CN105042623A - 一种空气预热器 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种空气预热器,在烟气侧且靠近二次风侧处设一增温扇形板,增温扇形板与其最接近扇形板之间的夹角α为7°~8°,每个隔仓的中心角β与夹角α大小相等,且增温扇形板的中心角γ为9°~10°,在增温扇形板与其最接近扇形板之间的隔仓为循环烟隔仓;在烟气侧上方的烟气入口一侧连通有一旁路烟道,旁路烟道再依次连接有除尘器、增温烟气引风机和增温烟气入口,增温烟气入口与循环烟隔仓相连通。与现有技术相比,本发明通过将高温烟气引到空气预热器的冷端,使冷端温度达147℃以上时硫酸氢铵结垢被重新气化达到防堵灰的效果;通过增温烟气引风机的作用,烟气侧和空气侧之间形成一正压烟气流,与二次风正压空气流压力相互制约,有效解决漏风问题。

Description

_种空气预热器
技术领域
[0001] 本发明涉及火力发电技术领域,特别涉及一种既能解决堵灰问题又能解决漏风问题的空气预热器。
背景技术
[0002] 空气预热器简称为空预器,一般分为管式和回转式两种,目前,回转式空气预热器包括以转子中心筒为圆心的转子,该转子有多个隔仓,隔仓内设有传热元件,在转子隔仓的上下一般分布有上下对称的三对扇形板,其中两对扇形板是将转子分为两个相同大小的半圆,从而将转子分为烟气侧和空气侧,空气侧又通过另外一对扇形板被分成一次风侧和二次风侧,一次风侧的一次风和二次风侧的二次风一般由送风机提供,在转子外围有外壳,夕卜壳的上方设有分别对应于烟气侧、一次风侧和二次风侧的烟气入口、一次风出口和二次风出口,在外壳的下方设有分别对应于烟气侧、一次风侧和二次风侧的烟气出口、一次风入口和二次风入口 ;当受热处于烟气侧时,冷端的传热元件吸收烟气热量,并将热量积蓄起来,等到转至空气侧时,传热元件再把储存的热量放给空气,其自身温度降低,转子不断旋转,热量便不断从烟气侧传给空气侧,使得空气得到加温,烟气得到冷却,从而提高了锅炉的热交换性能,降低能量消耗。
[0003] 为了达到国家规定的环保标准,目前火电厂燃煤锅炉大多数都采用SCR烟气脱硝方式。在SCR烟气脱硝过程中,还原剂NH3被喷入烟气,320°C _450°C时在催化剂和氧气存在的条件下,NH3有选择的与烟气中的NO x反应,将NO x还原成N 2和H 20,以此来消除烟气中的含量,以达到脱硝的目的;但是在这个脱硝过程中,烟气中部分SO2会被氧化成S03,会造成烟气中SO3的浓度过高;同时在该脱硝过程中由于NH3的不完全反应,使得部分NH3逃逸出去与烟气中的SO3发生反应生成NH4HSO4(硫酸氢铵),其反应如下:NH3+S03+H20 =NH4HSO40
[0004] 在通常运行温度下,硫酸氢铵的酸露点为147°C,以液体形式在物体表面聚集或以液滴形式分散于低温烟气中。在燃煤电站锅炉系统中,烟气经过SCR反应器后,进入空气预热器,在空气预热器内排烟温度逐步降低,当温度降至147°C以下时,烟气中的气态硫酸氢铵会在空预器的传热元件上凝结下来。液体的硫酸氢铵是一种粘性很强的物质,会粘附烟气中飞灰,造成空预器的结垢、堵塞,使空预器的阻力增加,换热效率降低,严重时导致锅炉出力不足或者燃烧不稳。
[0005] 由于SCR系统中SO3和逃逸NH3是难以消除的,所以硫酸氢铵的生成也在所难免。燃煤锅炉投入了 SCR脱硝系统后,由于空预器传热元件上硫酸氢铵结垢后,采用普通的蒸汽吹灰方式无法清除,当堵塞严重时,不得不停机进行高压水冲洗,所以硫酸氢铵结垢是造成锅炉不能长期运行的最大因素。
[0006] 同时由于空预器受热后会发生蘑菇状变形,会导致空预器上的密封片与扇形板形成一定的间隙,由于空预器中空气侧为正压气流,烟气侧为负压气流,所以会导致空气侧的气流进入烟气侧,导致了空预器的漏风。漏风会导致机组热力工况较差,加速低温腐蚀,降低机组热效率,增加风机功率消耗,使锅炉效率降低,影响机组整体运行。
[0007] 为了解决上述技术问题,本发明提供一种既能解决堵灰问题又能解决漏风问题的空气预热器。
发明内容
[0008] 本发明克服了上述现有技术中存在的不足,提出了一种既能解决堵灰问题又能解决漏风问题的空气预热器。
[0009] 本发明的技术方案是这样实现的:
