CN206669772U - 烟道内烟气凝结水的收集装置及烟道 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及烟气中凝结水收集领域，公开了一种烟道内烟气凝结水的收集装置及烟道，该收集装置包括沿所述烟道(2)内壁的周侧设置的槽体(1)，该槽体具有流通槽(15)和开口方向与所述烟道内的烟气流动方向相反的收集口(14)；该槽体的与所述收集口相对的槽壁依次连接至所述烟道的顶壁(21)和侧壁(22)以对应形成作为所述流通槽的组成部分的收集槽(11)和导流槽(12)，通过所述收集口进入所述流通槽的凝结水能够经由连通至该流通槽的排放构件排到所述烟道外。该收集装置能够有效收集烟道内的凝结水，避免或者至少减轻对烟道的内壁的腐蚀的同时又能阻止或至少减轻“烟囱雨”的发生。

Description

烟道内烟气凝结水的收集装置及烟道

技术领域

本实用新型涉及饱和湿烟气的排放技术领域，具体地涉及一种烟道内烟气凝结水的收集装置及设有该收集装置的烟道。

背景技术

由于湿烟囱的运行时产生冷凝水，烟气中的气体、粉尘等杂质便可溶解在冷凝水中，烟气排放过程中冷凝水一部分会附着在湿烟囱的内壁上另一部分从湿烟囱排出。

湿烟囱的内壁上的冷凝水实质上是以烟气中的腐蚀性气体作为溶质以冷凝水为溶剂的溶液，因此对湿烟囱的内壁防腐的要求较高，虽然目前国内烟囱防腐技术的发展已经能够满足大型机组的安全可靠性要求，但是如果能够对附着在内壁上的冷凝水进行收集并导出，此时便可降低湿烟囱的防腐等级，降低湿烟囱的安装和维护成本。

另外，从湿烟囱排出的冷凝水引起的飘雨问题始终未引起业界的广泛关注。一定温度(如50℃)下的饱和湿烟气在流经烟道和烟囱时，由于冷凝产生的凝结水滴附着在烟道和烟囱内壁上，在局部烟气流速较高以及涡流离心力作用下被烟气夹带出烟囱。这些大颗粒水滴在排出烟囱后，不能够及时蒸发，而降落到烟囱周围，形成“烟囱雨”。这些“烟囱雨”呈明显的酸性(烟气中含有硫化氢等气体)，对烟囱附近的建(构)筑物等设施造成局部污染和腐蚀。随着电厂近零排放概念的提出，“烟囱雨”的防治问题已经提上日程。“烟囱雨”的来源主要是脱硫出口烟气凝结水在烟道和烟囱内壁被烟气二次夹带，携带出烟囱。将这些凝结水有效收集起来，不仅可以防止烟囱雨的发生，减轻电厂烟囱冒“白雾”现象，更可以及时排放酸液减轻烟囱的腐蚀。

实用新型内容

针对现有技术中的上述缺陷或不足，本实用新型提供了一种烟道内烟气凝结水的收集装置及烟道，该收集装置能够有效收集烟道内的凝结水，避免或者至少减轻对烟道的内壁的腐蚀的同时又能阻止或至少减轻“烟囱雨”的发生。

为了实现上述目的，本实用新型一方面提供一种烟道内烟气凝结水的收集装置，该收集装置包括沿所述烟道内壁的周侧设置的槽体，所述槽体具有流通槽和开口方向与所述烟道内的烟气流动方向相反的收集口；

所述槽体的与所述收集口相对的槽壁依次连接至所述烟道的顶壁和侧壁以对应形成作为所述流通槽的组成部分的收集槽和导流槽，通过所述收集口进入所述流通槽的凝结水能够经由连通至该流通槽的排放构件排到所述烟道外。

优选地，所述收集口贯通所述槽体的延伸方向设置，或者，所述收集口为开设在所述槽体上、沿所述槽体的延伸方向布置的多个通孔。

优选地，所述槽体包括连接至所述导流槽底端的引流槽，所述排放构件包括一端设置在所述引流槽的底部另一端设置在所述烟道的外部的排放管路；或者，所述排放构件包括排放管路和设置在所述引流槽上、能够与所述排放管路的第一端连接的排放口，所述排放管路的第二端位于所述烟道外。

