一種煙氣除塵系統及其電除塵器

《一種煙氣除塵系統及其電除塵器》是福建龍淨環保股份有限公司於2011年6月15日申請的專利，該專利的申請號為2011101608453，公布號為CN102284361A，授權公布日為2011年12月21日，發明人是黃煒、廖增安、鐘志良、謝慶亮、廖定榮、黃舉福、陳磊。

《一種煙氣除塵系統及其電除塵器》公開了一種煙氣電除塵器，包括進口煙箱和出口煙箱，以及位於進口煙箱和出口煙箱之間的高壓靜電收塵電場，還包括換熱裝置，換熱裝置設於進口煙箱中。該煙氣電除塵器，可以在煙氣進入高溫靜電收塵電場之前進行降溫，故進入電場的待處理煙氣的體積流量得以降低，相應地，電場煙氣通道內的煙氣流速也得以降低，同時由於煙溫降低使得煙氣的粉塵比電阻降低，從而提高電除塵器的除塵效率；而且，將換熱裝置置於進口煙箱處，可以充分利用已有電除塵器上進口煙箱的內部空間，提高除塵效率的同時，並不增加額外的占地空間，即該結構的煙氣電除塵器具有結構緊湊、利於系統工藝布置的優點。該發明還公開一種具有上述煙氣電除塵器的煙氣除塵系統。

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

（概述圖為《一種煙氣除塵系統及其電除塵器》摘要附圖）

基本介紹

• 中文名：一種煙氣除塵系統及其電除塵器
• 公布號：CN102284361A
• 授權日：2011年12月21日
• 申請號：2011101608453
• 申請日：2011年6月15日
• 申請人：福建龍淨環保股份有限公司
• 地址：福建省龍巖市新羅區陵園路81號
• 發明人：黃煒、廖增安、鐘志良、謝慶亮、廖定榮、黃舉福、陳磊
• Int.Cl.：B03C3/014(2006.01)I
• 代理機構：北京集佳智慧財產權代理有限公司
• 代理人：羅滿、魏曉波
• 類別：發明專利

專利背景

電除塵技術已經廣泛套用於環保領域，比如，燃煤火電機組的煙塵治理行業。而電除塵器即為通常使用的煙氣淨化設備。

電除塵器具有高壓靜電收塵電場、進煙口，以及出煙口，高壓靜電收塵電場位於進煙口和出煙口之間，高壓靜電收塵電場內設有電極。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，與電極間的正負離子和電子發生碰撞而荷電（或在離子擴散運動中荷電），帶上電子和離子的塵粒在電場力的作用下向異性電極運動並積附在異性電極上，再通過振打等方式使異性電極上的灰塵落入設於下方的收集灰斗中，從而使通過電除塵器的煙氣得以淨化，達到保護大氣、保護環境的目的。

然而，2011年6月前技術中的電除塵器存在下述技術問題：進入進煙口的煙氣溫度通常較高，導致進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保要求。

有鑒於此，如何改進電除塵器的結構，降低煙氣的粉塵比電阻，提高電除塵的效率，是該領域技術人員需要解決的技術問題。

發明內容

專利目的

《一種煙氣除塵系統及其電除塵器》的目的是提供一種煙氣電除塵器，該煙氣電除塵器具有置於進口煙箱內的換熱裝置，可以降低煙氣的溫度，從而降低粉塵比電阻和降低電場風速，提高電除塵效率。《一種煙氣除塵系統及其電除塵器》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。

技術方案

為達到《一種煙氣除塵系統及其電除塵器》的第一目的，該發明提供一種煙氣電除塵器，包括進口煙箱和出口煙箱，以及位於所述進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，所述換熱裝置設於所述進口煙箱中。

優選地，所述換熱裝置沿進氣的氣流方向設於所述進口煙箱的前區位置。

優選地，所述換熱裝置的換熱管排沿進氣的氣流方向並列且均勻設定。

優選地，所述換熱裝置上設有清灰裝置。

優選地，所述換熱裝置的冷凝介質進口管路設有電動調節閥。

優選地，還包括所述電動調節閥的控制系統，所述控制系統根據檢測的工作煙溫控制所述電動調節閥閥口開度的大小。

優選地，所述控制系統中預存根據煙氣的酸露點確定的排煙溫度最低值，並實時檢測排煙溫度；排煙溫度低於所述排煙溫度最低值時，所述控制系統輸出控制所述閥口開度減小的信號。

