CN102042605A - 回转式空气预热器分侧热清灰方法 - Google Patents
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Abstract
本发明回转式空气预热器分侧热清灰方法利用夜间发电机组低负荷，将一次风机、送风机、引风机的负荷全部倒到一侧，另一侧一次风机、送风机、引风机停止运行，改变风机停运侧回转式空气预热器高、中、低温传热元件的传热态势，用风机停运侧预热器进口受控的少量热烟气加热传热元件，同时停止冷一次风和冷二次风进入回转式空气预热器使风机停运侧回转式空气预热器的传热元件在回转时只加热不放热，传热元件温度升高到近热风温度，远高于硫酸氢铵露点，积灰松散、脱落。本发明可以周期性的彻底清除中、低温段传热元件的积灰，使积灰不至于发展到严重程度，本发明可以提高电站锅炉运行效率，降低厂用电率，是一种有效的节能、低碳、减排技术。
Description
(一)技术领域：
本发明涉及一种电站锅炉用的回转式空气预热器分侧热清灰方法。回转式空气预热器的中、低温段传热元件严重积灰会使电站锅炉排烟温度异常升高，锅炉效率下降；会使风机电耗升高，厂用电率上升。本发明回转式空气预热器分侧热清灰方法可以周期性的彻底清除中、低温段传热元件的积灰，使积灰不至于发展到严重程度，本发明可以提高电站锅炉运行效率，降低厂用电率，是一种有效的节能、低碳、减排技术。
(二)背景技术：
回转式空气预热器是电站锅炉的一个重要部套，利用电站锅炉省煤器出口烟气的热量加热电站锅炉燃烧所需要的一次风和二次风，回转式空气预热器转子中的传热元件以回转的方式先后通过烟气流道和一次风、二次风流道，在烟气流道中被加热，在一次风、二次风流道中放热。
通常每台电站锅炉对称配置有2台回转式空气预热器，回转式空气预热器A(3)和回转式空气预热器B(4)；2台送风机，送风机A(7)和送风机B(8)；2台一次风机，一次风机A(11)和一次风机B(12)；2台引风机，引风机A(15)和引风机B(16)。
空气预热器出口烟温会随电站锅炉负荷和空气预热器进风温度的下降而下降，长时间过低的空气预热器出口烟温会引起回转式空气预热器低温段传热元件和中温段传热元件结露、严重积灰，甚至堵塞流道和中、低温段传热元件之间的空间，进而引起电站锅炉高负荷下排烟温度异常升高，送、引风机电耗异常升高。从积灰到严重积灰到堵塞流道和中、低温段传热元件之间的空间是一个缓慢、渐进的过程，一般要半个月或者更长的时间。
现有技术的电站锅炉回转式空气预热器的传热元件在电站锅炉运行中的清灰方法主要有：蒸汽吹灰、燃气脉冲吹灰和高压水清灰。高压水清灰时通常要用烟气挡板隔离该需清灰的回转式空气预热器。
蒸汽吹灰、燃气脉冲吹灰和高压水清灰均只对能够直接吹到的回转式空气预热器的高温段传热元件、低温段传热元件有效，对中温段传热元件基本无效。
中温段传热元件如发生较严重积灰，已经影响电站锅炉带负荷，需停止电站锅炉运行，用大流量加碱加热的工业水进行冲洗，如还不能解决问题只能停炉检修，取出中温段传热元件人工清理。
