溼式脫硫或除塵裝置中煙氣帶水量的測量方法

2023-10-08 12:58:19

專利名稱：溼式脫硫或除塵裝置中煙氣帶水量的測量方法
技術領域：
本發明型涉及一種溼式脫硫或除塵器裝置煙氣帶水測量方法，屬測量技術領域。
背景技術：
溼式脫硫裝置或溼式除塵器是常用的脫硫和除塵裝置，這些設備在運行過程中都不同程度地存在煙氣帶水現象，嚴重影響到設備的安全運行、使用壽命和環境保護。其危害是造成出口煙道、吸風機進氣煙箱溼灰堆積，引起煙道阻力急劇增加，甚至限制鍋爐出力；或因吸風機葉片粘灰，引起風機震動、腐蝕，甚至「飛車」；還會影響排煙擴散，使廠區周圍降落灰水團的現象嚴重，汙染環境。有些裝置煙氣帶水嚴重，已構成對安全生產的重大威脅。
煙氣帶水指的是溼式除塵器和溼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。準確掌握煙氣帶水量是解決煙氣帶水問題重要依據。許多研究人員對影響煙氣帶水的因素進行研究時，首當其衝的遇到了煙氣帶水量準確、快捷的測量問題。目前測量煙氣帶水量的方法主要採用冷凝法和脫水法，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矽膠層時被冷凝吸收，或通過流量計內的脫水器分離，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。在實際應用中，這兩種方法需要等速採樣，儀器笨重，可操作性差，工作量大，易受現場條件限制，而且，冷凝法因蒸發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，這兩種方法很難達到實時顯示的要求。顯然，尋求一種煙氣帶水量快速、準確的測量方法，是有效解決煙氣帶水問題的前提。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是克服上述現有技術之缺陷而提供一種測量誤差小、可操作性強、易於用於在線顯示的溼式脫硫或除塵裝置中煙氣帶水量的測量方法。
本發明所稱問題是由以下技術方案解決的一種溼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，它按照如下步驟進行a.測得如下工況參數Tg1--入口煙溫℃，Tg2--出口煙溫℃，Tg3--漏風溫度℃，TL1--進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.給定技術參數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.將上述工況參數和技術參數帶入下式中計算得出單位煙氣帶水量ΔGG=C(Tg1-Tg2)-CTg2-Gwf[CL(Tbh-TL1)+q1+Cq+Cq(Tg2-Tbh)-CLTL3]TL2-TL3-]]>(1+2)CT-CkTg3-LCL(TL1-TL3)TL2-TL3---kg/Nm3]]>式中單位水耗L＝Lw+Lf，單位煙氣蒸發水量ΔGwf＝ΔGw+ΔGf。
上述溼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水量ΔGw、ΔGf，由以下計算公式得出Gw=CTw-LwTt1595+0.47(Tg1-Tw)-Tt2-Tt1---kg/Nm3]]>Gf=CTf-LfTt2595+0.47(Tg1-Tw-Tf)-Tt2-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Lf＝0.10～0.12kg/Nm3時，ΔTf＝3℃，當Lf＝0.13～0.18kg/Nm3時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℃。
本發明從物質平衡和熱量平衡原理出發，建立了煙氣帶水量的數學模型。實際測量時，只需測取相關參數、給定工況參數，將上述參數帶入煙氣帶水量的計算公式，通過計算即可得到實際工況下的煙氣帶水量。上述計算可通過計算機編程運算完成，計算結果快速準確，還可在線顯示煙氣帶水量。本發明方法與現有測量方法相比，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的依據。採用該方法可方便地測量出溼式脫硫裝置和溼式除塵器的煙氣帶水量，對於溼式脫硫裝置和溼式除塵器的設計、運行、研究影響煙氣帶水的因素、採用合適的脫水裝置以及進行技術改造有著重要的現實意義。


