一種煙氣除塵系統(tǒng)及其電除塵器

《一種煙氣除塵系統(tǒng)及其電除塵器》涉及除塵技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種煙氣電除塵器。該發(fā)明還涉及一種包括上述煙氣電除塵器的煙氣除塵系統(tǒng)。

電除塵技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于環(huán)保領(lǐng)域，比如，燃煤火電機(jī)組的煙塵治理行業(yè)。而電除塵器即為通常使用的煙氣凈化設(shè)備。

電除塵器具有高壓靜電收塵電場、進(jìn)煙口，以及出煙口，高壓靜電收塵電場位于進(jìn)煙口和出煙口之間，高壓靜電收塵電場內(nèi)設(shè)有電極。其除塵的工作原理為：煙氣中的灰塵塵粒通過高壓靜電收塵電場時，與電極間的正負(fù)離子和電子發(fā)生碰撞而荷電（或在離子擴(kuò)散運(yùn)動中荷電），帶上電子和離子的塵粒在電場力的作用下向異性電極運(yùn)動并積附在異性電極上，再通過振打等方式使異性電極上的灰塵落入設(shè)于下方的收集灰斗中，從而使通過電除塵器的煙氣得以凈化，達(dá)到保護(hù)大氣、保護(hù)環(huán)境的目的。

然而，2011年6月前技術(shù)中的電除塵器存在下述技術(shù)問題：進(jìn)入進(jìn)煙口的煙氣溫度通常較高，導(dǎo)致進(jìn)入高壓靜電收塵電場中煙氣的粉塵比電阻較高，降低了電除塵效率，無法滿足逐漸提高的環(huán)保要求。

有鑒于此，如何改進(jìn)電除塵器的結(jié)構(gòu)，降低煙氣的粉塵比電阻，提高電除塵的效率，是該領(lǐng)域技術(shù)人員需要解決的技術(shù)問題。

圖1為《一種煙氣除塵系統(tǒng)及其電除塵器》所提供煙氣電除塵器一種具體實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中煙氣電除塵器的俯視圖；

圖3為圖1中換熱裝置的換熱管排的設(shè)置方式示意圖。

2016年12月7日，《一種煙氣除塵系統(tǒng)及其電除塵器》獲得第十八屆中國專利優(yōu)秀獎。 2100433B

《一種煙氣除塵系統(tǒng)及其電除塵器》的核心是提供一種煙氣電除塵器，該煙氣電除塵器具有置于進(jìn)口煙箱內(nèi)的換熱裝置，可以降低煙氣的溫度，從而降低粉塵比電阻和降低電場風(fēng)速，提高電除塵效率。該發(fā)明的另一核心是提供一種包括上述煙氣電除塵器的煙氣除塵系統(tǒng)。

為了使該領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解《一種煙氣除塵系統(tǒng)及其電除塵器》的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和具體實施例對該發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

參考圖1和圖2，圖1為《一種煙氣除塵系統(tǒng)及其電除塵器》所提供煙氣電除塵器一種具體實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1中煙氣電除塵器的俯視圖。

該具體實施方式中的煙氣電除塵器，包括進(jìn)口煙箱10和出口煙箱30，以及位于進(jìn)口煙箱10和出口煙箱30之間的高壓靜電收塵電場201，高壓靜電收塵電場201可以設(shè)于殼體20內(nèi)部。煙氣進(jìn)入進(jìn)口煙箱10后再進(jìn)入設(shè)有陽極和陰極的高壓靜電收塵電場201，煙氣中的煙塵在靜電作用下積附于異性電極上，高壓靜電收塵電場201的下方設(shè)有收集煙塵的灰斗202，積附的煙塵可以通過振打裝置落入灰斗202內(nèi)，則自出口煙箱30排出的煙氣得以凈化。