優選地，所述控制系統檢測煙氣位於所述高壓靜電收塵電場時的參數，並根據檢測的所述參數以及煙氣的酸露點確定所需的最佳工作煙溫，且所述控制系統實時檢測排煙溫度；所述排煙溫度高於/低於所述最佳排煙溫度時，所述控制系統輸出控制所述閥口開度減小/增大的信號。

優選地，所述控制系統檢測的所述參數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行參數、伏安特性曲線族、反電暈指數，以及煙塵濁度。

《一種煙氣除塵系統及其電除塵器》所提供的煙氣電除塵器，在進口煙箱處設定換熱裝置，則可以在煙氣進入高溫靜電收塵電場之前進行降溫，即進入該電除塵器的煙氣具有預降溫的過程。因此，進入高壓靜電收塵電場的待處理煙氣的體積流量得以降低，相應地，電場煙氣通道內的煙氣流速也得以降低，同時由於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，使除塵效果滿足環保的要求。而且，將換熱裝置置於進口煙箱處，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，並不增加額外的占地空間，即該結構的煙氣電除塵器具有結構緊湊、利於系統工藝布置的優點。

在進一步的技術方案中，可以將換熱裝置的換熱管排沿進氣的氣流方向並列且均勻設定。換熱管排並列設定的結構，可以使各換熱管排的換熱面兼作煙氣氣流均布裝置使用，則經過換熱裝置後進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。

在進一步的技術方案中，在換熱裝置的冷凝介質進口管路中設定電動調節閥及其控制系統，控制系統檢測煙氣位於高壓靜電收塵電場中的若干參數，並根據檢測的具體參數以及煙氣的酸露點確定所需的最佳排煙溫度，控制系統再根據實時檢測的排煙溫度、最佳排煙溫度控制閥口開度的大小。可以使煙氣電除塵器維持在煙氣粉塵比電阻最低的狀態下工作，穩定地提高除塵效率，且有效地控制煙氣對設備造成的腐蝕。

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

優選地，所述換熱裝置的冷凝介質進口與所述汽機冷凝水管路相接。

改善效果

由於上述煙氣電除塵器具有上述技術效果，具有該煙氣電除塵器的煙氣除塵系統也具有相同的技術效果。

在進一步的技術方案中，將換熱裝置的冷凝介質進口與汽機冷凝水的管路相連線。採用汽機冷凝水作為換熱冷凝介質，可以回收高溫煙氣的餘熱，加熱汽機冷凝水，替代汽機冷凝水回熱系統中部分低壓加熱器的作用，以減少低壓加熱器對汽機的抽汽量，從而可達到節約電煤消耗的目的。

附圖說明

圖1為《一種煙氣除塵系統及其電除塵器》所提供煙氣電除塵器一種具體實施方式的結構示意圖；

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定方式示意圖。

技術領域

《一種煙氣除塵系統及其電除塵器》涉及除塵技術領域，特別涉及一種煙氣電除塵器。該發明還涉及一種包括上述煙氣電除塵器的煙氣除塵系統。

權利要求

1.一種煙氣電除塵器，包括進口煙箱（10）和出口煙箱（30），以及位於所述進口煙箱（10）和所述出口煙箱（30）之間的高壓靜電收塵電場（201），其特徵在於，還包括換熱裝置（101），所述換熱裝置（101）設於所述進口煙箱（10）中；所述進口煙箱（10）的徑向尺寸沿氣流方向呈遞增的趨勢，所述換熱裝置（101）沿進氣的氣流方向設於所述進口煙箱（10）的前區位置；所述換熱裝置（101）的換熱管排（1011）沿進氣的氣流方向並列且均勻設定。2.根據權利要求1所述的煙氣電除塵器，其特徵在於，所述換熱裝置（101）上設有清灰裝置。

3.根據權利要求1或2所述的煙氣電除塵器，其特徵在於，所述換熱裝置（101）的冷凝介質進口管路設有電動調節閥。

4.根據權利要求3所述的煙氣電除塵器，其特徵在於，還包括所述電動調節閥的控制系統，所述控制系統根據檢測的工作煙溫控制所述電動調節閥閥口開度的大小。

5.根據權利要求4所述的煙氣電除塵器，其特徵在於，所述控制系統中預存根據煙氣的酸露點確定的排煙溫度最低值，並實時檢測排煙溫度；排煙溫度低於所述排煙溫度最低值時，所述控制系統輸出控制所述電動調節閥閥口開度減小的信號。

