CN106622660A - 一种侧出口式湿式电除尘器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种侧出口式湿式电除尘器，包括：壳体，其包括设于壳体的底部的进气通道，以及设于其侧壁的顶端的出气通道；设于壳体内的除尘单元；设于进气通道与除尘单元之间的且与壳体相连的布流网板，布流网板包括第一区域和第二区域，第一区域比第二区域更靠近出气通道，且第一区域的开孔率小于第二区域的开孔率，第一区域的各网孔的横截面面积均小于第二区域的各网孔的横截面面积。还包括设置在壳体内用于引导待除尘烟气流入出气通道的导流弯板。本发明提供的侧出口式湿式电除尘器，能够提高侧出口式湿式电除尘器内气流的均匀性，以达到提高除尘效率的目的。

Description

一种侧出口式湿式电除尘器
技术领域
本发明属于工业烟气除尘技术领域，具体涉及一种侧出口式湿式电除尘器。
背景技术
湿式电除尘器主要用于除去湿法脱硫烟气中含有的微细颗粒物、酸雾、水滴等有毒有害物质，是燃煤电厂除尘减排及实现超低排放的重要设备。以湿式电除尘器的出口方式进行分类，湿式电除尘器分为两种：正出口式湿式电除尘器和侧出口式湿式电除尘器。影响湿式电除尘器除尘效率的因素有很多，如极板极线的布置形式、除尘器的伏安特性、除尘器内烟气流场均匀性等。其中除尘器内烟气流场均匀性主要受到除尘器进出口气流分布板的影响。通常湿式电除尘器的入口气流均匀性系数要求＜20％，而目前通常采用的布流网板布置方法主要有两种：一是在入口处设置烟气导流弯板，从而保证烟气的均匀流动；二是在入口处设置2层甚至3层均布开孔式的烟气布流网板进行整流。
这两种布流网板布置方法，对于正出口式湿式电除尘器而言，如图1所示，能够起到较好的烟气均流效果，保证湿式电除尘器内的气流均匀性系数＜20％，达到其设计的性能，保证烟气达标排放；但对于侧出口式湿式电除尘器而言，如图2所示，由于出口烟气流动对湿式电除尘器内流场具有较大的影响，现有的两种布流网板布置方式不满足其入口气流均匀性系数＜20％，且湿式电除尘器内部容易出现局部高速流场区，降低湿式电除尘器的除尘效率，不能达到其设计的原有性能，并不能保证出口烟气达标排放。
发明内容
基于上述问题，本发明的目的是提供一种侧出口式湿式电除尘器，能够提高侧出口式湿式电除尘器内气流的均匀性，以达到提高除尘效率的目的。
本发明提供一种侧出口式湿式电除尘器，包括：
壳体，包括设于所述壳体的底部的进气通道，以及设于其侧壁的顶端的出气通道；
设于所述壳体内的除尘单元；
设于所述进气通道与所述除尘单元之间的且与所述壳体相连的布流网板，所述布流网板包括第一区域和第二区域，所述第一区域比所述第二区域更靠近所述出气通道，且所述第一区域的开孔率小于所述第二区域的开孔率，所述第一区域的各网孔的横截面面积均小于所述第二区域的各网孔的横截面面积。
优选地，所述布流网板垂直于所述待除尘烟气的流动方向。
优选地，所述布流网板的数量是多个，并且沿待除尘烟气的流动方向间隔式排列。
优选地，在任意两个所述布流网板中，远离所述进气通道的布流网板的第一区域的开孔率大于靠近所述进气通道的布流网板的第一区域的开孔率，远离所述进气通道的布流网板的第二区域的开孔率大于靠近所述进气通道的布流网板的第二区域的开孔率，远离所述进气通道的布流网板的第一区域的各网孔的横截面面积大于靠近所述进气通道的布流网板的第一区域的各网孔的横截面面积，远离所述进气通道的布流网板的第二区域的各网孔的横截面面积大于靠近所述进气通道的布流网板的第二区域的各网孔的横截面面积。
优选地，所述壳体具有变径段，所述变径段位于所述进气通道与所述除尘单元之间，所述布流网板的数量是2个，2个所述布流网板均设于所述变径段内。
优选地，所述第一区域的开孔率为22％～45％；所述第二区域的开孔率为46％～76％。
优选地，所述壳体包括自上至下依次布置的壳体盖、直管段和径向尺寸逐渐收缩的变径段，所述出气通道具有平直出口段，所述平直出口段设于所述壳体盖和直管段之间，所述进气通道与所述变径段的下端相接合，所述布流网板与所述壳体的变径段相连。
优选地，还包括设置在所述壳体内用于引导待除尘烟气流入所述出气通道的导流弯板。
