能源研究与信息  2016, Vol. 32 Issue (3): 150-152   PDF    
引用本文
陈瑶姬, 单新宇 . 燃煤电厂脱硫吸收塔出口烟道斜板立置式组合除雾装置的开发和应用[J]. 能源研究与信息, 2016, 32(3): 150-152.
CHEN Yaoji, SHAN Xinyu . Development and application of combinational demister composed of vertically arranged sloping plates in the outlet flue gas duct of desulfurization tower for a coal-fired power plant[J]. Energy Research and Information, 2016, 32(3): 150-152.
燃煤电厂脱硫吸收塔出口烟道斜板立置式组合除雾装置的开发和应用
陈瑶姬1,2, 单新宇2     
1. 浙江大学, 浙江 杭州 310003 ;
2. 浙江天地环保工程有限公司, 浙江 杭州 310003
收稿日期：2015-03-30
第一作者：陈瑶姬(1984-), 女, 博士.研究方向:烟气污染物治理.E-mail:178540408@qq.com
摘要： 介绍了一种安装于脱硫吸收塔出口烟道或湿烟气流通烟道中的组合除雾装置的结构和原理.该除雾装置可利用烟道的原有结构进行安装，在不明显改变原系统运行阻力的同时，可以进一步脱除烟气中夹带的液滴，有效减轻相关影响.该除雾装置采用斜板立置式，由多个斜板除雾器组合而成，具有阻力小、可实现自清洗、适用性好和结构简单的特点，且结构轻巧坚固，易于维护，主要受力元件选用不锈钢材质，可有效抵御腐蚀并延长设备寿命.该除雾装置已在两个大型电站机组中应用，并取得较好的效果.
关键词： 除雾装置     斜板立置     组合     应用    
Development and application of combinational demister composed of vertically arranged sloping plates in the outlet flue gas duct of desulfurization tower for a coal-fired power plant
CHEN Yaoji1,2, SHAN Xinyu2     
1. Zhejiang University, Hangzhou 310003, China ;
2. Zhejiang Tiandi Environmental Protection Engineering Co., Ltd., Hangzhou 310003, China
Abstract: A combinational demister was designed and applied in the outlet flue gas duct of desulfurization tower or wet flue gas duct.The structure and principles of the demister were described.The demister could be installed based on the original duct structure, remove the droplets in the flue gas without significant influence on the flow resistance and mitigate the related impact.The demister was composed of several vertically arranged sloping plates with the advantage of small resistance, self-cleaning, good applicability and simple structure.The demister was light, durable, and easy to maintain.The main forced elements were made of stainless steel for longer service life.The demister has been put into operation in two power plants, and good results were obtained.
Key words: demister     vertically arranged sloping plates     combination     application    

目前, 国内外大型燃煤机组的烟气脱硫装置90%以上采用石灰石-石膏湿法脱硫工艺.由于受到各种因素制约, 采用该工艺时脱硫塔中所设的除雾器很难达到最理想的除雾效果, 脱硫后从塔内排出的净烟气会夹带一定量的液滴, 液滴中携带飞灰、石灰石和石膏等固体颗粒物, 若不进行脱除, 将造成以下不利影响:①当脱硫系统中设置烟气-烟气换热器(GGH)设备时, 液滴中的固体颗粒物会沉积粘附在GGH的流通壁面, 很难吹扫干净, 不仅会增加脱硫烟气系统的运行阻力, 甚至会引起GGH设备堵塞, 造成整套系统停运[1-2]; ②当脱硫系统中不设GGH设备时, 液滴会被烟气携带排出烟囱, 因烟气温度只有50℃左右, 烟气不能有效抬升和扩散, 液滴将集中飘落在厂区附近, 对电厂和周边地区的环境造成污染[3-5].

针对设于烟道中的净烟气除雾装置, 国内外已有相关研究, 也有相关产品应用, 如RPT公司的水平烟道除雾器等, 但均存在阻力大、设备尺寸大且投资大等不足.

为了解决上述问题, 本文利用脱硫塔出口烟道的原有结构, 设计开发一种脱硫塔出口烟道斜板立置式除雾装置, 在不明显改变原系统运行阻力的同时, 可以进一步脱除烟气中夹带的液滴, 有效减轻相关影响.

1 装置结构

脱硫塔出口烟道斜板立置式除雾装置主要由贴壁框架、除雾斜挡板、加强连板、集液排放槽和烟道内壁间的连接紧固件等构成.该装置适合安装在吸收塔出口后的水平烟道中, 是贯穿烟道横截面且布置在烟道底部的一种斜板式格栅装置, 装配形式如图 1所示.

