CN212999110U - 一种烟气除尘系统及烟气除尘控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种烟气除尘系统及烟气除尘控制系统，包括电除尘单元和烟气冷却单元，所述电除尘单元设有电除尘器，所述烟气冷却单元设有烟气冷却器，还包括惯性除尘单元，所述惯性除尘单元、所述烟气冷却单元和所述电除尘单元依次连接，所述惯性除尘单元的入口与进烟口连接，所述惯性除尘单元包括用于分离烟气中的粉尘的百叶窗分离装置。本方案提供的烟气除尘系统，在烟气冷却单元前设置惯性除尘单元，惯性除尘单元采用百叶窗分离装置预先去除部分烟气中的粉尘，调节进入电除尘器的粉尘浓度，并通过烟温控制烟气中的SO₃冷凝量，最终提高电除尘器的效率。

Description

一种烟气除尘系统及烟气除尘控制系统

技术领域

本实用新型涉及烟气除尘技术领域，具体涉及一种烟气除尘系统及烟气除尘控制系统。

背景技术

低低温电除尘技术通过在电除尘器前配置烟气冷却器，将电除尘器入口的烟气温度降低，从而使烟气中的大部分SO₃在烟气冷却器中冷凝形成硫酸雾，黏附在粉尘颗粒表面，并被碱性物质中和，以降低粉尘的比电阻，减少反电晕现象，从而提高除尘效率，去除烟气中大部分的SO₃，实现较好的节能效益。但近年来发现低低温电除尘器的使用中，存在除尘效率无法进一步提高的问题，特别是高灰低硫煤等，无法实现较低的排放浓度。因此，如何提高低低温电除尘的除尘效率，是目前需要解决的问题。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供一种烟气除尘系统，包括电除尘单元和烟气冷却单元，所述电除尘单元设有电除尘器，所述烟气冷却单元设有烟气冷却器，还包括惯性除尘单元，所述惯性除尘单元、所述烟气冷却单元和所述电除尘单元依次连接，所述惯性除尘单元的入口与进烟口连接，所述惯性除尘单元包括用于分离烟气中的粉尘的百叶窗分离装置。

可选地，所述百叶窗分离装置设有叶片摆动执行器，用于调节百叶窗叶片的角度。

可选地，所述惯性除尘单元设有与所述进烟口连接的U型烟道，所述U型烟道的两个拐角处分别设有所述百叶窗分离装置。

可选地，所述惯性除尘单元还包括灰斗，所述灰斗分别设于所述百叶窗分离装置的下方，所述灰斗的下方分别设有输灰流化罐，所述输灰流化罐设有用于输出所述粉尘的输灰管。

可选地，所述电除尘单元设有灰斗，所述灰斗设于所述电除尘器下方，所述灰斗下方设有输灰流化罐，所述输灰流化罐设有用于输出所述粉尘的输灰管。

可选地，所述进烟口连接空预器的烟侧出口。

本实用新型还提供一种烟气除尘控制系统，基于上述任一项所述的烟气除尘系统，包括设于所述烟气冷却单元入口的SO₂浓度测量仪、设于所述惯性除尘单元的出口和所述电除尘单元的入口之间的电除尘进口粉尘浓度仪，以及数据处理控制器，所述数据处理控制器根据所述SO₂浓度测量仪和所述电除尘进口粉尘浓度仪的检测信号控制所述百叶窗叶片的角度。

可选地，所述烟气冷却单元的入口和出口分别设有用于测量温度的热电阻，所述数据处理控制器根据所述SO₂浓度测量仪、所述电除尘进口粉尘浓度仪以及所述热电阻检测的信号，控制所述烟气冷却器的出口温度。

可选地，所述电除尘单元的出口设有电除尘出口粉尘浓度仪。可根据电除尘进出口的粉尘浓度仪数据对电除尘进行控制。

可选地，所述烟气除尘控制系统控制烟气冷却器前的灰硫比在100-300之间。灰硫比是烟气中的粉尘与SO₃质量比。

本实用新型提供的烟气除尘系统和烟气除尘控制系统，在烟气冷却单元前设置惯性除尘单元，惯性除尘单元采用百叶窗分离装置预先去除部分烟气中的粉尘，调节进入电除尘器的粉尘的含量。控制系统通过控制百叶窗分离装置的叶片角度，进行烟气冷却器前灰硫比的调整，使灰硫比在100-300之间，使单位质量的烟尘颗粒可以吸附足够多的SO₃，降低烟尘的比电阻，提高低低温电除尘的效率。