采用SCR烟气脱硝技术的电站锅炉用的回转式空气预热器简称脱硝回转式空气预热器，也可以进一步简称为脱硝预热器。SCR催化剂的氧化特性能把烟气中少量的SO2氧化成SO3，SO3能和逃逸的氨反应生成硫酸氢铵，硫酸氢铵的露点高达176℃是一种粘附性很强的物质，为避免脱硝回转式空气预热器的中温段传热元件发生严重积灰又无法用吹灰器吹通，现有技术的电站锅炉脱硝回转式空气预热器采用增加低温段传热元件高度取消中温段传热元件；传热元件使用小封闭流道，保证吹灰气流穿透，同时压力损失不大；使用搪瓷表面传热元件；采用双工质(蒸汽和高压水)吹灰系统；提高电站锅炉设计负荷下的排烟温度等技术手段，这些技术手段的采用大大提高了脱硝回转式空气预热器的造价，也降低了电站锅炉的设计效率。
(三)发明内容
蒸汽吹灰、燃气脉冲吹灰和高压水清灰的共同点是流体的压力能在喷嘴内转换为流体的动能，高速流体冲击积灰的机械力使积灰从传热元件表面剥落被烟气流带走。蒸汽吹灰、燃气脉冲吹灰和高压水清灰均只对能够直接吹到的回转式空气预热器的高温段传热元件、低温段传热元件有效，对中温段传热元件基本无效。
一种回转式空气预热器分侧热清灰方法采用了与蒸汽吹灰、燃气脉冲吹灰和高压水清灰完全不同的技术路线，利用夜间发电机组低负荷，在电站锅炉负荷低于60％额定负荷但高于锅炉最低不投油稳燃负荷的时段，将一次风机、送风机、引风机的负荷全部倒到某一侧，另一侧的一次风机、送风机、引风机停止运行；改变了风机停运侧回转式空气预热器高、中、低温传热元件的传热态势，风机停运侧回转式空气预热器受控进入少量热烟气加热传热元件，同时因为停止了冷一次风和冷二次风进入该回转式空气预热器，风机停运侧回转式空气预热器的高、中、低温传热元件在回转时只被加热而不放热，很快传热元件温度升高到酸露点、硫酸氢铵露点以上，结露积灰过程就会中止，传热元件表面温度继续升高，积灰中的硫酸氢铵、硫酸会逆向分解使原有的积灰松散、易脱落，控制进入风机停运侧的回转式空气预热器的热烟气量和持续的时间，可以优化、控制传热元件表面温度和持续的时间，就能够以最低的能耗换取中、低温传热元件的积灰松散、脱落。如辅以燃气脉冲吹灰器可以在更短的时间内更彻底地清除高、中、低温段传热元件上的积灰。
由于本发明对回转式空气预热器的热清灰是分侧分时进行的，简称分侧热清灰。B侧回转式空气预热器热清灰时一次风机、送风机、引风机的负荷全部倒到A侧；A侧回转式空气预热器热清灰时一次风机、送风机、引风机的负荷全部倒到B侧。一般每天利用深夜发电机组低负荷清除一侧空气预热器积灰，两天一个周期对大多数电站锅炉已足以保持较低的排烟温度；对燃用低硫、低灰份煤又未设置SCR(选择性脱硝装置)的锅炉，每3天利用深夜发电机组低负荷清除一侧空气预热器积灰，6天一个周期可能已足够。
为最大限度避免轴流式风机在双侧、单侧互相转换过程中可能发生的喘振，本发明利用发电机组的DCS(分布式控制系统)对一次风机A(11)、一次风机B(12)、送风机A(7)、送风机B(8)、引风机A(15)、引风机B(16)、A侧冷一次风入口门(27)、B侧冷一次风入口门(28)、A侧热一次风出口门(17)、B侧热一次风出口门(18)、A侧冷二次风入口门(25)、B侧冷二次风入口门(26)、A侧热二次风出口门(21)、B侧热二次风出口门(22)、冷一次风AB侧联络门(24)、冷二次风AB侧联络门(23)、A侧烟气入口门(19)、B侧烟气入口门(20)、A侧引风机入口门(30)、B侧引风机入口门(31)、烟气AB侧联络门(29)实施程序协调控制，运行人员只需1键选择回转式空气预热器A(3)还是回转式空气预热器B(4)即可启动分侧热清灰程序。
电站锅炉用的一种回转式空气预热器分侧热清灰方法，采用本发明的效益在于：
●分侧热清灰可以有效清除中、低温段传热元件上的积灰。
●降低排烟温度长周期平均值，提高电站锅炉运行效率。