优选地，所述引流槽底部的高度沿朝向所述排放构件的方向递减。

优选地，所述收集槽的底部的高度从所述烟道的中部向两侧递减，以利于所述收集槽内的凝结水流向所述导流槽。

优选地，所述收集槽为开口方向与所述烟气流动方向相反的V型；并且/或者，所述导流槽与所述烟道的底部之间的夹角为30°-90°。

本实用新型第二方面提供一种烟道，所述烟道的内壁安装有上述的收集装置，所述烟道的延伸方向与水平面之间的夹角小于45°。

优选地，所述烟道具有圆形或多边形烟气通流截面。

优选地，所述烟道内设置有沿所述烟气流动方向布置的至少两个所述收集装置。

优选地，所述烟道内设置有沿所述烟气流动方向布置的至少三个所述收集装置，且任意两个相邻的所述收集装置之间的距离沿所述烟气流动方向递增。

通过上述技术方案，收集装置的槽体将流向收集口的凝结水被截留在流通槽内，然后经排排放构件排到烟道外部，以避免凝结水腐蚀烟道内壁和随烟气流出烟囱后形成“烟囱雨”，同时降低了烟道内壁的防腐要求，降低了成本。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

图1是安装有槽体的烟道的横向剖视图；

图2是安装有槽体的烟道的纵向(烟道的延伸方向)剖视图。

图3是顶壁和侧壁连接处的透视图。

图4是水平设置的烟道的收集槽、导流槽和引流槽的布置图。

图5是烟道的横向剖视图。

附图标记说明

1 槽体 2 烟道

11 收集槽 21 顶壁

12 导流槽 22 侧壁

13 引流槽 23 底壁

14 收集口

15 流通槽

3 排放管路

具体实施方式

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置关系描述用词，“前方、后方”分别是指烟气流动方向的上游方向和下游方向。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本实用新型一方面提供一种烟道2内烟气凝结水的收集装置，参照图1和图2该收集装置包括沿烟道2内壁的周侧设置的槽体1，槽体1具有流通槽15和开口方向与烟道2内的烟气流动方向(图2和图4中的箭头F所指方向)相反的收集口14，以利于携带凝结水的烟气进入，从而烟气中的凝结水附着在收集口14的内壁后沿收集口14内壁流入流通槽15，保证对烟气中的凝结水的收集效果；槽体1的与收集口14相对的槽壁依次连接至烟道2的顶壁21和侧壁22以对应形成作为流通槽15的组成部分的收集槽11和导流槽12，通过所述收集口14进入所述流通槽15的凝结水能够经由连通至该流通槽15的排放构件排到所述烟道2外。槽体1设置在烟道2的周侧，使得烟道2的周侧均布置有收集口14，保证靠近烟道2内壁的凝结水均可通过收集口14收集在收集槽11中，进一步保证凝结水的收集效果，从而避免凝结水腐蚀烟道2内壁和随烟气流出烟囱后形成“烟囱雨”；同时，由于烟道2内凝结水被完全或部分收集，烟道2内的凝结水的含量为0或显著降低，此时可适当降低烟道2内壁的防腐要求，从而降低了成本。

由于槽体1直接与凝结水接触，基于此，槽体1的表面，尤其是流通槽15的表面要能够耐凝结水的腐蚀，据此，槽体1的材质用与烟道2相同的材质制成，并且，槽体1随烟道2的防腐施工一同进行，经经防腐处理后槽体1的表面或者至少流通槽15的表面上涂覆有一层防腐层，通过该防腐层可耐凝结水腐蚀，保证槽体1在强腐蚀性的凝结水下可以正常工作；作为槽体1耐凝结水腐蚀的另一方式，槽体1直接由玻璃钢等防腐材料制成，以保证其在湿烟囱内长期、可靠地工作。

关于槽体1固定在烟道2上的方式、构成槽体1的各部分做出以下说明，槽体1采用焊接、铆接、螺栓链接、粘接等固定安装方式固定在烟道2的内壁上，任意两段相邻的槽体1之间采用焊接、螺栓链接或粘接等固定连接方式，结构简单、连接可靠、施工方便。

