阅读说明：本技术 负荷智能跟踪式除雾器及方法 (Load intelligent tracking type demister and method ) 是由 谢鸿微 张轶 吴敏 韩长民 丁后亮 朱青 陈意 于 2021-08-30 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种负荷智能跟踪式除雾器,包括若干个独立的除雾器单元、封堵装置、控制系统,封堵装置包括安装于除雾器单元下方的至少一个截面调节装置,以及设置于脱硫塔外部的充气装置及充气阀、抽气装置及抽气阀；截面调节装置包括安装座和气囊,安装座固定安装于除雾器支撑梁下部,气囊一端固定在安装座内,另一端能够通过安装座的开口自由伸缩；气囊的固定端通过管路分别与充气装置和抽气装置连通；各充气阀和抽气阀分别与控制系统信号连接,控制系统根据脱硫塔烟气量信息控制各充气阀和抽气阀的启闭,从而对应控制各截面调节装置的气囊体积以调节除雾器截面积。本发明能实现除雾器烟气流通截面与负荷匹配,保障除雾效率,且使用方便。(The invention relates to a load intelligent tracking type demister, which comprises a plurality of independent demister units, a plugging device and a control system, wherein the plugging device comprises at least one section adjusting device arranged below the demister units, and an inflating device, an inflating valve, an air extracting device and an air extracting valve which are arranged outside a desulfurizing tower; the section adjusting device comprises a mounting seat and an air bag, the mounting seat is fixedly mounted at the lower part of the demister supporting beam, one end of the air bag is fixed in the mounting seat, and the other end of the air bag can freely stretch and retract through an opening of the mounting seat; the fixed end of the air bag is respectively communicated with the inflating device and the air extracting device through pipelines; the charging valves and the air extraction valves are respectively in signal connection with a control system, and the control system controls the charging valves and the air extraction valves to be opened and closed according to the flue gas volume information of the desulfurizing tower, so that the air bag volumes of the section adjusting devices are correspondingly controlled to adjust the sectional area of the demister. The invention can realize the matching of the smoke flow cross section and the load of the demister, ensures the demisting efficiency and is convenient to use.)

负荷智能跟踪式除雾器及方法

技术领域

本发明涉及废气处理技术领域，具体涉及一种负荷智能跟踪式除雾器及方法。

背景技术

燃煤发电是我国煤资源利用之“最清洁”的方式，将煤炭的使用集中于电煤无疑是最正确的选择。国际能源署根据当前的技术发展情况，制定了2020年及2030年的燃煤电厂污染物排放目标，2020年目标：颗粒物为1～2mg/m³，NO_x为30mg/m³，SO_x为25mg/m³；2030年目标：烟尘＜1mg/m³，NO_x＜10mg/m³，SO_x＜10mg/m³。

基于上述目标，国内部分燃煤电厂已开展示范工程建设，探索实现颗粒物＜1mg/m³，NO_x＜10mg/m³，SO_x＜10mg/m³的超超低排放指标的工艺路线和装置。

部分烟尘以溶解物和悬浮物的形式存在于排放烟气含有的雾滴中，因此要实现烟尘＜1mg/m³的目标，必须降低烟气中雾滴的浓度，而除雾器就是降低烟气中雾滴的设备。

除雾器是利用惯性力除去通过其通道内烟气中液滴的装备，其原理是烟气中的雾滴以一定的速度冲击到除雾器的叶片上，进而粘附在除雾器叶片上，实现气液分离，粘附到一定厚度后以积液的形式流回脱硫塔。液滴的速度来自通过除雾器通道的烟气，烟气速度过低，对除雾器叶片形不成冲击，液滴跟随烟气逸出除雾器，烟气速度过高，液滴又被高速烟气夹带出除雾器，形成二次携带，因此通过除雾器的烟气速度有一个适宜的范围。而除雾器的形状及通道宽度一旦确定后，除雾器通道净面积就确定了，通道内的烟气速度是进入脱硫塔的烟气量的线性函数，锅炉负荷一旦变化，进入脱硫塔的烟气量也跟随变化，当锅炉负荷变化较大时，就超出了已经安装除雾器的最佳性能而引起排出雾滴浓度过多，最终导致排出脱硫塔的颗粒物浓度超标。

为使除雾器的性能最佳，需要调节除雾器截面的装置，目前国内有采用挡板调节除雾器内的烟气流速。中国专利CN105056637A公开了一种用于气旋类除尘除雾器的负荷调整方法与装置，包括执行机构、传动机构、挡板和区域分割筒。执行机构通过传动机构驱动挡板转动，从而控制区域分割筒的打开与封闭。上述专利技术的思路是通过采用挡板封堵除雾器的部分流通面积，以改变除雾器通道内的风速。该方式可以实现除雾器流速的调节，但存在如下问题：

