CN104315908B - 一种烟气换热器及其在线清洗方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种烟气换热器及其在线清洗方法，其中，该烟气换热器包括转子(1)、密封区(3)、原烟道(4)和净烟道(5)，所述原烟道(4)与所述净烟道(5)通过所述密封区(3)分隔开，所述转子(1)上设置有换热元件，所述原烟道(4)与所述净烟道(5)通过所述转子(1)上的换热元件实现换热，所述原烟道(4)的热端和冷端各自设置有至少一个吹灰器(11,12)。使用本发明提供的烟气换热器及其在线清洗方法能够明显的提高脱硫系统设备的安全性和提高脱硫系统运行的经济性，具有广泛的应用和推广价值。
Description
技术领域
本发明涉及烟气脱硫系统领域，具体地，涉及一种新的烟气换热器及其在线清洗方法。
背景技术
烟气换热器(GGH)，是烟气脱硫系统中的主要装置之一。它的作用是利用原烟气将脱硫后的净烟气进行加热，使排烟温度达到露点之上，降低污染物浓度，消除“石膏雨”和“烟羽”现象，减轻对净烟道和烟囱的腐蚀；同时降低进入吸收塔的烟气温度，降低塔内对防腐的工艺技术要求。
目前，生产中广泛使用的GGH吹扫装置和使用方法并不能达到理想的吹扫和清洗功能。随着使用时间的增加，GGH换热元件会很容易因积灰而出现堵塞。造成GGH两侧烟气差压逐渐升高，脱硫系统阻力上升，对烟道和烟囱造成腐蚀以及出现“石膏雨”和“烟羽”现象，严重影响了整个脱硫系统运行的安全性并且增大了脱硫系统的检修和运行维护费用。
目前的GGH清洗方法中，GGH制造厂家一般要求严格控制高压水的使用频率和冲洗时间，冲洗时间一般为8小时。厂家认为：原烟气携带的石膏、粉尘等杂质与高压水混合反应，形成类似“水泥”坚硬结垢物，难以清除。此外，有些电厂开展高温蒸汽为主吹扫的科技攻关，利用高温蒸汽的强大冲击动能去除GGH的结垢物，虽然缓解了GGH结垢堵塞现象，但GGH换热元件被高温蒸汽吹损的情况会经常发生，设备的寿命大为缩短，代价太高而电厂无法接受。目前GGH压差高和结垢堵塞现象严重仍然是发电厂的普遍现象。
为提高GGH系统长周期安全稳定运行，本领域亟需开发一种能够有效解决GGH系统中结构堵塞、烟囱腐蚀和消除石膏“烟羽”的烟气换热器和在线清洗的方法。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有的烟气换热器及其在线清洗方法中不能有效解决GGH结垢堵塞的缺陷，提供一种能够有效解决结垢堵塞的烟气换热器及其在线清洗方法。
为了实现上述目的，一方面，本发明提供一种烟气换热器，其中，该烟气换热器包括转子、密封区、原烟道和净烟道，所述原烟道与所述净烟道通过所述密封区分隔开，所述转子上设置有换热元件，所述原烟道与所述净烟道通过所述转子上的换热元件实现换热，所述原烟道的热端和冷端各自设置有至少一个吹灰器。
另一方面，本发明提供了一种上述烟气换热器的在线清洗方法，该方法包括：用设置于所述原烟道的热端的吹灰器以及任选地设置于所述净烟道的热端的吹灰器对设置于所述转子上的换热元件进行高温蒸汽吹扫；以及用设置于所述原烟道的冷端的吹灰器以及任选地设置于所述净烟道的冷端的吹灰器对设置于所述转子上的换热元件进行压缩空气吹扫。
在本发明中提供的烟气换热器的原烟道的热端和冷端各自设置至少一个吹灰器，使得本发明的烟气换热器能够对转子上的换热元件上的积灰和结垢物等进行有效清除，从而克服了烟气换热器容易结垢堵塞的缺陷，具有更长的使用寿命，具体地，本发明提供的烟气换热器的连续运行周期达到18个月以上。
另外，使用本发明提供的烟气换热器的在线清洗方法，对转子上不同部分的换热元件进行有区别的吹扫，不但能够有效清除换热元件上的积灰和结垢物等，而且不会损坏换热元件，从而降低了换热元件的故障率和离线清洗的频率，使得烟气换热器的连续运行周期大大延长，提高了脱硫系统设备的安全性和脱硫系统运行的经济性。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明的一种具体实施方式的烟气换热器。