优选地，所述导流弯板具有第一平直部和第二平直部，以及用于连接所述第一和第二平直部的圆弧部，所述第一平直部到所述出气通道的平直出口段的下沿的距离是该平直出口段的直径的1/N倍，所述第二平直部到壳体的直管段的内壁之间的最短距离是所述壳体的直管段的直径1/N倍，N的取值在3～8之间。
优选地，所述第一平直部的长度是500～3000mm，所述第二平直部的长度是500～1000mm，所述圆弧部是半径为500～2000mm的1/4圆弧。
根据本发明的一种具有均流装置的侧出口式湿式电除尘器，从进气通道进入壳体内的待除尘烟气先通过布流网板后再进行除尘处理，能够提高壳体内的流场均匀性。由于侧出口式湿式电除尘器内流场受到出口的影响较大，靠近出其通道的烟气流速高流量大，而远离出气通道的烟气流速低流量小。因此，靠近出气通道的布流网板的第一区域采用较小的开孔率和较小的网孔横截面面积，以增加烟气阻力，限制烟气流量，降低烟气流速；而在远离出气通道的布流网板的第二区域则采用较大的开孔率和较大的网孔横截面面积，以减少烟气阻力，提高烟气流量与流速，整体上缓解侧出口式电除尘器内靠近与远离出气通道烟气流场的不均匀性，提高流场均匀性。同时，还在壳体内设置了用于引导待除尘烟气流入气通道的导流弯板，在布流网板与导流弯板的共同作用下，进一步提高湿式电除尘器内流场均匀性，达到提高除尘效率的目的。本发明对实现燃煤电厂超低排放具有非常重要的意义，且其简单可靠，便于实施推广应用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1显示了现有技术中正出口式湿式电除尘器；
图2显示了现有技术中侧出口式湿式电除尘器；
图3为根据本发明的侧出口式湿式电除尘器的结构示意图
图4为靠近进气通道的布流网板的结构示意图；
图5为远离进气通道的布流网板的结构示意图；
图6为导流弯板的结构示意图。
附图标记说明:1、壳体；11、进气通道；12、出气通道；13、变径段；14、壳体盖；15、直管段；121、平直出口段；2、除尘单元；3、布流网板；31、第一区域；31、第二区域；4、导流弯板；41、第一平直部；42、第二平直部；43、圆弧部。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
图3为根据本发明的侧出口式湿式电除尘器的结构示意图，如图3所示，该侧出口式湿式电除尘器其包括：壳体1，其包括设于壳体1的底部的进气通道11，以及设于其侧壁的顶端的出气通道12；设于壳体1内的除尘单元2；设于进气通道11与除尘单元2之间的且与壳体1相连的布流网板3。布流网板3包括第一区域31和第二区域31，第一区域31比第二区域31更靠近出气通道12，且第一区域31的开孔率小于第二区域31的开孔率，第一区域31的各网孔的横截面面积均小于第二区域31的各网孔的横截面面积。布流网板的第一区域和第二区域如图4或图5所示。
其中，开孔率的定义为：布流网板3上某区域的网孔的总面积/该区域的面积*100％，第一区域31的开孔率为22％～45％；第二区域31的开孔率为46％～76％。另外，第一区域31的网孔的孔径选择范围为50～150mm,孔间距为50～100mm；第二区域31的网孔的孔径选择范围为200～350mm,孔间距为50～100mm。经过流场模拟的实验结果表明，这样的开孔率和网孔尺寸选择对于提高流场均匀性具有极佳的效果。当然，开孔率和网孔尺寸的具体选择由流场模拟软件FLUENT软件实际的模拟结果来确定或调整。
由于侧出口式湿式电除尘器内流场受到出口通道的影响较大，即靠近出口通道侧烟气流速高流量大，而远离出口通道侧烟气流速低流量小。故需要在布流网板3上设置不同开孔率和不同网孔横截面面积的两个区域，也可以是多个区域。靠近出口通道的布流网板3的第一区域31采用较小的开孔率和较小的网孔横截面面积，以增加对烟气阻力，限制烟气流量，降低烟气流速；而在远离出口通道的布流网板3的第二区域31采用较大的开孔率和较大的网孔横截面面积，以减少对烟气阻力，提高烟气的流量与流速，整体上缓解电除尘器壳体1内靠近与远离出口通道烟气流场的不均匀性，提高流场均匀性。
