CN108905380A - 一种带导流段的燃煤电厂scr预除尘装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带导流段的燃煤电厂SCR预除尘装置，包括水平烟道(4)，水平烟道(4)内设有多个除尘单元(3)，水平烟道(4)的下方设有灰斗(5)，除尘单元(3)的下部与水平烟道(4)连接，除尘单元(3)的下部与灰斗(5)的内部连通，沿竖直方向，除尘单元(3)含有依次设置的导流段(32)和分离段(31)，导流段(32)朝向水平烟道(4)内烟气来源的外表面能够减少气流阻力，分离段(31)朝向水平烟道(4)内烟气来源的一侧设有直立的条形缺口。该带导流段的燃煤电厂SCR预除尘装置可减弱烟气对已分离飞灰的卷吸(二次携带)作用，提高分离效率，并能够有效降低烟气压损。
Description
技术领域
本发明涉及燃煤电厂尾气治理和节能减排领域，具体的是一种带导流段的燃煤电厂SCR预除尘装置。
背景技术
我国燃煤电厂尾部烟气氮氧化物的脱除，普遍采用选择性催化脱硝即SCR工艺。由于SCR催化脱硝需工作在300℃～350℃以上，因此SCR通常是“高灰”布置，即布置于主要除尘装置(静电除尘器和布袋除尘器)的上游，此处烟气中的飞灰未经任何脱除，具有浓度高、粒径大等特点，对于SCR催化剂存在堵塞、磨损等不利作用。相当比例的电厂存在SCR反应器上层催化剂积灰、堵灰以及催化剂单元机械结构破坏等情况，严重影响脱硝效率，导致催化剂寿命缩短，氨逃逸严重。本发明旨在提出一种燃煤电厂SCR预除尘装置，在进入SCR装置之前，将烟气中粒径较大的飞灰脱除下来，从而大幅缓解前述不利效应。
中国专利CN204933062U，公开日期2016年1月6日，公开了《一种燃煤电厂SCR预除尘装置》，其中除尘单元的分离段与所处的水平烟道的高度相同，由于惯性而被除尘单元捕集下来的飞灰沿除尘单元的高度方向向下运动，并落入灰斗中。分离段的凹槽式结构截面为半开放形，分离段内越向下飞灰浓度越高，当水平烟道较高时，捕集到的飞灰容易在下落过程中被烟气卷吸走，形成二次携带，导致分离效果变差。
发明内容
为了解决现有预除尘装置分离效果不理想的问题，本发明提供了一种带导流段的燃煤电厂SCR预除尘装置，该带导流段的燃煤电厂SCR预除尘装置可减弱烟气对已分离飞灰的卷吸(二次携带)作用，提高分离效率，并能够有效降低烟气压损。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种带导流段的燃煤电厂SCR预除尘装置，包括水平烟道，水平烟道内设有多个除尘单元，水平烟道的下方设有灰斗，除尘单元为直立的管状结构，除尘单元的下部与水平烟道连接，除尘单元的下部与灰斗的内部连通，沿竖直方向，除尘单元含有依次设置的导流段和分离段，导流段朝向水平烟道内烟气来源的外表面能够减少气流阻力，分离段朝向水平烟道内烟气来源的一侧设有直立的条形缺口。
导流段的断面形状为流线型，分离段的断面形状为流线型。
导流段的断面形状为椭圆形或水滴形；分离段的断面形状为半椭圆形或角形，导流段与分离段匹配对应连接。
当分离段位于导流段的上方时，除尘单元为上除尘分离单元，当分离段位于导流段的下方时，除尘单元为下除尘分离单元，沿垂直于水平烟道内烟气流动的水平方向，多个上除尘分离单元均匀间隔排列形成一个上除尘分离单元列，多个下除尘分离单元均匀间隔排列形成一个下除尘分离单元列。
水平烟道内设有至少所述一个上除尘分离单元列和至少一个所述下除尘分离单元列，沿水平烟道内烟气的流动方向，至少所述一个上除尘分离单元列和至少一个所述下除尘分离单元列依次排列。
沿垂直于水平烟道内烟气流动的水平方向，所述上除尘分离单元列中的上除尘分离单元与所述下除尘分离单元列中的下除尘分离单元交错设置。