图2是本发明的另一种具体实施方式的烟气换热器。
附图标记说明
1转子2外壳
3密封区4原烟道
41原烟入口42原烟出口
5净烟道51净烟入口
52净烟出口11、12、13、14吹灰器
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，术语“热端”是指在烟气换热器的原烟道和净烟道中温度较高的部分，“冷端”是指在烟气换热器的原烟道和净烟道中温度较低的部分，具体地，热端为原烟道的原烟气入口附近的部分和净烟道的净烟气出口附近的部分，冷端为原烟道的原烟气出口附近的部分和净烟道的净烟气入口附近的部分。
一方面，本发明提供了一种烟气换热器，如图1所示，该烟气换热器包括转子1、密封区3、原烟道4和净烟道5，所述原烟道4与所述净烟道5通过所述密封区3分隔开，所述转子1上设置有换热元件，所述原烟道4与所述净烟道5通过所述转子1上的换热元件实现换热，所述原烟道4的热端和冷端各自设置有至少一个吹灰器11和12。
在本发明中，所述转子1可以为本领域常规使用的转子，包括中心轴和圆柱形筒体，优选情况下，所述转子1从中心轴向外延伸将转子筒体分为24个扇区，每个扇区的中心角为15°，每个扇区中包含14个换热元件盒，所述换热元件装配于换热元件盒中。所述转子1绕中心轴转动，相继经过原烟道4和净烟道5。所述换热元件可以为本领域常规使用的换热元件，例如可以为紧凑型波纹板(DU型、HS型等)、大通道直通型(L型等)的换热元件。为了减少换热元件的结垢以及便于换热元件的清洗，所述换热元件均装配换热元件盒中。所述换热元件盒可以为本领域常规使用的换热元件盒，例如波纹板箱。
在本发明中，所述转子1绕中心轴缓慢转动使得换热元件依次经过热的原烟气和冷的净烟气。当换热元件经过原烟气侧时，原烟气携带的一部分热量就传递给换热元件；而当换热元件经过净烟气侧时又把热量传递给净烟气。这样，原烟气携带的热量就得到重复使用并用来升高了将要进入烟囱的净烟气温度，从而实现了换热。
在本发明提供的烟气换热器中，所述原烟道4与所述净烟道5通过所述密封区3分隔开，所述密封区3使得所述转子1绕中心从原烟道4到净烟道5转动过程中所述原烟道4和所述净烟道5之间不会漏气，所述漏气是指原烟道4的原烟气进入净烟道5和/或净烟道5的净烟气进入原烟道4。
根据本发明，经过原烟道4和净烟道5的两股气流的流向相反，即对流。例如，在图1中，气流的布置可以为原烟气流向下、净烟气流向上。所述原烟道4上设置有原烟道入口41和原烟道出口42；所述净烟道5上设置有净烟道入口51和净烟道出口52。所述原烟道入口41用于接收例如来自发电厂的原烟气，所述原烟道出口42用于排出降温后的原烟气通往脱硫系统，降低进入脱硫吸收塔的烟气温度，降低塔内对防腐的工艺技术要求；所述净烟道入口51用于接收脱硫后的净烟气，所述净烟道出口52用于排出升温后的净烟气。升温后的净烟气，温度达到露点之上，减轻对进烟道和烟囱的腐蚀，提高污染物的扩散度。
在本发明中，设置于所述原烟道4的热端和冷端的吹灰器各自可以为至少一个，也即可以为一个或两个以上。优选情况下，所述原烟道4的热端和冷端各自设置有一个吹灰器。
在本发明中，为了进一步减少运行中烟气换热器的结构堵塞，提高烟气换热器的吹扫能力，优选情况下，如图2所示，所述净烟道5的热端和冷端还各自设置有至少一个吹灰器13和14，也即可以为一个或两个以上。进一步优选情况下，所述净烟道5的热端和冷端各自设置有一个吹灰器。
所述吹灰器可以为本领域常规使用的吹灰器，所述吹灰器可以实现高温蒸汽吹扫和压缩空气吹扫。为了便于操作，优选情况下，所述吹灰器为全伸缩式吹灰器。
在本发明中，为了进一步减少烟气换热器的结构堵塞，优选情况下，所述原烟道4的冷端和/或净烟道5的冷端还设置有至少一个清洗装置，也即可以为一个或两个以上。进一步优选情况下，所述原烟道4的冷端和净烟道5的冷端各自设置一个清洗装置。所述清洗装置为本领域常规使用的清洗装置，例如可以实现高压水清洗的清洗装置。