优选地，布流网板3垂直于待除尘烟气的流动方向。有利于对待除尘烟气的进行整流，能够提高除尘效率。
在一个实施例中，壳体1包括自上至下依次布置的壳体盖14、直管段15和径向尺寸逐渐收缩的变径段13，出气通道12具有平直出口段121，平直出口段121设于壳体盖14和直管段15之间，进气通道11与变径段13的下端相接合，布流网板3与壳体1的变径段13相连。其中，将布流网板3直接设置在影响烟气的流场均匀性的变径段13中，通过布流网板3的作用，可降低变径段13造成的流场不均。更优选地，变径段13位于进气通道11与除尘单元2之间，布流网板3的数量是2个，2个布流网板3均设于变径段13内。为避免布流网板3的数量过多而对待除尘烟气的阻碍作用太大，以致降低除尘效率，布流网板3的数量设置为2个。优选地，布流网板3的外轮廓与变径段13的横截面形状相匹配，以便实施简单可靠的连接。
优选地，布流网板3的数量是多个，并且沿待除尘烟气的流动方向间隔式排列。多个布流网板3的设置，能够进一步提高流场的均匀性。
在上述任意两个布流网板3中，远离进气通道11的布流网板3的第一区域31的开孔率大于靠近进气通道11的布流网板3的第一区域31的开孔率，远离进气通道11的布流网板3的第二区域31的开孔率大于靠近进气通道11的布流网板3的第二区域31的开孔率，远离进气通道11的布流网板3的第一区域31的各网孔的横截面面积大于靠近进气通道11的布流网板3的第一区域31的各网孔的横截面面积，远离进气通道11的布流网板3的第二区域31的各网孔的横截面面积大于靠近进气通道11的布流网板3的第二区域31的各网孔的横截面面积。如图4和图5所示，图4为靠近进气通道的布流网板的结构示意图，图5为远离进气通道的布流网板的结构示意图。通过这样的设计，在待除尘烟气的流动过程中，布流网板3既能够对烟气进行均流，又不至于过大地影响烟气的流动速度。最靠近进气通道11的布流网板3首先将待除尘气体进行均流处理，在经过第一个布流网板3后，其均匀性已经得到极大提高，为了不对烟气造成更大的阻力，远离进气通道11的布流网板3则设置为更大的开孔率和更大的网孔横截面面积。
另外，在布流网板3的设计计算完成后，需使用流场模拟软件FLUENT进行数值模拟计算，并通过模拟的结果对设计参数进行优化，得到最终的设置在变径段13上的布流网板3的设计参数。具体的优化过程为：如模拟结果显示，靠近出口通道的烟气流速高于远离出口通道的烟气流速时，可以减小布流网板3的第一区域31的开孔率，也可以增加布流网板3的第二区域31的开孔率。
本发明的侧出口式湿式电除尘器还包括设置在壳体1内用于引导待除尘烟气流入出气通道12的导流弯板4。导流弯板的结构如图6所示。由于侧出口式湿式电除尘器的出口通道位于湿式电除尘器的侧壁的顶端，而对于侧出口式湿式电除尘器而言，出口通道对电除尘器内的流场的影响占主导作用。根据伯努利定理，在侧出口式湿式电除尘器上部，靠近出口通道的烟气流速快、因此压强较低，导致湿式电除尘器中靠近出口通道下部的流速较快，极易出现高速区，扰乱整个流场。为避免这样的情况，在壳体1内，出气通道12旁设置导流弯板4来引导烟气的流动，同时也限制了出气通道12下部的烟气的流速，避免高速区的出现。在导流弯板4与布流网板3的共同作用下，能够进一步提高湿式电除尘器内流场均匀性，达到提高除尘效率的目的。
导流弯板4具有第一平直部41和第二平直部42，以及用于连接第一和第二平直部42的圆弧部，第一平直部41到出气通道12的平直出口段121的下沿的间距是该平直出口段121的直径的1/N倍，第二平直部42到壳体1的直管段15的内壁之间的最短距离是壳体1的直管段15的直径1/N倍，N的取值可根据实际情况进行适当调整，一般是在3～8之间。通过等比例截面原理在出口处设置导流弯板4，第一平直部41能够阻断上部烟气对下部烟气造成的影响，进而优化壳体1内部的流场，提高烟气的均匀性系数。第二平直部42能够在引导气体的同时，又能避免出口通道附近出现低压区域。N可根据实际的烟气电除尘器模型进行一定的取值。N的确定的方法也是通过流场模拟结果进行相应的调整确定。如：靠近出口通道的烟气流速较低时，可减小N的值；靠近出口通道的烟气的流速较高时，可增大N的值。
