CN105864817B - 热二次风增压逆流防ah堵塞与换热面腐蚀系统及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种热二次风增压逆流防AH堵塞与换热面腐蚀系统及其方法。目前还难以有效地解决空预器受热面腐蚀及堵塞的问题。本发明包括三分仓回转式空气预热器和换热片，其特点是：还包括热二次风引出管道、热风连通管道、热风引入冷端管道和热风引入热二次风箱管道，三分仓回转式空气预热器设有包括冷端一号扇形板和热端一号扇形板的一号扇形板，冷端一号扇形板和热端一号扇形板之间形成一个独立的逆流加热仓，逆流加热仓位于二次风分仓和烟气分仓之间，冷端一号扇形板设有冷端稳压腔室，热端一号扇形板设有热端压力平衡腔室。本发明能解决燃煤电厂锅炉运行中空预器冷端硫酸凝结、生成NH4HSO4造成空预器换热面腐蚀及堵塞的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种热二次风增压逆流防AH堵塞与换热面腐蚀系统及其方法，属于燃煤电站锅炉空预器腐蚀、堵塞防治技术领域。
背景技术
燃煤电厂在燃用含有一定硫份的煤质时会生成SO3，所生成的SO3的量受煤种硫份高低等因素影响从几个ppm到几十个ppm甚至更高。受环保标准控制，燃煤电厂基本全装设SCR系统，用于对燃烧产生的NOx进行脱除以满足环保标准对NOx排放浓度的要求。SCR系统脱除NOx的过程需要根据锅炉生成NOx量喷入大量的NH3，受现场条件限制，部分NH3未能完全参与反应从而造成一定浓度的氨逃逸，此外，SCR系统中的催化剂对烟气中SO2氧化成SO3具有一定的催化作用，造成SCR反应器中SO2被氧化成SO3的量可在0.3～2%范围内变化。
高温烟气经SCR系统内反应后进入下游空预器进行换热（一般空预器入口烟气温度为350～400℃），加热锅炉一二次风。经空预器整个流程的换热后，空预器冷端出口烟气平均温度一般降至130～160℃，期间烟气中的SO3凝结，从而对换热面造成腐蚀，同时，烟气中凝结的SO3和NH3反应生成NH4HSO4，NH4HSO4具有很强的粘性，极易粘附在空预器换热片表面，同时，较强的粘性也极易粘附烟气中的飞灰，从而造成空预器进出口压差逐渐增大、堵塞逐渐加重，最终影响机组出力。针对空预器堵塞问题，电厂通常采用蒸汽吹灰或投用暖风器等方式来缓解，这一方面影响机组经济性增加煤耗，另一方面堵塞问题并无法得到根本解决，在堵塞严重时则需停机用高压水进行冲洗，影响了机组负荷率。
现有的技术难以解决上述问题，如公开日为1997年10月22日，公开号为CN2265482的中国专利中，公开了一种锅炉空气预热器防堵装置，该锅炉空气预热器防堵装置安装于空气预热器内，在空预器上部增设了浮动网架，通过吊挂弹簧将浮动网架悬挂于空预器上部，空预器烟管内安装了除灰弹簧，除灰弹簧下端吊装了重锤，利用烟气扰动作用使浮动网架，除灰弹簧产生沉浮振动，将粘附在烟气管内粉煤灰不断刮除，以达到空气预热器防堵目的，但是NH4HSO4具有很强的粘性，刮除效果不理想，防堵效果较差。
基于以上原因，为有效地解决上述空预器受热面腐蚀及堵塞的问题，需开发新的防治空预器防腐蚀及堵塞的工艺系统。
发明内容