在本发明中，对于所述烟气换热器的尺寸并没有特别的限定，可以根据实际的需求建造。
另一方面，本发明还提供了一种上述烟气换热器的在线清洗方法，其中，该方法包括：用设置于所述原烟道4的热端的吹灰器11以及任选地设置于所述净烟道5的热端的吹灰器13对设置于所述转子1上的换热元件进行高温蒸汽吹扫；以及用设置于所述原烟道4的冷端的吹灰器12以及任选地设置于所述净烟道5的冷端的吹灰器14对设置于所述转子1上的换热元件进行压缩空气吹扫。
在本发明中，每个吹灰器都可以单独控制，也即对原烟道4和净烟道5的热端的高温蒸汽吹扫和对原烟道4和净烟道5的冷端的压缩空气吹扫，可以同时进行，也可以单独进行。
根据本发明提供的方法，为了提高吹扫效果，优选情况下，所述高温蒸汽吹扫的条件包括：高温蒸汽的压力为0.5-2.0MPa，高温蒸汽温度为150-300℃，高温蒸汽的流量为20-80kg/min；所述高温蒸汽吹扫的时间和频率可以根据烟气换热器的运行情况来确定，例如可以每天进行2-3次高温蒸汽吹扫，每6-8个小时进行一次，每次高温蒸汽吹扫的时间为2-3h。
根据本发明提供的方法，为了进一步提高吹扫效果以减少烟气换热器的结垢堵塞问题，所述压缩空气吹扫的条件包括：压缩空气的压力为500-900kPa，压缩空气流量为10-40m3/min；所述压缩空气吹扫的时间和频率可以根据烟气换热器的运行情况来确定，例如可以每天进行6-8次压缩空气吹扫，每2-3个小时进行一次，每次压缩空气吹扫的时间为2-3h。
在本发明中，所述高温蒸汽吹扫和压缩空气吹扫的操作可以为本领域常规的操作方法，例如可将吹灰器推进原、净烟道内部，然后开始执行吹扫和冲洗程序。
为了进一步提高本发明提供的在线清洗方法的效果，优选情况下，该方法还包括用设置于原烟道4的冷端的清洗装置对设置于所述转子1上的换热元件进行高压水冲洗，以及用设置于净烟道5的冷端的清洗装置对设置于所述转子1上的换热元件进行高压水冲洗。
在本发明中，为了提高冲洗的效果，优选情况下，所述高压水冲洗的高压水的压力为8-40Mpa，高压水的流量为3-15m3/h。所述高压水冲洗的时间和频率可以根据烟气换热器的运行情况来确定，例如每周进行1-2次高压水冲洗；由于高压水与原烟气携带的石膏、粉尘等杂志混合反应，形成坚硬的结垢物，难以清除，烟气换热器的制造厂家要求严格控制高压水的限制，一般冲洗时间为8小时，而在本发明中，发明人突破厂家严格控制高压水的限制，将高压水冲洗的时间延长至24小时以上，取得良好的冲洗和软化结垢物的效果。
如图2所示，根据本发明的一种具体实施方式的烟气换热器可以包括转子1、密封区3、原烟道4和净烟道5，所述原烟道4与所述净烟道5通过所述密封区3分隔开，所述转子1上设置有换热元件，所述原烟道4与所述净烟道5通过所述转子1上的换热元件实现换热，所述原烟道4的热端和冷端各自设置有一个吹灰器11,12，所述净烟道的热端和冷端各自设置有一个吹灰器13,14，所述原烟道4和净烟道5的冷端还各自设置有一个清洗装置。
根据本发明，一种上述烟气换热器的在线清洗方法可以包括：用设置于所述原烟道4的热端的吹灰器11以及设置于所述净烟道5的热端的吹灰器13对设置于所述转子1上的换热元件进行高温蒸汽吹扫，所述高温蒸汽吹扫的条件可以包括：高温蒸汽的压力为0.5-2.0MPa，高温蒸汽的温度为150-300℃，高温蒸汽的流量为20-80kg/min；用设置于所述原烟道4的冷端的吹灰器12以及设置于所述净烟道5的冷端的吹灰器14对设置于所述转子1上的换热元件进行压缩空气吹扫，所述压缩空气吹扫的条件可以包括：压缩空气的压力为500-900kPa，压缩空气流量为10-40m3/min；以及用设置于原烟道4的冷端的清洗装置对设置于所述转子1上的换热元件进行高压水冲洗，和用设置于净烟道5的冷端的清洗装置对设置于所述转子1上的换热元件进行高压水冲洗，所述高压水冲洗的高压水的压力为8-40Mpa，高压水的流量为3-15m3/h。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