●有效控制空气预热器烟侧、风侧的压降，降低风机电耗。
●分侧热清灰期间风机单侧运行，风机电耗大幅度降低。
●减少空气预热器的检修工作量。
●在锅炉设计阶段，可以选择相对采用现有技术，更低的锅炉额定负荷下的排烟温度，提高锅炉的设计效率。而不必担心锅炉低负荷工况下在空气预热器的中、低温传热元件发生严重的无法在锅炉运行中清除的积灰，避免锅炉高负荷下的排烟温度异常升高。
●可以降低配SCR烟气脱硝装置的空气预热器的制造、改造成本。
(四)附图说明：
图1典型的电站锅炉烟风系统图
图1中未画出脱硫系统、烟囱，因与热清灰关系不密切，予以省略。
图1为一典型的电站煤粉锅炉烟风系统图，平衡通风，配置2台三分仓回转式空气预热器，回转式空气预热器A(3)和回转式空气预热器B(4)；一次风机、送风机、引风机均按A、B两侧对称布置，一次风机A(11)、一次风机B(12)、送风机A(7)、送风机B(8)、引风机A(15)、引风机B(16)；一次风道与二次风道在回转式空气预热器进、出口各设置有百叶窗式档板门，分别称为A侧冷一次风入口门(27)、B侧冷一次风入口门(28)、A侧热一次风出口门(17)、B侧热一次风出口门(18)、A侧冷二次风入口门(25)、B侧冷二次风入口门(26)、A侧热二次风出口门(21)、B侧热二次风出口门(22)；一次风道与二次风道在冷风侧各设置有联络风道，分别设置有联络门冷一次风AB侧联络门(24)、冷二次风AB侧联络门(23)；回转式空气预热器的烟气侧进口设置有百叶窗式开关型烟气挡板，称为A侧烟气入口门(19)、B侧烟气入口门(20)，回转式空气预热器的烟气侧出口直接与电除尘A(5)、电除尘B(6)相连接，在电除尘出口也就是引风机入口设置有A侧引风机入口门(30)、B侧引风机入口门(31)，电除尘A(5)的出口与电除尘B(6)的出口之间有烟气AB侧联络门(29)联络。
图2分侧热清灰锅炉烟风系统图(以B侧热清灰为例)
图2在电站锅炉负荷低于60％额定负荷但高于锅炉最低不投油稳燃负荷时段，一次风机、送风机、引风机的负荷倒到A侧，B侧一次风机、送风机、引风机停止运行，回转式空气预热器B(4)进行热清灰，回转式空气预热器的热清灰是分侧分时进行的，简称分侧热清灰。
回转式空气预热器B(4)进行热清灰时，B侧热一次风出口门(18)、B侧冷一次风入口门(28)、B侧热二次风出口门(22)、B侧冷二次风入口门(26)、冷一次风AB侧联络门(24)、冷二次风AB侧联络门(23)、B侧引风机入口门(31)位于全关位置，在图2中将各相应图标整体涂灰表示；B侧烟气入口门(20)、烟气AB侧联络门(29)受控在微开位置，在图2中以1/4涂灰表示。
在图1、图2中的附图标记：
1 省煤器 2 SCR反应器 3 回转式空气预热器A
4 回转式空气预热器B 5 电除尘A 6 电除尘B
7 送风机A 8 送风机B 9 送风机A吸入口
10 送风机B吸入口 11 一次风机A 12 一次风机B
13 一次风机A吸入口 14 一次风机B吸入口 15 引风机A
16 引风机B 17 A侧热一次风出口门 18 B侧热一次风出口门
19 A侧烟气入口门 20 B侧烟气入口门 21 A侧热二次风出口门
22 B侧热二次风出口门 23 冷二次风AB侧联络门 24 冷一次风AB侧联络门
25 A侧冷二次风入口门 26 B侧冷二次风入口门 27 A侧冷一次风入口门
28 B侧冷一次风入口门 29 烟气AB侧联络门 30 A侧引风机入口门
