一种电伴热加热的排烟系统的制作方法

本实用新型涉及湿法脱硫后处理技术领域，属于一种烟气处理装置。

背景技术：

近年来，国家高度重视环境保护，有超过90%的燃煤电厂安装了石灰石—石膏湿法烟气脱硫系统(wfgd)，该技术是我国应用最广泛的脱硫技术。此系统分为带有或不带有烟气再热器（ggh）两种，ggh主要用于加热脱硫后净烟气，由于其运行环境恶劣，容易发生腐蚀和堵灰现象，以致故障频发，所以新建机组大多不采用装设ggh，原有的系统也已经不再使用ggh装置。没有ggh的wfgd系统，因于无烟气再热措施，排烟温度降低，饱和湿烟气排出后难以有效抬升、扩散，烟囱内出来的饱和湿烟气中携带的粉尘及液滴聚集在烟囱附近不能有效抬升及扩散，烟气中携带的石膏浆液聚集在烟囱附近，落地形成“石膏雨”，不仅严重影响电厂周边环境，甚至腐蚀设备。脱硫后净烟气不经过加热直接排放，无论烟道和烟囱是否采取了防腐蚀措施，湿烟气中的酸性气体经过烟道和烟囱内壁上的冷凝液滴时被吸收，形成强酸性液体，腐蚀并损坏了烟道和烟囱内壁的防磨材料，对烟道和烟囱造成不可弥补的损伤，大大降低了机组运行可靠性，锅炉检修周期变短，烟道和烟囱的防腐和维修费用增加。当机组运行负荷高、环境温度降低时，“石膏雨”现象尤为严重。沉降的小液滴呈酸性，含有一定量的so2、so3及石膏浆液等，会对沉降区域内的设备、设施和建筑物造成一定的损害，对周围居民的生产、生活产生影响。

针对石膏雨现象，很多学者积极开始探究解决办法。郭程程、李娜分析了石膏雨形成的原因,并从运行调整的角度分析了缓解石膏雨的有效措施,提出了通过调整除雾器和吸收塔浆液喷嘴布置消除石膏雨的改造方案。东南大学-能源热转换及其过程测控教育部重点实验室的许静对1000mw的机组进行了烟囱石膏雨的研究，计算了烟囱的冷凝液量和不产生白烟的温度；上海锅炉厂有限公司实用新型了一种冷凝法烟气水回消白烟系统，让从湿式脱硫塔出来的湿的净烟气在排前进行水分回收和利用，从而石膏水分也随水回收；东北电力科学研究院有限公司采用了锅炉系统热二次风加热脱硫净烟气的混合式烟气再热技术，对石膏雨问题进行治理。

现有的湿法脱硫还会将产生二次颗粒物的水蒸气排放到大气当中，使得pm2.5超标排放，造成空气污染。由于湿法脱硫的过程主要是使碱与so2相互反应，而在含有氨气的环境下会形成铵盐，铵盐溶于水之后会有一部分遇热结晶，有一部分随着蒸汽被排放出去，之后这部分气体会析出大量的硫酸盐颗粒和少部分的其他颗粒并排放到大气中去，这些颗粒主要成分是铵盐。这些颗粒会造成严重的pm2.5超标，而现有的在线测量技术无法测得真实的污染量。采用袋式除尘的方法避免了气体的排放，可有效缓解现有的将产生二次颗粒物的水蒸气排放的问题，然而这种方法价格昂贵，效率较低，推广困难。

技术实现要素：

本实用新型需要解决的技术问题是提供一种电伴热加热的排烟系统，结构简单、发热均匀、控温准确，热效率高，消除了“石膏雨”现象并减少pm2.5的扩散，有利于治理污染和节能减排。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种电伴热加热的排烟系统，包括烟气系统和电伴热加热系统；烟气系统包括锅炉、与锅炉相连通的空气预热器、与空气预热器相连通的除尘器、与除尘器相连通的脱硫塔和烟囱；电伴热加热系统包括围绕在烟囱侧壁上的分组电热带，分组电热带包括设置在烟囱内筒顶部的顶部电热带、设置在烟囱中部的中部电热带。