6.根據權利要求5所述的煙氣電除塵器，其特徵在於，所述控制系統檢測煙氣位於所述高壓靜電收塵電場（201）時的參數，並根據檢測的所述參數以及煙氣的酸露點確定所需的最佳排煙溫度，且所述控制系統實時檢測排煙溫度；所述排煙溫度高於/低於所述最佳排煙溫度時，所述控制系統輸出控制所述閥口開度減小/增大的信號。

7.根據權利要求6所述的煙氣電除塵器，其特徵在於，所述控制系統檢測的所述參數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行參數、伏安特性曲線族、反電暈指數，以及煙塵濁度。

8.一種煙氣除塵系統，具有煙氣電除塵器和汽機冷凝水管路，其特徵在於，所述煙氣電除塵器為權利要求1至7任一項所述的煙氣電除塵器。

9.根據權利要求8所述的煙氣除塵系統，其特徵在於，所述換熱裝置（101）的冷凝介質進口與所述汽機冷凝水管路相接。

實施方式

《一種煙氣除塵系統及其電除塵器》的核心是提供一種煙氣電除塵器，該煙氣電除塵器具有置於進口煙箱內的換熱裝置，可以降低煙氣的溫度，從而降低粉塵比電阻和降低電場風速，提高電除塵效率。該發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。

為了使該領域的技術人員更好地理解《一種煙氣除塵系統及其電除塵器》的技術方案，下面結合附圖和具體實施例對該發明作進一步的詳細說明。

參考圖1和圖2，圖1為《一種煙氣除塵系統及其電除塵器》所提供煙氣電除塵器一種具體實施方式的結構示意圖；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，包括進口煙箱10和出口煙箱30，以及位於進口煙箱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可以設於殼體20內部。煙氣進入進口煙箱10後再進入設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於異性電極上，高壓靜電收塵電場201的下方設有收集煙塵的灰斗202，積附的煙塵可以通過振打裝置落入灰斗202內，則自出口煙箱30排出的煙氣得以淨化。

與2011年6月前技術不同的是，該實施方式中還設定有換熱裝置101，換熱裝置101設於進口煙箱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，冷凝介質自換熱裝置101的介質進口進入換熱管排1011的各換熱管中。進入進口煙箱10的高溫煙氣經過換熱管排1011時，與換熱管內的冷凝介質進行換熱，冷凝介質自換熱管流出後得以升溫，高溫煙氣降溫，從而使高溫煙氣在進口煙箱10處即得以降溫，降溫後煙氣中的煙塵顆粒進入高壓靜電收塵電場201由高壓靜電捕集。

則設定了換熱裝置101的煙氣電除塵器，可以在煙氣進入高壓靜電收塵電場201之前進行降溫，即進入該電除塵器的煙氣具有預降溫的過程。因此，進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，相應地，電場煙氣通道內的煙氣流速也得以降低，同時由於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，使除塵效果滿足環保的要求。而且，將換熱裝置101置於進口煙箱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，並不增加額外的占地空間，即該結構的煙氣電除塵器具有結構緊湊、利於系統工藝布置的優點。

上述實施方式中，優選地將換熱裝置101沿進氣的氣流方向設於進口煙箱10的前區位置，即進口煙箱101內遠離高壓靜電收塵電場201的一端。如圖1所示，為均布煙氣，進口煙箱10的徑向尺寸沿氣流方向通常呈遞增的趨勢，則進口煙箱10的前區位置處煙氣較為集中，可以實現集中換熱，及時地實現高溫煙氣的降溫。可以根據煙氣狀態以及實際降溫需求，設計換熱裝置101的尺寸，並設計相應的進口煙箱10尺寸。

參考圖3，圖3為圖1中換熱裝置的換熱管排的設定方式示意圖。

具體設定換熱裝置101時，可以將換熱裝置101的換熱管排1011沿進氣的氣流方向並列且均勻設定，圖3中箭頭方向表示煙氣的進氣方向。換熱管排1011中各管體之間可以採用輔助膜板連線，並採用高溫焊接工藝，組排設計出廠，該結構的換熱管排1011具有接觸熱阻低、煙氣紊流小、磨損小的優點。換熱管排1011並列設定的結構，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，則經過換熱裝置101後進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。