圖1為溼式除塵器或溼式脫硫裝置質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係曲線；圖3為單位煙氣帶水量隨文丘裡管單位水耗量的關係曲線。
具體實施例方式
本發明從物質平衡和熱量平衡原理出發，建立了煙氣帶水量的數學模型。只要根據實際測取相關參數，帶入公式計算，即可得到實際工況下的煙氣帶水量。參看圖1，溼式除塵器或溼式脫硫裝置工況下的質量平衡和熱量平衡如圖所示，在這個系統中存在如下質量平衡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--漏風量，Nm3/h；G1--進口降溫用水量，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主要是指在溼式除塵器壁面形成水膜；對溼式脫硫裝置來講，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入。
此外，圖1所示系統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--漏風溫度，℃；TL1--進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表示標準立方米。
上式中各項的含義為Q1CTg1--煙氣帶入的熱量；(G1+G2)CLTL1--除塵器或溼式脫硫裝置用水帶入的熱量；ΔQCkTg3--漏風帶入的熱量；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，並令單位煙氣帶水量ΔG＝ΔG1/Q1kg/Nm3漏風率Δα＝ΔQ/Q1單位煙氣蒸發水量ΔGwf＝ΔG2/Q1＝ΔGw+ΔGfkg/Nm3；降溫管蒸發水量ΔGw；筒體蒸發水量ΔGf；單位水耗L＝(G1+G2)/Q1＝Lw+Lfkg/Nm3則煙氣帶水的計算公式為G=C(Tg1-Tg2)-CTg2-Gwf[CL(Tbh-TL1)+q1+Cq(Tg2-Tbh)-CLTL3]TL2-TL3]]>
(1+2)CT-CkTg3-LCL(TL1-TL3)TL2-TL3---kg/Nm3---(4)]]>式中降溫管和筒體的蒸發水量ΔGw、ΔGf計算可由下式得出Gw=CTw-LwTt1595+0.47(Tg1-Tw)-Tt2-Tt1---kg/Nm3---(5)]]>Gf=CTf-LfTt2595+0.47(Tg1-Tw-Tf)-Tt2-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Lf＝0.10～0.12kg/Nm3時，ΔTf＝3℃，當Lf＝0.13～0.18kg/Nm3時，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，℃；根據上式，只要測得如下工況參數Tg1--入口煙溫，℃；Tg2--出口煙溫，℃；Tg3--漏風溫度，℃；TL1--進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；並給定技術參數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。經計算即可得出單位煙氣帶水量ΔG來。若將上述參數輸入計算機計算和顯示，可實時顯示煙氣帶水量。
圖2和圖3，是根據上述煙氣帶水量的計算公式，給定工況參數和測試數據，通過運算得到的計算結果，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)隨著文丘裡管單位水耗量Lw的增加，煙氣帶水量增加。
(5)由公式計算的煙氣帶水量可能出現負值，這說明在該參數下理論上的煙氣帶水量已不存在了。而在實際中如果出現這種情況，則可能是由於某些參數的測量不夠準確造成的。
(6)當用水溫度與煙氣溫度相同或很小時，不適宜用該測量方法。
權利要求
1.一種溼式脫硫或除塵裝置中煙氣帶水量的測量方法，其特徵在於它按如下步驟進行a.測得如下工況參數Tg1——入口煙溫℃，Tg2——出口煙溫℃，Tg3——漏風溫度℃，TL1——進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.給定技術參數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.將上述工況參數和技術參數帶入下式中計算得出單位煙氣帶水量ΔGG=C(Tg1-Tg2)-CTg2-Gwf[CL(Tbh-TL1)+q1+Cq(Tg2-Tbh)-CLTL3]TL2-TL3-]]>(1+2)CT-CkTg3-LCL(TL1-TL3)TL2-TL3kg/Nm3]]>式中單位水耗L＝Lw+Lf，單位煙氣蒸發水量ΔGwf＝ΔGw+ΔGf。
2.根據權利要求1所述的溼式脫硫或除塵裝置中煙氣帶水量的測量方法，其特徵在於上述步驟c中降溫管或筒體的蒸發水量ΔGw、ΔGf，由下式計算得出Gw=CTw-LwTt1595+0.47(Tg1-Tw)-Tt2-Tt1kg/Nm3]]>Gf=CTf-LfTt2595+0.47(Tg1-Tw-Tf)-Tt2-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Lf＝0.10～0.12kg/Nm3時，ΔTf＝3℃，當Lf＝0.13～0.18kg/Nm3時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
一種溼式脫硫或除塵裝置中煙氣帶水量的測量方法，屬測量技術領域，用於解決煙氣帶水量不易準確測量的問題。本發明給出了單位煙氣帶水量ΔG的計算公式，只要按照下式要求進行相應參數的測量，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 優先權日2005年10月28日
發明者胡滿銀, 高香林, 劉松濤 申請人:華北電力大學