一种电站烟气雾羽流消除装置及系统以及工作方法与流程

本发明涉及一种电站烟气雾羽流消除装置及系统以及工作方法，属于电力生产领域。

背景技术：

随着环保政策日益严格，大部分燃煤电站锅炉烟气已经达到超低排放标准。部分地方政府在此基础上，已经开始关注烟气湿度影响，以消除烟气白色雾羽流的视觉影响。雾羽流主要是由于烟气中携带的饱和水蒸汽及部分小液滴，在烟气上升过程中遇冷凝结成液滴，形成白色雾气视觉效果。

目前烟气雾羽流消除技术主要有两种方式，一种是以ggh或mggh为代表的方法，即利用烟气自身热量加热脱硫后的冷烟气，使烟气温度升高后，其中的饱和水蒸汽变为不饱和状态，降低烟气相对湿度，防止烟气上升过程中的冷凝，如申请号为201621390722.3的中国专利。另一种方式是利用外部冷源先对脱硫后烟气进行降温，使饱和水蒸汽凝结析出部分水分，然后对烟气进行加热，降低烟气实际含湿量。

但是，ggh技术由于存在原烟气漏风、水侧泄露等问题，目前新机组已较少采用。mggh是对ggh技术的改善，需要水泵维持水循环系统运行，有换热设备占地面积大、管壁存在低温腐蚀、烟气积灰难清理的技术特点。采用冷凝技术的方式也存在类似的技术特点，持续的冷源供应也增加了系统能量消耗。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种设计合理的电站烟气雾羽流消除装置及系统以及工作方法，与mggh或冷凝技术等方法相比，具有不需要水循环系统、无水侧电耗、节约占地空间、积灰清理方便、避免低温腐蚀、传热效率高等技术特点。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种电站烟气雾羽流消除装置，包括一号烟气换热塔，其特征在于，还包括热烟气入口、热端x型桁架、烟气换热塔外壳、传热模块托架、冷端气体导流板、壳体支撑柱、热烟气出口、托架支撑柱、冷烟气入口、冷端x型桁架、蜂窝传热模块、热端气体导流板、冷烟气出口和气体流道；所述烟气换热塔外壳设置在一号烟气换热塔的外部，所述热烟气入口和冷烟气出口均设置在烟气换热塔外壳的顶部，所述热端x型桁架设置在热烟气入口和冷烟气出口的下方，所述热端气体导流板设置在热端x型桁架上；所述蜂窝传热模块设置在热端x型桁架的下方，所述蜂窝传热模块布置有多个，多个蜂窝传热模块共同形成蜂窝传热模块组，所述蜂窝传热模块设置有气体流道；所述传热模块托架设置在蜂窝传热模块组的底部，所述托架支撑柱固定在传热模块托架的底部，所述冷端x型桁架与托架支撑柱固定，所述冷端气体导流板设置在冷端x型桁架上；所述热烟气出口和冷烟气入口均设置在烟气换热塔外壳的底部，所述壳体支撑柱固定在烟气换热塔外壳的底部。

进一步而言，每个蜂窝传热模块以及传热模块托架均沿纵向设置有多个均匀分布的气体流道；所述蜂窝传热模块组分层布置，每层蜂窝传热模块组以及传热模块托架在纵向上的气体流道的位置均一一对应，用于气体通流。

进一步而言，所述热端气体导流板沿周向均匀布置在热端x型桁架上，每个热端气体导流板的偏转方向均呈轴对称布置；在高度方向上，热端气体导流板呈双层布置，上层热端气体导流板和下层热端气体导流板的偏转方向呈对称布置。

进一步而言，所述冷端气体导流板沿周向均匀布置在冷端x型桁架上，每个冷端气体导流板的偏转方向均呈轴对称布置；在高度方向上，冷端气体导流板呈双层布置，上层冷端气体导流板和下层冷端气体导流板的偏转方向呈对称布置。