实施例1
本实施例用于说明本发明所述的烟气换热器以及该烟气换热器的在线清洗方法。
本实施例中的烟气换热器如图1所示，该烟气换热器可以包括转子1、密封区3、原烟道4和净烟道5，所述原烟道4与所述净烟道5通过所述密封区3分隔开，所述转子1上设置有换热元件，所述原烟道4与所述净烟道5通过所述转子1上的换热元件实现换热，所述原烟道4的热端和冷端各自设置有一个吹灰器11,12，所述原烟道4和净烟道5的冷端还各自设置有一个清洗装置。
所述烟气换热器与脱硫系统进行匹配联接，连续运行。
采用本发明的在线清洗方法进行烟气换热器的在线清洗：用设置于所述原烟道4的热端的吹灰器11对设置于所述转子1上的换热元件进行高温蒸汽吹扫，所述高温蒸汽吹扫的条件可以包括：高温蒸汽的压力为1.0MPa，高温蒸汽温度为230℃，高温蒸汽的流量为80kg/min，所述高温蒸汽吹扫每6个小时吹扫一次，每次吹扫的时间为2h，每天3次；用设置于所述原烟道4的冷端的吹灰器12对设置于所述转子1上的换热元件进行压缩空气吹扫，所述压缩空气吹扫的条件可以包括：压缩空气的压力为780kPa，压缩空气流量为10m3/min，所述压缩空气吹扫每2个小时吹扫一次，每次吹扫的时间为2h，每天8次。
烟气换热器连续运行18个月，未发现换热元件损坏现象，并且烟气换热器结垢堵塞现象轻微，换热元件表面能见搪瓷本色。
实施例2
根据实施例1中的烟气换热器，不同的是，所述原烟道4和净烟道5的冷端还各自设置有一个清洗装置。
所述烟气换热器与脱硫系统进行匹配联接，连续运行。
采用本发明的在线清洗方法进行烟气换热器的在线清洗：用设置于所述原烟道4的热端的吹灰器11对设置于所述转子1上的换热元件进行高温蒸汽吹扫，所述高温蒸汽吹扫的条件可以包括：高温蒸汽的压力为2.0MPa，高温蒸汽温度为150℃，高温蒸汽的流量为20kg/min，所述高温蒸汽吹扫每8个小时吹扫一次，每次吹扫的时间为2h，每天2次；用设置于所述原烟道4的冷端的吹灰器12对设置于所述转子1上的换热元件进行压缩空气吹扫，所述压缩空气吹扫的条件可以包括：压缩空气的压力为900kPa，压缩空气流量为20m3/min，所述压缩空气吹扫每3个小时吹扫一次，每次吹扫的时间为2h，每天吹扫6次；以及用设置于原烟道4的冷端的清洗装置对设置于所述转子1上的换热元件进行高压水冲洗，和用设置于净烟道5的冷端的清洗装置对设置于所述转子1上的换热元件进行高压水冲洗，所述高压水冲洗的高压水的压力为10Mpa，高压水的流量为8.6m3/h，所述高压水冲洗每周进行2次，每次进行36h。
烟气换热器连续运行18个月，未发现换热元件损坏现象，换热元件表面能见搪瓷本色。
实施例3
本实施例的烟气换热器如图2所示，该烟气换热器可以包括转子1、密封区3、原烟道4和净烟道5，所述原烟道4与所述净烟道5通过所述密封区3分隔开，所述转子1上设置有换热元件，所述原烟道4与所述净烟道5通过所述转子1上的换热元件实现换热，所述原烟道4的热端和冷端各自设置有一个吹灰器11,12，所述净烟道的热端和冷端各自设置有一个吹灰器13,14，所述原烟道4和净烟道5的冷端还各自设置有一个清洗装置。
所述烟气换热器与脱硫系统进行匹配联接，连续运行。
采用本发明的在线清洗方法进行烟气换热器的在线清洗：用设置于所述原烟道4的热端的吹灰器11以及设置于所述净烟道5的热端的吹灰器13对设置于所述转子1上的换热元件进行高温蒸汽吹扫，所述高温蒸汽吹扫的条件为：高温蒸汽的压力为0.5MPa，高温蒸汽温度为300℃，高温蒸汽的流量为50kg/min，所述高温蒸汽吹扫每7个小时吹扫一次，每次吹扫的时间为3h，每天3次；用设置于所述原烟道4的冷端的吹灰器12以及设置于所述净烟道5的冷端的吹灰器14对设置于所述转子1上的换热元件进行压缩空气吹扫，所述压缩空气吹扫的条件为：压缩空气的压力为500kPa，压缩空气流量为40m3/min，所述压缩空气吹扫每3个小时吹扫一次，每次吹扫的时间为3h，每天吹扫7次；以及用设置于原烟道4的冷端的清洗装置对设置于所述转子1上的换热元件进行高压水冲洗，和用设置于净烟道5的冷端的清洗装置对设置于所述转子1上的换热元件进行高压水冲洗，所述高压水冲洗的高压水的压力为40Mpa，高压水的流量为15m3/h，所述高压水冲洗每周进行1次，每次进行24h。