本发明是为了有效解决燃煤电厂锅炉运行中空预器冷端硫酸凝结、生成NH4HSO4造成空预器换热面腐蚀及堵塞的问题，进而提供一种热二次风增压逆流防AH堵塞与换热面腐蚀系统及其方法。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：该热二次风增压逆流防AH堵塞与换热面腐蚀系统包括三分仓回转式空气预热器、换热片、冷一次风管道、冷二次风管道、热一次风管道和热二次风管道，所述换热片位于三分仓回转式空气预热器内，所述三分仓回转式空气预热器设置有烟气分仓、一次风分仓和二次风分仓，所述冷一次风管道与一次风分仓的冷端连接，所述热一次风管道与一次风分仓的热端连接，所述冷二次风管道与二次风分仓的冷端连接，所述热二次风管道与二次风分仓的热端连接，所述烟气分仓用于和烟道连接，其结构特点在于：还包括热二次风引出管道、热二次风引出流量电动调节阀、热风连通管道、热二次风增压风机、热风引入冷端管道和热风引入热二次风箱管道，所述三分仓回转式空气预热器设置有一号扇形板，所述一号扇形板包括位于三分仓回转式空气预热器冷端的冷端一号扇形板和位于三分仓回转式空气预热器热端的热端一号扇形板，所述冷端一号扇形板和热端一号扇形板之间形成一个独立的逆流加热仓，所述冷端一号扇形板设置有冷端稳压腔室，所述冷端稳压腔室朝向换热片的一面设置有数个一号热风喷口，所述热端一号扇形板设置有热端压力平衡腔室，所述热端压力平衡腔室朝向换热片的一面设置有数个二号热风喷口，所述热风引入冷端管道的一端和冷端稳压腔室连接，所述热二次风引出管道的一端和热二次风管道连接，该热二次风引出管道的另一端和热二次风引出流量电动调节阀连接，所述热二次风引出流量电动调节阀和热风连通管道连接，所述热风连通管道和热二次风增压风机连接，所述热二次风增压风机和热风引入冷端管道连接，所述热风引入热二次风箱管道的一端和热端压力平衡腔室连接，该热风引入热二次风箱管道的另一端和热二次风管道连接。
作为优选，本发明当三分仓回转式空气预热器的旋转方向为烟气→一次风→二次风时，所述冷端稳压腔室和热端压力平衡腔室均位于烟气分仓和二次风分仓之间。
作为优选，本发明当三分仓回转式空气预热器的旋转方向为烟气→二次风→一次风时，所述冷端稳压腔室和热端压力平衡腔室均位于烟气分仓和一次风分仓之间。
作为优选，本发明所述一号热风喷口和二号热风喷口均为狭缝形结构。
作为优选，本发明所述冷端一号扇形板和热端一号扇形板在沿三分仓回转式空气预热器的轴向方向上重叠。
作为优选，本发明所述一号扇形板固定在三分仓回转式空气预热器的中心桁架上。
作为优选，本发明所述冷端稳压腔室和热端压力平衡腔室的宽度均小于三分仓回转式空气预热器相邻两个径向密封片之间的宽度。
作为优选，本发明所述热风引入冷端管道的一端和冷端稳压腔室的侧面连接。
作为优选，本发明所述热风引入热二次风箱管道的一端和热端压力平衡腔室的侧面连接。
一种使用所述的系统进行的热二次风增压逆流防AH堵塞与换热面腐蚀方法，其特点在于：所述方法的步骤如下：SCR出口烟气经烟道进入三分仓回转式空气预热器换热，换热后的出口烟气流经烟道及电除尘器；冷一次风和冷二次风分别通过冷一次风管道和冷二次风管道经三分仓回转式空气预热器加热后，再分别由热一次风管道和热二次风管道流出，部分热二次风依次通过热二次风引出管道、热二次风引出流量电动调节阀、热风连通管道、热二次风增压风机和热风引入冷端管道而进入冷端稳压腔室，再由一号热风喷口沿烟气逆向喷入换热片后经热端压力平衡腔室和热风引入热二次风箱管道引出至热二次风管道，通过热二次风逆流加热，一方面高温汽化冷端生成的NH4HSO4并抑制NH4HSO4凝固，另一方面提高三分仓回转式空气预热器冷端综合温度，防止硫酸蒸汽凝结，由此有效解决燃煤电厂锅炉运行中空预器冷端硫酸凝结、生成NH4HSO4凝固造成空预器换热面腐蚀及堵塞的问题。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：有效解决了目前燃煤电厂锅炉运行中空预器冷端硫酸凝结、抑制生成NH4HSO4凝固造成空预器换热面腐蚀及堵塞的问题。本发明通过热二次风逆流加热，一方面高温汽化冷端生成的NH4HSO4并抑制NH4HSO4生成凝固，另一方面可提高空预器冷端综合温度，可防止硫酸蒸汽凝结，以此可有效解决燃煤电厂锅炉运行中空预器冷端硫酸凝结、生成NH4HSO4凝固造成空预器换热面腐蚀及堵塞的问题。
