CN106546124A - 一种循环风防堵灰装置及回转式空气预热器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种循环风防堵灰装置及回转式空气预热器,循环风防堵灰装置包括循环风仓、循环风机、送料管、磨料仓和控制单元,循环风仓的上端为热端、下端为冷端,循环风仓的热端外接有上风道、冷端外接有下风道,下风道与循环风机的出风口相连,上风道与循环风机的进风口相连,送料管与下风道连通,磨料仓的出料口处设有磨料电磁阀,磨料电磁阀装设于送料管上,且磨料电磁阀的控制端和控制单元相连;回转式空气预热器装设有前述的循环风防堵灰装置。本发明对排烟温度影响较小、不影响一二次风和烟气、磨料冲扫方式对蓄热板中温区吹扫效果良好,可有效解决NH4HSO4的危害、能够减少烟气中漏入空气的量及降低漏风率。
Description
技术领域
本发明涉及火电领域使用的回转式空气预热器的结构改进,具体公开了一种循环风防堵灰装置及回转式空气预热器。
背景技术
电站锅炉广泛采用的空气预热器有管式空气预热器和回转式空气预热器两种。回转式空气预热器分为受热面旋转和风罩旋转两种型式。随着SCR/SNCR烟气脱硝系统投入使用和国家污染物排放政策日益严格,由于NH3逃逸率超标和燃用高硫煤等产生的回转式空气预热器积灰腐蚀情况较为普遍。电厂广泛采用的暖风器、热风再循环和双介质吹灰等预防措施,存在排烟温度升高影响锅炉效率、送风机电耗增加和热风温度受影响等问题。迄今尚没有一个效果良好,被业界普遍认可的空气预热器防堵灰技术。
空气预热器积灰堵塞对电站锅炉的安全经济运行有很大影响,综合来看,主要有以下方面危害:(1)烟风阻力增大,风机负荷升高。空气预热器发生堵灰后,原本通透的蓄热元件空隙变得更加窄小甚至完全堵死,因此,烟道和风道阻力增大是空气预热器发生堵灰的最直接影响。为满足足够的送风量,风机负荷增高,耗电量提高,增加了电厂的运行成本,而当烟道阻力大到一定程度之后,可能造成风机负荷不足导致锅炉无法满负荷运行。(2)影响换热效率,排烟温度升高。当蓄热元件表面积灰后,由于灰分的热导率远小于金属蓄热板,会影响烟风流体和蓄热板之间的换热,当某一区域内蓄热板空隙被完全堵死之后,则该区域的蓄热板完全不参与换热,使整个空气预热器的换热面积减小,换热效率降低,排烟温度升高,锅炉的排烟损失增大,热效率降低。(3)加重腐蚀。对于空气预热器的蓄热元件,腐蚀和积灰往往是伴随产生的,当空气预热器发生积灰时,更容易吸附烟气中的硫酸蒸汽和NH4HSO4,积灰也为腐蚀提供了一个“温床”,从而加重腐蚀,影响蓄热板的使用寿命。(4)炉膛压力波动大。空气预热器堵灰一般是从某个区域开始发展,而蓄热元件是旋转的,造成堵灰区域的不断移动,以及风烟道阻力的不断变化,从而导致锅炉炉膛压力波动,直接影响炉内燃料燃烧的稳定性和经济性。(5)漏风量增加。空气预热器发生堵灰后,由于阻力增大,导致烟气侧和空气侧的流体介质压差升高,使得空气预热器的漏风问题更加严重。
由上可见,鉴于空气预热器积灰堵塞问题的普遍存在和严重危害,开发一种易用实施,效果良好的空气预热器防堵灰方法具有十分重要的意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题是:针对现有技术的上述问题,提供一种对排烟温度影响较小、不影响一二次风和烟气、对蓄热板中温区吹扫效果良好,可有效解决NH4HSO4的危害、能够减少烟气中漏入空气的量及降低漏风率的循环风防堵灰装置及回转式空气预热器。
为了解决上述技术问题,本发明采用的技术方案为:
本发明提供一种循环风防堵灰装置,包括循环风仓、循环风机、送料管、磨料仓和控制单元,所述循环风仓的上端为热端、下端为冷端,所述循环风仓的热端外接有上风道、冷端外接有下风道,所述下风道与循环风机的出风口相连,所述上风道与循环风机的进风口相连,所述送料管与下风道连通,所述磨料仓的出料口处设有磨料电磁阀,所述磨料电磁阀装设于送料管上,且所述磨料电磁阀的控制端和控制单元相连。