本实用新型技术方案的进一步改进在于：所述烟囱包括与脱硫塔相连通的先水平延伸再向上延伸的烟囱内筒和包围烟囱内筒的烟囱外筒，分组电热带围绕在烟囱外筒的侧壁上。

本实用新型技术方案的进一步改进在于：烟气系统还包括与锅炉和空气预热器相连通的向锅炉吹风的一次风机和二次风机。

本实用新型技术方案的进一步改进在于：中部电热带和顶部电热带之间的距离不小于烟囱总长度的三分之一。

本实用新型技术方案的进一步改进在于：中部电热带和顶部电热带都由沿圆周均匀分成六部分的瓦状电热带围成。

本实用新型技术方案的进一步改进在于：中部电热带提供分组电热带的加热热量的20%～80%，其余部分的分组电热带加热热量由顶部电热带提供。

本实用新型技术方案的进一步改进在于：中部电热带下方的烟囱内筒内部腔体的横截面大于中部电热带上部的烟囱内筒的横截面。

本实用新型技术方案的进一步改进在于：中部电热带下方的内部腔体为圆锥形，中部电热带上方的烟囱内筒为圆柱形，中部电热带下方的内部腔体的底部与一水平空腔相连通，水平空腔内设置有位于烟筒内腔正下方的盐料收集盘，水平空腔的末端设置有位于烟囱侧壁上的取料活门。

由于采用了上述技术方案，本实用新型取得的技术进步是：

本实用新型电伴热装置简单、易于安装实施，发热均匀，控温准确，热效率高，节约能源，易于实现自动化管理，使用寿命长，有效提高烟囱出口烟温，消除了“石膏雨”现象并减少pm2.5的扩散，有利于治理污染和节能减排。

通过外置的电加热带来加热烟气，电伴热系统通过电热带加热烟囱外壁进而加热内筒中的烟气，提高了烟囱出口烟温，有效的避免了后续石膏雨的出现。中部电热带和顶部电热带的加热使得烟囱的中部电热带和顶部电热带之间形成加热的气体氛围，使得溶解在水中和水蒸气中的铵盐和硫酸盐等重新析出，并凝结在烟囱口部，进而掉落在烟囱的底部，避免了这些盐类随着水蒸气逃逸到大气中并在水蒸气凝结后成为pm2.5颗粒，降低了空气污染。

分组电热带围绕在烟囱外筒的侧壁上，方便了分组电热带的安装。一次风机和二次风机为整体的系统提供了气体运动的动力，一次风机和二次风机和空气预热器相连通充分利用了空气预热器的预热作用，增加了对空气的加热次数，提高了加热效果。空气预热器与分组电热带相配合，先利用空气预热器将残余液体充分加热汽化，保证了脱硫后产物以气体形式可以移动出系统，并进一步增加了气体移动的动力。

中部电热带和顶部电热带之间的距离不小于烟囱总长度的三分之一，保证了形成的加热氛围的长度和体积，保证了电热带加热的效果。

分组电热带的布置方式为围绕于烟囱内筒外壁，将分组电热带分为六个部分，即每一相电可以带两个电热带部分，保证负荷的平均分配，保持了通电的稳定，避免烟囱受热不均。

中部电热带提供分组电热带的加热热量的20%～80%，其余部分的分组电热带加热热量由顶部电热带提供，便于根据实际情况调节中部电热带和顶部电热带的发热比例以维持适当的加热氛围，保持加热氛围主要部分都在中部电热带和顶部电热带之间，提高了电热带加热的效果。同时，将烟气加热到一定温度并且保证加热温度不高于烟囱内筒承受最高温度，达到较好加热效果。

中部电热带下方的烟囱内筒包括横截面大于中部电热带上部的烟囱内筒的横截面，便于电热带加热后出现的物质的顺利掉落，防止烟气和水蒸气中的析出物质划伤烟筒内腔，增大了烟筒内腔的面积，减少了析出物质在烟筒内腔内壁上凝结的机会。