進一步地，換熱裝置101上可以設定清灰裝置，煙氣經過換熱裝置101換熱時，部分煙塵會聚集於換熱裝置101上，清灰裝置有助於清理灰塵，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，也可以是機械振打清灰裝置。清灰裝置可以置於換熱裝置101的上部、中部、下部三者中的至少一者，設計時，可以按照實際需要設定清灰裝置，在保證充分為換熱裝置101清灰的同時，節約產品的成本。

在上述實施例的基礎上，還可以作出進一步的改進。即在上述實施例中換熱裝置101的冷凝介質進口管路中設定電動調節閥，同時，設定根據檢測的工作煙溫調節電動調節閥閥口開度大小的控制系統，文中所述的工作煙溫即煙氣降溫後進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，可以準確反應出工作煙溫，故根據檢測的排煙溫度調控調節電動閥即可以滿足需求，排煙溫度易於檢測。則該結構的煙氣電除塵器通過控制系統控制電動調節閥的閥口開度大小，調節進入換熱管排1011中的冷凝介質流量，從而按照實際需要的排煙溫度調節煙氣的降溫幅度。電動調節閥的控制系統可以集成於電除塵器的除塵控制系統中，進一步完善電除塵器的智慧型化控制系統。

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節閥閥口開度的大小。為避免在換熱裝置101作用下，煙氣溫度過度降低，而對設備受熱面造成嚴重的低溫腐蝕，可以根據實際煙氣的酸露點設定最低排煙溫度，並預存於控制系統中，當實時檢測的排煙溫度低於該最低排煙溫度時，控制系統發出減小電動調節閥閥口開度的信號，減小冷凝介質流量，降低煙氣的降溫幅度。則具有該控制系統的煙氣電除塵器通過換熱裝置101降低排煙溫度，達到降低粉塵比電阻的同時，還可以避免煙溫過低而導致的設備腐蝕速度加快。

針對控制排煙溫度的控制系統，更為最佳化的方案為，由控制系統檢測煙氣位於高壓靜電收塵電場201中的若干參數，並根據檢測的具體參數以及煙氣的酸露點確定所需的最佳排煙溫度，控制系統再根據實時檢測的排煙溫度、最佳排煙溫度控制閥口開度的大小。

檢測的參數應至少包括電場電流電壓運行參數、伏安特性曲線族、反電暈指數，以及煙塵濁度，特定的排煙溫度對應特定的電場電流電壓運行參數、伏安特性曲線族、反電暈指數，以及煙塵濁度。最佳排煙溫度對應的各參數應呈現為：電場無低電壓大電流、伏安特性曲線平緩、反電暈指數正常，且對應的煙塵濁度最低，此種參數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。當然，該最佳排煙溫度也必須高於酸露點對應的最低排煙溫度。由控制程式確定最佳排煙溫度，並將其設定為目標值，預存於系統中，保持煙氣電除塵器在此煙溫狀態下運行，即實時檢測的排煙溫度高於/低於最佳排煙溫度時，控制系統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。則具有該控制系統的煙氣電除塵器，可以維持在煙氣粉塵比電阻最低的狀態下工作，穩定地提高除塵效率，且有效地控制煙氣對設備造成的腐蝕。需要說明的是，上述參數為反應煙氣工況的主要特徵參數，也可以根據實際需要，檢測其他相應的參數，以獲得最佳排煙溫度，實行煙溫的智慧型操控。

除了上述煙氣電除塵器，《一種煙氣除塵系統及其電除塵器》還提供一種煙氣除塵系統，具有煙氣電除塵器和汽機冷凝水管路，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。由於上述煙氣電除塵器具有上述技術效果，具有上述煙氣電除塵器的煙氣除塵系統也應具有相同技術效果，在此不贅述。

具體地，在煙氣除塵系統中，可以將換熱裝置101的冷凝介質進口與汽機冷凝水的管路相連線。採用汽機冷凝水作為換熱介質，可以回收高溫煙氣的餘熱，加熱汽機冷凝水，替代汽機冷凝水回熱系統中部分低壓加熱器的作用，以減少低壓加熱器對汽機的抽汽量，從而可達到節約電煤消耗的目的。

榮譽表彰

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