进一步而言，所述烟气换热塔外壳为圆柱形结构；所述蜂窝传热模块呈正六边形，所述蜂窝传热模块的材质包括硅酸盐耐火材料。

一种电站烟气雾羽流消除系统，其特征在于，电站烟气雾羽流消除系统中设置有如上所述的电站烟气雾羽流消除装置；所述电站烟气雾羽流消除系统包括空气预热器、冷烟气出口截止阀、热烟气入口截止阀、一号烟气换热塔、热烟气出口截止阀、冷烟气入口截止阀、静电除尘器、脱硫塔、二号烟气换热塔和烟囱；所述空气预热器分别与一号烟气换热塔和二号烟气换热塔连通，所述空气预热器与一号烟气换热塔之间设置有热烟气入口截止阀，所述空气预热器与二号烟气换热塔之间也设置有热烟气入口截止阀；所述一号烟气换热塔和二号烟气换热塔均与静电除尘器连通，所述一号烟气换热塔与静电除尘器之间设置有热烟气出口截止阀，所述二号烟气换热塔与静电除尘器之间也设置有热烟气出口截止阀；所述静电除尘器与脱硫塔连通；所述脱硫塔分别与一号烟气换热塔和二号烟气换热塔连通，所述脱硫塔与一号烟气换热塔之间设置有冷烟气入口截止阀，所述脱硫塔与二号烟气换热塔之间也设置有冷烟气入口截止阀；所述一号烟气换热塔和二号烟气换热塔还均与烟囱连通，所述一号烟气换热塔与烟囱之间设置有冷烟气出口截止阀，所述二号烟气换热塔与烟囱之间也设置有冷烟气出口截止阀。

进一步而言，所述一号烟气换热塔和二号烟气换热塔结构相同。

一种如上所述的电站烟气雾羽流消除装置的工作方法，其特征在于，所述工作方法如下：一号烟气换热塔既能对热烟气进行冷却，又能对冷烟气进行加热，其冷却过程和加热过程彼此周期性交替进行；

当对热烟气进行冷却时，热烟气从热烟气入口进入一号烟气换热塔的上部，经过热端气体导流板均匀进入上层蜂窝传热模块组，并经过每个蜂窝传热模块和传热模块托架的气体流道，之后经过冷端气体导流板，从底部的热烟气出口离开一号烟气换热塔；在热烟气流过气体流道的过程中，与蜂窝传热模块发生热量交换，热烟气对蜂窝传热模块进行加热，热烟气自身放热后得到冷却，蜂窝传热模块则进行热量存储；

当对冷烟气进行加热时，冷烟气从冷烟气入口进入一号烟气换热塔下部，经过冷端气体导流板和传热模块托架，均匀进入底层蜂窝传热模块组，然后经过每层蜂窝传热模块的气体流道，经过热端气体导流板，从上部的冷烟气出口离开一号烟气换热塔；在冷烟气流过气体流道的过程中，与蜂窝传热模块发生热量交换，蜂窝传热模块在上一个过程存储的热量进行释放，对冷烟气进行加热，蜂窝传热模块释放热量后自身得到冷却。

