專利名稱：濕式脫硫或除塵裝置中煙氣帶水量的測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明型涉及一種濕式脫硫或除塵器裝置煙氣帶水測量方法，屬測量技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
濕式脫硫裝置或濕式除塵器是常用的脫硫和除塵裝置，這些設(shè)備在運(yùn)行過程中都不同程度地存在煙氣帶水現(xiàn)象，嚴(yán)重影響到設(shè)備的安全運(yùn)行、使用壽命和環(huán)境保護(hù)。其危害是造成出口煙道、吸風(fēng)機(jī)進(jìn)氣煙箱濕灰堆積，引起煙道阻力急劇增加，甚至限制鍋爐出力；或因吸風(fēng)機(jī)葉片粘灰，引起風(fēng)機(jī)震動(dòng)、腐蝕，甚至“飛車”；還會(huì)影響排煙擴(kuò)散，使廠區(qū)周圍降落灰水團(tuán)的現(xiàn)象嚴(yán)重，污染環(huán)境。有些裝置煙氣帶水嚴(yán)重，已構(gòu)成對安全生產(chǎn)的重大威脅。
煙氣帶水指的是濕式除塵器和濕式脫硫裝置出口的煙氣中含有水滴，即不包括煙氣中的水蒸氣。準(zhǔn)確掌握煙氣帶水量是解決煙氣帶水問題重要依據(jù)。許多研究人員對影響煙氣帶水的因素進(jìn)行研究時(shí)，首當(dāng)其沖的遇到了煙氣帶水量準(zhǔn)確、快捷的測量問題。目前測量煙氣帶水量的方法主要采用冷凝法和脫水法，即用真空泵通過取樣管抽取煙道中的煙氣，煙氣中的水分和水蒸氣通過硅膠層時(shí)被冷凝吸收，或通過流量計(jì)內(nèi)的脫水器分離，冷凝或分離收集下來的水分重量與抽取煙氣量的比值就是煙氣帶水量。在實(shí)際應(yīng)用中，這兩種方法需要等速采樣，儀器笨重，可操作性差，工作量大，易受現(xiàn)場條件限制，而且，冷凝法因蒸發(fā)水量與煙氣帶水量混在一起，脫水法受脫水器脫水效率的影響，所以測量誤差較大，此外，這兩種方法很難達(dá)到實(shí)時(shí)顯示的要求。顯然，尋求一種煙氣帶水量快速、準(zhǔn)確的測量方法，是有效解決煙氣帶水問題的前提。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服上述現(xiàn)有技術(shù)之缺陷而提供一種測量誤差小、可操作性強(qiáng)、易于用于在線顯示的濕式脫硫或除塵裝置中煙氣帶水量的測量方法。
本發(fā)明所稱問題是由以下技術(shù)方案解決的一種濕式脫硫或除塵裝置中煙氣帶水量的測量方法，其特別之處是，它按照如下步驟進(jìn)行a.測得如下工況參數(shù)Tg1--入口煙溫℃，Tg2--出口煙溫℃，Tg3--漏風(fēng)溫度℃，TL1--進(jìn)口降溫管和筒體用水溫度℃，TL3--排出的灰水溫度℃，ΔT--散熱溫降℃，Lw--降溫管的單位水耗kg/Nm3，Lf--筒體的單位水耗kg/Nm3；
b.給定技術(shù)參數(shù)C--煙氣比熱kJ/(Nm3℃)，Ck--空氣比熱kJ/(Nm3℃)，ql--水的氣化潛熱kJ/kg，CL--水的比熱kJ/〔kg℃〕，Cq--水蒸氣的比熱kJ/(kg℃)，Δα--漏風(fēng)率，TL2--煙氣帶水溫度℃，Tbh--筒體壓力下的水的飽和溫度℃，ΔTf--煙氣在筒體中的煙溫降；c.將上述工況參數(shù)和技術(shù)參數(shù)帶入下式中計(jì)算得出單位煙氣帶水量ΔGΔG=C(Tg1-Tg2)-ΔαCTg2-ΔGwf[CL(Tbh-TL1)+q1+Cq+Cq(Tg2-Tbh)-CLTL3]TL2-TL3-]]>(1+Δα2)CΔT-ΔαCkTg3-LCL(TL1-TL3)TL2-TL3---kg/Nm3]]>式中單位水耗L＝Lw+Lf，單位煙氣蒸發(fā)水量ΔGwf＝ΔGw+ΔGf。
