入口进入所述垂直部分后，一部分烟气经过所述第一水平部分后进入所述第一静电除尘器并到达第二水平部分，然后从所述烟气出口流出，另一部分经过所述第一水平部分后进入所述第二静电除尘器并到达第二水平部分，然后从所述烟气出口流出。
5.根据权利要求2所述的静电除尘器与烟道支撑装置，其特征在于，所述底层与地面之间的距离位于12m-18m之间。
6.根据权利要求2所述的静电除尘器与烟道支撑装置，其特征在于，所述底层与所述中层的距离位于5m-6m之间。
7.根据权利要求2所述的静电除尘器与烟道支撑装置，其特征在于，所述中层与所述上层的距离位于8m-14m之间。
8.根据权利要求1所述的静电除尘器与烟道支撑装置，其特征在于，所述静电除尘器与烟道支撑装置包括多根支撑柱和多根支撑梁，所述多根支撑梁连接在所述多根支撑柱之间，其中，所述多根支撑柱之间的水平距离位于2.5m-15m之间。
9.根据权利要求8所述的静电除尘器与烟道支撑装置，其特征在于，所述静电除尘器与烟道支撑装置包括9根支撑柱和10根支撑梁。
10.一种静电除尘器与烟道系统，包括静电除尘器和烟道，其特征在于，还包括如权利要求1-9任一项所述的静电除尘器与烟道支撑装置。
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