一种如上所述的电站烟气雾羽流消除系统的工作方法，其特征在于，所述工作方法如下：当一号烟气换热塔处于热烟气被冷却过程时，二号烟气换热塔处于冷烟气被加热过程；此时一号烟气换热塔的热烟气入口截止阀和热烟气出口截止阀均开启，一号烟气换热塔的冷烟气入口截止阀和冷烟气出口截止阀均关闭；而二号烟气换热塔的热烟气入口截止阀和热烟气出口截止阀均关闭，二号烟气换热塔的冷烟气入口截止阀和冷烟气出口截止阀均开启；来自空气预热器出口的热烟气，经过一号烟气换热塔的热烟气入口截止阀和热烟气入口进入一号烟气换热塔，与蜂窝传热模块换热后，烟气得到冷却，然后经过热烟气出口和热烟气出口截止阀，进入静电除尘器脱除烟气中的灰尘；由于烟气预先得到冷却，烟气体积减小，灰尘比电阻降低，提高了静电除尘器的除尘效率；然后烟气从静电除尘器出口进入脱硫塔进行二氧化硫脱除；之后，烟气从脱硫塔出口经过二号烟气换热塔的冷烟气入口截止阀和冷烟气入口进入二号烟气换热塔，在其中被蜂窝传热模块加热升温，最后经过二号烟气换热塔的冷烟气出口和冷烟气出口截止阀，进入烟囱排入大气；工作30-90分钟后，一号烟气换热塔和二号烟气换热塔的工作过程进行交换；此时一号烟气换热塔的热烟气入口截止阀和热烟气出口截止阀关闭，冷烟气入口截止阀和冷烟气出口截止阀开启；二号烟气换热塔的热烟气入口截止阀和热烟气出口截止阀开启，冷烟气入口截止阀和冷烟气出口截止阀关闭；一号烟气换热塔处于冷烟气被加热过程时，二号烟气换热塔处于热烟气被冷却过程；此时，来自空气预热器出口的热烟气，分别经过二号烟气换热塔的热烟气入口截止阀和热烟气入口，并通过蜂窝传热模块进行冷却，之后通过热烟气出口和热烟气出口截止阀从二号烟气换热塔中排出；烟气依次经过静电除尘器和脱硫塔进行除尘和脱硫，然后从一号烟气换热塔的冷烟气入口截止阀和冷烟气入口进入一号烟气换热塔被加热，最后经过一号烟气换热塔的冷烟气出口、冷烟气出口截止阀进入烟囱并排入大气。

进一步而言，一号烟气换热塔和二号烟气换热塔的工作过程周期性进行交换，并且两者的工作过程始终相反。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：本发明利用烟气脱硫之前自身热量加热脱硫之后的烟气，与传统ggh或mggh系统相比，无需复杂的水循环系统，节约了水泵电耗，从根本上避免了由于换热器低温腐蚀造成的水系统泄露问题，并且由于烟气直接和蜂窝传热模块进行换热，提高了传热效率。此外，烟气换热塔内每层蜂窝传热模块的气体流道位置都一一对应，能方便烟气积灰的清理工作。

附图说明

图1是本发明实施例的电站烟气雾羽流消除系统结构示意图。

图2是图1中一种工作状态的结构示意图。

图3是图1中另一种工作状态的结构示意图。

图4是本发明实施例的电站烟气雾羽流消除装置结构示意图。

图5是图4中a-a面剖视图。

图6是图4中b-b面剖视图。

图7是图4中c-c面剖视图。

图8是图4中d-d面剖视图。

图9是图4中e-e面剖视图。

图10是本发明实施例的蜂窝传热模块的结构示意图。

图中：1-空气预热器，2-冷烟气出口截止阀，3-热烟气入口截止阀，4-一号烟气换热塔，5-热烟气出口截止阀，6-冷烟气入口截止阀，7-静电除尘器，8-脱硫塔，9-二号烟气换热塔，10-烟囱，11-热烟气入口，12-热端x型桁架，13-烟气换热塔外壳，14-传热模块托架，15-冷端气体导流板，16-壳体支撑柱，17-热烟气出口，18-托架支撑柱，19-冷烟气入口，20-冷端x型桁架，21-蜂窝传热模块，22-热端气体导流板，23-冷烟气出口，24-气体流道。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

实施例。

参见图4-图10，一种电站锅炉烟气雾羽流消除装置，即一号烟气换热塔4，沿纵向自上而下主要由热烟气入口11、冷烟气出口23、烟气换热塔外壳13、热端x型桁架12、热端气体导流板22、蜂窝传热模块21、传热模块托架14、冷端x型桁架20、冷端气体导流板15、热烟气出口17、冷烟气入口19、托架支撑柱18和壳体支撑柱16等组成。