上述濕式脫硫或除塵裝置中煙氣帶水量的測量方法，所述步驟c中降溫管或筒體的蒸發(fā)水量ΔGw、ΔGf，由以下計(jì)算公式得出ΔGw=CΔTw-LwΔTt1595+0.47(Tg1-ΔTw)-ΔTt2-Tt1---kg/Nm3]]>ΔGf=CΔTf-LfΔTt2595+0.47(Tg1-ΔTw-ΔTf)-ΔTt2-Tt1---kg/Nm3]]>式中ΔTw--煙氣在降溫管中的煙溫降，ΔTw＝64+89(Lw-0.12)℃；ΔTf--煙氣在筒體中的煙溫降，當(dāng)Lf＝0.10～0.12kg/Nm3時(shí)，ΔTf＝3℃，當(dāng)Lf＝0.13～0.18kg/Nm3時(shí)ΔTf＝4℃；Lw--降溫管的單位水耗kg/Nm3；Lf--筒體的單位水耗kg/Nm3；ΔTt2--降溫管出口灰水溫度與用水的溫度差℃；ΔTt1--筒體中灰水溫度與用水的溫度差℃。
本發(fā)明從物質(zhì)平衡和熱量平衡原理出發(fā)，建立了煙氣帶水量的數(shù)學(xué)模型。實(shí)際測量時(shí)，只需測取相關(guān)參數(shù)、給定工況參數(shù)，將上述參數(shù)帶入煙氣帶水量的計(jì)算公式，通過計(jì)算即可得到實(shí)際工況下的煙氣帶水量。上述計(jì)算可通過計(jì)算機(jī)編程運(yùn)算完成，計(jì)算結(jié)果快速準(zhǔn)確，還可在線顯示煙氣帶水量。本發(fā)明方法與現(xiàn)有測量方法相比，不僅大大減小了工作量，而且測量精度高誤差小，可為解決煙氣帶水問題提供科學(xué)的依據(jù)。采用該方法可方便地測量出濕式脫硫裝置和濕式除塵器的煙氣帶水量，對于濕式脫硫裝置和濕式除塵器的設(shè)計(jì)、運(yùn)行、研究影響煙氣帶水的因素、采用合適的脫水裝置以及進(jìn)行技術(shù)改造有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。


圖1為濕式除塵器或濕式脫硫裝置質(zhì)量和熱量平衡分析圖；圖2為單位煙氣帶水量與除塵器出口煙氣溫度的關(guān)系曲線；圖3為單位煙氣帶水量隨文丘里管單位水耗量的關(guān)系曲線。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明從物質(zhì)平衡和熱量平衡原理出發(fā)，建立了煙氣帶水量的數(shù)學(xué)模型。只要根據(jù)實(shí)際測取相關(guān)參數(shù)，帶入公式計(jì)算，即可得到實(shí)際工況下的煙氣帶水量。參看圖1，濕式除塵器或濕式脫硫裝置工況下的質(zhì)量平衡和熱量平衡如圖所示，在這個(gè)系統(tǒng)中存在如下質(zhì)量平衡Q1+ΔQ＝Q2(1)G1+G2＝ΔG1+ΔG2+G3(2)式中Q1--入口煙氣量，Nm3/h；Q2--出口煙氣量，Nm3/h；ΔQ--漏風(fēng)量，Nm3/h；G1--進(jìn)口降溫用水量，kg/h；G2--筒體用水量，kg/h；ΔG1--煙氣帶水量，kg/h；ΔG2--蒸發(fā)水量，kg/h；G3--排出的灰水量，kg/h。
其中，筒體用水量G2主要是指在濕式除塵器壁面形成水膜；對濕式脫硫裝置來講，筒體用水量是指噴入脫硫劑的水，筒體用水可通過引入裝置導(dǎo)入。
此外，圖1所示系統(tǒng)中存在如下熱量平衡Q1CTg1+(G1+G2)GLTL1+ΔQCkTg3＝ΔG1CLTL2+ΔG2[CL(Tbh-TL1)+q1+Cq(Tg2-Tbh)]+Q2CTg2+1/2(Q1+Q2)CΔT+G3CLTL3(3)式中Tg1--入口煙溫，℃；Tg2--出口煙溫，℃；Tg3--漏風(fēng)溫度，℃；TL1--進(jìn)口降溫和筒體用水溫度，℃；
