本实用新型涉及一种电除尘器蒸汽加热系统。
背景技术：
常规600MW机组静电除尘器较多采用电加热方式对电除尘器的灰斗、瓷套瓷轴及灰斗气化风进行连续加热，在南方地区尤为普遍。为响应国家对燃煤电厂烟气超低排放改造的要求，同类型电厂采取的技改路线中往往都包括了低低温电除尘改造，即将电除尘进口烟气温度降低30‐50℃，使电除尘运行在低低温状态。由于灰的温度降低后致使灰的流动性变差，同时灰中吸附大量的SO3，灰的湿度和黏度会增加，增加了灰斗及输灰管堵塞风险，此外绝缘瓷套温度下降容易造成绝缘子结露爬电等，都对电除尘安全运行带来较大负面影响。因此在实施电除尘器低低温改造后，必须同时对电除尘器的加热系统进行升级改造以提升在低低温状态下的运行适应性。
以600MW机组为例，由于电除尘烟气温度降低，静电除尘器32个灰斗的电加热器总功率需从改造前的256KW提高到低低温改造后的640KW，而瓷套瓷轴加热功率需从原来的136KW提高到300KW。另外除尘器年运行时间很长，大约7500h。如果采用现有电加热的方式，将消耗大量的电能，增加了厂用电率，影响了机组经济性。如果按传统的蒸汽加热改造，就是仅仅电除尘器的灰斗改成蒸汽加热，其 排水为高温饱和水，排放后还会产生大量闪蒸汽，热利用效率只有70％左右，造成能源的浪费和视觉的污染。
技术实现要素：
针对现有电除尘器加热系统存在无法适应低低温改造、加热耗能高、能源利用效率低的问题，本实用新型提供了一种电除尘器蒸汽加热系统，通过对电除尘器的加热系统进行升级改造，可在低低温状态下安全可靠运行，且通过低品位蒸汽加热来替代电加热，显著降低厂用电率，提高机组经济性。
本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案如下：
提供一种电除尘器蒸汽加热系统，包括蒸汽输入管、凝结水输出管，以及采用蒸汽作为热源加热的灰斗加热模块、瓷套吹扫风加热模块、灰斗气化风加热模块，所述灰斗加热模块包括灰斗和加热盘管，所述灰斗为漏斗状，所述加热盘管设置于灰斗的外部侧壁上，所述蒸汽输入管提供加热盘管所需蒸汽，且加热盘管的凝结水通过凝结水输出管排出；所述瓷套吹扫风加热模块包括鼓风机、瓷套吹扫风换热器、吹扫管道和瓷套，所述瓷套吹扫风换热器分别连接鼓风机和吹扫管道，所述吹扫管道远离所述瓷套吹扫风换热器的出风口正对着所述瓷套，所述凝结水输出管引入所述瓷套吹扫风换热器进行加热；所述灰斗气化风加热模块包括气化风总管、气化风支管和灰斗气化风换热器，所述气化风总管穿过所述灰斗气化风换热器，所述气化风支管将气化风总管内的气化风引向灰斗内部，所述凝结水输出管引入所述灰斗气化 风换热器进行加热。
进一步的，所述瓷套吹扫风加热模块还包括用于检测吹扫风温度、湿度的第一温湿度检测装置，以及用于检测环境温度、湿度的第二温湿度检测装置。
进一步的，所述灰斗气化风加热模块还包括用于检测气化风温度、湿度的第三温湿度检测装置。
进一步的，所述蒸汽输入管上设置有自力式调压阀。
进一步的，所述瓷套吹扫风换热器设置有控制凝结水输出管流入量的第一出水针型阀组。
进一步的，所述灰斗气化风换热器设置有控制凝结水输出管流入量的第二出水针型阀组。
进一步的，还包括有排水总管，所述排水总管分别与瓷套吹扫风换热器和灰斗气化风换热器连接，所述排水总管尾端连接有疏水回收点。
本实用新型将低低温电除尘器的灰斗、瓷轴瓷套及灰斗气化风的电加热统一进行蒸汽加热的改造，通过利用电厂辅助蒸汽(压力0.6‐1.0Mpa)，对除尘器灰斗进行加热，使灰斗的温度达到100‐120℃。其凝结水为高温饱和水，再分别通入瓷套瓷轴热风加热器和灰斗气化风加热器，将瓷套瓷轴吹扫风加热到110‐120℃，灰斗气化风加热到120‐150℃。最后成为60‐70℃的过冷水排放到回收点。凝结水回收点为疏水扩容器。全系统蒸汽利用热效率可以接近90％，实现真正的高效节能。
附图说明
图1是本实用新型中一种电除尘蒸汽加热系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