除尘单元上端与水平烟道连接固定，除尘单元的下部与水平烟道连接固定，沿竖直方向，上除尘分离单元的分离段的长度等于下除尘分离单元的导流段的长度，上除尘分离单元的导流段的长度等于下除尘分离单元的分离段的长度。
沿垂直于水平烟道内烟气流动的水平方向，多个除尘单元均匀间隔排列形成一个除尘单元列，在一个除尘单元列中，相邻的两个除尘单元之间的距离为导流段的断面的横向宽度和分离段的断面的横向宽度二者之间最大值的1.2倍至10倍。
沿垂直于水平烟道内烟气的流动方向，多个所述除尘单元列均匀间隔排列，相邻的两个所述除尘单元列之间的距离为导流段的断面的纵向长度和分离段的断面的纵向长度二者之间最大值的1.2倍至10倍。
除尘单元的上端通过上法兰与水平烟道的内表面连接固定，除尘单元的下部通过下法兰与水平烟道的内表面连接固定，除尘单元的下端位于水平烟道外，除尘单元的下端设置于灰斗内。
本发明的有益效果是：该带导流段的燃煤电厂SCR预除尘装置可减弱烟气对已分离飞灰的卷吸(二次携带)作用，提高分离效率，并能够有效降低烟气压损。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1是本发明所述带导流段的燃煤电厂SCR预除尘装置的使用状态示意图。
图2是本发明所述带导流段的燃煤电厂SCR预除尘装置的平面布置示意图。
图3是本发明所述带导流段的燃煤电厂SCR预除尘装置的立面布置示意图。
图4是图3中A-A方向剖视图。
图5是图3中B-B方向剖视图。
图6是上除尘分离单元的立体示意图。
图7是下除尘分离单元的立体示意图。
图8是除尘效率与分离段高度的关系图。
1、锅炉；2、省煤器；3、除尘单元；4、水平烟道；5、灰斗；6、SCR反应器；7、飞灰；
31、分离段；32、导流段；33、排灰段；34、上法兰；35、下法兰；36、上除尘分离单元；37、下除尘分离单元；
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
一种带导流段的燃煤电厂SCR预除尘装置，包括水平烟道4，水平烟道4内设有多个除尘单元3，水平烟道4的下方设有灰斗5，除尘单元3为直立的管状结构，除尘单元3的下部与水平烟道4连接，除尘单元3的下部与灰斗5的内部连通，沿竖直方向，除尘单元3含有依次设置的导流段32和分离段31，导流段32朝向水平烟道4内烟气来源(图2和图3中的左侧)的外表面为流线型，该外表面能够减少气流阻力，分离段31朝向水平烟道4内烟气来源(图2和图3中的左侧)的一侧设有直立的条形缺口，如图1至图3所示。
在本实施例中，分离段31为凹槽形结构，导流段32为周向封闭的管状结构，导流段32和分离段31的断面形状可以有多种实现方式，优选导流段32的断面形状为圆形、椭圆形或水滴形。当导流段32的断面形状为椭圆形时，该椭圆形的长轴与水平烟道4内烟气流动方向(图2和图3中箭头C表示的方向)平行。
在本实施例中，导流段32的断面形状为流线型，分离段31的断面形状为流线型。优选分离段31的断面形状为半椭圆形或角形，当导流段32的断面形状为椭圆形时，分离段31的断面形状为半椭圆形，该半椭圆形的长轴与水平烟道4内烟气流动方向(图2和图3中箭头C表示的方向)平行，导流段32与分离段31匹配对应连接。当导流段32的断面形状为水滴形时，分离段31的断面形状为角形，该水滴形的对称中心线与水平烟道4内烟气流动方向(图2和图3中箭头C表示的方向)平行，导流段32与分离段31匹配对应连接。
在本实施例中，优选分离段31的内表面具有较大的粗糙度，例如可以在加工时进行凹凸不平处理，或者贴附粗糙度较大的材料(例如类似于砂纸的材料)。其优点在于，粗糙的分离段31的内表面会使得飞灰更容易贴附其上而形成一层颗粒层，该颗粒层对于后续颗粒的撞击具有很好的减速作用，降低颗粒反弹速度，使得颗粒不容易从分离段脱离而重新进入烟气中。