烟气换热塔外壳13呈圆柱形，上端面分别与热烟气入口11、冷烟气出口23相连接，内部布置多层蜂窝传热模块21组，每个蜂窝传热模块21呈正六边形，主要为硅酸盐耐火材料。最底层蜂窝传热模块21组下端布置传热模块托架14，传热模块托架14下部和多根在周向均布的托架支撑柱18连接。所有蜂窝传热模块21的重量通过传热模块托架14的传导，均匀施加在每根托架支撑柱18上。每个蜂窝传热模块21以及传热模块托架14沿纵向设有多个均匀分布的气体流道24，每层蜂窝传热模块21组以及传热模块托架14在纵向上的气体流道24位置都一一对应，用于气体通流。托架支撑柱18穿过烟气换热塔外壳13下端，与地面基础台板相连。

在烟气换热塔外壳13上端面至最上层蜂窝传热模块21组的空间内，沿纵向布置有热端x型桁架12，热端x型桁架12焊接在烟气换热塔外壳13上，热端x型桁架12沿周向均匀布置热端气体导流板22，各个热端气体导流板22的偏转方向呈轴对称布置。在高度方向上，热端气体导流板22呈双层布置，上层和下层的热端气体导流板22偏转方向呈对称布置。热端气体导流板22按上述方式布置，是为了将从热烟气入口11进入一号烟气换热塔4的热烟气更好的在空间均匀分布，并导入上层蜂窝传热模块21组。

在传热模块托架14至烟气换热塔外壳13下端面的空间内，布置有冷端x型桁架20，冷端x型桁架20焊接在托架支撑柱18上。冷端x型桁架20上布置冷端气体导流板15。冷端气体导流板15的布置方式与热端气体导流板22类似，也是在纵向呈双层布置、在周向均匀分布，其偏转方向呈轴对称布置，上层和下层的偏转方向呈对称布置。冷端气体导流板15按上述方式布置，是为了将从冷烟气入口19进入一号烟气换热塔4的冷烟气更好的在空间均匀分布，并通过传热模块托架14导入底层蜂窝传热模块21组。冷端x型桁架20和冷端气体导流板15的重量由托架支撑柱18承担。

烟气换热塔外壳13下端面分别与热烟气出口17、冷烟气入口19、多根周向均布的壳体支撑柱16连接。热端x型桁架12、热端气体导流板22以及烟气换热塔外壳13的重量由每根壳体支撑柱16均匀承担。

蜂窝传热模块21和烟气换热塔外壳13重量分别由托架支撑柱18和壳体支撑柱16承担，有利于两者各自单独热膨胀而互不影响，保证了一号烟气换热塔4在结构上的稳定性。

一号烟气换热塔4的工作过程如下。一号烟气换热塔4既可以对热烟气进行冷却，又可以对冷烟气进行加热，其冷却过程和加热过程彼此周期性交替进行。当对热烟气进行冷却时，热烟气从热烟气入口11进入一号烟气换热塔4上部，经过热端气体导流板22，均匀进入上层蜂窝传热模块21组，并经过每个蜂窝传热模块21和传热模块托架14的气体流道24，经过冷端气体导流板15，从底部的热烟气出口17离开一号烟气换热塔4。在热烟气流过气体流道24的过程中，与蜂窝传热模块21发生热量交换，热烟气对蜂窝传热模块21进行加热，热烟气自身放热后得到冷却，蜂窝传热模块21起到热量存储作用。

当对冷烟气进行加热时，冷烟气从冷烟气入口19进入一号烟气换热塔4下部，经过冷端气体导流板15和传热模块托架14，均匀进入底层蜂窝传热模块21组，然后经过每层蜂窝传热模块21的气体流道24，经过热端气体导流板22，从上部的冷烟气出口23离开一号烟气换热塔4。在冷烟气流过气体流道24的过程中，与蜂窝传热模块21发生热量交换，蜂窝传热模块21在上一个过程存储的热量进行释放，对冷烟气进行加热，蜂窝传热模块21释放热量后自身得到冷却。