参见附图1所示，本实用新型公开了一种电除尘器蒸汽加热系统，包括蒸汽输入管4、凝结水输出管5，以及采用蒸汽作为热源加热的灰斗加热模块1、瓷套吹扫风加热模块2、灰斗气化风加热模块3，所述灰斗加热模块1包括灰斗11和加热盘管12，所述灰斗为漏斗状，所述加热盘管12设置于灰斗11的外部侧壁上，所述蒸汽输入管提4供加热盘管12所需蒸汽，且加热盘管12的凝结水通过凝结水输出管5排出；所述瓷套吹扫风加热模块2包括鼓风机21、瓷套吹扫风换热器22、吹扫管道23和瓷套24，所述瓷套吹扫风换热器22分别连接鼓风机21和吹扫管道23，所述吹扫管道23远离所述瓷套吹扫风换热器22的出风口正对着所述瓷套24，所述凝结水输出管5引入所述瓷套吹扫风换热器22进行加热；所述灰斗气化风加热模块3包括气化风总管31、气化风支管(未图示)和灰斗气化风换热器32，所述气化风总管31穿过所述灰斗气化风换热器32，所述气化风支管将气 化风总管31内的气化风引向灰斗内部，所述凝结水输出管5引入所述灰斗气化风换热器32进行加热。
针对现有电除尘电加热装置在低低温状态下需成倍提高加热功率,大幅增加电耗的技术缺点，本发明提出的电除尘蒸汽加热装置在满足电除尘低低温运行适应性的前提下实现了高效节能。
灰斗改用蒸汽加热：增加灰斗加热面积，加热面积为灰斗2/3高度的四壁，使灰斗的温度高于110℃(即烟气露点温度10～20℃以上)。静电除尘器蒸汽加热所用的蒸汽输入管4是从辅助加热器的蒸汽总管引出，管道为DN80，蒸汽参数为0.8‐1.0MPa，200‐372℃。所述蒸汽输入管4上设置有自力式调压阀，经过自力式减压稳压阀的调压后，使蒸汽压力维持在0.8MPa左右，通过一路DN80的管道直接到静电除尘器的中间，给灰斗11和吹扫风加热器供汽。
静电除尘器的蒸汽管道在除尘器中间，从第四电场延伸到第一电场，并在三/四电场间和一/二电场间分别引出DN65的蒸汽分配管。蒸汽分配管在各个灰斗11旁引出灰斗加热器的进汽管DN25，进入并联的灰斗四面加热器。四个面的灰斗加热器将灰斗壁加热到100‐120℃，蒸汽则凝结成饱和水，通过1个DN25的凝结水管排出，进入DN65的凝结水汇集管。所有的凝结水最后汇集成DN80的凝结水输出管5，一部分进入2台瓷套吹扫风换热器22，另一部分进入灰斗气化风换热器32，还包括有排水总管，所述排水总管分别与瓷套吹扫风换热器22和灰斗气化风换热器32连接，所述排水总管尾端连接至疏水回收点，所述输水回收点可采用疏水扩容器61或机组排水 槽62等形式，本领域技术人员也可根据需要进行其他疏水工质的回收。
为防止高压绝缘瓷件(瓷套)表面结露爬电产生短路现象，对绝缘子外部有效加热的同时，设置瓷套吹扫风加热模块2，将一定量的热空气导入瓷套24内部，排挤瓷套内的烟气，保证瓷套24不积灰不结露。
瓷套吹扫风换热器22的热源来自于灰斗蒸汽换热后的高温饱和水。优选，另外还设置1路DN65的蒸汽管道，直接使用减压后的蒸汽来加热空气，可以比用灰斗加热后的凝结水加热获得更高的温度。
静电除尘器的绝缘子吹扫风温度在末端希望保持在100℃以上，因此要求加热器出口温度在125‐150℃。加热器的排水温度在70℃左右，接入DN80的排水总管。吹扫风的流程是：5500m3/h的常温空气经过2台鼓风机21，分别送入2台150KW的瓷套吹扫风换热器22，升温后进入DN350的总风管，送到除尘器顶部，分成左右两根DN250的分风管，再经过8根DN150的下降管，进入绝缘室内的8根DN150的吹扫风支管。热风通过支管分配到136个瓷套吹扫环，从吹扫环的一圈小孔吹向瓷套外壁，然后沿外壁上升，被瓷套顶盖板上的8根小吹扫管，吹向瓷套内壁，完成对瓷套的加热与吹扫。
所述瓷套吹扫风加热模块2还包括用于检测吹扫风温度、湿度的第一温湿度检测装置，以及用于检测环境温度、湿度的第二温湿度检测装置。
所述灰斗气化风加热模块3还包括用于检测气化风温度、湿度的 第三温湿度检测装置。