在本实施例中，分离段31可以位于除尘单元3的上部或下部，如图6和图7所示，当分离段31位于导流段32的上方时，除尘单元3为上除尘分离单元36，当分离段31位于导流段32的下方时，除尘单元3为下除尘分离单元37，沿垂直于水平烟道4内烟气流动的水平方向，即图2中的上下方向，多个上除尘分离单元36均匀间隔排列形成一个上除尘分离单元列，多个下除尘分离单元37均匀间隔排列形成一个下除尘分离单元列，如图2至图5所示。
在本实施例中，水平烟道4内设有至少一个所述上除尘分离单元列和至少一个所述下除尘分离单元列，沿水平烟道4内烟气的流动方向，即图2和图3中的左右方向，所至少一个所述上除尘分离单元列和至少一个所述下除尘分离单元列依次排列。所述上除尘分离单元列和下除尘分离单元列的布置可以根据需要进行选择。优选水平烟道4内设有两个以上的所述上除尘分离单元列和两个以上的所述下除尘分离单元列，此时可以选择如图2所示，沿水平烟道4内烟气的流动方向，依次设置第一上除尘分离单元列、第一下除尘分离单元列、第二上除尘分离单元列、第二下除尘分离单元列和第三下除尘分离单元列；也可以依次设置第一下除尘分离单元列、第二下除尘分离单元列、第一上除尘分离单元列和第二上除尘分离单元列，如图3所示。
在本实施例中，沿垂直于水平烟道4内烟气流动的水平方向，即图2中的上下方向，所述上除尘分离单元列中的上除尘分离单元36与所述下除尘分离单元列中的下除尘分离单元37交错设置，即一个下除尘分离单元37位于相邻的两个上除尘分离单元36之间，一个上除尘分离单元36位于相邻的两个下除尘分离单元37之间。或者，所述上除尘分离单元列中的上除尘分离单元36与所述下除尘分离单元列中的下除尘分离单元37对应设置，即如图4和图5所示，沿垂直于水平烟道4内烟气流动的水平方向，所述上除尘分离单元列中的上除尘分离单元36与所述下除尘分离单元列中的下除尘分离单元37的位置一一对应。
在本实施例中，水平烟道4的断面为矩形，除尘单元3上端与水平烟道4连接固定，除尘单元3的下部与水平烟道4连接固定，水平烟道4的内部与灰斗5的内部连通，沿竖直方向，上除尘分离单元36的分离段31的长度等于下除尘分离单元37的导流段32的长度，上除尘分离单元36的导流段32的长度等于下除尘分离单元37的分离段31的长度，如图3所示。优选，上除尘分离单元36中分离段31的长度大于导流段32的长度，下除尘分离单元37的分离段31小于导流段32的长度。
在本实施例中，沿垂直于水平烟道4内烟气流动的水平方向，多个除尘单元3均匀间隔排列形成一个除尘单元列(为上述的一个上除尘分离单元列或下除尘分离单元列)，在一个除尘单元列中，相邻的两个除尘单元3之间的距离S为导流段32的断面的横向宽度和分离段31的断面的横向宽度二者之间最大值的1.2倍至10倍，所述横向为图2中的上下方向，所述横向宽度为导流段32和分离段31在图2中上下方向上的对应尺寸。沿垂直于水平烟道4内烟气的流动方向，多个所述除尘单元列均匀间隔排列，相邻的两个所述除尘单元列之间的距离W为导流段32的断面的纵向长度和分离段31的断面的纵向长度二者之间最大值的1.2倍至10倍，所述纵向为图2中的左右方向，所述纵向长度为导流段32和分离段31在图2中左右方向上的对应尺寸。优选导流段32的断面的横向宽度等于分离段31的断面的横向宽度，导流段32的断面的纵向长度大于分离段31的断面的纵向长度。
在本实施例中，除尘单元3的上端通过上法兰34与水平烟道4的上端内表面连接固定，除尘单元3的下部通过下法兰35与水平烟道4的下端内表面连接固定，除尘单元3的下端位于水平烟道4外，除尘单元3的下端设置于灰斗5内。除尘单元3的下端插入灰斗5内的部分为排灰段33。