锥形的烟筒内腔便于制造和维护，增大了烟筒内腔内部空间，方便烟气或水蒸气的析出物的下落过程和承接掉落的析出物。盐料收集盘方便了对析出物的收集过程，也防止掉落的析出物对烟筒内腔的底部造成损伤。取料活门便于将取料活门的取出和对盐料析出物的收集。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图；

图2是烟囱的俯视图；

图3是烟囱的结构示意图；

其中，1、锅炉，2、空气预热器，3、一次风机，4、二次风机，5、除尘器，6、脱硫塔，7、烟囱外筒，8、烟囱内筒，9、分组电热带，9a、顶部电热带，9b、中部电热带，10、烟囱，11、盐料收集盘，11a、取料活门，12、散热孔。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型做进一步详细说明：

如图1、图2、图3所示，一种电伴热加热的排烟系统，包括烟气系统和电伴热加热系统；烟气系统包括锅炉1、空气预热器2、一次风机3、二次风机4、除尘器5、脱硫塔6、烟囱10。电伴热加热系统包括分组电热带9，分组电热带9围绕在烟囱10侧壁上。本实用新型通过电伴热加热系统，加热出口处的烟囱管壁，进而加热烟囱10中的烟气。空气预热器2与锅炉1相连通，除尘器5与空气预热2相连通，脱硫塔6与除尘器5相连通，脱硫塔6和烟囱10相连通，一次风机3和二次风机4与锅炉1和空气预热器2相连通，一次风机3和二次风机4的向锅炉1吹风，一次风机3和二次风机4先经过空气预热器2再通入锅炉1，各部分通过导管相连通。分组电热带9围绕在烟囱10侧壁上，分组电热带9的布置方式为环形缠绕于烟囱内筒外壁顶部和中部，分组电热带9包括顶部电热带9a和中部电热带9b，顶部电热带9a设置在烟囱内筒顶部，中部电热带9b设置在烟囱10中部。伴热系统是将一定功率的电加热带均匀的围绕在烟囱出口部分，通过将电能转化为热能来实现加热功能。工作时，电加热系统通过烟囱10上部围绕的电加热带加热出口处的烟囱管壁，进而加热烟囱内筒8中的烟气。使用时需要进一步的根据烟囱10的厚度及保温层厚度确定电热带功率。而且保证不超过烟囱10所能承受的壁温。

所述烟囱10包括烟囱外筒7和烟囱内筒8，烟囱内筒8与脱硫塔6相连通，烟囱内筒8先水平延伸再向上延伸。共设置有两根烟囱内筒8，在烟囱内筒8的周围还设置有散热孔12，烟囱外筒7包围烟囱内筒8和散热孔12，散热孔12在竖直方向贯穿整个烟囱10。烟囱外筒7包围烟囱内筒8和散热孔12，分组电热带9围绕在烟囱外筒7的侧壁上。

中部电热带9b和顶部电热带9a之间的距离不小于烟囱10总长度的三分之一。中部电热带9b和顶部电热带9a都由瓦状电热带围成，瓦状电热带沿圆周均匀，瓦状电热带共有六部分，即每一相电可以带两个电热带部分。中部电热带9b提供分组电热带9的加热热量的20%～80%，其余部分的分组电热带9加热热量由顶部电热9a提供。

中部电热带9b下方的烟囱内筒8设置有横截面大于中部电热带9b上部的烟囱内筒8横截面的腔体。中部电热带9b下方设置这一腔体是烟筒内腔，烟筒内腔的顶部和底部侧面与竖直的和水平的烟囱内筒8相连通，烟筒内腔为圆锥形的腔体。烟筒内腔的底部与一水平空腔相连通，水平空腔内设置有盐料收集盘11，盐料收集盘11位于烟筒内腔正下方，水平空腔的末端设置有取料活门11a，取料活门11a位于在烟囱10的侧壁上的，盐料收集盘11与烟筒内腔的形状相同，盐料收集盘11的面积而大于烟筒内腔的面积。当对烟囱10的上端开口进行清理时，或对烟囱内筒8的内壁进行刮削或使之产生一定的振动时，结晶盐会落下掉落进盐料收集盘11中，之后打开取料活门11a将盐料取走。