附图说明

图1为本实用新型提供的烟气除尘系统的一种具体实施例的示意图；

图2为本实用新型提供的百叶窗分离装置的一种具体实施例的结构示意图。

图1-2中附图标记说明如下：

1惯性除尘单元；11百叶窗分离装置；111百叶窗叶片；112叶片摆动执行器；113连杆；12 U型烟道；121下行烟道；122水平烟道；123上行烟道；124拐角段；125拐角段；13灰斗；14输灰流化罐；141输灰管；142插板门；15压缩空气输送管路；2烟气冷却单元；21烟气冷却器；3电除尘单元；31电除尘器；32灰斗；33输灰流化罐；331输灰管；332插板门；34压缩空气输送管路；4进烟口；5空预器；6 SO₂或SO₃浓度测量仪；7热电阻；8电除尘进口粉尘浓度仪；9数据处理控制器；10电除尘出口粉尘浓度仪。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

请参考图1，图1为本实用新型提供的烟气除尘系统的一种具体实施例的示意图。

本实用新型提供了一种烟气除尘系统，具体包括电除尘单元3和烟气冷却单元2，烟气冷却单元2的出口连接电除尘单元3的入口，电除尘单元3主要通过电除尘器31进行除尘，烟气冷却单元2设有烟气冷却器21，设置在电除尘单元3之前，通过降低烟气的温度，使烟气中大部分的SO₃在烟气冷却器21中冷凝形成硫酸雾并被粉尘吸附，粉尘比电阻明显降低，进而实现低低温电除尘的效果。

值得强调的是，本实施例的烟气除尘系统，还设有惯性除尘单元1，惯性除尘单元1的入口与进烟口4相连，惯性除尘单元1、烟气冷却单元2、电除尘单元3依次连接，图1中，三者直接连接，可以理解，并不限制直接连接，惯性除尘单元1、烟气冷却单元2之间，或烟气冷却单元2、电除尘单元3之间，不排除可以设置其他的单元。

烟气可以从排烟装置的尾部烟道排出到进烟口4，这里的排烟装置可以是锅炉，本方案不做限制。惯性除尘单元1的出口连接烟气冷却单元2的入口。惯性除尘单元1具体包括百叶窗分离装置11，用于分离烟气中的部分粉尘，当烟气中的粉尘顺着进烟口4进入惯性除尘单元1时，烟气中的部分粉尘颗粒会碰到百叶窗分离装置11的百叶窗叶片111发生反弹，使烟气中的部分粉尘分离出来，进而控制进入烟气冷却器21和电除尘器31的粉尘浓度。

惯性除尘单元1置于烟气冷却单元2之前，可以预先对粉尘中较大的颗粒进行去除，使烟气中的粉尘颗粒平均粒径降低，在烟道截面上的分布更加均匀，如此，也可改善烟气中较大颗粒的粉尘对烟气冷却器21中的换热管的磨损，换热器积灰的问题也可以因烟气中粉尘的粒径减小，跟随性较高，而得到缓解，进一步可以提高烟气冷却器21的换热效率，也可以延长烟气冷却器21的使用寿命。本实施例中的烟气冷却器21可以是列管式水冷换热器，本方案不做限制。

如图2所示，图2为本实用新型提供的百叶窗分离装置的一种具体实施例的结构示意图。

百叶窗分离装置11包括百叶窗叶片111和连杆113，百叶窗分离装置11还设有叶片摆动执行器112，用于调节百叶窗叶片111的角度，百叶窗叶片111通过连杆113和叶片摆动执行器112连接。如此设置，可实现百叶窗叶片111角度调节的自动化控制，较为方便、精准。通过调节百叶窗叶片111与烟道的相对角度，进一步调整百叶窗分离装置11分离粉尘的程度，以根据需要进行预除尘。另外，百叶窗叶片111的数量也可增加或减少，来调节百叶窗分离装置11分离粉尘的程度。

请继续参考图1，惯性除尘单元1还设有和进烟口4连接的U型烟道12，具体包括下行烟道121、水平烟道122和上行烟道123，相邻的两个烟道之间由倾斜面构成的拐角段相接，烟道的拐角段124和拐角段125，分别设有上述的百叶窗分离装置11。因为烟气在拐弯过程中粉尘的离心分离作用，百叶窗分离装置11设置在U型烟道12的拐角处，可以达到更好的分离粉尘的效果。需要注意的是拐角倾斜面角度需要大于粉尘的安息角，以避免产生粉尘在倾斜面上的堆积。可以理解，此处设置一个或多个百叶窗分离装置11也是可行的，或者设置在拐角以外的位置(如水平烟道122或上行烟道123上)也可以，只要可分离烟气中的粉尘即可。