與2011年6月前技術(shù)不同的是，該實施方式中還設(shè)置有換熱裝置101，換熱裝置101設(shè)于進(jìn)口煙箱10中。換熱裝置101即利用熱交換原理工作的裝置，換熱裝置101可以是具有換熱管排1011的換熱器，如圖2所示，各換熱管排1011具有若干換熱管，冷凝介質(zhì)自換熱裝置101的介質(zhì)進(jìn)口進(jìn)入換熱管排1011的各換熱管中。進(jìn)入進(jìn)口煙箱10的高溫?zé)煔饨?jīng)過換熱管排1011時，與換熱管內(nèi)的冷凝介質(zhì)進(jìn)行換熱，冷凝介質(zhì)自換熱管流出后得以升溫，高溫?zé)煔饨禍兀瑥亩垢邷責(zé)煔庠谶M(jìn)口煙箱10處即得以降溫，降溫后煙氣中的煙塵顆粒進(jìn)入高壓靜電收塵電場201由高壓靜電捕集。

則設(shè)置了換熱裝置101的煙氣電除塵器，可以在煙氣進(jìn)入高壓靜電收塵電場201之前進(jìn)行降溫，即進(jìn)入該電除塵器的煙氣具有預(yù)降溫的過程。因此，進(jìn)入高壓靜電收塵電場201的待處理煙氣的體積流量得以降低，相應(yīng)地，電場煙氣通道內(nèi)的煙氣流速也得以降低，同時由于煙溫降低使得煙氣的粉塵比電阻降低，從而能夠提高電除塵器的除塵效率，使除塵效果滿足環(huán)保的要求。而且，將換熱裝置101置于進(jìn)口煙箱10處，可以充分利用電除塵器上的煙道空間，提高除塵效率的同時，并不增加額外的占地空間，即該結(jié)構(gòu)的煙氣電除塵器具有結(jié)構(gòu)緊湊、利于系統(tǒng)工藝布置的優(yōu)點。

上述實施方式中，優(yōu)選地將換熱裝置101沿進(jìn)氣的氣流方向設(shè)于進(jìn)口煙箱10的前區(qū)位置，即進(jìn)口煙箱101內(nèi)遠(yuǎn)離高壓靜電收塵電場201的一端。如圖1所示，為均布煙氣，進(jìn)口煙箱10的徑向尺寸沿氣流方向通常呈遞增的趨勢，則進(jìn)口煙箱10的前區(qū)位置處煙氣較為集中，可以實現(xiàn)集中換熱，及時地實現(xiàn)高溫?zé)煔獾慕禍亍？梢愿鶕?jù)煙氣狀態(tài)以及實際降溫需求，設(shè)計換熱裝置101的尺寸，并設(shè)計相應(yīng)的進(jìn)口煙箱10尺寸。

參考圖3，圖3為圖1中換熱裝置的換熱管排的設(shè)置方式示意圖。

具體設(shè)置換熱裝置101時，可以將換熱裝置101的換熱管排1011沿進(jìn)氣的氣流方向并列且均勻設(shè)置，圖3中箭頭方向表示煙氣的進(jìn)氣方向。換熱管排1011中各管體之間可以采用輔助膜板連接，并采用高溫焊接工藝，組排設(shè)計出廠，該結(jié)構(gòu)的換熱管排1011具有接觸熱阻低、煙氣紊流小、磨損小的優(yōu)點。換熱管排1011并列設(shè)置的結(jié)構(gòu)，可以使各換熱管排1011的換熱面兼作煙氣氣流均布裝置使用，如圖3所示，則經(jīng)過換熱裝置101后進(jìn)入高壓靜電收塵電場201的煙氣，分布更為均勻，可以提高電除塵的效率。

進(jìn)一步地，換熱裝置101上可以設(shè)置清灰裝置，煙氣經(jīng)過換熱裝置101換熱時，部分煙塵會聚集于換熱裝置101上，清灰裝置有助于清理灰塵，從而長久維持換熱裝置101的降溫效果。清灰裝置可以是聲波清灰裝置202，如圖1所示，也可以是機(jī)械振打清灰裝置。清灰裝置可以置于換熱裝置101的上部、中部、下部三者中的至少一者，設(shè)計時，可以按照實際需要設(shè)置清灰裝置，在保證充分為換熱裝置101清灰的同時，節(jié)約產(chǎn)品的成本。