更优选地，第一平直部41长度一般是在500～3000mm之间，第二平直部42的长度一般是在500～1000mm之间，圆弧部是半径为500～2000mm之间的1/4圆弧，上述第一平直部41、第二平直部42以及圆弧部43的尺寸均可根据实际情况进行适当调整。经过流场模拟的实验结果表明，这样的尺寸选择对于提高流场均匀性具有极佳的效果。
在导流弯板4的各项参数设计计算完成后，同样通过流场模拟软件FLUENT进行相应的数值模拟计算，并通过模拟结果对设计参数进行优化，进而得到最终的导流弯板4的设计参数。
实验数据表明，通过在变径段13设置布流网板3以及在出口通道旁设置导流弯板4的协同作用下，再进行相应的优化布置，可使侧出口式湿式电除尘器内流场均匀性＜20％。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种侧出口式湿式电除尘器，其特征在于，包括：
壳体，包括设于所述壳体的底部的进气通道，以及设于其侧壁的顶端的出气通道；
设于所述壳体内的除尘单元；
设于所述进气通道与所述除尘单元之间的且与所述壳体相连的布流网板，所述布流网板包括第一区域和第二区域，所述第一区域比所述第二区域更靠近所述出气通道，且所述第一区域的开孔率小于所述第二区域的开孔率，所述第一区域的各网孔的横截面面积均小于所述第二区域的各网孔的横截面面积。
2.根据权利要求1所述的侧出口式湿式电除尘器，其特征在于，所述布流网板垂直于待除尘烟气的流动方向。
3.根据权利要求1所述的侧出口式湿式电除尘器，其特征在于，所述布流网板的数量是多个，并且沿所述待除尘烟气的流动方向间隔式排列。
4.根据权利要求3所述的侧出口式湿式电除尘器，其特征在于，在任意两个所述布流网板中，远离所述进气通道的布流网板的第一区域的开孔率大于靠近所述进气通道的布流网板的第一区域的开孔率，远离所述进气通道的布流网板的第二区域的开孔率大于靠近所述进气通道的布流网板的第二区域的开孔率，远离所述进气通道的布流网板的第一区域的各网孔的横截面面积大于靠近所述进气通道的布流网板的第一区域的各网孔的横截面面积，远离所述进气通道的布流网板的第二区域的各网孔的横截面面积大于靠近所述进气通道的布流网板的第二区域的各网孔的横截面面积。
5.根据权利要求4所述的侧出口式湿式电除尘器，其特征在于，所述壳体具有变径段，所述变径段位于所述进气通道与所述除尘单元之间，所述布流网板的数量是2个，2个所述布流网板均设于所述变径段内。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的侧出口式湿式电除尘器，其特征在于，所述第一区域的开孔率为22％～45％；所述第二区域的开孔率为46％～76％。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的侧出口式湿式电除尘器，其特征在于，所述壳体包括自上至下依次布置的壳体盖、直管段和径向尺寸逐渐收缩的变径段，所述出气通道具有平直出口段，所述平直出口段设于所述壳体盖和直管段之间，所述进气通道与所述变径段的下端相接合，所述布流网板与所述壳体的变径段相连。
8.根据权利要求7所述的侧出口式湿式电除尘器，其特征在于，还包括设置在所述壳体内用于引导待除尘烟气流入所述出气通道的导流弯板。
9.根据权利要求8所述的侧出口式湿式电除尘器，其特征在于，所述导流弯板具有第一平直部和第二平直部，以及用于连接所述第一和第二平直部的圆弧部，所述第一平直部到所述出气通道的平直出口段的下沿的间距是该平直出口段的直径的1/N倍，所述第二平直部到壳体的直管段的内壁之间的最短距离是所述壳体的直管段的直径1/N倍，N的取值在3～8之间。
10.根据权利要求9所述的侧出口式湿式电除尘器，其特征在于，所述第一平直部的长度是500～3000mm，所述第二平直部的长度是500～1000mm，所述圆弧部是半径为500～2000mm的1/4圆弧。
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