CN113843043B - 降低风烟系统阻力的综合除尘方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种降低风烟系统阻力的综合除尘方法及装置，将经过预处理后的烟气送入电除尘器，利用电晕放电生成带电粒子使粉尘被吸附在电除尘器内的电极板上；所述电除尘器的电源采用自适应控制方法，根据电极板间电容变化，使输出电压始终维持在瞬时工况下的火花始发点以下临界处，形成稳定的电子流；及时收集电极板上吸附的粉尘；将经过电除尘器除尘后的烟气进行脱硫处理，最终排放出去。本发明提供的降低风烟系统阻力的综合除尘方法及装置，使得除尘电源的放电效果增加并始终处于火花始发点以下临界处，可有效代替传统作业方法减少工艺设备和风烟阻力、降低投资成本、减少厂用电的使用。

Description

降低风烟系统阻力的综合除尘方法及装置

技术领域

本发明涉及风烟除尘技术领域，具体涉及一种降低风烟系统阻力的综合除尘方法及装置。

背景技术

火电厂通过2012年以来的脱硫、脱硝等相关的超低排放改造，硫化物、氮氧化物的治理呈现出技术百花齐放的良好格局。但这些举措更多的是独立解决的放阀和措施，无法采用最经济和实惠的进行系统减排、节能，从而减少投资、提高转机效率。例如，围绕电厂含有氮氧化物、粉尘和含硫烟气排放时通常分别采取脱硝、除尘和脱硫三个独立解决方案。除尘方面一般采取低低温省煤器、电除尘(或其他除尘方法)和湿式电除尘等综合措施。这些措施的采取确实降低了粉尘含量，但不可避免的增加了系统阻力和造价，据实地调查，系统阻力约增加800Pa，造价就会增加0.6亿。

但是现有的除尘等综合措施有一个明显的缺陷就是增加了系统阻力，风烟系统转机的出力增加，耗电率增加。据华能集团统计：集团内布置低低温省煤器、电除尘(或其他除尘方法)、湿式电除尘等综合措施的电厂，但是因为经常发生泄露，所以仅1/3低低温省煤器可正常投运；这意味着2/3低低温省煤器既增加了系统阻力、也没有解决实际问题。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种降低风烟系统阻力的综合除尘方法，以解决现有技术存在的除尘等综合措施明显增加了系统阻力，使得风烟系统转机的出力增加，耗电率增加的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

第一方面，一种降低风烟系统阻力的综合除尘方法，包括：

将经过预处理后的烟气送入电除尘器，利用电晕放电生成带电粒子使粉尘被吸附在电除尘器内的电极板上；所述电除尘器的电源采用自适应控制方法，根据电极板间电容变化，使输出电压始终维持在瞬时工况下的火花始发点以下临界处，形成稳定的电子流；

及时收集电极板上吸附的粉尘；

将经过电除尘器除尘后的烟气进行脱硫处理，最终排放出去。

进一步的，所述及时收集电极板上吸附的粉尘，是通过在旁路设置负压来同步收集吸附的粉尘。

更进一步的，所述负压是通过风机抽压形成的。

进一步的，所述输出电压始终控制在瞬时工况下的火花始发点以下临界处是根据所述电除尘器内的粉尘含量通过模糊控制增加或减少放电极电流，同时感知二次电流阶跃变化来确保的。

进一步的，所述电除尘器的电源为高频除尘电源。

进一步的，所述电除尘器的电源给所述电除尘器的供电方式为高电压、低电流供电。

第二方面，一种降低风烟系统阻力的综合除尘装置，包括省煤器、脱硝装置、空气预热器、电除尘器、负压式除灰装置、引增合一风机和脱硫塔，所述省煤器、所述脱硝装置、所述空气预热器、所述电除尘器、所述引增合一风机和所述脱硫塔依此设置在烟道上，所述负压式除灰装置与所述电除尘器旁路设置；所述省煤器用于吸收烟气中的热量；所述脱硝装置用于脱硝；所述空气预热器用于与空气进行换热；所述电除尘器用于除尘；所述负压式除灰装置用于除灰；所述引增合一风机用于将烟气送入脱硫塔；所述脱硫塔用于脱硫。

进一步的，所述负压式除灰装置安装在所述电除尘器的下边。

更进一步的，所述负压式除灰装置包括灰斗和风机，所述灰斗与所述风机连接，所述灰斗安装在所述电除尘器的下边，所述风机用来抽压使得所述负压式除灰装置为负压，所述灰斗用来收集粉尘。