在上述實施例的基礎(chǔ)上，還可以作出進(jìn)一步的改進(jìn)。即在上述實施例中換熱裝置101的冷凝介質(zhì)進(jìn)口管路中設(shè)置電動調(diào)節(jié)閥，同時，設(shè)置根據(jù)檢測的工作煙溫調(diào)節(jié)電動調(diào)節(jié)閥閥口開度大小的控制系統(tǒng)，文中所述的工作煙溫即煙氣降溫后進(jìn)入高壓靜電收塵電場201時的溫度。自出口煙箱30排出的煙氣的溫度，可以準(zhǔn)確反應(yīng)出工作煙溫，故根據(jù)檢測的排煙溫度調(diào)控調(diào)節(jié)電動閥即可以滿足需求，排煙溫度易于檢測。則該結(jié)構(gòu)的煙氣電除塵器通過控制系統(tǒng)控制電動調(diào)節(jié)閥的閥口開度大小，調(diào)節(jié)進(jìn)入換熱管排1011中的冷凝介質(zhì)流量，從而按照實際需要的排煙溫度調(diào)節(jié)煙氣的降溫幅度。電動調(diào)節(jié)閥的控制系統(tǒng)可以集成于電除塵器的除塵控制系統(tǒng)中，進(jìn)一步完善電除塵器的智能化控制系統(tǒng)。

具體地，可以由煙氣酸露點確定的最低排煙溫度控制電動調(diào)節(jié)閥閥口開度的大小。為避免在換熱裝置101作用下，煙氣溫度過度降低，而對設(shè)備受熱面造成嚴(yán)重的低溫腐蝕，可以根據(jù)實際煙氣的酸露點設(shè)定最低排煙溫度，并預(yù)存于控制系統(tǒng)中，當(dāng)實時檢測的排煙溫度低于該最低排煙溫度時，控制系統(tǒng)發(fā)出減小電動調(diào)節(jié)閥閥口開度的信號，減小冷凝介質(zhì)流量，降低煙氣的降溫幅度。則具有該控制系統(tǒng)的煙氣電除塵器通過換熱裝置101降低排煙溫度，達(dá)到降低粉塵比電阻的同時，還可以避免煙溫過低而導(dǎo)致的設(shè)備腐蝕速度加快。

針對控制排煙溫度的控制系統(tǒng)，更為優(yōu)化的方案為，由控制系統(tǒng)檢測煙氣位于高壓靜電收塵電場201中的若干參數(shù)，并根據(jù)檢測的具體參數(shù)以及煙氣的酸露點確定所需的最佳排煙溫度，控制系統(tǒng)再根據(jù)實時檢測的排煙溫度、最佳排煙溫度控制閥口開度的大小。

檢測的參數(shù)應(yīng)至少包括電場電流電壓運(yùn)行參數(shù)、伏安特性曲線族、反電暈指數(shù)，以及煙塵濁度，特定的排煙溫度對應(yīng)特定的電場電流電壓運(yùn)行參數(shù)、伏安特性曲線族、反電暈指數(shù)，以及煙塵濁度。最佳排煙溫度對應(yīng)的各參數(shù)應(yīng)呈現(xiàn)為：電場無低電壓大電流、伏安特性曲線平緩、反電暈指數(shù)正常，且對應(yīng)的煙塵濁度最低，此種參數(shù)條件下的煙氣粉塵比電阻較低，適宜高壓靜電收塵電場201的工作。當(dāng)然，該最佳排煙溫度也必須高于酸露點對應(yīng)的最低排煙溫度。由控制程序確定最佳排煙溫度，并將其設(shè)定為目標(biāo)值，預(yù)存于系統(tǒng)中，保持煙氣電除塵器在此煙溫狀態(tài)下運(yùn)行，即實時檢測的排煙溫度高于/低于最佳排煙溫度時，控制系統(tǒng)輸出控制閥口開度減小/增大的信號，以降低/升高煙氣降溫的幅度。則具有該控制系統(tǒng)的煙氣電除塵器，可以維持在煙氣粉塵比電阻最低的狀態(tài)下工作，穩(wěn)定地提高除塵效率，且有效地控制煙氣對設(shè)備造成的腐蝕。需要說明的是，上述參數(shù)為反應(yīng)煙氣工況的主要特征參數(shù)，也可以根據(jù)實際需要，檢測其他相應(yīng)的參數(shù)，以獲得最佳排煙溫度，實行煙溫的智能操控。