本发明还含有锅炉1、省煤器2和SCR反应器6，本发明采用的除尘单元3，既包括进行飞灰7捕集的分离段31，还包括用来输灰和降低烟气压损的导流段32。所述导流段32，具有两方面的导流作用：一方面，其内部为飞灰的下落通道，起疏导飞灰的作用，另一方面，其外形为流线型，能够有效降低流经的烟气的压损。当分离段31位于导流段32之上时，流经分离段31的烟气中的飞灰7被部分捕集到分离段32内，并在重力的作用下向下运动直至进入导流段32内。由于导流段32的截面形状是封闭的，因此飞灰7在导流段32内下落时，不会受到烟气的卷吸作用，从而避免了二次携带的发生。
下面介绍该带导流段的燃煤电厂SCR预除尘装置的使用实例：
实施例1：水平烟道4的高度H＝4m，除尘单元3的导流段32的形状为椭圆形，短轴长100mm，长轴长300mm，分离段31的形状为半椭圆形，短轴长和长轴长与导流段相同。根据烟气流速和飞灰粒径等参数，预测分离段31的高度超过2m时，分离段31下部的烟气卷吸作用逐渐增强，使得除尘单元3的除尘效率不再随分离段高度增大而增加，如图8所示，因此，分离段31的高度Hp取为2m，导流段32的高度Hf＝H-Hp＝2m。除尘单元3的列数取为4列，如图3所示，前两列的除尘单元形式为导流段在上、分离段在下，后两排的除尘单元形式为分离段在上、导流段在下。除尘单元横向间距s＝250mm，除尘单元纵向间距w＝750mm。
运行情况案例对比1：烟道高4m，主流烟气流速15m/s。
方案A1：传统(不带导流段)的设有两排除尘单元的预除尘装置，80μm飞灰除尘效率47.3％，压降186Pa。
方案B1：带导流段的预除尘装置(即本发明)，设有四排除尘单元3，前两排的除尘单元形式为导流段在上、分离段在下，后两排的除尘单元形式为分离段在上、导流段在下，导流段和分离段高度均为2m，前两排和后两排除尘单元各自的压降和除尘效率均分别为77Pa和80.6％，预除尘装置总压降为154Pa，总除尘效率(80μm飞灰)为61.2％。方案B1的压降低于方案A1，除尘效率高于方案A1。
实施例2：水平烟道4的高度H＝6m，除尘单元3的导流段32形状为椭圆形，短轴长100mm，长轴长300mm，分离段31的形状为半椭圆形，短轴长和长轴长与导流段相同。根据烟气流速和飞灰粒径等参数，预测分离段高度超过2m时，分离段下部的烟气卷吸作用逐渐增强，使得除尘单元的除尘效率不再随分离段高度增大而增加，如图8所示，因此，分离段的高度Hp取为2m。除尘单元的排数取为6排，前两排的除尘单元形式为分离段在上、导流段在下，如图3所示，导流段高度Hf＝H-Hp＝4m。中间两排的除尘单元形式为分离段在中间，分离段上、下各设1导流段，每个导流段高度Hf＝2m。后两排的除尘单元形式为导流段在上、分离段在下，导流段高度Hf＝4m。除尘单元横向间距s＝250mm，除尘单元纵向间距w＝750mm。
运行情况案例对比2：水平烟道4高6m，主流烟气流速15m/s。
方案A2：传统(不带导流段)的设有两排除尘单元的预除尘装置，80μm飞灰除尘效率39.5％，压降190Pa。
方案B2：带导流段的预除尘装置(即本发明)，除尘单元设置如实施例2所述。前两排、中间两排和后两排除尘单元各自的压降和除尘效率均分别为48Pa和80.6％，预除尘装置总压降为48×3＝144Pa，总除尘效率(80μm飞灰)为57.8％。方案B1的压降低于方案A1，除尘效率高于方案A1。
以上所述，仅为本发明的具体实施例，不能以其限定发明实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本发明中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案之间、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。
