CN201227574Y - 高炉煤气燃气蒸汽联合循环发电用煤气净化装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于低热值高炉煤气联合循环发电机组的煤气净化装置。它由供电系统(2)、集尘系统(3)、喷洗系统(5)、充氮排气系统(8)、组合脱水装置(6)及泄爆装置(4)组成。其集尘系统(3)采用了超宽闭口C型板对小鱼骨线的极配形式，喷洗系统(5)的水雾工作状态可调，在除尘器出风口(7)上安装有组合脱水装置(6)。在联合循环发电机组高炉煤气入口含尘量为5～10mg/m3(标态)，机械水含量为10～150g/m3时，该装置可以将高炉煤气进行净化，使其含尘量降低至0.5mg/m3以下，机械水含量降低至5mg/m3以下，解决了因粉尘和机械水存在而影响燃气轮机安全运行的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于高炉煤气燃气蒸汽联合循环发电用的煤气净化装置。所述装置用于高炉煤气燃气-蒸汽联合循环发电机组(combined cycle power plant简称CCPP)中进行煤气高纯度净化。该装置由电收尘系统，喷洗系统，充氮排气系统，组合脱水装置以及泄爆装置组成，能够有效地净化高炉煤气中的粉尘和水分，将煤气中的粉尘含量降低到0.5mg/m3(标态下)以下，并将机械水含量降低到5mg/m3以下。
背景技术
近年来，随着国家环保要求的提高和企业降低成本的需要，高炉煤气的回收利用越来越受到钢铁企业的重视。利用高炉煤气发电不但可以减少富余煤气的放散，减轻对大气的污染，而且可以缓解我国电力供应严重短缺的现状，提高企业的效益。燃气-蒸汽联合循环发电是国际领先的节能环保技术，具有效率高、造价低、水消耗少的优点。燃气轮机是高转速动力设备，对高炉煤气的各项物理性质指标都有较高的要求。高炉煤气中的粉尘易使燃气轮机叶片发生磨损，堵塞燃烧装置的烧咀；煤气中的机械水易使酸性物质溶于其中，造成煤气压缩机的叶片镀层失效而引发事故，并且机械水易使粉尘结块粘附在燃气轮机叶轮上，破坏设备的动平衡，所以要求进入燃气轮机的高炉煤气含尘量小于1mg/m3，机械水含量小于5mg/m3。采用湿法及干法回收的高炉煤气粉尘含量一般为5～20mg/m3，机械水含量为10～50g/m3，必须进行净化才能够供联合循环发电使用。目前高炉煤气精除尘若采用布袋除尘器、电除尘器或者环缝洗涤除尘器，仅能将煤气粉尘含量降到至5mg/m3；高炉煤气清洗系统用花环填料脱水仅能将煤气中的机械水含量脱除到50～70g/m3；若采用旋流板脱水装置，仅将机械水含量降低至10g/m3。综上所述，现有的高炉煤气净化装置都不能够满足燃气蒸汽联合循环发电机组对煤气洁净度的要求。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种用于燃气蒸汽联合循环发电机组的高炉煤气净化装置，克服现有高炉煤气除尘装置不能够有效去除煤气中的粉尘和机械水的不足，将煤气中的粉尘含量降低至0.5mg/m3以下，机械水含量降低至5mg/m3以下，为联合循环发电机组提供洁净的高炉煤气。
为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下方案实现的：(1)在湿式电除尘系统中，含尘煤气在电场中的荷电和水雾的形成对除尘效率有着十分重要的影响，当放电极电位足够高时，在放电极周围形成一个电晕，在电晕区的气体电离，结果分解出大量的自由电子和正离子。正离子立即被电晕极吸引过去，自由电子在电场力作用下向正极移动。故在放电极和喷雾区的电场空间运动着大量的自由电子。当水雾经过该空间时，通过惯性碰撞及扩散作用，使自由电子附在水雾上而荷电，荷电水雾进一步捕集煤气中的粉尘，然后在电场力作用下向阳极板运动而被收集。由于连续水膜润湿了集尘集表面，所以不会产生二次扬尘。通过选用超宽闭口C形板对小鱼骨线的极配形式，可使电场强度分布均匀，降低起晕电压，增大荷电水雾的捕集效率。在水雾的形成上，通过调节喷水流量和供水压力，利用高压旋心雾化喷嘴，可获得水雾粒径为100μm以下的细水雾，达到最佳的水雾荷电状态。(2)在湿式除尘器出风口安装组合脱水装置，可以有效的脱除出口煤气中的微细水雾。组合脱水装置由多块带有收集钩的曲板组合而成，在曲板之间形成弯曲的气流通道，含液滴的气体在通道内发生气流方向改变，液滴在离心力和惯性力的作用下与气体发生分离，由于收集钩的阻挡和收集作用，收集的液滴便沿着其沟槽在板壁上形成水膜，沿着沟槽流下并排出。