除了上述煙氣電除塵器，《一種煙氣除塵系統(tǒng)及其電除塵器》還提供一種煙氣除塵系統(tǒng)，具有煙氣電除塵器和汽機(jī)冷凝水管路，所述煙氣電除塵器為上述任一實施例所描述的煙氣電除塵器。由于上述煙氣電除塵器具有上述技術(shù)效果，具有上述煙氣電除塵器的煙氣除塵系統(tǒng)也應(yīng)具有相同技術(shù)效果，在此不贅述。

具體地，在煙氣除塵系統(tǒng)中，可以將換熱裝置101的冷凝介質(zhì)進(jìn)口與汽機(jī)冷凝水的管路相連接。采用汽機(jī)冷凝水作為換熱介質(zhì)，可以回收高溫?zé)煔獾挠酂?，加熱汽機(jī)冷凝水，替代汽機(jī)冷凝水回?zé)嵯到y(tǒng)中部分低壓加熱器的作用，以減少低壓加熱器對汽機(jī)的抽汽量，從而可達(dá)到節(jié)約電煤消耗的目的。

一種煙氣除塵系統(tǒng)及其電除塵器專利目的

《一種煙氣除塵系統(tǒng)及其電除塵器》的目的是提供一種煙氣電除塵器，該煙氣電除塵器具有置于進(jìn)口煙箱內(nèi)的換熱裝置，可以降低煙氣的溫度，從而降低粉塵比電阻和降低電場風(fēng)速，提高電除塵效率?！兑环N煙氣除塵系統(tǒng)及其電除塵器》的另一目的是提供一種包括上述煙氣電除塵器的煙氣除塵系統(tǒng)。

一種煙氣除塵系統(tǒng)及其電除塵器技術(shù)方案

為達(dá)到《一種煙氣除塵系統(tǒng)及其電除塵器》的第一目的，該發(fā)明提供一種煙氣電除塵器，包括進(jìn)口煙箱和出口煙箱，以及位于所述進(jìn)口煙箱和所述出口煙箱之間的高壓靜電收塵電場，還包括換熱裝置，所述換熱裝置設(shè)于所述進(jìn)口煙箱中。

優(yōu)選地，所述換熱裝置沿進(jìn)氣的氣流方向設(shè)于所述進(jìn)口煙箱的前區(qū)位置。

優(yōu)選地，所述換熱裝置的換熱管排沿進(jìn)氣的氣流方向并列且均勻設(shè)置。

優(yōu)選地，所述換熱裝置上設(shè)有清灰裝置。

優(yōu)選地，所述換熱裝置的冷凝介質(zhì)進(jìn)口管路設(shè)有電動調(diào)節(jié)閥。

優(yōu)選地，還包括所述電動調(diào)節(jié)閥的控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)根據(jù)檢測的工作煙溫控制所述電動調(diào)節(jié)閥閥口開度的大小。

優(yōu)選地，所述控制系統(tǒng)中預(yù)存根據(jù)煙氣的酸露點確定的排煙溫度最低值，并實時檢測排煙溫度；排煙溫度低于所述排煙溫度最低值時，所述控制系統(tǒng)輸出控制所述閥口開度減小的信號。

優(yōu)選地，所述控制系統(tǒng)檢測煙氣位于所述高壓靜電收塵電場時的參數(shù)，并根據(jù)檢測的所述參數(shù)以及煙氣的酸露點確定所需的最佳工作煙溫，且所述控制系統(tǒng)實時檢測排煙溫度；所述排煙溫度高于/低于所述最佳排煙溫度時，所述控制系統(tǒng)輸出控制所述閥口開度減小/增大的信號。