Claims (10)
1.一种带导流段的燃煤电厂SCR预除尘装置，其特征在于，所述带导流段的燃煤电厂SCR预除尘装置包括水平烟道(4)，水平烟道(4)内设有多个除尘单元(3)，水平烟道(4)的下方设有灰斗(5)，除尘单元(3)为直立的管状结构，除尘单元(3)的下部与水平烟道(4)连接，除尘单元(3)的下部与灰斗(5)的内部连通，沿竖直方向，除尘单元(3)含有依次设置的导流段(32)和分离段(31)，导流段(32)朝向水平烟道(4)内烟气来源的外表面能够减少气流阻力，分离段(31)朝向水平烟道(4)内烟气来源的一侧设有直立的条形缺口。
2.根据权利要求1所述的带导流段的燃煤电厂SCR预除尘装置，其特征在于，导流段(32)的断面形状为流线型，分离段(31)的断面形状为流线型。
3.根据权利要求2所述的带导流段的燃煤电厂SCR预除尘装置，其特征在于，导流段(32)的断面形状为椭圆形或水滴形；分离段(31)的断面形状为半椭圆形或角形，导流段(32)与分离段(31)匹配对应连接。
4.根据权利要求1所述的带导流段的燃煤电厂SCR预除尘装置，其特征在于，当分离段(31)位于导流段(32)的上方时，除尘单元(3)为上除尘分离单元(36)，当分离段(31)位于导流段(32)的下方时，除尘单元(3)为下除尘分离单元(37)，沿垂直于水平烟道(4)内烟气流动的水平方向，多个上除尘分离单元(36)均匀间隔排列形成一个上除尘分离单元列，多个下除尘分离单元(37)均匀间隔排列形成一个下除尘分离单元列。
5.根据权利要求4所述的带导流段的燃煤电厂SCR预除尘装置，其特征在于，水平烟道(4)内设有至少所述一个上除尘分离单元列和至少一个所述下除尘分离单元列，沿水平烟道(4)内烟气的流动方向，至少所述一个上除尘分离单元列和至少一个所述下除尘分离单元列依次排列。
6.根据权利要求5所述的带导流段的燃煤电厂SCR预除尘装置，其特征在于，沿垂直于水平烟道(4)内烟气流动的水平方向，所述上除尘分离单元列中的上除尘分离单元(36)与所述下除尘分离单元列中的下除尘分离单元(37)交错设置。
7.根据权利要求4所述的带导流段的燃煤电厂SCR预除尘装置，其特征在于，除尘单元(3)上端与水平烟道(4)连接固定，除尘单元(3)的下部与水平烟道(4)连接固定，沿竖直方向，上除尘分离单元(36)的分离段(31)的长度等于下除尘分离单元(37)的导流段(32)的长度，上除尘分离单元(36)的导流段(32)的长度等于下除尘分离单元(37)的分离段(31)的长度。
8.根据权利要求1所述的带导流段的燃煤电厂SCR预除尘装置，其特征在于，沿垂直于水平烟道(4)内烟气流动的水平方向，多个除尘单元(3)均匀间隔排列形成一个除尘单元列，在一个除尘单元列中，相邻的两个除尘单元(3)之间的距离为导流段(32)的断面的横向宽度和分离段(31)的断面的横向宽度二者之间最大值的1.2倍至10倍。
9.根据权利要求8所述的带导流段的燃煤电厂SCR预除尘装置，其特征在于，沿垂直于水平烟道(4)内烟气的流动方向，多个所述除尘单元列均匀间隔排列，相邻的两个所述除尘单元列之间的距离为导流段(32)的断面的纵向长度和分离段(31)的断面的纵向长度二者之间最大值的1.2倍至10倍。
10.根据权利要求1所述的带导流段的燃煤电厂SCR预除尘装置，其特征在于，除尘单元(3)的上端通过上法兰(34)与水平烟道(4)的内表面连接固定，除尘单元(3)的下部通过下法兰(35)与水平烟道(4)的内表面连接固定，除尘单元(3)的下端位于水平烟道(4)外，除尘单元(3)的下端设置于灰斗(5)内。
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