[0010] 一种空气预热器,在烟气侧且靠近二次风侧处设有一增温扇形板,该增温扇形板与其最接近扇形板之间的夹角α为7°〜8°,转子中每个隔仓的中心角β与夹角α大小相等,且增温扇形板的中心角γ为9°〜10°,在增温扇形板与其最接近扇形板之间的隔仓为循环烟隔仓;在烟气侧上方的烟气入口一侧连通有一旁路烟道,旁路烟道再依次连接有除尘器、增温烟气引风机和增温烟气入口,所述增温烟气入口与循环烟隔仓相连通从而使得烟气对该处隔仓冷端的传热元件进行加热。
[0011] 本发明中,使增温扇形板的中心角稍大于隔仓的中心角,这样可以保证当一个隔仓出增温扇形板时,另外一个隔仓已经进入增温扇形板,使扇形板与隔仓板的密封效果更好;并且在烟气侧上方的烟气入口一侧连通有一旁路烟道,旁路烟道再依次连接有除尘器、增温烟气引风机和增温烟气入口,所述增温烟气入口与循环烟隔仓相连通,当增温烟气引风机开始工作后烟气入口处的高温烟气被吸引到旁路烟道中,然后通过除尘器除去烟气中的灰尘,再经过增温烟气引风机进入到增温烟气入口,最后进入循环烟隔仓中,并对冷端的传热元件进行加热,高温烟气通过热端又回到烟气入口,完成了一次烟气热交换循环;由于烟气入口处烟气的温度达到350°C以上,当被引到循环烟隔仓冷端时,可以有效的将该处温度加热到147°C以上,达到硫酸氢铵气化的温度,使硫酸氢铵结垢分解,并且由于增温烟气引风机产生正压烟气流,被分解的结垢被吹离传热元件以灰尘的形态重新进入烟气中,其中一部分被吸引到旁路烟道中进入除尘器,其余的通过烟气入口通过空预器后进入除尘灰斗中,使最终排出的烟气中的灰尘减少;当转子转动一圈后,所有隔仓都会完成了一次烟气热交换循环,这样可以保证所有隔仓中传热元件上的硫酸氢铵结垢都会被有效的分解,并且不会再形成新的硫酸氢铵结垢,由此来解决空气预热器传热元件的堵塞问题,可以保证锅炉长期的运行,提高电厂的经济效益。
[0012] 同时,由于所形成的循环烟隔仓中的烟气在增温烟气引风机的作用下形成一股正压烟气流,而在其两侧的分别是负压烟气流和正压空气流,所以该正压烟气流可以形成一道密封气流,防止二次风侧的正压空气流进入到烟气侧的负压烟气流中,从而起到了密封的作用,解决了漏风问题。
[0013] 较佳地,在一次风侧和烟气侧之间的扇形板所对应的外壳上开上下对应的上吸风槽和下吸风槽,上吸风槽和下吸风槽外分别设有上吸风口和下吸风口,上吸风口和下吸风口分别延伸出有上吸风管和下吸风管,上吸风管与下吸风管相连通且在连通处向外延伸形成有一主吸风管,主吸风管通过一次风引风机与一次风入口连通。
[0014] 在具体工作时,一次风引风机通过主吸风管、上吸风管和下吸风管、上吸风口和下吸风口、上吸风槽和下吸风槽使得对所对应的隔仓中产生一股负压空气流,该负压空气流与烟气侧的负压烟气流的压力相当,所以当空气预热器中一次风侧的一次风正压空气流经后,即被该负压空气流吸出,然后通过主吸风管、上吸风管和下吸风管、上吸风口和下吸风口、上吸风槽和下吸风槽又进入到一次风引风机当中了,这样可以有效的防止一次风泄露到烟气中,起到了密封的作用,进一步提高了整个空气预热器的密封性,解决了漏风问题,从而提高了锅炉工作效率,保证机组整体正常运行。
[0015] 本发明采用上述技术手段所带来的技术效果是:
[0016] 本发明提出一种既能解决堵灰问题又能解决漏风问题的空气预热器。具体地说,本发明通过将高温烟气引到空气预热器的冷端,使冷端温度达147°C以上时硫酸氢铵结垢被重新气化来达到防堵灰的效果,去除空预器传热元件上附着的结垢,使空预器可以最大效率的完成热传递,并且通过将一部分烟气引入到空预器冷端,使冷端和热端温差减少,可以使转子的变形量变小,可以更有效的完成烟气与空气的热交换,使排出的烟温降低,增加经济效益;同时,在其运行过程中,通过增温烟气引风机的作用,使得烟气侧和空气侧之间形成一道高温正压烟气流,与二次风正压空气流压力相互制约,形成一道密封气流,可以有效的解决空预器漏风问题,从而达到密封效果;同样地,为了更好的密封效果,在一次风侧和烟气侧之间也采用了类似的结构,使得一次风侧和烟气侧形成有一道负压空气流,有效的防止一次风泄露到烟气中,起到了密封的作用。
附图说明
[0017] 图1为本实施例空预器内部部分结构示意图;
[0018] 图2为本实施例空预器外部结构示意图;
[0019] 图3为防堵灰的气流循环原理图;
[0020] 图4为防漏气的气流循环原理图;
[0021] 图5为图2另一角度的结构示意图。
具体实施方式
[0022] 下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述:
[0023] 实施例:一种空气预热器,如图1-2所示,包括以转子中心筒I为圆心的转子2,该转子2有多个隔仓3,隔仓3内设有传热元件,在隔仓3的上下一般分布有上下对称的三对扇形板4,其中两对扇形板是将转子2分为两个相同大小的半圆,从而将转子2分为烟气侧5和空气侧6,空气侧6又通过另外一对扇形板被分成一次风侧61和二次风侧62,在转子2外围有外壳7,外壳7的上方设有分别对应于烟气侧5、一次风侧61和二次风侧62的烟气入口 51、一次风出口 611和二次风出口 621,在外壳7的下方设有分别对应于烟气侧5、一次风侧61和二次风侧62的烟气出口 52、一次风入口 612和二次风入口 622 ;在烟气侧5且靠近二次风侧62处设有一增温扇形板8,该增温扇形板8与其最接近扇形板之间的夹角α为7.5°,转子2中每个隔仓3的中心角也为7.5°,且增温扇形板8的中心角γ为9°,在增温扇形板8与其最接近扇形板之间的隔仓为循环烟隔仓9 ;在烟气侧5上方的烟气入口 51一侧连通有一旁路烟道10,旁路烟道10再依次连接有除尘器11、增温烟气引风机12和增温烟气入口 13,所述增温烟气入口 13与循环烟隔仓9相连通从而使得烟气对该处隔仓冷端的传热元件进行加热。
[0024] 在其具体的工作过程中,如图3所示,当增温烟气引风机12开始工作后烟气入口51处的高温烟气被吸引到旁路烟道10中,然后通过除尘器11除去烟气中的灰尘,再经过增温烟气引风机12进入到增温烟气入口 13,最后进入循环烟隔仓9中,对冷端的传热元件进行加热,高温烟气通过热端又回到烟气入口 51,完成了一次烟气热交换循环;当转子2转动一圈后,所有隔仓3都会完成了一次烟气热交换循环,这样可以保证所有隔仓中传热元件上的硫酸氢铵结垢都会被有效的分解,并且不会再形成新的硫酸氢铵结垢,由此来解决空气预热器传热元件的堵塞问题。
[0025] 同时,由于所形成的循环烟隔仓9中的烟气在增温烟气引风机12的作用下形成一股正压烟气流,而在其两侧的分别是负压烟气流和正压空气流,所以该正压烟气流可以形成一道密封气流,防止二次风侧62的正压空气流进入到烟气侧5的负压烟气流中,从而起到了密封的作用,解决了漏风问题,关于这里所述的气流示意如图4所示。
[0026] 如图5所示,在一次风侧61和烟气侧5之间的扇形板所对应的外壳7上开上下对应的上吸风槽和下吸风槽(未图示),上吸风槽和下吸风槽外分别设有上吸风口 14和下吸风口 15,上吸风口 14和下吸风口 15分别延伸出有上吸风管16和下吸风管17,上吸风管16与下吸风管17相连通且在连通处向外延伸形成有一主吸风管18,主吸风管18通过一次风引风机19与一次风入口 612连通,一次引风机19靠近一次风入口 612设置。在具体工作时,一次风引风机19通过主吸风管18、上吸风管16和下吸风管17、上吸风口 14和下吸风口 15、上吸风槽和下吸风槽使得对所对应的隔仓中产生一股负压空气流,该负压空气流与烟气侧5的负压烟气流的压力相当,所以当空气预热器中一次风侧61的一次风正压空气流经后,即被该负压空气流吸出,然后通过主吸风管18、上吸风管16和下吸风管17、上吸风口14和下吸风口 15、上吸风槽和下吸风槽又进入到一次风引风机19当中了,这样可以有效的防止一次风泄露到烟气中,起到了密封的作用。
[0027] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神及原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种空气预热器,其特征在于:在烟气侧且靠近二次风侧处设有一增温扇形板,该增温扇形板与其最接近扇形板之间的夹角a为7。〜8°,转子中每个隔仓的中心角β与夹角α大小相等,且增温扇形板的中心角γ为9°〜10°,在增温扇形板与其最接近扇形板之间的隔仓为循环烟隔仓;在烟气侧上方的烟气入口一侧连通有一旁路烟道,旁路烟道再依次连接有除尘器、增温烟气引风机和增温烟气入口,所述增温烟气入口与循环烟隔仓相连通从而使得烟气对该处隔仓冷端的传热元件进行加热。
2.根据权利要求1所述的一种空气预热器,其特征在于:在一次风侧和烟气侧之间的扇形板所对应的外壳上开上下对应的上吸风槽和下吸风槽,上吸风槽和下吸风槽外分别设有上吸风口和下吸风口,上吸风口和下吸风口分别延伸出有上吸风管和下吸风管,上吸风管与下吸风管相连通且在连通处向外延伸形成有一主吸风管,主吸风管通过一次风引风机与一次风入口连通。
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