優(yōu)選地，所述控制系統(tǒng)檢測的所述參數(shù)至少包括所述煙氣在高壓靜電收塵電場中的電場電流電壓運(yùn)行參數(shù)、伏安特性曲線族、反電暈指數(shù)，以及煙塵濁度。

《一種煙氣除塵系統(tǒng)及其電除塵器》所提供的煙氣電除塵器，在進(jìn)口煙箱處設(shè)置換熱裝置，則可以在煙氣進(jìn)入高溫靜電收塵電場之前進(jìn)行降溫，即進(jìn)入該電除塵器的煙氣具有預(yù)降溫的過程。因此，進(jìn)入高壓靜電收塵電場的待處理煙氣的體積流量得以降低，相應(yīng)地，電場煙氣通道內(nèi)的煙氣流速也得以降低，同時由于煙溫降低使得煙氣的粉塵比電阻降低，從而能夠提高電除塵器的除塵效率，使除塵效果滿足環(huán)保的要求。而且，將換熱裝置置于進(jìn)口煙箱處，可以充分利用電除塵器上的煙道空間，提高除塵效率的同時，并不增加額外的占地空間，即該結(jié)構(gòu)的煙氣電除塵器具有結(jié)構(gòu)緊湊、利于系統(tǒng)工藝布置的優(yōu)點。

在進(jìn)一步的技術(shù)方案中，可以將換熱裝置的換熱管排沿進(jìn)氣的氣流方向并列且均勻設(shè)置。換熱管排并列設(shè)置的結(jié)構(gòu)，可以使各換熱管排的換熱面兼作煙氣氣流均布裝置使用，則經(jīng)過換熱裝置后進(jìn)入高壓靜電收塵電場的煙氣，分布更為均勻，可以提高電除塵的效率。

在進(jìn)一步的技術(shù)方案中，在換熱裝置的冷凝介質(zhì)進(jìn)口管路中設(shè)置電動調(diào)節(jié)閥及其控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)檢測煙氣位于高壓靜電收塵電場中的若干參數(shù)，并根據(jù)檢測的具體參數(shù)以及煙氣的酸露點確定所需的最佳排煙溫度，控制系統(tǒng)再根據(jù)實時檢測的排煙溫度、最佳排煙溫度控制閥口開度的大小?？梢允篃煔怆姵龎m器維持在煙氣粉塵比電阻最低的狀態(tài)下工作，穩(wěn)定地提高除塵效率，且有效地控制煙氣對設(shè)備造成的腐蝕。

為達(dá)到《一種煙氣除塵系統(tǒng)及其電除塵器》的另一目的，該發(fā)明還提供一種煙氣除塵系統(tǒng)，具有煙氣電除塵器和汽機(jī)冷凝水管路，所述煙氣電除塵器為上述任一項所述的煙氣電除塵器。

優(yōu)選地，所述換熱裝置的冷凝介質(zhì)進(jìn)口與所述汽機(jī)冷凝水管路相接。

一種煙氣除塵系統(tǒng)及其電除塵器改善效果

由于上述煙氣電除塵器具有上述技術(shù)效果，具有該煙氣電除塵器的煙氣除塵系統(tǒng)也具有相同的技術(shù)效果。

在進(jìn)一步的技術(shù)方案中，將換熱裝置的冷凝介質(zhì)進(jìn)口與汽機(jī)冷凝水的管路相連接。采用汽機(jī)冷凝水作為換熱冷凝介質(zhì)，可以回收高溫?zé)煔獾挠酂?，加熱汽機(jī)冷凝水，替代汽機(jī)冷凝水回?zé)嵯到y(tǒng)中部分低壓加熱器的作用，以減少低壓加熱器對汽機(jī)的抽汽量，從而可達(dá)到節(jié)約電煤消耗的目的。