更进一步的，所述风机为罗茨风机。

本发明至少具有以下有益效果：本发明提供的一种降低风烟系统阻力的综合除尘方法及装置，将经过预处理后的烟气送入电除尘器，利用电晕放电生成带电粒子使粉尘被吸附在电除尘器内的电极板上；所述电除尘器的电源采用自适应控制方法，根据电极板间电容变化，使输出电压始终维持在瞬时工况下的火花始发点以下临界处，形成稳定的电子流；及时收集电极板上吸附的粉尘；将经过电除尘器除尘后的烟气进行脱硫处理，最终排放出去。本发明提供的降低风烟系统阻力的综合除尘方法及装置，使得除尘电源的放电效果增加并始终处于火花始发点以下临界处，可有效代替传统作业方法减少工艺设备和风烟阻力、降低投资成本、减少厂用电的使用。

附图说明

为了更清楚地说明现有技术以及本发明，下面将对现有技术以及本发明实施例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示例性的，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，还可以根据提供的附图引申获得其它的附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。

图1为本发明实施例提供的一种降低风烟系统阻力的综合除尘方法流程图；

图2为本发明实施例提供的除尘电源输出电压的闭环控制框图；

图3为本发明实施例提供的结构框图。

附图标记说明：

1-锅炉；2-省煤器；3-脱硝装置；4-空气预热器；5-电除尘器；6-除尘电源；7-负压式除灰装置；8-引增合一风机；9-脱硫塔；10-烟囱。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)旨在区别指代的对象。对于具有时序流程的方案，这种术语表述方式不必理解为描述特定的顺序或先后次序，对于装置结构的方案，这种术语表述方式也不存在对重要程度、位置关系的区分等。

此外，术语“包括”、“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包括了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于已明确列出的那些步骤或单元，而是还可包含虽然并未明确列出的但对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元，或者基于本发明构思进一步的优化方案所增加的步骤或单元。

请参阅图1，本发明的实施例提供一种降低风烟系统阻力的综合除尘方法，包括：

S1：锅炉燃烧后烟气经烟道进入省煤器进行吸热；

具体的，省煤器安装于锅炉的尾部烟道下部来回收排烟的余热。

S2：吸热后的烟气经烟道进入脱硝装置进行脱硝；

S3：脱硝后的烟气经烟道进入空气预热器进行换热；

S4：换热后的烟气经烟道进入电除尘器进行除尘；电除尘器的除尘电源根据电除尘器内部的电容变化来感知粉尘量的变化，并根据粉尘量变化将输出电压始终控制在瞬时工况下的火花始发点以下临界处；

具体的，传统的除尘电源由于采用高频电子技术，使电源侧功率因数大幅度提高，在不考虑减排的情况下，可实现一定幅度节能。但由于其控制模式是以检测火花为前提的，检测到火花后，通过大幅度降压或较短时间断电的方式熄灭火花，电场的平均有效电压要远低于火花始发时的临界电压，荷电与驱进能力变差，不能满足大幅度减排的需求。为提高平均电压以减排，则不得不向电场输入更多能量，不仅大幅度增加了电耗，其“反效”能量也制约了除尘效率的提高。而且，由于火花放电对极线和极板产生电腐蚀，使电除尘器效率衰减较快，不仅影响除尘效果，也造成除尘器本体维护费用的增加。

请参阅图2，本发明中的高频除尘电源不采用“火花监测”方式控制，整个电除尘系统根据电除尘器内部电容值变化，自动调节动态适应(因为电容值的变化是随着粉尘含量的变化而变化的)，来适当增加或减少放电极电流，同时感知二次电流阶跃变化，确保输出电压始终控制在瞬时工况下的火花始发点以下临界处，实现了连续场强最高化，使电除尘器内部的电场一直处于“二次电子崩”和“流注初期”的最佳荷电状态。高有效电压、低电流供电，有效地抑制了反电晕，降低了粉尘层对极板的吸引力，更容易振打脱落，拓宽了捕集粉尘比电阻的范围，大幅度提高了除尘效率。由于采用高频技术使其功率因数高，同时避免了火花放电所造成的能耗，实现了更大幅度的节能。由于其避免了火花放电产生的电腐蚀，使本体性能长期高效稳定运行。

本发明中的除尘电源选用优质除尘电源，提高放电极放电效果，避免过多电荷聚集在放电极周围，形成电子封闭区域，使得仅少数被释放电子与粉尘碰撞，传导电荷；还避免了输入电流太小，使得电子数量不足，虽然避免了局部击穿，但无法形成稳定的辉光放电效果。当放电效果与除尘空间(板间距)匹配时，形成稳定的电子流，荷电效果处于最佳状态。此时除尘效果一般是普通除尘电源的1-2倍。在此种情况下，原设计增加除尘效率的低低温省煤器(不考虑凝结水加热作用)和湿式电除尘不再是必须的工艺流程设备，大大降低了风烟系统阻力和厂用电效率。

S5：电除尘器内部烟气中的粉尘在放电极电晕放电形成的电子碰撞下结合成带电粒子吸附到电除尘器内的电极板上；

具体的，因为电除尘器内部的结构是一对一对的极板，所以电除尘器内的极板至少为两对；电除尘器在除尘电源供电后在放电极电晕放电形成的电子碰撞下结合成带电粒子或二次碰撞使得更多的粉尘荷电，荷电后的粉尘向电极相反的极板方向运动，最终吸附到极板上。