附图说明
图1是本发明实施例中热二次风增压逆流防AH堵塞与换热面腐蚀系统的结构示意图。
图2是本发明实施例中三分仓回转式空气预热器的结构示意图。
图3是本发明实施例中冷端一号扇形板的结构示意图。
图4是图3中B向的结构示意图。
图5是图3中D-D面的剖视结构示意图。
图6是图4中C-C面的剖视结构示意图。
图7是本发明实施例中热端一号扇形板的结构示意图。
图8是图7中E向的结构示意图。
图9是图7中F-F面的剖视结构示意图。
图10是图8中G-G面的剖视结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
实施例。
参见图1至图10，本实施例中的热二次风增压逆流防AH堵塞与换热面腐蚀系统包括三分仓回转式空气预热器1、换热片2、冷一次风管道7、冷二次风管道8、热一次风管道9、热二次风管道10、热二次风引出管道11、热二次风引出流量电动调节阀12、热风连通管道13、热二次风增压风机14、热风引入冷端管道15和热风引入热二次风箱管道16。
本实施例中的换热片2位于三分仓回转式空气预热器1内，三分仓回转式空气预热器1设置有烟气分仓、一次风分仓和二次风分仓，冷一次风管道7与一次风分仓的冷端连接，热一次风管道9与一次风分仓的热端连接，冷二次风管道8与二次风分仓的冷端连接，热二次风管道10与二次风分仓的热端连接，烟气分仓用于和烟道18连接。
本实施例中的三分仓回转式空气预热器1设置有一号扇形板3，一号扇形板3包括位于三分仓回转式空气预热器1冷端的冷端一号扇形板3-1和位于三分仓回转式空气预热器1热端的热端一号扇形板3-2，冷端一号扇形板3-1和热端一号扇形板3-2之间形成一个独立的逆流加热仓。
本实施例中的冷端一号扇形板3-1设置有冷端稳压腔室6，冷端稳压腔室6朝向换热片2的一面设置有数个一号热风喷口20，热端一号扇形板3-2设置有热端压力平衡腔室5，热端压力平衡腔室5朝向换热片2的一面设置有数个二号热风喷口21。
本实施例中的热风引入冷端管道15的一端和冷端稳压腔室6连接，热二次风引出管道11的一端和热二次风管道10连接，该热二次风引出管道11的另一端和热二次风引出流量电动调节阀12连接，热二次风引出流量电动调节阀12和热风连通管道13连接，热风连通管道13和热二次风增压风机14连接，热二次风增压风机14和热风引入冷端管道15连接，热风引入热二次风箱管道16的一端和热端压力平衡腔室5连接，该热风引入热二次风箱管道16的另一端和热二次风管道10连接。
本实施例中当三分仓回转式空气预热器1的旋转方向为烟气→一次风→二次风时，冷端稳压腔室6和热端压力平衡腔室5均位于烟气分仓和二次风分仓之间。当三分仓回转式空气预热器1的旋转方向为烟气→二次风→一次风时，冷端稳压腔室6和热端压力平衡腔室5均位于烟气分仓和一次风分仓之间。
本实施例中的一号热风喷口20和二号热风喷口21均为狭缝形结构。冷端一号扇形板3-1和热端一号扇形板3-2在沿三分仓回转式空气预热器1的轴向方向上重叠。一号扇形板3固定在三分仓回转式空气预热器1的中心桁架28上。冷端稳压腔室6和热端压力平衡腔室5的宽度均小于三分仓回转式空气预热器1相邻两个径向密封片之间的宽度。热风引入冷端管道15的一端和冷端稳压腔室6的侧面连接。热风引入热二次风箱管道16的一端和热端压力平衡腔室5的侧面连接。