本实用新型提出的蒸汽加热系统已考虑到蒸汽可能泄露到空气侧的风险，并做了有效改进。其中第一温湿度检测装置、第二温湿度检测装置通过检测热风与环境的温湿度，判断是否泄漏。如泄漏，则切断风管及疏水出口电动阀、风机电源，防止加热器蒸汽泄露到吹扫风中，此时单台吹扫风蒸汽加热器亦可满足加热要求。气化风蒸汽加热器也配置保安控制系统，通过热风与环境的温湿度检测对比，判断是否发生有汽水泄漏到气化风中。如果发生泄漏，则系统立即报警并关闭电磁阀，切断蒸汽和饱和水。
除尘器灰斗的加热温度是受蒸汽压力控制的。辅助蒸汽通过蒸汽总管上的自力式调压阀进行减压，确保减压后的压力保持在0.7‐0.8MPa。但如果减压前的压力已经低于减压阀的设定值，减压阀将不再减压。自力式减压阀的阀后压力可通过调节减压阀的弹簧松紧进行调整。
所述瓷套吹扫风换热器22设置有控制凝结水输出管5流入量的第一出水针型阀组。瓷套吹扫风换热器22每台机组配2台，2台同时运行。如果其中1台出现故障停运，另一台可以人工调节加热器的第一出水针型阀组的开度和风门开度，维持吹扫风的加热。
吹扫风加热的温度有4个热电阻测点，电除尘器A侧B侧各2点，接入PLC。吹扫风的温度是要求末端温度高于100℃，由于末端测量困难，测点安装在垂直管上，相当于吹扫管中间部位的温度，因此该测点温度最好在120‐150℃。该温度的调节也是人工现场调节的， 与气化风加热一样，通过调节第一出水针型阀组的开度，使加热器出口风温尽量高，最高可以达到150℃。
所述灰斗气化风换热器32设置有控制凝结水输出管5流入量的第二出水针型阀组。灰斗气化风加热温度的控制策略是通过人工调节灰斗气化风换热器32的第二出水针型阀组的开度，来调节气化风的温度。气化风温度在110‐150℃之间变化，因此在初次调整好后，以后是不需要调节的。
与传统电加热或蒸汽加热相比，采用这种电除尘蒸汽加热系统，既能够避免在低低温状态下为满足加热效果而造成电能的大量消耗，同时又解决了单一蒸汽加热灰斗造成的能量浪费问题。经核算，600MW机组电除尘低低温蒸汽加热系统共消耗蒸汽1430kg/h，与达到同等加热效果的低低温电加热相比，节电率能达到81％。
作为本实用新型的一种实施方式，当该电除尘器蒸汽加热系统用于现有的电加热系统改造时，将低低温电除尘器的灰斗、瓷轴瓷套及灰斗气化风的电加热统一进行蒸汽加热的改造，将原电除尘灰斗电加热系统全部改造为蛇形管式蒸汽加热器，由低品位蒸汽为热源，使各灰斗温度保持在110℃左右，经灰斗蒸汽加热后的蒸汽继续通入瓷套瓷轴热风加热器和灰斗气化风加热器，将瓷套瓷轴吹扫风加热到110‐120℃，灰斗气化风加热到120‐150℃，最后成为60‐70℃的过冷水排放到回收点，凝结水回收点为疏水扩容器61。实现热能的梯级高效利用。全系统蒸汽利用热效率可以接近90％，实现真正的高效节能。
静电除尘器的灰斗气化风换热器32为60KW，布置在原来电加热器的下游，通过DN100的风管与蝶阀进行隔离和切换。原有电加热装置可处于备用状态，通过较低的联锁定值实现备用保护，确保电除尘装置安全可靠运行。来自空压机的气化风经过电加热器(不通电)后，进入灰斗气化风换热器32，加热到120‐150℃，送入气化风支管并最终进入灰斗内部。
为达到同等加热效果，电除尘器蒸汽加热装置的功率与电加热方式相同，假设电除尘年工作时间大约7500h，减压阀前的蒸汽参数为1.0MPa200℃,减压后为0.7MPa，则饱和水温度170℃，排水温度为70℃.蒸汽的发电能力可按减压前的参数考虑，如果这样的蒸汽在低压缸继续做功所能产生的最大功率计算，考虑3％的各种机电损失，即为折算电功率。设低压缸末级出口的蒸汽含湿量为10％，饱和温度为40℃.则末级乏汽的焓值为2350kj/kg。
则折算电功率＝蒸汽流量*(蒸汽焓值‐乏汽焓值)*97％
节电率＝1‐折算电功率/总电功率
低低温除尘器用电加热与蒸汽加热的能耗情况对比如表1所示，可以看出采用蒸汽加热改造后，一年折算节电可达594万千瓦时。
表1为600MW机组除尘器电加热与蒸汽加热的对比
表1
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。