本实用新型和现有的技术相比，具有除尘、脱水脱率高、阻力小，操作方便，安全可靠，易于维护等优点。可以有效的去除高炉煤气中的粉尘和机械水，将煤气中的含尘量降低至0.5mg/m3以下，机械水降低至5mg/m3以下。本实用新型提供的超宽闭口C形板对小鱼骨线极配形式，具有起晕电压低，电场放电均匀的特点；采用旋心雾化喷嘴工作状态连续可调，既保证了在阳极板形成连续水膜进行清灰，又具有耗水量少的优点；安装于出风口的组合脱水装置，结构紧凑，体积小，可以保证在较高风速下获得良好的脱水效果。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
图1本实用新型的结构示意图
图2本实用新型所涉及的集尘系统(3)示意图
图3本实用新型所涉及的组合脱水装置(6)安装示意图
具体实施方式
在图1中，本实用新型主要由供电系统(2)、集尘系统(3)、喷洗系统(5)、充氮排气系统(8)、组合脱水装置(6)、泄爆装置(4)组成。入口含尘煤气从进风口(1)进入除尘器，供电系统(2)提供给集尘系统(3)高压电源，当电压达到起晕电压时电晕线(11)和阳极板(10)之间开始发生电晕放电。阳极板(10)与电晕线(11)选用超宽闭口C形板对小鱼骨线的极极配。喷洗系统(5)设有多组可调电动阀门，可以调节供水流量和压力以控制高压旋芯雾化喷嘴(12)的工作状态，获得粒径小于100μm以下的微细水雾。粉尘在电场区与水雾相互作用发生碰撞、凝并、荷电等过程，荷电粉尘在电场力作用下向阳极板(10)运动而收集下来。水雾在阳极板(10)上可形成连续向下的水膜，使被收集的粉尘直接进入灰斗(9)，最后污水在灰斗(9)上的排污阀排出。组合脱水装置(6)安装于出风口(7)上，进一步分离出经除尘后煤气所含有的机械水，使煤气的含尘量和机械水含量等指标均达到燃气轮机入口规定的要求。泄爆装置(4)安装于除尘器壳体上，可以在煤气发生爆炸时快速释放系统压力，保证设备的运行安全。充氮排气系统(8)可在检修时驱除除尘器内部的氧气，同时也是燃气轮机机组调节高炉煤气热值的氮气入口。
在图2中，本实用新型的阳极板(10)采用超宽闭口C形板，阳极板(10)的宽度L4为800mm～1000mm，极板边缘为封闭的形状。该板两端的闭口形状有利于形成连续水膜，并使气流速度场分布均匀，且极板不易变形。电晕线(11)采用的小鱼骨线结构，其放电针间距L1决定了线电流密度的大小，L1尺寸为50～80mm；电晕线间距L2影响了电流密度分布的均匀性，选用L2尺寸为200～250mm；同极间距L3尺寸为300mm～400mm。
在图3中，安装与出风口(7)的组合脱水装置(6)，由多块带有收集钩的曲板组合而成，出风口(7)的倾角能够保证收集下来的机械水沿板壁流入灰斗。其安装位置与其极限风速有关，当脱水装置(6)距出风口(7)的大口距离为L，出风口(7)的长度为H时，优先选用L/H值为0.2～0.4，煤气脱水极限风速为3～5m/s。
Claims (3)
1、本实用新型涉及一种用于高炉煤气燃气蒸汽联合循环发电用的煤气净化装置，该装置主要由供电系统(2)、集尘系统(3)、喷洗系统(5)、充氮排气系统(8)、组合脱水装置(6)、泄爆装置(4)组成；其特征是：阳极板(10)和电晕线(11)选用超宽闭口C形板对小鱼骨线的极配形式，在出风口上(7)安装有组合脱水装置(6)。
2、根据权利要求1所述的一种高炉煤气燃气蒸汽联合循环发电用煤气净化装置，其特征在于：所述的阳极板(10)宽度L4为800mm～1000mm，极板边缘为封闭的形状；电晕线(11)采用的小鱼骨线结构，其放电针间距L1选用50～80mm；电晕线间距L2选用200～250mm；同极间距L3选用300mm～400mm。
3、根据权利要求1所述的一种高炉煤气燃气蒸汽联合循环发电用煤气净化装置，其特征在于：所述的组合脱水装置(6)由多块带有收集钩的曲板组合而成；当脱水装置(6)距出风口(7)的大口距离为L，出风口(7)的长度为H时，其安装位置选用L/H值为0.2～0.4。
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