参见图1-图3，一种电站锅炉烟气雾羽流消除系统，主要由空气预热器1、一号烟气换热塔4、二号烟气换热塔9、冷烟气出口截止阀2、热烟气入口截止阀3、热烟气出口截止阀5、冷烟气入口截止阀6、静电除尘器7、脱硫塔8和烟囱10等设备组成。一号烟气换热塔4和二号烟气换热塔9结构相同，但是烟气流向相反，工作过程相反。

空气预热器1出口经过两个并联的热烟气入口截止阀3分别与一号烟气换热塔4的热烟气入口11和二号烟气换热塔9的热烟气入口11相连。一号烟气换热塔4的热烟气出口17和二号烟气换热塔9的热烟气出口17经过两个并联的热烟气出口截止阀5，分别与静电除尘器7入口联通。静电除尘器7出口与脱硫塔8入口联通，脱硫塔8出口经过两个并联的冷烟气入口截止阀6分别与一号烟气换热塔4的冷烟气入口19和二号烟气换热塔9的冷烟气入口19联通。烟囱10入口经过两个并联的冷烟气出口截止阀2分别与一号烟气换热塔4的冷烟气出口23和二号烟气换热塔9的冷烟气出口23联通。其主要工作过程如下。

当一号烟气换热塔4处于热烟气被冷却过程时，二号烟气换热塔9处于冷烟气被加热过程，状态如图2所示，此时一号烟气换热塔4的热烟气入口截止阀3和热烟气出口截止阀5均开启，一号烟气换热塔4的冷烟气入口截止阀6和冷烟气出口截止阀2均关闭。而二号烟气换热塔9的热烟气入口截止阀3和热烟气出口截止阀5均关闭，二号烟气换热塔9的冷烟气入口截止阀6和冷烟气出口截止阀2均开启。来自空气预热器1出口的热烟气，经过一号烟气换热塔4的热烟气入口截止阀3和热烟气入口11进入一号烟气换热塔4，与蜂窝传热模块21换热后，烟气得到冷却，然后经过热烟气出口17和热烟气出口截止阀5，进入静电除尘器7脱除烟气中的灰尘。由于烟气预先得到冷却，烟气体积减小，灰尘比电阻降低，提高了静电除尘器7的除尘效率。然后烟气从静电除尘器7出口进入脱硫塔8进行二氧化硫脱除。之后，烟气从脱硫塔8出口经过二号烟气换热塔9的冷烟气入口截止阀6和冷烟气入口19进入二号烟气换热塔9，在其中被蜂窝传热模块21加热升温，最后经过二号烟气换热塔9的冷烟气出口23和冷烟气出口截止阀2，进入烟囱10排入大气。

工作45分钟后，一号烟气换热塔4和二号烟气换热塔9的工作过程进行交换，如图3所示。此时一号烟气换热塔4的热烟气入口截止阀3和热烟气出口截止阀5关闭，冷烟气入口截止阀6和冷烟气出口截止阀2开启。二号烟气换热塔9的热烟气入口截止阀3和热烟气出口截止阀5开启，冷烟气入口截止阀6和冷烟气出口截止阀2关闭。一号烟气换热塔4处于冷烟气被加热过程时，二号烟气换热塔9处于热烟气被冷却过程。此时，来自空气预热器1出口的热烟气，分别经过二号烟气换热塔9的热烟气入口截止阀3、热烟气入口11、蜂窝传热模块21、热烟气出口17、热烟气出口截止阀5、静电除尘器7、脱硫塔8，然后从一号烟气换热塔4的冷烟气入口截止阀6和冷烟气入口19进入一号烟气换热塔4，最后经过一号烟气换热塔4的冷烟气出口23、冷烟气出口截止阀2进入烟囱10并排入大气。

一号烟气换热塔4和二号烟气换热塔9的工作过程周期性进行更换，并且两者的工作过程总是相反。

虽然本发明以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本发明的保护范围。