專利名稱：一種鍋爐后除塵和煙氣余熱回收的一體化裝置及其應用的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種鍋爐后除塵和煙氣余熱回收的一體化裝置及其在鍋爐后除塵和煙氣余熱回收中的應用，屬于環(huán)保、節(jié)能領域。
背景技術：
燃煤發(fā)電廠煙氣中的粉塵物質是《火電廠大氣污染物排放標準》中規(guī)定的一項重要污染物指標。目前，環(huán)保部已對國標GB13223-2003《火電廠大氣污染物排放標準》進行了修訂，將粉塵最高排放濃度由原標準中規(guī)定的50mg/Nm3收緊到30mg/Nm3，重點地區(qū)的允許排放值更是不得大于20mg/Nm3。在《國民經濟和社會發(fā)展第十二個五年(2011 2015年)規(guī)劃綱要》中提出重要的約束性指標一國內生產總值能耗降低16%左右，主要污染物排放總量減少8% 10%，，。這是針對資源環(huán)境壓力日益加大的突出問題提出來的，體現了建設資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會的要求。也就是說，在考慮污染物減量達標排放的同時，應該選用低能耗、效率高的技術。此外，近年來隨著優(yōu)質電煤的不斷開采，電廠燃煤的質量迅速下降。從而使得電廠發(fā)電效率下降，電廠煙氣中的污染物，尤其是粉塵類物質，濃度增加。因此，尋找一種能夠充分利用電廠能源和高效的粉塵去除方法和裝置是非常有必要的。電廠煙氣所帶走的熱量是電廠運行過程中的一項重要能量損失，經驗數據表明，使得煙氣溫度每降低10°c，回收的能量相當于電廠發(fā)電量的1%。如能對這部分熱量進行回收并利用到機組中去，那么既能為國家對國內生產總值能耗降低指標做出貢獻，還能有效的提高機組的經濟效益。在本技術領域中，對煙氣余熱的回收方式主要是采用安裝煙氣換熱器(GGH)及其它換熱器。但是，GGH存在土建施工周期長、運行復雜、設備初期投資大等缺點。目前，其它換熱器中采用的多為水冷式，即換熱采用的熱媒是水，利用水在換熱器內部的翅片管內不斷流動吸收熱量。電除塵器由于其運行阻力低、除塵效率高、維護工作量少和以自動化控制等優(yōu)點，是目前燃煤電廠的主要除塵方法和設備。但是，由于電除塵器工作原理所決定，他的性能受到燃料(煤)及粉塵特性影響較大，而粉塵特性又與煙氣溫度密切相關，因此，電除塵器受煙氣溫度等工藝條件的制約，設備性能不能得到充分的發(fā)揮。煙氣中粉塵比電阻在IO5 101° Q.cm之間時，電除塵器具有最高的除塵效率，當粉塵比電阻增大到101° IO12 Q.cm之間時，電除塵器在工作時會出現不同程度的反電暈現象，致使除塵效率快速下降，相反電耗量卻快速上升。粉塵比電阻在一定范圍內與煙氣溫度呈正相關，目前燃煤電廠的電除塵器工作溫度一般在120 150 °C之間，該溫度范圍恰恰是粉塵比電阻在IO11 IO13 Q.cm之間的區(qū)域