图 1 烟道除雾装置装配形式 Fig.1 Structure of the demister in flue gas duct

由于烟气中气、液两相的密度存在差异, 因此具有不同的流动特点.在高速流动的烟气中, 液滴在水平烟道中的运动呈向下的抛物线型, 经过一段水平距离后, 液滴在烟气中呈上疏下密分布, 并主要集中在烟道底部.利用这一特性, 可将除雾装置设置在烟道底部, 这样只需利用烟道下部较小的截面积, 便可以获得较大的液滴脱除效果.

该装置通过焊接在烟道内壁上的螺柱进行安装定位, 其除雾斜挡板可分为若干级.由于烟道中湿度较大, 该装置的主要受力元件均采用不锈钢材质.

除雾装置中的贴壁框架是由槽钢和边板等焊接而成的两个三角形支撑框架, 分别布置在水平烟道的两侧壁上.贴壁框架通过焊接螺柱等连接紧固件安装固定在烟道的侧壁上.

为达到更好的除雾效果, 可以按从上至下顺序排列几组该烟道除雾装置, 进行多次除雾, 提高除雾效率.组合烟道除雾装置装配形式如图 2所示.

图 2 组合烟道除雾装置装配形式 Fig.2 Structure of the combinational demister in flue gas duct
2 装置特点 2.1 运行阻力小, 除雾效果好

该除雾装置布置在烟道底部, 只占烟道截面的小部分面积, 运行阻力较小.各级除雾斜挡板顺着烟气流向逐级布置, 可改善烟气中气相部分的流通状况, 有利于进一步降低装置的运行阻力.

各级斜挡板安装时逐级抬高, 上一级斜挡板与下一级斜挡板在垂直方向需有部分重叠, 以确保斜挡板间的协同除雾效果, 防止已收集到的液滴逃逸; 最后一级斜挡板需伸入烟道底部的集液排放槽中, 以确保收集到的液滴流入集液排放槽.

2.2 可实现自清洁, 运行和维护成本低

各级除雾斜挡板按一定倾斜角度相互叠加安装, 使烟气中的液滴撞击斜挡板后, 在后续烟气的高速冲击和顶压下, 逐级向下一级斜挡板滑落, 最后流入集液排放槽中.在液滴脱除过程中, 烟气和雾滴自动完成了对挡板表面的冲刷和清洗, 无需专门配置冲洗或清洁设施, 有效降低了整套装置的运行和维护成本.

2.3 易于维护, 适用性较好

该装置主体与烟道内壁间采用螺纹紧固件连接结构, 可有效减少在烟道内安装时的焊接工作,

提高现场施工的消防安全可靠性, 有利于后续对装置进行更新和维护.该装置与烟道内壁的防腐衬层间采用橡胶垫片软连接方式, 可有效保证防腐衬层在运行期间不受损坏, 进一步提升装置的适用性.

2.4 结构简单, 制作方便

该除雾装置布置在吸收塔出口水平烟道的一段区域内, 可充分利用原有烟道的内部结构, 因此结构简单; 其主要材料均为目前较通用的国内标准材料, 采购方便, 有利于降低装置的制作成本.

2.5 结构轻巧坚固

当除雾斜挡板的板厚较小时, 相邻斜挡板之间需焊接加强连板, 使各级斜挡板连接成为一个具有足够刚度的整体, 轻巧且坚固.

3 装置应用效果

该装置在合肥电厂1号机组(1×600 MW)和凤台电厂3号机组(1×660 MW)上进行了应用.西安热工研究院对凤台电厂3号机组除雾器后的烟气中雾滴质量浓度进行了测试(脱硫吸收塔出口SO2的质量浓度为49.3 mg·Nm-3, O2体积分数为4.15%), 得到结果如表 1所示.

表 1 除雾器后烟气雾滴含量测试结果 Table 1 Test result of droplet quantity in flue gas at the outlet of the demister

由表中可见, 烟气中雾滴质量浓度为14.9 mg·Nm-3(标态, 干基, 6%O2), 低于设计保证值50 mg·Nm-3(标态, 干基, 6%O2).结果证明, 该烟道除雾装置对脱除烟气中的雾滴有较好的效果.

4 结论

该烟道除雾装置结构简单, 安装便利, 结构轻巧坚固, 易于维护; 运行阻力小, 并可实现自清洁; 可单级或多级布置.在电厂的应用实践证明, 该烟道除雾装置对脱除烟气中的雾滴有较好的效果.

参考文献
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