TL2--煙氣帶水溫度，℃；Tbh--筒體壓力下的水的飽和溫度，℃；TL3--排出的灰水溫度，℃；ΔT--散熱溫降，℃；C--煙氣比熱，kJ/(Nm3℃)；Ck--空氣比熱，kJ/(Nm3℃)；；ql—水的氣化潛熱，kJ/kg；CL--水的比熱，kJ/〔kg℃〕；Cq--水蒸氣的比熱，kJ/(kg℃)；Nm3表示標(biāo)準(zhǔn)立方米。
上式中各項(xiàng)的含義為Q1CTg1--煙氣帶入的熱量；(G1+G2)CLTL1--除塵器或濕式脫硫裝置用水帶入的熱量；ΔQCkTg3--漏風(fēng)帶入的熱量；ΔG1CLTL2--煙氣帶水帶走的熱量；ΔG2[CL(Tbh-TL1)+ql+Cq(Tg2-Tbh)]——蒸發(fā)水帶走的熱量；Q2CTg2--煙氣帶走的熱量；1/2(Q1+Q2)CΔT--散熱帶走的熱量；G3CLTL3--灰水帶走的熱量。
整理上式，并令單位煙氣帶水量ΔG＝ΔG1/Q1kg/Nm3漏風(fēng)率Δα＝ΔQ/Q1單位煙氣蒸發(fā)水量ΔGwf＝ΔG2/Q1＝ΔGw+ΔGfkg/Nm3；降溫管蒸發(fā)水量ΔGw；筒體蒸發(fā)水量ΔGf；單位水耗L＝(G1+G2)/Q1＝Lw+Lfkg/Nm3則煙氣帶水的計(jì)算公式為ΔG=C(Tg1-Tg2)-ΔαCTg2-ΔGwf[CL(Tbh-TL1)+q1+Cq(Tg2-Tbh)-CLTL3]TL2-TL3]]>
(1+Δα2)CΔT-ΔαCkTg3-LCL(TL1-TL3)TL2-TL3---kg/Nm3---(4)]]>式中降溫管和筒體的蒸發(fā)水量ΔGw、ΔGf計(jì)算可由下式得出ΔGw=CΔTw-LwΔTt1595+0.47(Tg1-ΔTw)-ΔTt2-Tt1---kg/Nm3---(5)]]>ΔGf=CΔTf-LfΔTt2595+0.47(Tg1-ΔTw-ΔTf)-ΔTt2-Tt1---kg/Nm3---(6)]]>式中ΔTw--煙氣在降溫管中的煙溫降，ΔTw＝64+89(Lw-0.12)，℃；ΔTf--煙氣在筒體中的煙溫降，當(dāng)Lf＝0.10～0.12kg/Nm3時(shí)，ΔTf＝3℃，當(dāng)Lf＝0.13～0.18kg/Nm3時(shí)，ΔTf＝4℃；Lw--降溫管的單位水耗，kg/Nm3；Lf--筒體的單位水耗，kg/Nm3；ΔTt2--降溫管出口灰水溫度與用水的溫度差，℃；ΔTt1--筒體中灰水溫度與用水的溫度差，℃；根據(jù)上式，只要測得如下工況參數(shù)Tg1--入口煙溫，℃；Tg2--出口煙溫，℃；Tg3--漏風(fēng)溫度，℃；TL1--進(jìn)口降溫管和筒體用水溫度，℃；TL2--煙氣帶水溫度，℃；TL3--排出的灰水溫度，℃；ΔT--散熱溫降，℃；Lw--降溫管的單位水耗，kg/Nm3；Lf--筒體的單位水耗，kg/Nm3；并給定技術(shù)參數(shù)C--煙氣比熱，kJ/(Nm3℃)；Ck--空氣比熱，kJ/(Nm3℃)；；ql--水的氣化潛熱，kJ/kg；CL--水的比熱，kJ/〔kg℃〕；
Cq--水蒸氣的比熱，kJ/(kg℃)。
Δα--漏風(fēng)率Tbh--筒體壓力下的水的飽和溫度，℃；ΔTf--煙氣在筒體中的煙溫降。經(jīng)計(jì)算即可得出單位煙氣帶水量ΔG來。若將上述參數(shù)輸入計(jì)算機(jī)計(jì)算和顯示，可實(shí)時(shí)顯示煙氣帶水量。
圖2和圖3，是根據(jù)上述煙氣帶水量的計(jì)算公式，給定工況參數(shù)和測試數(shù)據(jù)，通過運(yùn)算得到的計(jì)算結(jié)果，從圖中可以看出(1)在出口煙氣溫度相同的情況下；隨著入口煙氣溫度的升高，煙氣帶水量增加。