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的之一是為了解決上述的電除塵器工作溫度在120 150 1:之間時，粉塵比電阻增大到IO11 IO13 Q.cm,電除塵器會出現不同程度的反電暈現象，致使除塵效率快速下降，電耗量快速上升及煙氣余熱回收降低能耗等的技術問題而提供一種鍋爐后除塵和煙氣余熱回收的一體化裝置，該鍋爐后除塵和煙氣余熱回收的一體化裝置通過水冷式熱交換器回收利用煙氣中熱能的同時，使得電除塵器的工作溫度下降到80°C左右，粉塵比電阻可下降到IOltl IO12 Q.cm，從而提高電除塵器的除塵效率，從而實現高效除塵和余熱回收的一體化。本發(fā)明的目的之二是提供一種利用上述的一種鍋爐后除塵和煙氣余熱回收的一體化裝置進行鍋爐后除塵和煙氣余熱回收的方法。本發(fā)明的技術方案
一種鍋爐后除塵和煙氣余熱回收的一體化裝置，包括熱交換室、煙氣均流室和電除塵
室;
所述熱交換室上端設有煙氣出口，煙氣出口上設有導流板I，下端設有煙氣進口，煙氣進口上設有導流板II，中部設有水冷式熱交換器；所述的導流板I與水冷式熱交換器的出口相連，所述的導流板II與水冷式熱交換器的進口相連；
所述的熱交換室的換熱面積可保證熱交換室中煙氣出口的溫度為80°C左右；
所述的水冷式熱交換器的換熱元件為鰭狀葉片管，水冷式熱交換器上設有吹灰器，其水流方向與煙氣流動方向垂直；
所述的煙氣均流室前端設有圓弧形導流板III，優(yōu)選2組，弧度為55 75°，且單邊加長0.5 1.0 m，后端設有整流孔板、整流孔板上固定安裝有小型掛板；
所述整流孔板垂直布置于煙氣均流室，整流孔板開口率在30 40%之間，開口孔徑為90mm ；
所述的小型掛板優(yōu)選為長500mm，寬200mm的方形板，經螺栓固定在整流孔板上后點焊焊死，小型掛板與整流孔板上開的孔錯開布置；
所述的電除塵室的內部設有陽極系統(tǒng)、陰極系統(tǒng)，用于捕集進入電除塵室中的煙氣中的粉塵，陰極系統(tǒng)的頂端設有熱吹掃系統(tǒng)，用于防結露，電除塵室的前端設有煙氣進口、末端設有煙氣排放口；
熱交換室、煙氣均流室和電除塵室底部分別有清灰系統(tǒng)；其中熱交換室通過上端設有的煙氣出口與煙氣均流室相連通、煙氣均流室通過后端設有的煙氣出口與電除塵室前端設有的煙氣進口相連通；
所述電除塵室頂部設有熱吹掃系統(tǒng)；
所述清灰系統(tǒng)包括灰斗及蒸汽加熱管，蒸汽加熱管設置在灰斗外壁，蒸汽加熱管的設置主要是加熱灰斗中捕集的灰塵，增加灰的流動性，避免灰斗堵塞。利用上述的一種鍋爐后除塵和煙氣余熱回收的一體化裝置進行鍋爐后除塵和煙氣余熱回收的方法，步驟如下:
待處理的120 150°C的煙氣從煙氣進口進入熱交換室，經煙氣進口上的導流板II導流后與水冷式熱交換進行熱交換，從而回收利用煙氣中的部分熱能，此時，熱交換室的煙氣出口中的煙氣溫度在80°C左右；水冷式熱交換的出口中的煙氣經煙氣出口上的導流板I導流進入煙氣均流室，煙氣在煙氣均流室內經過導流板III和整流孔板的整流后經煙氣均流室的出口均勻進入電除塵器進行除塵；由于進入電除塵器的煙氣溫度降低，其體積和粉塵的比電阻均大大減小，使得電除塵器的除塵效率得到提高，最后電除塵器出來的煙氣經電除塵室的煙氣排放口再進入后續(xù)的煙氣脫硫裝置繼續(xù)進行脫硫處理，經鍋爐后除塵和煙氣余熱回收的一體化裝置沉降和收集到的灰塵由清灰系統(tǒng)去除。本發(fā)明的有益效果