具体的，百叶窗叶片111可以处于图1的角度，此时，对粉尘的分离效果较好，如图1所示，左侧百叶装分离装置111的百叶窗叶片111和U型烟道12的拐角124之间的近似垂直，此时，烟气中的粉尘碰撞到百叶窗叶片111的数量较多，百叶窗分离装置11可以收集较多的粉尘，同理，右侧百叶装分离装置111的百叶窗叶片111和拐角125之间的角度也可以近似垂直。当然，如前所述，在粉尘收集的需求减小时，可以改变该角度以控制惯性除尘单元收尘量。

图1中，惯性除尘单元1的下部可以设有灰斗13，灰斗13具体可以设置在两个百叶窗分离装置11的下方，用于收集百叶窗分离装置11分离出的粉尘，灰斗13的下方可以设置输灰流化罐14，打开输灰流化罐14的插板门142后，灰斗13中的粉尘可以落入输灰流化罐14中，输灰流化罐14的下方连接有压缩空气输送管路15，在压缩空气的作用下，粉尘颗粒可以从输灰流化罐14的输灰管141输出。此处可以输出到灰库或输灰总管，本方案不做限制。在惯性除尘单元1的下部设置如上的输灰装置，可方便将分离出的粉尘进行排出，可以理解，采用其他的输灰方式也是可行的，只要能够将粉尘输出即可。

如图1所示，电除尘单元3的下部也同样可以设有灰斗32，灰斗32设置在电除尘器31的下方，用于收集电除尘器31的粉尘，灰斗32的下方可以设置输灰流化罐33，输灰流化罐33设有可以输出粉尘的输灰管331。由于惯性除尘单元1的输灰装置已经具有如上的技术效果，电除尘单元3的输灰装置也应具备相类似的技术效果，故不再赘述。

本实施例提供的烟气除尘系统，进烟口4还可以连接空预器5，主要用于将烟气中的热量传递给用于燃烧或换热的空气，起到系统节能的效果。空预器5可以为管式或回转式，本方案不做限制。

该烟气除尘系统的上游通过喷入还原剂将NO_x转化为N₂，喷入的还原剂若与烟气中的NO_x混合反应不充分则可能导致氨逃逸，进而造成空预器5出现硫酸氢铵粘附堵塞问题，需要定期进行吹灰，吹灰后的烟尘中携带有较多的硫酸氢铵。当本方案设置百叶窗分离装置11后，硫酸氢铵颗粒以及部分吸附逃逸氨的烟尘会被百叶窗分离装置11收集，可以较大幅度的减少下游的烟气冷却单元2，以及电除尘单元3的极线与极板出现硫酸氢铵粘附堵塞的问题。

本实施例还提供了一种烟气除尘控制系统，基于上述各实施例所述的烟气除尘系统。具体的，本实施例的烟气除尘控制系统在烟气冷却单元2的入口设有SO₂浓度测量仪6，用于测量烟气冷却器21前烟气中SO₂的浓度，可以理解，直接使用SO₃在线浓度测量仪，也是可行的，可以直接得出烟气中SO₃的浓度，但SO₃浓度在线测量仪不仅价格昂贵，同时由于粉尘本身会吸附一定的SO₃，故很难在线获得SO₃准确的浓度数据。使用SO₂浓度测量仪，需要先结合相关的现场测量数据，先获得SO₃浓度和SO₂浓度、O₂浓度以及负荷的多变量关联关系并置入控制系统中，再将实际工况测量得到的SO₂浓度转化为SO₃浓度。由于烟气中的SO₂浓度基本不变，因此在电除尘单元3的出口脱硫装置(未示出)的入口设置SO₂浓度测量仪也是可以的。

此外，惯性除尘单元1的出口和电除尘单元3的入口之间设有粉尘浓度仪8，用于测量进口粉尘的浓度，因为烟气冷却单元2对烟气中的粉尘浓度基本不产生影响，图1中，电除尘进口粉尘浓度仪8设置在烟气冷却单元2的出口和电除尘单元3的入口之间，得到的粉尘浓度与惯性除尘单元1后烟气冷却单元2前的粉尘浓度相同，因此，电除尘进口粉尘浓度仪8，设置在惯性除尘单元1的出口与电除尘单元3的入口之间，任一具有一定直段的烟道即可。烟气除尘控制系统还包括数据处理控制器9，可以接收电除尘进口粉尘浓度仪8、SO₂浓度测量仪6的检测信号，数据处理控制器9对测量得到的粉尘浓度和SO₂浓度进行处理，根据负荷和氧量等其他数据，结合标定实验获得的关联公式得到烟气冷却单元2前烟气中的灰硫比，通过得到的灰硫比的数据，输出控制信号至叶片摆动执行器112，控制百叶窗叶片111的角度，使灰硫比的数据在要求的范围内。