另外，将收集口14的高度设置成高于流通槽15的底部的形式，以避免流通槽15内的凝结水从收集口14流出，进一步保证对凝结水的收集效果。

具体地，槽体1可以设置成图4所示的封闭环状，另外，形成封闭环状的槽体1的各部分可以在同一平面上，也可位于不同平面上，具体地，上述各部分的布置以同时满足有效收集凝结水、不显著影响烟气的流动和利于流通槽15内的凝结水平稳和快速地流向排放构件。

避免影响烟气流动，应尽量降低影响烟气流动的阻力，即槽体1的横截面(与烟气的流动方向垂直的截面)面积越小越好，在此情况下又要保证收集口14对凝结水的收集效果，收集口14的结构形式采用下面二者中的一个均可：

收集口14贯通槽体1的延伸方向设置，此情况下的收集口14迎向烟气的开口具有最大化的面积，以接收足够大的烟气流通截面上的凝结水，以保证凝结水的收集效果；

或者，收集口14为开设在槽体1上、沿槽体1的延伸方向布置的多个通孔，多个收集口14之间有实体结构连接，提高了收集口14的强度，使得制备槽体1的厚度可以更小，从而实现减轻结构、节约成本的目的。

另外，槽体1包括连接至导流槽12底端的引流槽13，该设置下，由于收集槽11的高度、导流槽12的高度和引流槽13的高度递减，因此，凝结水在槽体1内的流动方向为收集槽11→导流槽12→引流槽13，并且导流槽12位于两侧使得导流槽12在竖直方向上有较大落差，凝结水在自重作用下可快速流经导流槽1212，以减轻对导流槽1212的腐蚀，从而保证较长的使用寿命。

排放构件包括一端设置在引流槽13的底部另一端设置在烟道2的外部的排放管路；或者，排放构件包括排放管路和设置在引流槽13上、能够与排放管路的第一端连接的排放口，排放管路的第二端位于所述烟道2外。

基于减轻凝结水对收集槽11和/或引流槽13的腐蚀这一考量，发明人做出如下设置：

收集槽11的底部的高度从烟道2的中部向两侧递减，以利于收集槽11内的凝结水从中部向两侧流动至两侧的两个导流槽12，从而缩短了凝结水在收集槽11内的存留时间，减轻了对收集槽11的腐蚀，提高了结构的可靠性、达到了延长使用寿命的目的；并且/或者，

引流槽13底部的高度沿朝向(靠近)排放管路的方向递减，同收集槽11的设置，该设置下减轻了凝结水对引流槽13的腐蚀，提高了结构的可靠性、延长了使用寿命。

另外，出于进一步缩短凝结水在引流槽13内的存留时间的考虑，收集槽11的底部设置为一斜面结构，如图1所示，该斜面与水平面之间的夹角为α，其中10°＜α＜30°。在该设置下，收集槽11内的凝结水可迅速流入导流槽12，并且当没有新的凝结水进入收集槽11时收集槽1111内的凝结水可全部流向导流槽12，收集槽11没有残留的凝结水存留，避免凝结水对收集槽11的腐蚀，提高了结构的可靠性、延长了使用寿命。

发明人发现，由于槽体1设置在烟道2的内壁上，其不可避免地影响烟气的流动，为了尽可能将其影响降到最低，应将槽体1在垂直烟气流动方向的截面的面积做的越小越好；应该将该影响限定在许可范围内，以防止烟气流通不畅，同时，为了保证对凝结水的收集效果(在收集口14的延伸长度固定时，收集口14的高度越大，收集口14的开口面积越大，能够进入收集口14的烟气量越多，收集口14的内壁上能够附着的凝结水越多)应将收集口14做的越大越好，即槽体1在烟气流通截面的面积越大越好。不难发现，为了避免影响对烟气流动与保证收集口14的收集效果二者是彼此矛盾的，即“鱼和熊掌不可兼得”，因此，应该确定一合理范围，以满足对凝结水的收集效果的同时又不对烟气的通过造成显著影响。据此，发明人做出设置如下：如图2和图5，烟道2的任意两个相对设置的内壁分别为第一壁和第二壁，第一壁与第二壁的间距为，设置在第一壁上的槽体1与设置在第二壁上的槽体1之间的间距为L2，0.5L1＜L2；收集口14的高度为L3，0.1(L1-L2)/2＜L3＜0.9(L1-L2)/2。

