本實用新型屬于廢氣處理領(lǐng)域，具體涉及一種可調(diào)式管束旋流除塵除霧裝置。

背景技術(shù)：

目前，我國現(xiàn)有的燃煤機(jī)組普遍采用石灰石——石膏濕法煙氣脫硫工藝，從吸收塔排放的濕煙氣中除了含有部分前端除塵器未除盡的粉塵外，還含有大量的呈細(xì)小霧滴狀態(tài)石灰石、石膏漿液等，隨著國家環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)的日趨提高，需對脫硫后的凈煙氣進(jìn)行深度除塵。根據(jù)最新頒布的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，對煙囪排放的粉塵濃度提出了5mg/m³的要求。

煙氣的除塵除霧是煙氣凈化工序中最為常見的工藝，類型多種多樣，但對于含有大量霧滴的飽和濕煙氣的處理而言，具有現(xiàn)實的處理難度。為了解決微細(xì)粉塵、氣溶膠粒子等粒徑小的雜塵分離，部分機(jī)組采用折流板除霧器+WESP(濕式電除霧器)進(jìn)行處理，但對于已建脫硫機(jī)組而言改造工作量巨大，通常需對現(xiàn)有的吸收塔本體增高、基礎(chǔ)加固，改造周期過長，且其含有大量的高壓電氣設(shè)備，運(yùn)行和操作難度較大。

管束式除塵除霧裝置作為WESP的一種替代技術(shù)，因其結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、能耗低而得到廣泛應(yīng)用。管束式除塵除霧裝置是一種基于離心力分離的氣液分離器，利用旋轉(zhuǎn)氣流的離心作用，將氣流中夾帶的液滴甩向壁面周圍，煙氣中的細(xì)小液滴、細(xì)微粉塵顆粒、氣溶膠等微小顆粒物互相碰撞團(tuán)聚凝聚成大液滴，大液滴再被氣旋筒表面液膜捕獲，從而實現(xiàn)與氣相分離而脫除，具有壓降小、除霧效果較好，結(jié)構(gòu)簡單，改造實施簡單等優(yōu)點，尤其適用于濕法脫硫后酸霧中帶固體或帶鹽分的廢氣除霧。然而，對這種類型的除霧器而言，空塔流速或者說管內(nèi)流速對除霧器的分離效率影響顯著，通常而言，在一定范圍內(nèi)，隨管內(nèi)流速的增大，除霧器的脫除效率提高，這是因為氣流在穿過旋流板葉片間隙后作旋轉(zhuǎn)流動，隨著空塔氣速的增大，氣流的切向速度變大，而氣流中夾帶的液滴所受到的離心力也會相應(yīng)增大，從而有利于液滴甩向器壁達(dá)到分離的目的；與此同時，隨著管內(nèi)的增大，氣流的湍動程度增加，液滴二次夾帶現(xiàn)象越來越嚴(yán)重，二次夾帶主要是由于兩方面的作用：一是液滴在碰撞時的霧化，二是高速氣流剪切力作用在液膜的自由表面上，當(dāng)二次夾帶量超過一定值后，除霧器的分離效率亦隨之下降。

由此可見，管內(nèi)流速和除塵效率存在矛盾，要維持較高的除塵效率則必須提高管內(nèi)流速，而流速過高則大幅提高了二次夾帶的比例，從而導(dǎo)致除塵效率的下降；另一方面，鍋爐的負(fù)荷經(jīng)常發(fā)生波動，通常在30～110％之間變化，這樣也便造成了管內(nèi)流速的變化幅度巨大。為了平衡上述矛盾，現(xiàn)有技術(shù)通常采用折中的處理方法，也即以一個特定負(fù)荷點(比如100％負(fù)荷或者70％負(fù)荷)作為設(shè)計點進(jìn)行設(shè)計，當(dāng)實際運(yùn)行負(fù)荷大幅高于該設(shè)計點時，二次夾帶嚴(yán)重造成脫除效率低下，而當(dāng)實際負(fù)荷大幅低于該設(shè)計點時，離心力不足而導(dǎo)致分離效果不高，嚴(yán)重時無法滿足排放指標(biāo)的要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型針對現(xiàn)有上述技術(shù)存在的缺陷提供了一種可調(diào)式管束旋流除塵除霧裝置。

本實用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種可調(diào)式管束旋流除塵除霧裝置，該裝置位于吸收塔內(nèi)噴淋層的上方，包括n個垂直放置的旋流除塵除霧單元，n≥1，所述旋流除塵除霧單元包含有圓柱形外筒、m個旋流組件，z個可開閉式組件，m≥1，0≤z≤1；