31 B侧引风机入口门
(五)具体实施方式：
回转式空气预热器分侧热清灰实施准备条件具备应满足：
a.电站锅炉负荷低于60％额定负荷但高于锅炉最低不投油稳燃负荷；
b.A侧冷一次风入口门(27)、B侧冷一次风入口门(28)、A侧热一次风出口门(17)、B侧热一次风出口门(18)、A侧冷二次风入口门(25)、B侧冷二次风入口门(26)、A侧热二次风出口门(21)、B侧热二次风出口门(22)、冷一次风AB侧联络门(24)、冷二次风AB侧联络门(23)、A侧引风机入口门(30)、B侧引风机入口门(31)能够关闭严密；
c.A侧烟气入口门(19)、B侧烟气入口门(20)、烟气AB侧联络门(29)的电动执行机构由开/关2位型改为模拟量控制型，并在DCS操作员站上增加相应的开度指示0-100％；
d.机组的DCS(分布式控制系统)对一次风机A(11)、一次风机B(12)、送风机A(7)、送风机B(8)、引风机A(15)、引风机B (16)、A侧冷一次风入口门(27)、B侧冷一次风入口门(28)、A侧热一次风出口门(17)、B侧热一次风出口门(18)、A侧冷二次风入口门(25)、B侧冷二次风入口门(26)、A侧热二次风出口门(21)、B侧热二次风出口门(22)、冷一次风AB侧联络门(24)、冷二次风AB侧联络门(23)、A侧烟气入口门(19)、B侧烟气入口门(20)、A侧引风机入口门(30)、B侧引风机入口门(31)、烟气AB侧联络门(29)实施程序协调控制，程序经模拟调试正确、良好，运行人员可以在DCS操作员站上监控各被控对象的工作状态和程序进程并具有必要时干预的手段；
e.中、低温段传热元件有积灰但远未到堵死流道的程度。
运行人员在DCS操作员站上给出回转式空气预热器B(4)分侧热清灰程序开始指令，在DCS控制下：
a.关闭冷二次风AB侧联络门(23)，送风机A(7)缓慢加负荷，送风机B(8)同步缓慢减负荷，当送风机B(8)减负荷到喘振临界线附近时停止减负荷，开始关闭B侧热二次风出口门(22)、B侧冷二次风入口门(26)，送风机A(7)继续加负荷，直到送风机A(7)单风机足以提供锅炉需要的风量，B侧热二次风出口门(22)、B侧冷二次风入口门(26)和冷二次风AB侧联络门(23)关闭到位，停止送风机B(8)，完成双风机向单风机切换，如送风机A(7)在继续加负荷段送风机B(8)发出喘振报警，在喘振报警持续3秒后DCS指令送风机B(8)跳闸，同时加速送风机A(7)加负荷，直到送风机A(7)单风机足以提供锅炉需要的风量；
b.引风机A(15)缓慢加负荷，引风机B(16)同步缓慢减负荷，当引风机B(16)减负荷到喘振临界线附近时停止减负荷，开始关闭B侧烟气入口门(20)、B侧引风机入口门(31)和烟气AB侧联络门(29)，引风机A(15)继续加负荷，直到引风机A(15)单风机足以提供锅炉需要的引风量，停止引风机B(16)，B侧烟气入口门(20)、B侧引风机入口门(31)和烟气AB侧联络门(29)关闭到位，完成双风机向单风机切换，如引风机A(15)在继续加负荷段引风机B(16)发出喘振报警，在喘振报警持续3秒后DCS指令引风机B(16)跳闸，同时加速引风机A(15)加负荷过程，直到引风机A(15)单风机足以提供锅炉需要的风量；