发明人还发现，保持其他参数不变的前提下将收集口14的延伸方向亦即槽体1的延伸方向设置成折线或曲线的形式以增大收集口14迎向烟气的长度，最终增大了收集口14迎向烟气的开口面积，这样便可提高收集口14对凝结水的收集效果，同时，采用该结构下可适当减小槽体1在垂直烟气流动的截面的面积，亦即减小了对烟气的流动的影响。将收集口14的延伸方向设置成折线的一种结构形式：参见图4，收集槽11为开口方向与烟气流动方向相反的V型，除了有上述的效果外，V型的收集槽1111的两边将烟气“兜住”从而进一步提高了对凝结水的收集效果，发明人还发现当V型的收集槽11的两边之间的夹角δ过小时，虽然V型的两边的收集口14迎向烟气的长度很大，但是此时收集口14的延伸方向与烟气的流动方向很接近平行，因此当δ过小亦不利于凝结水的收集，发明人经过长期研究和反复试验，最终确定100°＜δ＜135°，在该设置下可保证对凝结水的收集最大化。

如图4所示，烟道22具有矩形的烟气同流截面，烟气经导流槽12上的收集口14流向导流槽12的流通槽15内，会向导流槽12的流通槽15内的凝结水施加向后(烟气流动方向的下游方向)的吹力，在该烟气的吹力作用下导流槽12内的凝结水被“搅动”有从收集口14处流出而进入烟道2的风险，此时若将导流槽12设置成下端向后倾斜的结构可减轻甚至导流槽12处的烟气的吹力的影响。另外，导流槽12也不能倾斜太严重，当倾斜严重，流通槽15的有效深度(等于流通槽15的深度*导流槽12与烟道2底部之间夹角的正弦)会变小，凝结水同样有从导流槽12的流通槽15内流出进入烟道2的风险。经发明人长期研究和反复试验，发现将导流槽12与烟道2的底部之间的夹角设置为30°-90°可完全避免上述两种风险。

发明人还发现，当将引流槽13设置成与导流槽12垂直的结构或者引流槽13在导流槽12的前面(烟气流动的上游方向)时，凝结水在导流槽12与引流槽13的连接处受到从收集口14进来的烟气的压力会被向后吹动，造成凝结水流动不平缓容易从收集口14内反向流出，据此，发明人做出如下设置，参见图4，引流槽13为开口方向与烟气的流动方向相反的V型，通过该设置凝结水在引流槽13的平缓而快速地流动，方便凝结水的排出，防止流通槽15内的凝结水回流到烟道2内。具体地，发明人经过长期和反复试验，V型的引流槽1313的两个边之间的夹角为θ，其中30°＜θ＜210°。

本实用新型第二方面提供一种烟道2，参照图3、图4和图5，烟道2的内壁安装有上述的收集装置，烟道2的延伸方向与水平面之间的夹角小于45°。烟道2可水平设置，也可倾斜设置，只要其不竖直放置即可，当烟道2水平放置时，导流槽12的有效深度(等于流通槽15的深度*烟道2的倾斜角度的余弦)会变小，此时应适当增大导流槽12的深度，以防止冷凝水从导流槽12溢出。

烟道2具有圆形或多边形烟气通流截面，以根据实际需要选用不同形状的烟气通流截面的烟道2，满足多种需要，扩大了本实用新型的适用范围。

发明人发现，当烟道2的长度较大(如大于10m时)，只设置一个收集装置不足以保证凝结水的收集效果，因此该烟道2内设置有沿烟气流动方向布置的至少两个收集装置，具体的收集装置的数量可根据烟道2的长度和凝结水的收集要求来定，即烟道2的长度越长，收集装置的数量越多，对凝结水的收集效果要求越高，收集装置的数量越多。