烟气换热器连续运行18个月，未发现换热元件损坏现象，换热元件表面能见搪瓷本色。
实施例4
使用实施例3的烟气换热器，并根据实施例3的在线清洗方法进行清洗，不同的是，所述高压水冲洗的高压水的压力为28Mpa，高压水的流量为5m3/h，所述高压水冲洗每周进行1次，每次进行35h。
烟气换热器连续运行18个月，未发现换热元件损坏现象，换热元件表面能见搪瓷本色。
从实施例1-4可以看出，本发明提供的烟气换热器及其在线清洗方法能够明显的提高烟气换热器的安全性和烟气换热器运行的经济性，具体地，烟气换热器连续运行周期提高至18个月以上，烟气换热器换热元件没有损坏现象；结垢堵塞现象轻微，系统阻力降低，脱硫电耗下降约0.1-0.2％；降低了设备故障几率以及换热元件的离线化学清洗，每年能够节省设备检修和运行维护费用约50万元。
由此，使用本发明提供的烟气换热器及其在线清洗方法能够明显的提高脱硫系统设备的安全性和提高脱硫系统运行的经济性，具有广泛的应用和推广价值。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (9)
1.一种烟气换热器，其特征在于，该烟气换热器包括转子(1)、密封区(3)、原烟道(4)和净烟道(5)，所述原烟道(4)与所述净烟道(5)通过所述密封区(3)分隔开，所述转子(1)上设置有换热元件，所述原烟道(4)与所述净烟道(5)通过所述转子(1)上的换热元件实现换热，所述原烟道(4)的热端和冷端各自设置有至少一个吹灰器(11,12)。
2.根据权利要求1所述的烟气换热器，其中，所述净烟道(5)的热端和冷端各自设置有至少一个吹灰器(13,14)。
3.根据权利要求1或2所述的烟气换热器，其中，所述吹灰器为全伸缩式吹灰器。
4.根据权利要求1所述的烟气换热器，其中，所述原烟道(4)的冷端和净烟道(5)的冷端还各自设置至少一个清洗装置。
5.权利要求1-4中任意一项所述的烟气换热器的在线清洗方法，其中，该方法包括：用设置于所述原烟道(4)的热端的吹灰器(11)以及任选地设置于所述净烟道(5)的热端的吹灰器(13)对设置于所述转子(1)上的换热元件进行高温蒸汽吹扫；以及用设置于所述原烟道(4)的冷端的吹灰器(12)以及任选地设置于所述净烟道(5)的冷端的吹灰器(14)对设置于所述转子(1)上的换热元件进行压缩空气吹扫。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述高温蒸汽吹扫的条件包括：高温蒸汽的压力为0.5-2.0MPa，高温蒸汽的温度为150-300℃，高温蒸汽的流量为20-80kg/min。
7.根据权利要求5所述的方法，其中，所述压缩空气吹扫的条件包括：压缩空气的压力为500-900kPa，压缩空气的流量为10-40m3/min。
8.根据权利要求5所述的方法，其中，该方法还包括用设置于原烟道(4)的冷端的清洗装置对设置于所述转子(1)上的换热元件进行高压水冲洗，以及用设置于净烟道(5)的冷端的清洗装置对设置于所述转子(1)上的换热元件进行高压水冲洗。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述高压水冲洗的条件包括：高压水的压力范围为8-40Mpa，高压水的流量为3-15m3/h，高压水冲洗的时间为24-48h。
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