S6：负压式除灰装置将电极板上的粉尘抽到灰斗中；

具体的，负压式除灰装置由罗茨风机和灰斗组成，罗茨风机抽压使得整个负压式除灰装置内为负压，吸附在极板上的粉尘在重力及负压的作用下进入灰斗，达到了及时清灰，保持极板清洁度的效果。

S7：除灰后的烟气在引增合一风机作用下送入脱硫塔中进行脱硫；

具体的，本发明中在脱硫塔中进行脱硫时不在需要再进行湿式电除尘。

S8：脱硫后的烟气经烟道和烟囱排出。

本发明提供的降低风烟系统阻力的综合除尘方法，去除了低低温省煤器和湿式电除尘等系统阻力原件，优化了工艺环节，还降低了风烟阻力，减少了厂用电的使用，减少了投资成本，实现了节能；但是低低温省煤器也可以旁路运行，旁路运行时其系统阻力相对于现有技术也是降低了的。

请参阅图3，本发明的另一个实施例提供了一种降低风烟系统阻力的综合除尘装置，包括省煤器2、脱硝装置3、空气预热器4、电除尘器5、负压式除灰装置7、引增合一风机8和脱硫塔9，锅炉1将燃烧后的烟气依次经省煤器2、脱硝装置3、空气预热器4、电除尘器5、引增合一风机8和脱硫塔9进行处理后通过烟囱10排出；负压式除灰装置7与电除尘器6旁路设置；省煤器2用于吸收烟气中的热量；脱硝装置3用于脱硝；空气预热器5用于与空气进行换热；电除尘器5用于除尘；负压式除灰装置7用于除灰；引增合一风机8用于将烟气送入脱硫塔9；脱硫塔9用于脱硫。

具体的，负压式除灰装置7包括灰斗和风机，风机为罗茨风机；灰斗与风机连接，灰斗安装在电除尘器的下边，风机用来抽压使得负压式除灰装置为负压，灰斗用来收集粉尘。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合(只要这些技术特征的组合不存在矛盾)，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述；这些未明确写出的实施例，也都应当认为是本说明书记载的范围。

上文中通过一般性说明及具体实施例对本发明作了较为具体和详细的描述。应当指出的是，在不脱离本发明构思的前提下，显然还可以对这些具体实施例作出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种利用综合除尘装置降低风烟系统阻力的综合除尘方法，其特征在于，

所述综合除尘装置包括省煤器、脱硝装置、空气预热器、电除尘器、负压式除灰装置、引增合一风机和脱硫塔，所述省煤器、所述脱硝装置、所述空气预热器、所述电除尘器、所述引增合一风机和所述脱硫塔依此设置在烟道上，所述负压式除灰装置与所述电除尘器旁路设置；所述省煤器用于吸收烟气中的热量；所述脱硝装置用于脱硝；所述空气预热器用于与空气进行换热；所述电除尘器用于除尘；所述负压式除灰装置用于除灰；所述引增合一风机用于将烟气送入脱硫塔；所述脱硫塔用于脱硫；

所述综合除尘方法包括：

将经过预处理后的烟气送入电除尘器，利用电晕放电生成带电粒子使粉尘被吸附在电除尘器内的电极板上；所述电除尘器的电源采用自适应控制方法，根据电极板间电容变化，使输出电压始终维持在瞬时工况下的火花始发点以下临界处，形成稳定的电子流；

及时收集电极板上吸附的粉尘；所述及时收集电极板上吸附的粉尘，是通过在旁路设置负压来同步收集吸附的粉尘；所述负压是通过风机抽压形成的；

将经过电除尘器除尘后的烟气进行脱硫处理，最终排放出去；

其中，所述输出电压始终控制在瞬时工况下的火花始发点以下临界处是根据所述电除尘器内的粉尘含量通过模糊控制增加或减少放电极电流，同时感知二次电流阶跃变化来确保的。

2.根据权利要求1所述的降低风烟系统阻力的综合除尘方法，其特征在于，所述电除尘器的电源为高频除尘电源。

3.根据权利要求1所述的降低风烟系统阻力的综合除尘方法，其特征在于，所述电除尘器的电源给所述电除尘器的供电方式为高电压、低电流供电。

4.根据权利要求1所述的降低风烟系统阻力的综合除尘方法，其特征在于，所述负压式除灰装置安装在所述电除尘器的下边。

5.根据权利要求1所述的降低风烟系统阻力的综合除尘方法，其特征在于，所述负压式除灰装置包括灰斗和风机，所述灰斗与所述风机连接，所述灰斗安装在所述电除尘器的下边，所述风机用来抽压使得所述负压式除灰装置为负压，所述灰斗用来收集粉尘。

6.根据权利要求1所述的降低风烟系统阻力的综合除尘方法，其特征在于，所述风机为罗茨风机。