越长，收集装置的数量越多，对凝结水的收集效果要求越高，收集装置的数量越多。

当该烟道2内设置有沿烟气流动方向布置的至少三个收集装置时，发明人还发现，烟道2内的凝结水在烟气中的含量沿烟气的流动方向递减，因此在满足凝结水的收集效果的前提下，任意两个相邻的收集装置之间的距离沿烟气流动方向递增，即在凝结水含量多的前方收集装置的布置的较密，在凝结水含量较少的后方收集装置布置的较疏，该设置保证凝结水收集效果的同时减少了收集装置的配置数量，节约了成本。

此处需要说明的是“顶壁21、侧壁22及底壁23”基于各自的相对高度命名，图4情况下，顶壁21、侧壁22及底壁23之间有明确的高度突变的拐角，各部分从可从高度上做出明确的区分，但是某些情况(比如烟道2具有圆形的烟气通流截面并且水平放置的烟道2)下的内壁圆弧过渡，不能将顶壁21、侧壁22及底壁23严格区分，此种情形下，采用相对高度进行区分，即只需保证顶壁21高度＞侧壁22高度＞底壁23高度即可。

以上结合附图1-5详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于此。在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，例如，可以将槽体1改变为槽。包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合，例如将“收集口14贯通槽体1的延伸方向设置”与“引流槽13底部的高度沿朝向排放构件的方向递减”进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本实用新型所公开的内容，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种烟道内烟气凝结水的收集装置，其特征在于，包括沿所述烟道(2)内壁的周侧设置的槽体(1)，所述槽体(1)具有流通槽(15)和开口方向与所述烟道(2)内的烟气流动方向相反的收集口(14)；

所述槽体(1)的与所述收集口(14)相对的槽壁依次连接至所述烟道(2)的顶壁(21)和侧壁(22)以对应形成作为所述流通槽的组成部分的收集槽(11)和导流槽(12)，通过所述收集口(14)进入所述流通槽的凝结水能够经由连通至该流通槽的排放构件排到所述烟道(2)外。

2.根据权利要求1所述的收集装置，其特征在于，所述收集口(14)贯通所述槽体(1)的延伸方向设置，或者，所述收集口(14)为开设在所述槽体(1)上、沿所述槽体(1)的延伸方向布置的多个通孔。

3.根据权利要求1所述的收集装置，其特征在于，所述槽体(1)包括连接至所述导流槽(12)底端的引流槽(13)，

所述排放构件包括一端设置在所述引流槽(13)的底部另一端设置在所述烟道(2)的外部的排放管路(3)；或者，所述排放构件包括排放管路(3)和设置在所述引流槽(13)上、能够与所述排放管路(3)的第一端连接的排放口，所述排放管路(3)的第二端位于所述烟道(2)外。

4.根据权利要求3所述的收集装置，其特征在于，所述引流槽(13)底部的高度沿朝向所述排放构件的方向递减。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的收集装置，其特征在于，所述收集槽(11)的底部的高度从所述烟道(2)的中部向两侧递减，以利于所述收集槽(11)内的凝结水流向所述导流槽(12)。

6.根据权利要求1-4中任意一项所述的收集装置，其特征在于，

所述收集槽(11)为开口方向与所述烟气流动方向相反的V型；并且/或者，

所述导流槽(12)与所述烟道(2)的底部之间的夹角为30°-90°。

7.一种烟道，其特征在于，所述烟道(2)的内壁安装有权利要求1-6中任意一项所述的收集装置，所述烟道(2)的延伸方向与水平面之间的夹角小于45°。

8.根据权利要求7所述的烟道，其特征在于，该烟道(2)具有圆形或多边形烟气通流截面。

9.根据权利要求7或8所述的烟道，其特征在于，该烟道(2)内设置有沿所述烟气流动方向布置的至少两个所述收集装置。

10.根据权利要求7或8所述的烟道，其特征在于，该烟道(2)内设置有沿所述烟气流动方向布置的至少三个所述收集装置，且任意两个相邻的所述收集装置之间的距离沿所述烟气流动方向递增。