本实施例中的热二次风增压逆流防AH堵塞与换热面腐蚀方法的步骤如下：SCR出口烟气经烟道18进入三分仓回转式空气预热器1换热，换热后的出口烟气流经烟道18及电除尘器19；冷一次风和冷二次风分别通过冷一次风管道7和冷二次风管道8经三分仓回转式空气预热器1加热后，再分别由热一次风管道9和热二次风管道10流出，部分热二次风依次通过热二次风引出管道11、热二次风引出流量电动调节阀12、热风连通管道13、热二次风增压风机14和热风引入冷端管道15而进入冷端稳压腔室6，再由一号热风喷口20沿烟气逆向喷入换热片2后经热端压力平衡腔室5和热风引入热二次风箱管道16引出至热二次风管道10，通过热二次风逆流加热，一方面高温汽化冷端生成的NH4HSO4并抑制NH4HSO4凝固，另一方面提高三分仓回转式空气预热器1冷端综合温度，防止硫酸蒸汽凝结，由此有效解决燃煤电厂锅炉运行中空预器冷端硫酸凝结、生成NH4HSO4凝固造成空预器换热面腐蚀及堵塞的问题。
本实施例中的三分仓回转式空气预热器1通常为典型三分仓全模式结构回转式空气预热器，在三分仓回转式空气预热器1上还可以设置有二号扇形板4，二号扇形板4包括冷端二号扇形板4-1和热端二号扇形板4-2。
三分仓回转式空气预热器1的旋转顺序为烟气→一次风→二次风时，在冷端一号扇形板3-1靠近二次风侧隔离出冷端稳压腔室6，在冷端稳压腔室6靠近换热片2的平面钢板上开出狭缝形的一号热风喷口20，在冷端一号扇形板3-1侧平面上开出圆形热二次风入口并与热二次风引入冷端管道15相连接；在热端一号扇形板3-2靠近二次风侧隔离出热端压力平衡腔室5，在热端压力平衡腔室5靠近换热片2的平面钢板上开出狭缝形的二号热风喷口21，在热端一号扇形板3-2的侧平面钢板上开出圆形热二次风出口并与热风引入热二次风箱管道16相连接。冷端稳压腔室6和热端压力平衡腔室5的宽度均小于空预器相邻两个径向密封片之间的宽度。
当三分仓回转式空气预热器1的旋转顺序为烟气→二次风→一次风时，只需将冷端稳压腔室6、热端压力平衡腔室5、一号热风喷口20、二号热风喷口21设置在冷端一号扇形板3-1和热端一号扇形板3-2径向对称的扇形板内即可，其冷端稳压腔室6和热端压力平衡腔室5亦应靠近一次风侧。
本发明中所说的“AH”是指空预器，这对本领域技术人员而言是公知常识。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明。凡依据本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种热二次风增压逆流防AH堵塞与换热面腐蚀系统，包括三分仓回转式空气预热器（1）、换热片（2）、冷一次风管道（7）、冷二次风管道（8）、热一次风管道（9）和热二次风管道（10），所述换热片（2）位于三分仓回转式空气预热器（1）内，所述三分仓回转式空气预热器（1）设置有烟气分仓、一次风分仓和二次风分仓，所述冷一次风管道（7）与一次风分仓的冷端连接，所述热一次风管道（9）与一次风分仓的热端连接，所述冷二次风管道（8）与二次风分仓的冷端连接，所述热二次风管道（10）与二次风分仓的热端连接，所述烟气分仓用于和烟道（18）连接，其特征在于：还包括热二次风引出管道（11）、热二次风引出流量电动调节阀（12）、热风连通管道（13）、热二次风增压风机（14）、热风引入冷端管道（15）和热风引入热二次风箱管道（16），所述三分仓回转式空气预热器（1）设置有一号扇形板（3），所述一号扇形板（3）包括位于三分仓回转式空气预热器（1）冷端的冷端一号扇形板（3-1）和位于三分仓回转式空气预热器（1）热端的热端一号扇形板（3-2），所述冷端一号扇形板（3-1）和热端一号扇形板（3-2）之间形成一个独立的逆流加热仓，所述冷端一号扇形板（3-1）设置有冷端稳压腔室（6），所述冷端稳压腔室（6）朝向换热片（2）的一面设置有数个一号热风喷口（20），所述热端一号扇形板（3-2）设置有热端