优选地,所述循环风机的出风口设有开度可调的出口挡板。
优选地,所述循环风仓上设有扇形安装板,所述扇形安装板的圆心处设有铰接安装孔。
优选地,所述控制单元包括控制开关盒、微处理器单元、光耦电路、D/A转换器和显示模块,所述控制开关盒、显示模块分别和微处理器单元相连,所述微处理器单元包括两路控制输出端,所述微处理器单元的一路控制输出端通过光耦电路和循环风机相连,所述微处理器单元的另一路控制输出端通过D/A转换器和磨料电磁阀相连。
优选地,所述控制开关盒包括用于控制循环风机的风机开关和用于控制磨料电磁阀的电磁阀档位开关,所述风机开关和电磁阀档位开关分别与微处理器单元相连。
优选地,所述风机开关为扎型单开关。
优选地,所述电磁阀档位开关为三挡位开关。
优选地,所述微处理器单元为MSP单片机,所述MSP单片机的P2.1端口作为一路控制输出端通过光耦电路和循环风机相连,所述MSP单片机的P1.0~P1.7端口作为另一路控制输出端通过D/A转换器和磨料电磁阀相连。
优选地,所述光耦电路为MOC光耦开关,所述MOC光耦开关的1号端口连接MSP单片机的P2.1端口,所述MOC光耦开关的2号端口接地,所述MOC光耦开关的3号端口连接电源,所述MOC光耦开关的4号端口和循环风机的控制端相连。
进一步地,本发明还提供一种回转式空气预热器,包括回转式空气预热器本体和本发明前述的循环风防堵灰装置,所述循环风防堵灰装置的循环风仓设于回转式空气预热器本体的一次风侧。
本发明循环风防堵灰装置具有下述优点:
1、针对SCR/SNCR脱硝系统投入后,由于逃逸NH3与烟气中SO3反应生成NH4HSO4,以及烟气酸露点升高,导致传统空气预热器蓄热元件积灰腐蚀、烟气/空气侧流通阻力增大引起的风机电耗升高,甚至限制机组带负荷能力等问题;本发明采用了在空气预热器转子由空气侧进入烟气侧之前,设置循环风仓的技术方法,使该区域空气预热器中温段底部和低温段蓄热元件温度水平升高,主要沉积产物NH4HSO4的凝结范围缩小并向冷端移动,同时已凝结的沉积产物由于升温部分分解,从而减轻空气预热器内部蓄热元件积灰堵塞程度,可有效解决NH4HSO4的危害。
2、本发明包括送料管、磨料仓和控制单元,送料管与下风道连通,磨料仓的出料口处设有磨料电磁阀,磨料电磁阀装设于送料管上,且磨料电磁阀的控制端和控制单元相连,采用在循环风中加入磨料,利用循环风携带磨料冲刷蓄热元件的方式,磨料冲扫方式对蓄热板中温区吹扫效果良好,对蓄热元件上的沉积产物进行清扫,能够保证在整个循环风仓里磨料和空气的速度一致,磨料对蓄热板的冲扫效果相同,无论低温区还是中温区都能达到良好的清扫效果;与传统热风再循环方式相比,采用循环风对转子进行加热,对进入烟气侧的积灰腐蚀倾向最严重的冷端蓄热元件温度提升幅度更大,且对排烟温度和热风温度的影响更小。
3、本发明循环风仓的上端为热端、下端为冷端,循环风仓的热端外接有上风道、冷端外接有下风道,下风道与循环风机的出风口相连,上风道与循环风机的进风口相连,采用利用空气预热器自身产生的热风对冷端蓄热板进行加热的方法,达到了最大节约热量,也可减少对排烟温度的技术效果。
4、本发明循环风仓的上端为热端、下端为冷端,循环风仓的热端外接有上风道、冷端外接有下风道,下风道与循环风机的出风口相连,上风道与循环风机的进风口相连,循环风在循环过程中先放热后吸热,相当于既不放热也不吸热,对排烟温度影响较小。
5、本发明循环风仓的上端为热端、下端为冷端,循环风仓的热端外接有上风道、冷端外接有下风道,下风道与循环风机的出风口相连,上风道与循环风机的进风口相连,循环风在循环分仓内闭式流通,不影响一二次风和烟气;
6、经过采用本发明循环风防堵灰装置改造的回转式空气预热器,循环风仓与烟气侧的压差要小于一次风侧和烟气侧的压差,能够减少烟气中漏入空气的量,降低了漏风率。
本发明的回转式空气预热器为带有本发明循环风防堵灰装置的整机产品,因此同样也具有本发明循环风防堵灰装置的前述优点,故在此不再赘述。