进一步，烟气冷却单元2的入口和出口还可以分别设有用于测量温度的热电阻7，数据处理控制器9接收热电阻7的温度信号，同时结合灰硫比的数据，对烟气冷却器21的冷却温度进行控制。对于百叶窗叶片111的角度调整到最低收尘角后，灰硫比仍然较低的情况，数据处理控制器9可以通过调节进入烟气冷却器21的冷却水的温度或水量，降低烟气冷却器21的吸热量，提高进入电除尘单元3的烟气温度，进而减少流经烟气冷却器21的烟气中SO₃的冷凝量，减少因灰硫比较低，而导致烟气冷却器21的管束以及电除尘器31内相关部件的腐蚀。一般来说当灰硫比小于50时控制烟气冷却器21出口烟温不低于110℃；当灰硫比大于50小于100时控制烟气冷却器21出口烟温大于100℃小于110℃；当灰硫比大于100后，烟气冷却器21出口烟温一般控制在85～100℃。

另外，电除尘单元3的出口处也可以设有电除尘出口粉尘浓度仪10，用于测量电除尘器31对烟气进行除尘后，烟气中的粉尘浓度，可以较为直观地得出电除尘器31的除尘效率，进而对电除尘相关设备进行控制。

本实施例的烟气除尘控制系统可以控制烟气冷却器21前的灰硫比在100-300之间。因为灰硫比低于100时，烟气中的SO₃冷凝后，被粉尘的吸收效果较差，可能导致硫酸雾腐蚀烟气冷却器21的换热器的下游管束以及电除尘器31的零件；灰硫比超过300时，单位质量的粉尘吸附SO₃的数量可能减少，粉尘的比电阻虽然也会降低，但是改善程度较小，进而制约了电除尘器31的效率提高。所以将灰硫比控制在100-300之间，可以使得电除尘器31保持较高效率，也可以尽量保护烟气除尘系统中的设备不被硫酸雾腐蚀。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种烟气除尘系统，包括电除尘单元(3)和烟气冷却单元(2)，所述电除尘单元(3)设有电除尘器(31)，所述烟气冷却单元(2)设有烟气冷却器(21)，其特征在于，还包括惯性除尘单元(1)，所述惯性除尘单元(1)、所述烟气冷却单元(2)和所述电除尘单元(3)依次连接，所述惯性除尘单元(1)的入口与进烟口(4)连接，所述惯性除尘单元(1)包括用于分离烟气中的粉尘的百叶窗分离装置(11)。

2.如权利要求1所述的烟气除尘系统，其特征在于，所述百叶窗分离装置(11)设有叶片摆动执行器(112)，用于调节百叶窗叶片(111)的角度。

3.如权利要求2所述的烟气除尘系统，其特征在于，所述惯性除尘单元(1)设有与所述进烟口(4)连接的U型烟道(12)，所述U型烟道(12)的两个拐角处分别设有所述百叶窗分离装置(11)。

4.如权利要求3所述的烟气除尘系统，其特征在于，所述惯性除尘单元(1)还包括灰斗，所述灰斗分别设于所述百叶窗分离装置(11)的下方，所述灰斗的下方分别设有输灰流化罐，所述输灰流化罐设有用于输出所述粉尘的输灰管(141)。

5.如权利要求1所述的烟气除尘系统，其特征在于，所述电除尘单元(3)设有灰斗，所述灰斗设于所述电除尘器(31)下方，所述灰斗下方设有输灰流化罐，所述输灰流化罐设有用于输出所述粉尘的输灰管(331)。

6.如权利要求1-5任一项所述的烟气除尘系统，其特征在于，所述进烟口(4)连接空预器(5)的烟侧出口。

7.一种烟气除尘控制系统，其特征在于，基于权利要求1-6任一项所述的烟气除尘系统，包括设于所述烟气冷却单元(2)入口的SO₂浓度测量仪(6)、设于所述惯性除尘单元(1)的出口和所述电除尘单元(3)的入口之间的电除尘进口粉尘浓度仪(8)，以及数据处理控制器(9)，所述数据处理控制器(9)根据所述浓度测量仪(6)和所述电除尘进口粉尘浓度仪(8)的检测信号控制所述百叶窗分离装置(11)的百叶窗叶片(111)的角度。

8.如权利要求7所述的烟气除尘控制系统，其特征在于，所述烟气冷却单元(2)的入口和出口分别设有用于测量温度的热电阻(7)，所述数据处理控制器(9)根据所述浓度测量仪(6)、所述电除尘进口粉尘浓度仪(8)以及所述热电阻(7)检测的信号，控制所述烟气冷却器(21)的出口温度。

9.如权利要求7所述的烟气除尘控制系统，其特征在于，所述电除尘单元(3)的出口设有电除尘出口粉尘浓度仪(10)。

10.如权利要求7-9任一项所述的烟气除尘控制系统，其特征在于，所述烟气除尘控制系统控制烟气冷却器(21)前的灰硫比在100-300之间。

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