所述旋流組件包括有若干個旋流葉片和一個中心筒，旋流葉片以傾斜的角度均勻分布在中心筒外壁和圓柱形外筒內(nèi)壁之間的環(huán)狀區(qū)域內(nèi)；

所述可開閉式組件包括有第一傳動軸以及可隨第一傳動軸上下位移進(jìn)行翻轉(zhuǎn)的若干個可翻轉(zhuǎn)葉片，可翻轉(zhuǎn)葉片分布在傳動軸與圓柱形外筒內(nèi)壁之間的環(huán)狀區(qū)域內(nèi)，相鄰可翻轉(zhuǎn)葉片的正投影相重合或部分重疊。

在一些技術(shù)方案中：所述的可翻轉(zhuǎn)葉片通過輪轂與第一傳動軸相連，可翻轉(zhuǎn)葉片尾端上設(shè)有下鉸鏈座，第一傳動軸上設(shè)有上鉸鏈座，連桿的一端與上鉸鏈座連接，另一端與下鉸鏈座連接，所述圓柱形外筒的內(nèi)壁上設(shè)有限位塊，所述的限位塊位于葉片的下方；

所述的第一傳動軸向上運(yùn)動時，可翻轉(zhuǎn)葉片受連桿的牽引向上提拉，實現(xiàn)可翻轉(zhuǎn)葉片的開啟；所述的第一傳動軸向下運(yùn)動，可翻轉(zhuǎn)葉片受連桿的下壓向下運(yùn)動到限位塊，實現(xiàn)可翻轉(zhuǎn)葉片的閉合。

在一些技術(shù)方案中：該裝置設(shè)有若干第二傳動軸，所述的第二傳動軸與旋流除塵除霧單元內(nèi)的第一傳動軸相連，第二傳動軸可控制第一傳動軸的上下運(yùn)動。

在一些技術(shù)方案中：旋流除塵除霧單元之間及旋流除塵除霧單元與吸收塔內(nèi)壁之間均在旋流除塵除霧單元的上下端面設(shè)置有密封板。

在一些技術(shù)方案中：所述可開閉式組件位于旋流除塵除霧單元內(nèi)旋流組件之前、之后或兩個旋流組件之間。

在一些技術(shù)方案中：所述的旋流組件通過焊接的方式與圓柱形外筒的內(nèi)壁相連。

在一些技術(shù)方案中：所述的中心筒為端面設(shè)有盲板的圓柱體。

本實用新型技術(shù)方案中：所述旋流除塵除霧單元的個數(shù)n根據(jù)鍋爐最大負(fù)荷即最大可能空塔流速選取。

本實用新型技術(shù)方案中：所述可開閉式組件的個數(shù)z不少于鍋爐最小負(fù)荷/最大負(fù)荷×旋流除塵除霧單元的總數(shù)(n)。即每個旋流除塵除霧單元中都要設(shè)置可開閉式組件，也可以部分不設(shè)，也可以全設(shè)，但設(shè)置的總量不應(yīng)小于(預(yù)計的鍋爐最大負(fù)荷-預(yù)計的最小負(fù)荷)/預(yù)計的鍋爐最大負(fù)荷×旋流除塵除霧單元的總數(shù)(n)，也就是說如果在預(yù)計的最小負(fù)荷情況下，可以通過把所有的可開閉式組件關(guān)閉，達(dá)到預(yù)計的鍋爐最大負(fù)荷時一樣的管內(nèi)流速。

本實用新型的有益效果：

本實用新型所述的可調(diào)式管束旋流除塵除霧裝置克服了現(xiàn)有技術(shù)在負(fù)荷變動時效率低下的問題，具有在鍋爐全負(fù)荷范圍內(nèi)均能滿足排放要求的優(yōu)點，且調(diào)節(jié)靈活，操作方便，簡單易行，可靠性高。