c.关闭冷一次风AB侧联络门(24)，一次风机A(11)缓慢加负荷，一次风机B(12)同步缓慢减负荷，当一次风机B(12)减负荷到喘振临界线附近时停止减负荷，开始关闭B侧热一次风出口门(18)、B侧冷一次风入口门(28)，一次风机A(11)继续加负荷，直到一次风机A(11)单风机足以提供锅炉需要的风量，B侧热一次风出口门(18)、B侧冷一次风入口门(28)关闭到位，停止一次风机B(12)，完成双风机向单风机切换，如一次风机A(11)在继续加负荷段一次风机B(12)发出喘振报警，在喘振报警持续3秒后DCS指令送风机B(12)跳闸，同时加速一次风机A(11)加负荷，直到一次风机A(11)单风机足以提供锅炉需要的风量；
d.停止SCR反应器(2)的B侧喷氨；
e.微开B侧烟气入口门(20)和烟气AB侧联络门(29)，利用引风机A(15)抽吸大约1％的烟气流过回转式空气预热器B(4)的烟侧流道，回转式空气预热器B(4)的出口排烟温度应缓慢上升；
f.回转式空气预热器B(4)的出口排烟温度缓慢上升到接近回转式空气预热器A(3)的热二次风温时全关B侧烟气入口门(20)和烟气AB侧联络门(29)，依靠B侧烟气入口门(20)和烟气AB侧联络门(29)的漏量继续维持中、低温段传热元件较高温度，直至接到值班长锅炉加负荷，恢复双风机运行命令；通常发电机组夜间低负荷的时段颇长于分侧热清灰取得满意效果需要的时段；
g.结束回转式空气预热器B(4)分侧热清灰，按引风机、送风机、一次风机次序，恢复双风机运行。
h 回转式空气预热器A(3)的热清灰在另日夜间低负荷时段进行，程序与回转式空气预热器B(4)分侧热清灰类同。
如有燃气脉冲吹灰器辅助清灰，回转式空气预热器转子宜低速运行，以更好配合燃气脉冲吹灰器的工作频率，可以在更短的时间内更彻底地清除高、中、低温段传热元件上的积灰。
如有扇形板自密封系统，在分侧热清灰期间应由DCS协调，提起扇形板，由于在分侧热清灰期间回转式空气预热器转子的蘑菇形变形会减少。
Claims (2)
1.一种回转式空气预热器分侧热清灰方法，其特征在于：回转式空气预热器分侧热清灰实施准备条件具备，运行人员在DCS操作员站上给出回转式空气预热器B(4)分侧热清灰程序开始指令，在DCS控制下关闭冷二次风AB侧联络门(23)，送风机A(7)缓慢加负荷，送风机B(8)同步缓慢减负荷，当送风机B(8)减负荷到喘振临界线附近时停止减负荷，开始关闭B侧热二次风出口门(22)、B侧冷二次风入口门(26)，送风机A(7)继续加负荷，直到送风机A(7)单风机足以提供锅炉需要的风量，B侧热二次风出口门(22)、B侧冷二次风入口门(26)和冷二次风AB侧联络门(23)关闭到位，停止送风机B(8)，完成双风机向单风机切换，如送风机A(7)在继续加负荷段送风机B(8)发出喘振报警，在喘振报警持续3秒后DCS指令送风机B(8)跳闸，同时加速送风机A(7)加负荷，直到送风机A(7)单风机足以提供锅炉需要的风量；引风机A(15)缓慢加负荷，引风机B(16)同步缓慢减负荷，当引风机B(16)减负荷到喘振临界线附近时停止减负荷，开始关闭B侧烟气入口门(20)、B侧引风机入口门(31)和烟气AB侧联络门(29)，引风机A(15)继续加负荷，直到引风机A(15)单风机足以提供锅炉需要的引风量，停止引风机B(16)，B侧烟气入口门(20)、B侧引风机入口门(31)和烟气AB侧联络门(29)关闭到位，完成双风机向单风机切换，如引风机A(15)在继续加负荷段引风机B(16)发出喘振报警，在喘振报警持续3秒后DCS指令引风机B(16)跳闸，同时加速引风机A(15)加负荷过程，直到引风机A(15