压力平衡腔室（5），所述热端压力平衡腔室（5）朝向换热片（2）的一面设置有数个二号热风喷口（21），所述热风引入冷端管道（15）的一端和冷端稳压腔室（6）连接，所述热二次风引出管道（11）的一端和热二次风管道（10）连接，该热二次风引出管道（11）的另一端和热二次风引出流量电动调节阀（12）连接，所述热二次风引出流量电动调节阀（12）和热风连通管道（13）连接，所述热风连通管道（13）和热二次风增压风机（14）连接，所述热二次风增压风机（14）和热风引入冷端管道（15）连接，所述热风引入热二次风箱管道（16）的一端和热端压力平衡腔室（5）连接，该热风引入热二次风箱管道（16）的另一端和热二次风管道（10）连接。
2.根据权利要求1所述的热二次风增压逆流防AH堵塞与换热面腐蚀系统，其特征在于：当三分仓回转式空气预热器（1）的旋转方向为烟气→一次风→二次风时，所述冷端稳压腔室（6）和热端压力平衡腔室（5）均位于烟气分仓和二次风分仓之间。
3.根据权利要求1所述的热二次风增压逆流防AH堵塞与换热面腐蚀系统，其特征在于：当三分仓回转式空气预热器（1）的旋转方向为烟气→二次风→一次风时，所述冷端稳压腔室（6）和热端压力平衡腔室（5）均位于烟气分仓和一次风分仓之间。
4.根据权利要求1所述的热二次风增压逆流防AH堵塞与换热面腐蚀系统，其特征在于：所述一号热风喷口（20）和二号热风喷口（21）均为狭缝形结构。
5.根据权利要求1所述的热二次风增压逆流防AH堵塞与换热面腐蚀系统，其特征在于：所述冷端一号扇形板（3-1）和热端一号扇形板（3-2）在沿三分仓回转式空气预热器（1）的轴向方向上重叠。
6.根据权利要求1所述的热二次风增压逆流防AH堵塞与换热面腐蚀系统，其特征在于：所述一号扇形板（3）固定在三分仓回转式空气预热器（1）的中心桁架（28）上。
7.根据权利要求1所述的热二次风增压逆流防AH堵塞与换热面腐蚀系统，其特征在于：所述冷端稳压腔室（6）和热端压力平衡腔室（5）的宽度均小于三分仓回转式空气预热器（1）相邻两个径向密封片之间的宽度。
8.根据权利要求1所述的热二次风增压逆流防AH堵塞与换热面腐蚀系统，其特征在于：所述热风引入冷端管道（15）的一端和冷端稳压腔室（6）的侧面连接。
9.根据权利要求1所述的热二次风增压逆流防AH堵塞与换热面腐蚀系统，其特征在于：所述热风引入热二次风箱管道（16）的一端和热端压力平衡腔室（5）的侧面连接。
10.一种使用如权利要求1～9任一权利要求所述的系统进行的热二次风增压逆流防AH堵塞与换热面腐蚀方法，其特征在于：所述方法的步骤如下：SCR出口烟气经烟道（18）进入三分仓回转式空气预热器（1）换热，换热后的出口烟气流经烟道（18）及电除尘器（19）；冷一次风和冷二次风分别通过冷一次风管道（7）和冷二次风管道（8）经三分仓回转式空气预热器（1）加热后，再分别由热一次风管道（9）和热二次风管道（10）流出，部分热二次风依次通过热二次风引出管道（11）、热二次风引出流量电动调节阀（12）、热风连通管道（13）、热二次风增压风机（14）和热风引入冷端管道（15）而进入冷端稳压腔室（6），再由一号热风喷口（20）沿烟气逆向喷入换热片（2）后经热端压力平衡腔室（5）和热风引入热二次风箱管道（16）引出至热二次风管道（10），通过热二次风逆流加热，一方面高温汽化冷端生成的NH4HSO4并抑制NH4HSO4凝固，另一方面提高三分仓回转式空气预热器（1）冷端综合温度，防止硫酸蒸汽凝结，由此有效解决燃煤电厂锅炉运行中空预器冷端硫酸凝结、生成NH4HSO4凝固造成空预器换热面腐蚀及堵塞的问题。
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