1.一種煙氣電除塵器，包括進(jìn)口煙箱（10）和出口煙箱（30），以及位于所述進(jìn)口煙箱（10）和所述出口煙箱（30）之間的高壓靜電收塵電場（201），其特征在于，還包括換熱裝置（101），所述換熱裝置（101）設(shè)于所述進(jìn)口煙箱（10）中；所述進(jìn)口煙箱（10）的徑向尺寸沿氣流方向呈遞增的趨勢，所述換熱裝置（101）沿進(jìn)氣的氣流方向設(shè)于所述進(jìn)口煙箱（10）的前區(qū)位置；所述換熱裝置（101）的換熱管排（1011）沿進(jìn)氣的氣流方向并列且均勻設(shè)置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙氣電除塵器，其特征在于，所述換熱裝置（101）上設(shè)有清灰裝置。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的煙氣電除塵器，其特征在于，所述換熱裝置（101）的冷凝介質(zhì)進(jìn)口管路設(shè)有電動調(diào)節(jié)閥。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的煙氣電除塵器，其特征在于，還包括所述電動調(diào)節(jié)閥的控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)根據(jù)檢測的工作煙溫控制所述電動調(diào)節(jié)閥閥口開度的大小。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的煙氣電除塵器，其特征在于，所述控制系統(tǒng)中預(yù)存根據(jù)煙氣的酸露點確定的排煙溫度最低值，并實時檢測排煙溫度；排煙溫度低于所述排煙溫度最低值時，所述控制系統(tǒng)輸出控制所述電動調(diào)節(jié)閥閥口開度減小的信號。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的煙氣電除塵器，其特征在于，所述控制系統(tǒng)檢測煙氣位于所述高壓靜電收塵電場（201）時的參數(shù)，并根據(jù)檢測的所述參數(shù)以及煙氣的酸露點確定所需的最佳排煙溫度，且所述控制系統(tǒng)實時檢測排煙溫度；所述排煙溫度高于/低于所述最佳排煙溫度時，所述控制系統(tǒng)輸出控制所述閥口開度減小/增大的信號。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的煙氣電除塵器，其特征在于，所述控制系統(tǒng)檢測的所述參數(shù)至少包括所述煙氣在高壓靜電收塵電場（201）中的電場電流電壓運(yùn)行參數(shù)、伏安特性曲線族、反電暈指數(shù)，以及煙塵濁度。

8.一種煙氣除塵系統(tǒng)，具有煙氣電除塵器和汽機(jī)冷凝水管路，其特征在于，所述煙氣電除塵器為權(quán)利要求1至7任一項所述的煙氣電除塵器。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的煙氣除塵系統(tǒng)，其特征在于，所述換熱裝置（101）的冷凝介質(zhì)進(jìn)口與所述汽機(jī)冷凝水管路相接。

除塵器是除塵系統(tǒng)的主要組成部分，其性能好壞直接影響到整個除塵系統(tǒng)的除塵效果。按控制范圍，除塵系統(tǒng)可分為：

(1)就地除塵(局部除塵)，除塵器直接設(shè)置在產(chǎn)塵設(shè)備上，基本上不需要除塵管道就可構(gòu)成一個除塵系統(tǒng)。具有簡單、緊湊、可完全按某一揚(yáng)塵點的具體情況設(shè)計、適應(yīng)性強(qiáng)的特點;

(2)分散除塵，把性質(zhì)相同的就近的產(chǎn)塵點用管道連結(jié)起來，共用一臺除塵器構(gòu)成一個除塵系統(tǒng);

(3)集除塵系統(tǒng)，把整個車間或幾個車間的產(chǎn)塵點聯(lián)結(jié)于一個除塵系統(tǒng)，經(jīng)除塵后集中排氣。便于集中管理但阻力不易平衡，調(diào)節(jié)困難。

按其規(guī)模和配置特點，可分為就地除塵系統(tǒng)、分散除塵系統(tǒng)和集中除塵系統(tǒng)；按除塵器的種類，可分為干式除塵系統(tǒng)和濕式除塵系統(tǒng)；按設(shè)置除塵器的段數(shù)，可分為單段除塵系統(tǒng)和多段除塵系統(tǒng)；按除塵器在系統(tǒng)中的位置，可分為正壓式除塵系統(tǒng)和負(fù)壓式除塵系統(tǒng)。

《一種復(fù)式臥式濕式電除塵器》涉及一種電除塵器，更具體地說，涉及一種復(fù)式臥式濕式電除塵器。