)单风机足以提供锅炉需要的风量；关闭冷一次风AB侧联络门(24)，一次风机A(11)缓慢加负荷，一次风机B(12)同步缓慢减负荷，当一次风机B(12)减负荷到喘振临界线附近时停止减负荷，开始关闭B侧热一次风出口门(18)、B侧冷一次风入口门(28)，一次风机A(11)继续加负荷，直到一次风机A(11)单风机足以提供锅炉需要的风量，B侧热一次风出口门(18)、B侧冷一次风入口门(28)关闭到位，停止一次风机B(12)，完成双风机向单风机切换，如一次风机A(11)在继续加负荷段一次风机B(12)发出喘振报警，在喘振报警持续3秒后DCS指令送风机B(12)跳闸，同时加速一次风机A(11)加负荷，直到一次风机A(11)单风机足以提供锅炉需要的风量；停止SCR反应器(2)的B侧喷氨；微开B侧烟气入口门(20)和烟气AB侧联络门(29)，利用引风机A(15)抽吸大约1％的烟气流过回转式空气预热器B(4)的烟侧流道，回转式空气预热器B(4)的出口排烟温度应缓慢上升；回转式空气预热器B(4)的出口排烟温度缓慢上升到接近回转式空气预热器A(3)的热二次风温时全关B侧烟气入口门(20)和烟气AB侧联络门(29)，依靠B侧烟气入口门(20)和烟气AB侧联络门(29)的漏量继续维持中、低温段传热元件较高温度，直至接到值班长锅炉加负荷，恢复双风机运行命令；通常发电机组夜间低负荷的时段颇长于分侧热清灰取得满意效果需要的时段；结束回转式空气预热器B(4)分侧热清灰，按引风机、送风机、一次风机次序，恢复双风机运行；回转式空气预热器A(3)的热清灰在另日夜间低负荷时段进行，程序与回转式空气预热器B(4)分侧热清灰类同。
2.根据权利要求1所述的回转式空气预热器分侧热清灰方法，其特征是所述的回转式空气预热器分侧热清灰实施准备条件具备，指应满足电站锅炉负荷低于60％额定负荷但高于锅炉最低不投油稳燃负荷；A侧冷一次风入口门(27)、B侧冷一次风入口门(28)、A侧热一次风出口门(17)、B侧热一次风出口门(18)、A侧冷二次风入口门(25)、B侧冷二次风入口门(26)、A侧热二次风出口门(21)、B侧热二次风出口门(22)、冷一次风AB侧联络门(24)、冷二次风AB侧联络门(23)、A侧引风机入口门(30)、B侧引风机入口门(31)能够关闭严密；A侧烟气入口门(19)、B侧烟气入口门(20)、烟气AB侧联络门(29)的电动执行机构由开/关2位型改为模拟量控制型，并在DCS操作员站上增加相应的开度指示0-100％；机组的DCS对一次风机A(11)、一次风机B(12)、送风机A(7)、送风机B(8)、引风机A(15)、引风机B(16)、A侧冷一次风入口门(27)、B侧冷一次风入口门(28)、A侧热一次风出口门(17)、B侧热一次风出口门(18)、A侧冷二次风入口门(25)、B侧冷二次风入口门(26)、A侧热二次风出口门(21)、B侧热二次风出口门(22)、冷一次风AB侧联络门(24)、冷二次风AB侧联络门(23)、A侧烟气入口门(19)、B侧烟气入口门(20)、A侧引风机入口门(30)、B侧引风机入口门(31)、烟气AB侧联络门(29)实施程序协调控制，程序经模拟调试正确、良好，运行人员可以在DCS操作员站上监控各被控对象的工作状态和程序进程并具有必要时干预的手段；中、低温段传热元件有积灰但远未到堵死流道的程度。
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