1)脱硫塔内环境恶劣，旋转的机械结构导致检修工作量大。

2)只能调节部分固定的通道，不能布置在所有除雾器的下面，造成塔内局部气流均布，进而影响除雾器及脱硫塔的效率。

3)当脱硫塔直径较大时，该机构的支撑梁变形较大，增加了转轴的同心度偏差，导致旋转挡板故障率高。

4)只能封堵固定区域的截面。

5)厚重的机械挡板及其支撑结构，增加了除雾器支撑梁的承重负荷，需要增加除雾器支撑梁的规格，大幅增加了成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足，提供一种负荷智能跟踪式除雾器及方法，该除雾器不仅可以适应任意负荷，实现烟气超超低排放，而且施工难度小、检修方便。

本发明为解决上述提出的技术问题所采用的技术方案为：

一种负荷智能跟踪式除雾器，所述除雾器包括若干个独立的除雾器单元，所述除雾器还包括封堵装置，所述封堵装置包括安装于所述除雾器单元下方的至少一个截面调节装置，以及设置于脱硫塔外部的充气装置及充气阀、抽气装置及抽气阀；所述截面调节装置包括安装座和气囊，所述安装座固定安装于除雾器支撑梁下部，安装座内部中空且一端设有开口，所述气囊一端固定在所述安装座内，另一端能够通过安装座的开口自由伸缩；所述气囊的固定端通过管路分别与所述充气装置和抽气装置连通；

所述除雾器还包括控制系统，各个截面调节装置的充气阀和抽气阀分别与控制系统信号连接，控制系统根据脱硫塔烟气量信息控制各充气阀和抽气阀的启闭，从而对应控制各截面调节装置的气囊体积以调节除雾器截面积。

上述方案中，所述截面调节装置的数量及安装位置根据气流均布模拟结果确定，采用CFD流场模拟方法模拟不同烟气量工况，在除雾器通道内速度最优的情况下，找到不同烟气量工况下需要封堵的位置，并在所有的相应位置安装所述截面调节装置。

上述方案中，所述管路包括充抽气总管，所述充抽气总管一端连接在所述安装座上，与气囊内部相通，充抽气总管另一端穿出脱硫塔壁，分成充气分支管路和抽气分支管路两支，分别与充气装置和抽气装置连接；所述充气阀设置于充气分支管路上，抽气阀设置于抽气分支管路上。

上述方案中，所述气囊处于充气状态时，自由端伸出所述安装座外部，来调节流体通道截面；所述气囊处于折叠状态时，气囊整体收缩于所述安装座内部。

上述方案中，所述气囊充气状态的最大面积不大于流体通道的截面积。

上述方案中，所述气囊的结构型式从以下三种中选择：

(1)所述气囊采用具有伸缩性的弹性材料；

(2)所述气囊包括柔性材料以及覆盖于柔性材料表面的弹性材料；

(3)所述气囊包括柔性材料以及安装于所述柔性材料内的弹性件，所述弹性件两端分别连接气囊的固定端和自由端。

上述方案中，所述充气装置为储气罐或送风机。

上述方案中，所述抽气装置为抽气机。

相应的，本发明还提出一种负荷智能跟踪式除雾方法，该方法采用上述负荷智能跟踪式除雾器，所述除雾方法包括以下步骤：

S1、确定除雾器单元封堵所对应的烟气量范围：根据进入脱硫塔的烟气量及除雾器单元的特性，采用CFD流场模拟方法，在除雾器通道内速度最优的情况下，确定不同的烟气量范围所对应的需要封堵的调节装置数量及位置，并将烟气量范围所对应开启及关闭的特定调节装置的规则写入DCS控制系统；

S2、除雾器工作时，DCS控制系统采集进入脱硫塔的烟气量信息，根据S1中设定的规则开启或关闭对应的气囊；

S3、DCS控制系统持续获得进入脱硫塔的烟气量，并根据烟气量的大小确定是否继续开启或者封堵气囊。

上述方法中，当某区域的除雾器单元需要冲洗时，封堵该区域除雾器单元进行离线冲洗。

本发明的有益效果在于：

1、本发明利用气囊充抽气引起气囊体积的增加与减小，从而屏蔽部分除雾器单元，来调节烟气流通截面，从而调节除雾器通道内的烟气流速，使用方便。本发明能实现除雾器烟气流通截面与负荷匹配，保障除雾效率。

2、本发明没有转动装置，仅靠气囊的收缩与扩张来达到调节目的，施工难度小、检修十分方便。

3、本发明的截面调节装置可以安装在脱硫塔内除雾器梁下的任何一个部位，能够覆盖脱硫塔的任何地方，可以单个布置，也可以连片布置，不会导致塔内气流均布差。

4、本发明装置重量极小，基本上不增加除雾器梁的承重量，不增加除雾器支撑梁的成本。

5、本发明装置安装后，可以封堵某区域内的除雾器，然后对对该区域除雾器进行离线冲洗，避免冲洗时雾滴浓度排放增加。

6、本发明装置根据烟气量自动调节关闭及封堵的除雾器单元，实现了智能控制。本发明可以适应任意负荷，实现烟气超超低排放。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明负荷智能跟踪式除雾器在脱硫塔内部的安装示意图；