附圖說明

圖1為可調(diào)式管束旋流除塵除霧裝置的俯視圖；

圖2為可調(diào)式管束旋流除塵除霧裝置的主視圖；

圖3為管束式除霧器的主視圖；

圖4為管束式除霧器的俯視圖；

圖5為高效除塵除霧塔的裝置圖；

圖6(a)和圖6(b)為可開閉式組件的開啟狀態(tài)；

圖7(a)和圖7(b)為可開閉式組件的閉合狀態(tài)。

1-為可翻轉(zhuǎn)葉片，2為連桿，3為第一傳動軸，4為旋流葉片，5為限位塊，6為下鉸鏈座，7為上鉸鏈座，8為圓柱形外筒，9為第二傳動軸，10為中心筒，11為密封板，12為噴淋層，13為可調(diào)式管束旋流除塵除霧裝置，14為旋流除塵除霧單元。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本實用新型做進(jìn)一步說明，但本實用新型的保護(hù)范圍不限于此：

如圖1～5以及圖6(a)、6(b)、7(a)和7(b)，一種可調(diào)式管束旋流除塵除霧裝置，該裝置位于吸收塔內(nèi)噴淋層(12)的上方，包括n個垂直放置的旋流除塵除霧單元(14)，n≥1，所述旋流除塵除霧單元(14)包含有圓柱形外筒(8)、m個旋流組件，z個可開閉式組件，m≥1，0≤z≤1；

所述旋流組件包括有若干個旋流葉片(4)和一個中心筒(10)，旋流葉片(4)以傾斜的角度均勻分布在中心筒(10)外壁和圓柱形外筒(8)內(nèi)壁之間的環(huán)狀區(qū)域內(nèi)；

所述可開閉式組件包括有第一傳動軸(3)以及可隨第一傳動軸(3)上下位移進(jìn)行翻轉(zhuǎn)的若干個可翻轉(zhuǎn)葉片(1)，可翻轉(zhuǎn)葉片(1)分布在傳動軸(3)與圓柱形外筒(8)內(nèi)壁之間的環(huán)狀區(qū)域內(nèi)，相鄰可翻轉(zhuǎn)葉片(1)的正投影相重合或部分重疊。

所述的可翻轉(zhuǎn)葉片(1)通過輪轂與第一傳動軸(3)相連，可翻轉(zhuǎn)葉片(1)尾端上設(shè)有下鉸鏈座(6)，第一傳動軸(3)上設(shè)有上鉸鏈座(7)，連桿(2)的一端與上鉸鏈座(7)連接，另一端與下鉸鏈座(6)連接，所述圓柱形外筒(8)的內(nèi)壁上設(shè)有限位塊(5)，所述的限位塊(5)位于可翻轉(zhuǎn)葉片(1)的下方；

所述的第一傳動軸(3)向上運(yùn)動時，可翻轉(zhuǎn)葉片(1)受連桿(2)的牽引向上提拉，實現(xiàn)可翻轉(zhuǎn)葉片(1)的開啟；所述的第一傳動軸(3)向下運(yùn)動，可翻轉(zhuǎn)葉片(1)受連桿(2)的下壓向下運(yùn)動到限位塊(5)，實現(xiàn)可翻轉(zhuǎn)葉片(1)的閉合。

該裝置設(shè)有若干第二傳動軸(9)，所述的第二傳動軸(9)與旋流除塵除霧單元(14)內(nèi)的第一傳動軸(3)相連，第二傳動軸(9)可控制第一傳動軸(3)的上下運(yùn)動。

旋流除塵除霧單元(14)之間及旋流除塵除霧單元(14)與吸收塔內(nèi)壁之間均在旋流除塵除霧單元(14)的上下端面設(shè)置有密封板(11)。

所述可開閉式組件位于旋流除塵除霧單元(14)內(nèi)旋流組件之前、之后或兩個旋流組件之間。

所述的旋流組件(4)通過焊接的方式與圓柱形外筒(8)的內(nèi)壁相連。

所述的中心筒(10)為端面設(shè)有盲板的圓柱體。

下面以某135MW機(jī)組為例，100％負(fù)荷時設(shè)計風(fēng)量為1000000m³/h，現(xiàn)有技術(shù)通常按最大負(fù)荷取最優(yōu)流速(通常為6～7m/s)，為便于描述，取管內(nèi)流速6m/s，共需布置旋流除塵除霧單元368個，即n＝368，在負(fù)荷較高的時候，除霧除塵效率較高；當(dāng)負(fù)荷降低至85％左右時，此時的風(fēng)量也降低至850000m³/h，管內(nèi)流速降至5.1m/s，旋流葉片產(chǎn)生的離心力下降，除霧除塵效率降低；當(dāng)負(fù)荷進(jìn)一步降低至60％左右時，此時的風(fēng)量也降低至600000m³/h，管內(nèi)流速降至3.6m/s，旋流葉片產(chǎn)生的離心力進(jìn)一步下降，除霧除塵效果急劇惡化；這便出現(xiàn)了部分機(jī)組在滿負(fù)荷的時候運(yùn)行良好，而到低負(fù)荷的時候效果極差，甚至出現(xiàn)了大面積的石膏雨現(xiàn)象。