一種鍋爐后除塵和煙氣余熱回收的一體化裝置，煙氣通過水冷式熱交換器后，煙氣的溫度降低，使得進入電除塵室中的煙氣的體積和粉塵的比電阻均降低，從而提高了電除塵器的除塵效率，實現高效除塵和余熱回收的一體化。進一步，本發(fā)明的一種鍋爐后除塵和煙氣余熱回收的一體化裝置，由于利用水冷式熱交換器回收利用煙氣中的能量，從而提高了機組的能量利用率。進一步，本發(fā)明的一種鍋爐后除塵和煙氣余熱回收的一體化裝置，通過水冷式熱交換器后，由于煙氣的溫度降低，使得煙氣體積約減小10%，增壓風機電耗約減少9%，后續(xù)的脫硫工序中補給水約減少32%，因此也可進一步降低后續(xù)脫硫工序的成本。實際工程應用也表明，水冷式熱交換器的煙氣進出口溫度若降低40°C，最大可回收利用的能量相當于4.8%機組發(fā)電容量的熱量；同時，粉塵的比電阻能夠降低IO1 IO2
cm的數量級，從而使得除塵效率大幅提聞；相應的煙氣體積也將減少10%。綜上所述，與現行的單獨電除塵器對鍋爐后除塵相比，在保證相同除塵效率條件下，使用本發(fā)明的一種鍋爐后除塵和煙氣余熱回收的一體化裝置，不僅可以提高電除塵器的除塵效率，實現高效除塵和余熱回收的一體化，而且還可以降低了除塵的能耗，降低后續(xù)脫硫工序的運行成本。


圖1、本發(fā)明的一種鍋爐后除塵和煙氣余熱回收的一體化裝置的結構示意 圖2、本發(fā)明的一種鍋爐后除塵和煙氣余熱回收的一體化裝置的結構剖面圖。
具體實施例方式下面通過具體的實施例并結合附圖對本發(fā)明進一步闡述，但并不限制本發(fā)明。實施例1
一種鍋爐后除塵和煙氣余熱回收一體化的裝置，其結構示意圖如圖1、圖2所示，包括熱交換室1、煙氣均流室2和電除塵室3 ；
所述的熱交換室I上端設有煙氣出口，煙氣出口上設有導流板1、下端設有煙氣進口 4、煙氣進口 4上設有導流板I1、中部設有水冷式熱交換器5 ；
所述的水冷式熱交換器5的換熱面積可保證熱交換室I中煙氣出口的溫度為80°C左
右；
所述的水冷式熱交換器5的換熱元件為鰭狀葉片管，水冷式熱交換器5上設有吹灰器6，水冷式熱交換器5中的水流方向與煙氣流動方向垂直；
煙氣均流室2前端設有2組圓弧形導流板III，弧度為55 75°，且單邊加長0.5
1.0m，后端設有整流孔板7、整流孔板7上固定安裝有小型掛板8 ；
所述整流孔板7垂直布置于煙氣均流室2中，整流孔板7開口率在36%，開口孔徑為90mm ；
所述的小型掛板8為長500mm，寬200mm的方形板，經螺栓固定在整流孔板7上后點焊焊死，小型掛板8與整流孔板上開的孔錯開布置；
電除塵室3設有陽極系統(tǒng)9、陰極系統(tǒng)10，陰極系統(tǒng)10的頂端設有熱吹掃系統(tǒng)11，電除塵室3的前端設有煙氣進口，末端設有煙氣排放口 12 ；
熱交換室1、煙氣均流室2和電除塵室3底部分別設有清灰系統(tǒng)；
所述的清灰系統(tǒng)包括灰斗13和設置在灰斗13外壁上的蒸汽加熱管14 ；
熱交換室I通過上端設有的煙氣出口與煙氣均流室2相連通、煙氣均流室2通過后端設有的煙氣出口與電除塵室3前端設有的煙氣進口相連通。應用實施例1
使用實施例1所述的一種鍋爐后除塵和煙氣余熱回收的一體化裝置，對上海某3MW中試鍋爐后的煙氣進行除塵和煙氣余熱進行回收，具體步驟如下:
鍋爐后空氣預熱器出來的待處理的溫度為120°C的煙氣從鍋爐后除塵和煙氣余熱回收的一體化裝置的煙氣進口 4進入熱交換室1，經煙氣進口上的導流板I導流后與水冷式熱交換器5進行熱交換，從而回收利用煙氣中的部分熱能，此時，水冷式熱交換器5出口的煙氣溫度在80°C，沉降在水冷式熱交換器5上的煙氣中部分灰塵由吹灰器6吹掃至水冷式熱交換器5底部后經熱交換室I底部的清灰系統(tǒng)被清除；
冷卻至80°C的煙氣經熱交換室I上部的煙氣出口 4上的導流板II導流后進入煙氣均流室2，煙氣在煙氣均流室2內經過導流板III和整流孔板7的整流后經煙氣均流室的出口均勻進入電除塵室3，煙氣均流室2內沉降和收集到的灰塵均由其底部設置的清灰系統(tǒng)去除；
電除塵室3設有的陽極系統(tǒng)9和陰極系統(tǒng)10用于捕集進入電除塵室中的煙氣中的粉塵，電除塵室3中收集到的灰塵由其底部設置的清灰系統(tǒng)去除，陰極系統(tǒng)10裝有熱吹掃系統(tǒng)11，防止出現結露現象，由于進入除塵室3內的煙氣溫度降低，煙氣的體積和粉塵的比電阻均大大減小，使得電除塵室3的除塵效率得到提高，最后電除塵室3出來的煙氣經電除塵室3的煙氣排放口 12進入后續(xù)的脫硫裝置進行脫硫處理。最終結果表明:煙氣經上述的一種鍋爐后除塵和煙氣余熱回收的一體化裝置處理后，空氣預熱器出來的煙氣溫度由原來120°C降低到80°C的過程中，煙氣中粉塵的比電阻由原來的IO11 Q.cm降低為101° Q.cm，煙氣量由6378 m3/h (濕態(tài))降到5729 m3/h (濕態(tài))，粉塵濃度由7.25g/Nm3 (干態(tài))降低到18.2 mg/Nm3 (干態(tài))，最終的除塵效率為99.75%，回收能量約478MJ/h。對照實施例
使用單獨的電除塵器技術對該中試鍋爐后的煙氣進行除塵，具體步驟如下:
鍋爐后空氣預熱器出來的待處理的溫度為120°C的煙氣從直接進入電除塵室3。最終結果表明:經單獨的電除塵器3處理后粉塵濃度由7.25g/Nm3 (干態(tài))降低到42 mg/Nm3 (干態(tài))，除塵效率約為99.42%。綜上所述，本發(fā)明的一種鍋爐后除塵和煙氣余熱回收的一體化裝置，水冷式熱交換器的煙氣進出口溫度若降低40°C，最大可回收利用的熱量相當于4.8%的機組發(fā)電量的能量； 同時，經檢查進入電除塵室的煙氣中的粉塵的比電阻能夠降低IO1 Q.Cm的數量級，從而使得除塵效率提聞了 0.33% ；
進一步，由于相應的煙氣體積減少約10%，從而降低后續(xù)脫硫工序的運行成本。上述內容僅為本發(fā)明構思下的基本說明，而依據本發(fā)明的技術方案所作的任何等效變換，均應屬于本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種鍋爐后除塵和煙氣余熱回收的一體化裝置，包括電除塵室，其特征在于還包括熱交換室和煙氣均流室； 所述熱交換室上端設有煙氣出口，煙氣出口上設有導流板I，下端有煙氣進口，煙氣進口上設有導流板II，中部設有水冷式熱交換器；所述的導流板I與水冷式熱交換器的出口相連，所述的導流板II與水冷式熱交換器的入口相連； 進一步，所述的水冷式熱交換器上裝有吹灰器； 煙氣均流室前端設有導流板II1、后端設有整流孔板； 電除塵室的內部設有陽極系統(tǒng)和陰極系統(tǒng)、其陰極系統(tǒng)的頂端設有熱吹掃系統(tǒng)； 熱交換室、煙氣均流室和電除塵室底部分別設有清灰系統(tǒng)； 熱交換室通過上端設有的煙氣出口與煙氣均流室相連通、煙氣均流室通過后端設有的煙氣出口與電除塵室前端設有的煙氣進口相連通。