(2)在入口煙氣溫度相同的情況下，隨著出口煙氣溫度的增加，煙氣帶水量減小。
(3)在相同的Lw下，著入口煙氣溫度的升高，煙氣帶水量減小。
(4)隨著文丘里管單位水耗量Lw的增加，煙氣帶水量增加。
(5)由公式計(jì)算的煙氣帶水量可能出現(xiàn)負(fù)值，這說明在該參數(shù)下理論上的煙氣帶水量已不存在了。而在實(shí)際中如果出現(xiàn)這種情況，則可能是由于某些參數(shù)的測量不夠準(zhǔn)確造成的。
(6)當(dāng)用水溫度與煙氣溫度相同或很小時(shí)，不適宜用該測量方法。
權(quán)利要求
1.一種濕式脫硫或除塵裝置中煙氣帶水量的測量方法，其特征在于它按如下步驟進(jìn)行a.測得如下工況參數(shù)Tg1——入口煙溫℃，Tg2——出口煙溫℃，Tg3——漏風(fēng)溫度℃，TL1——進(jìn)口降溫管和筒體用水溫度℃，TL2——煙氣帶水溫度℃，TL3——排出的灰水溫度℃，ΔT——散熱溫降℃，Lw——降溫管的單位水耗kg/Nm3，Lf——筒體的單位水耗kg/Nm3；b.給定技術(shù)參數(shù)C—煙氣比熱kJ/(Nm3℃)，Ck——空氣比熱kJ/(Nm3℃)，q1——水的氣化潛熱kJ/kg， CL——水的比熱kJ/〔kg℃〕，Cq——水蒸氣的比熱kJ/(kg℃)， Δα——漏風(fēng)率，Tbh——筒體壓力下的水的飽和溫度℃，ΔTf——煙氣在筒體中的煙溫降；c.將上述工況參數(shù)和技術(shù)參數(shù)帶入下式中計(jì)算得出單位煙氣帶水量ΔGΔG=C(Tg1-Tg2)-ΔαCTg2-ΔGwf[CL(Tbh-TL1)+q1+Cq(Tg2-Tbh)-CLTL3]TL2-TL3-]]>(1+Δα2)CΔT-ΔαCkTg3-LCL(TL1-TL3)TL2-TL3kg/Nm3]]>式中單位水耗L＝Lw+Lf，單位煙氣蒸發(fā)水量ΔGwf＝ΔGw+ΔGf。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕式脫硫或除塵裝置中煙氣帶水量的測量方法，其特征在于上述步驟c中降溫管或筒體的蒸發(fā)水量ΔGw、ΔGf，由下式計(jì)算得出ΔGw=CΔTw-LwΔTt1595+0.47(Tg1-ΔTw)-ΔTt2-Tt1kg/Nm3]]>ΔGf=CΔTf-LfΔTt2595+0.47(Tg1-ΔTw-ΔTf)-ΔTt2-Tt1kg/Nm3]]>式中ΔTw——煙氣在降溫管中的煙溫降，ΔTw＝64+89(Lw-0.12)℃；ΔTf——煙氣在筒體中的煙溫降，當(dāng)Lf＝0.10～0.12kg/Nm3時(shí)，ΔTf＝3℃，當(dāng)Lf＝0.13～0.18kg/Nm3時(shí)ΔTf＝4℃；Lw——降溫管的單位水耗kg/Nm3；Lf——筒體的單位水耗kg/Nm3；ΔTt2——降溫管出口灰水溫度與用水的溫度差℃；ΔTt1——筒體中灰水溫度與用水的溫度差℃。
全文摘要
一種濕式脫硫或除塵裝置中煙氣帶水量的測量方法，屬測量技術(shù)領(lǐng)域，用于解決煙氣帶水量不易準(zhǔn)確測量的問題。本發(fā)明給出了單位煙氣帶水量ΔG的計(jì)算公式，只要按照下式要求進(jìn)行相應(yīng)參數(shù)的測量，即可方便的求得單位煙氣帶水量
文檔編號G06F19/00GK1773269SQ20051001294
公開日2006年5月17日 申請日期2005年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月28日
發(fā)明者胡滿銀, 高香林, 劉松濤 申請人:華北電力大學(xué)