也有部分機(jī)組為避免上述情況的發(fā)生，以較小的負(fù)荷取最優(yōu)流速，比如說按80％負(fù)荷的時候管內(nèi)流速為6m/s，這種情況下當(dāng)負(fù)荷升至100％時，管內(nèi)流速為7.5m/s，除霧除塵效率較高，但二次夾帶也很嚴(yán)重，造成總體效率偏低；當(dāng)負(fù)荷降至60％時，管內(nèi)流速為4.5m/s，旋流葉片產(chǎn)生的離心力下降，除霧除塵效率降低；這種情況下僅在設(shè)計負(fù)荷點附近效率較佳，偏離負(fù)荷后由于二次夾帶或者離心力下降都會導(dǎo)致除塵除霧效率的降低。

本實用新型仍按最大負(fù)荷取最優(yōu)流速，為便于對比，取管內(nèi)流速6m/s，共需布置旋流除塵除霧單元368個，即n＝368，同時設(shè)置了z個開閉式組件，假設(shè)該目標(biāo)機(jī)組的最小可能負(fù)荷為50％，則z＝0.5×n＝184個，也就是說有50％的旋流除塵除霧單元中設(shè)置了開閉式組件。

當(dāng)負(fù)荷為100％時，設(shè)計風(fēng)量為1000000m³/h，開閉式組件全開，管內(nèi)流速為6m/s；當(dāng)負(fù)荷降低至85％左右時，此時的風(fēng)量也降低至850000m³/h，此時可關(guān)閉(100％-85％)×n＝55(55.2，取整后為55)個開閉式組件，這樣煙氣僅從剩余的313個未關(guān)閉的旋流除塵除霧單元中通過，管內(nèi)流速為6.0038m/s，和100％負(fù)荷時管內(nèi)流速基本一致，除霧除塵效率保持穩(wěn)定；當(dāng)負(fù)荷進(jìn)一步降低至60％左右時，此時的風(fēng)量也降低至600000m³/h，此時可關(guān)閉(100％-60％)×n＝147(147.2，取整后為147)個開閉式組件，這樣煙氣僅從剩余的221個未關(guān)閉的旋流除塵除霧單元中通過，管內(nèi)流速為6.0054m/s，和100％負(fù)荷時管內(nèi)流速基本一致，除霧除塵效率保持穩(wěn)定。這樣通過在不同的負(fù)荷條件下調(diào)節(jié)開閉式組件的開合數(shù)量實現(xiàn)管內(nèi)流速的穩(wěn)定，從而保證旋流葉片的離心力，到達(dá)效率保持穩(wěn)定的效果。當(dāng)然，上述為最理想的實現(xiàn)方式，即每個設(shè)有開閉式組件的旋流除塵除霧單元單獨控制，這便需要每個單元設(shè)置有單獨的執(zhí)行器，成本較高。為降低成本也可分區(qū)控制，比如上述實施例中184個開閉式組件分成8個區(qū)控制，每個區(qū)分別連接23個開閉式組件，即通過8根第二傳動軸分別與23個第一傳動軸相連接，每根第二軸上設(shè)置執(zhí)行器控制開合。當(dāng)負(fù)荷為100％時，8個區(qū)全開，管內(nèi)流速為6m/s；當(dāng)負(fù)荷降低至85％左右時，關(guān)閉其中2個區(qū)即46個開閉式組件，管內(nèi)流速為6.17m/s；當(dāng)負(fù)荷進(jìn)一步降低至60％左右時，關(guān)閉其中6個區(qū)即138個開閉式組件，管內(nèi)流速為6.25m/s；流速與最佳流速偏差較小，可較好的滿足實際需要。當(dāng)然，如果該目標(biāo)機(jī)組的最小可能負(fù)荷為30％或是其他數(shù)值，也可按同等方式進(jìn)行設(shè)計和調(diào)整。

為最大程度地降低關(guān)閉通道的組件對流場的影響，可采用間斷分組關(guān)閉的方法，即每隔一個或兩個，每隔一排或兩排選取關(guān)閉的通道，盡可能達(dá)到均勻，這些都是本技術(shù)領(lǐng)域的人員公知的技術(shù)。