2.按權利要求1所述的一種鍋爐后除塵和煙氣余熱回收的一體化裝置，其特征在于所述水冷式熱交換器的換熱元件為鰭狀葉片管，水冷式熱交換器中水流方向與煙氣流動方向垂直。
3.按權利要求2所述的一種鍋爐后除塵和煙氣余熱回收的一體化裝置，其特征在于所述水冷式熱交換器上設有吹灰器。
4.按權利要求3所述的一種鍋爐后除塵和煙氣余熱回收的一體化裝置，其特征在于所述的煙氣均流室前端的導流板III為2組圓弧形導流板，弧度為55 75°，且單邊加長0.5 1.0m0
5.按權利要求4所述的一種鍋爐后除塵和煙氣余熱回收的一體化裝置，其特征在于所述的煙氣均流室后端的整流孔板垂直布置于煙氣均流室中，整流孔板具有不同開口率，其上固定安裝有小型掛板。
6.按權利要求5所述的一種鍋爐后除塵和煙氣余熱回收的一體化裝置，其特征在于所述的煙氣均流室后端的整流孔板開口率在30 40%，開口孔徑為90mm，整流孔板上裝有的小型掛板為長500mm，寬200mm的方形板，經螺栓固定在整流孔板上后點焊焊死，小型掛板與整流孔板上開的孔錯開布置。
7.按權利要求6所述的一種鍋爐后除塵和煙氣余熱回收的一體化裝置，其特征在于所述清灰系統(tǒng)包括灰斗及蒸汽加熱管，蒸汽加熱管設置在灰斗外壁。
8.用如權利要求1-7中任一所述的一種鍋爐后除塵和煙氣余熱回收的一體化裝置進行鍋爐后除塵和煙氣余熱回收的方法，其特征在于步驟如下: 待處理的120 150°C的煙氣從煙氣進口進入熱交換室，經煙氣進口上的導流板II導流后與水冷式熱交換進行熱交換，從而回收利用煙氣中的部分熱能，此時，水冷式熱交換的出口中的煙氣溫度在80°C左右；水冷式熱交換的出口中的煙氣經煙氣出口上的導流板I導流進入煙氣均流室，煙氣在煙氣均流室內經過導流板III和整流孔板的整流后經煙氣均流室的出口均勻進入電除塵器進行除塵，最后電除塵器出來的煙氣經電除塵室的煙氣排放口進入后續(xù)的煙氣脫硫裝置繼續(xù)進行脫硫處理，經鍋爐后除塵和煙氣余熱回收的一體化裝置沉降和收集到的灰塵由清灰系統(tǒng)去除。
全文摘要
本發(fā)明公開一種鍋爐后除塵和煙氣余熱回收的一體化裝置。該裝置包括熱交換室、煙氣均流室和電除塵室；熱交換室下端設有煙氣進口、導流板II，中部設有水冷式熱交換器，上端設有煙氣出口、導流板I，水冷式熱交換器上裝有吹灰器；煙氣均流室前端設有導流板III，后端設有整流孔板，整流孔板上裝有小型掛板；電除塵室設有陽極系統(tǒng)、陰極系統(tǒng)，陰極系統(tǒng)頂端設有熱吹掃系統(tǒng)；熱交換室、煙氣均流室和電除塵室底部均設有清灰系統(tǒng)和蒸汽加熱管；并且熱交換室與煙氣均流室連通，煙氣均流室與電除塵室連通。該一體化裝置用于鍋爐后高效除塵和煙氣余熱回收具有煙氣余熱利用率高，除塵效率高，降低后續(xù)脫硫工序運行成本等優(yōu)點。
文檔編號B03C3/04GK103090403SQ20131005445
公開日2013年5月8日 申請日期2013年2月20日 優(yōu)先權日2013年2月20日
發(fā)明者丁承剛, 郭士義, 王建鼎, 楊治中 申請人:上海電氣石川島電站環(huán)保工程有限公司