图2是本发明负荷智能跟踪式除雾器在脱硫塔外部的安装示意图；

图3是截面调节装置第一种结构型式的充气状态示意图；

图4是截面调节装置第二种结构型式的充气状态示意图；

图5是截面调节装置第三种结构型式的充气状态示意图；

图6是截面调节装置的折叠状态示意图。

图中：10、除雾器单元；20、截面调节装置；21、安装座；22、气囊；221、弹性材料；222、柔性材料；223、弹性件；30、充气装置；40、抽气装置；51、充抽气总管；52、充气分支管路；53、抽气分支管路；61、充气阀；62、抽气阀。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

如图1-2所示，为本发明提供的一种负荷智能跟踪式除雾器，除雾器包括若干个独立的除雾器单元10，除雾器还包括封堵装置，封堵装置包括安装于除雾器单元10下方的至少一个截面调节装置20，以及设置于脱硫塔外部的充气装置30及充气阀61、抽气装置40及抽气阀62。截面调节装置20包括安装座21和气囊22，安装座21固定安装于除雾器支撑梁下部，安装座21内部中空且一端设有开口，气囊22一端固定在安装座21内，另一端能够通过安装座21的开口自由伸缩。气囊22的固定端通过管路分别与充气装置30和抽气装置40连通。除雾器还包括控制系统，充气阀61和抽气阀62分别与控制系统信号连接，控制系统根据脱硫塔烟气量信息控制各充气阀61和抽气阀62的启闭，从而对应控制各截面调节装置20的气囊22体积以调节除雾器截面积。

本发明利用气囊充抽气引起气囊体积的增加与减小，从而屏蔽部分除雾器单元，来调节烟气流通截面，从而调节除雾器通道内的烟气流速，使用方便。本发明能实现除雾器烟气流通截面与负荷匹配，保障除雾效率。

进一步优化，截面调节装置20的数量及安装位置根据气流均布模拟结果确定，采用CFD流场模拟方法模拟不同烟气量工况，在除雾器通道内速度最优的情况下，找到不同烟气量工况下需要封堵的位置，并在所有的相应位置安装截面调节装置20。

进一步优化，管路包括充抽气总管51，充抽气总管51一端连接在安装座21上，与气囊22内部相通，充抽气总管51另一端穿出脱硫塔壁，分成充气分支管路52和抽气分支管路53两支，分别与充气装置30和抽气装置40连接；充气阀61设置于充气分支管路52上，抽气阀62设置于抽气分支管路53上。

进一步优化，气囊22处于充气状态时，自由端伸出安装座21外部，来调节流体通道截面；气囊22处于折叠状态时，气囊22整体收缩于安装座21内部，避免流体的冲刷，延长使用寿命。气囊22的结构型式从以下三种中选择：

(1)气囊22采用具有伸缩性的弹性材料，如图3所示。抽气时，在弹性材料回弹力作用下气囊自动收缩。

(2)气囊22包括柔性材料222以及覆盖于柔性材料222表面的弹性材料221，如图4所示。抽气时，在弹性材料回弹力作用下气囊自动收缩。

(3)气囊22包括柔性材料222以及安装于柔性材料222内的弹性件223，弹性件223两端分别连接气囊22的固定端和自由端，如图5所示。抽气时，在弹性件回弹力作用下气囊自动收缩。

进一步优化，气囊22充气状态的最大面积不大于流体通道的截面积。

进一步优化，充气装置30为储气罐或送风机。

进一步优化，抽气装置40为抽气机。

相应的，本发明还提出一种负荷智能跟踪式除雾方法，采用上述负荷智能跟踪式除雾器，除雾方法包括以下步骤：

S1、确定除雾器单元10封堵所对应的烟气量范围：根据进入脱硫塔的烟气量及除雾器单元10的特性，采用CFD流场模拟方法，在除雾器通道内速度最优的情况下，确定不同的烟气量范围所对应的需要封堵的调节装置数量及位置，并将烟气量范围所对应开启及关闭的特定调节装置的规则写入DCS控制系统。

S2、除雾器工作时，DCS控制系统采集进入脱硫塔的烟气量信息，根据S1中设定的规则开启或关闭对应的气囊22。

S3、DCS控制系统持续获得进入脱硫塔的烟气量，并根据烟气量的大小确定是否继续开启或者封堵气囊22。

S4、当某区域的除雾器单元10需要冲洗时，封堵该区域除雾器单元10进行离线冲洗。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。