附图说明
图1为本发明实施例回转式空气预热器的结构示意图。
图2为本发明实施例控制单元的原理示意图。
图3为本发明实施例控制开关盒的电路原理示意图。
图4为本发明实施例微处理器单元的电路原理示意图。
图5为本发明实施例光耦电路的电路原理示意图。
图例说明:1、循环风仓;11、上风道;12、下风道;2、循环风机;3、送料管;4、磨料仓;41、磨料电磁阀;5、控制单元;51、控制开关盒;511、风机开关;512、电磁阀档位开关;52、微处理器单元;53、光耦电路;54、D/A转换器;55、显示模块;6、回转式空气预热器本体。
具体实施方式
如图1所示,本实施例的循环风防堵灰装置包括循环风仓1、循环风机2、送料管3、磨料仓4和控制单元5,循环风仓1的上端为热端、下端为冷端,循环风仓1的热端外接有上风道11、冷端外接有下风道12,下风道12与循环风机2的出风口相连,上风道11与循环风机2的进风口相连,送料管3与下风道12连通,磨料仓4的出料口处设有磨料电磁阀41,磨料电磁阀41装设于送料管3上,且磨料电磁阀41的控制端和控制单元5相连。本实施例对循环风仓1的改造,一二次风烟道的位置微调,循环风仓1的冷热两端用上风道11和下风道12闭合连通,风道中加装循环风机2作为驱动,上风道11和下风道12中空气的流向为由热端到冷端,循环风仓1内空气的流向为由冷端到热端流动;为实现定时对循环风仓1吹扫的目的,在上风道11、下风道12中加入了由三者构成的送料管3、磨料仓4和控制单元5磨料投放装置,磨料存放在磨料仓4里,当吹扫启动时,通过控制单元5开启下方的磨料电磁阀41,控制进料速度,即可在循环风中加入一定比例的磨料,由循环风携带磨料进入回转式空气预热器的本体中对循环风仓2进行冲扫,可通过控制进料速度以控制磨料浓度。
如图1所示,循环风机2的出风口设有开度可调的出口挡板21,通过开度可调的出口挡板21可以改变循环风仓1内部的空气流速。
如图1所示,循环风仓1上设有扇形安装板13,扇形安装板13的圆心处设有铰接安装孔,循环风仓1通过扇形安装板13安装固定于回转式空气预热器的内,因此改变扇形安装板13的安装角度,即可改变循环风仓1的安装角度。此外,结合调节循环风机2的转速,或者调节循环风机2的出口挡板21的开度,都可以改变循环风仓内部空气流速,从而实现不同负荷、不同煤种条件下,空气预热器转子温度水平灵活调整的功能。
如图2所示,控制单元5包括控制开关盒51、微处理器单元52、光耦电路53、D/A转换器54和显示模块55,控制开关盒51、显示模块55分别和微处理器单元52相连,微处理器单元52包括两路控制输出端,微处理器单元52的一路控制输出端通过光耦电路53和循环风机2相连,微处理器单元52的另一路控制输出端通过D/A转换器54和磨料电磁阀41相连。本实施例通过微处理器单元52的一路控制输出端通过光耦电路53和循环风机2相连,从而实现了弱电和强电的物理隔离,驱动方式更加安全可靠;此外,微处理器单元52通过D/A转换器54和磨料电磁阀41相连,通过D/A转换器54控制磨料电磁阀41,结构简单。
如图3所示,控制开关盒51包括用于控制循环风机2的风机开关511和用于控制磨料电磁阀41的电磁阀档位开关512,风机开关511和电磁阀档位开关512分别与微处理器单元52相连;通过风机开关511即控制循环风机2的开关状态及转速;通过电磁阀档位开关512可控制磨料电磁阀41的投料大小,以在循环风中加入指定比例的磨料。
如图3所示,风机开关511为扎型单开关。
如图3所示,电磁阀档位开关512为三挡位开关,具有大中小三个档位。
如图4所示,微处理器单元52为MSP单片机,具体采用MSP430C1101型MSP单片机,MSP单片机的P2.1端口作为一路控制输出端通过光耦电路53和循环风机2相连,MSP单片机的P1.0~P1.7端口和D/A转换器54的IN端相连,MSP单片机的P1.0~P1.7端口作为另一路控制输出端通过D/A转换器54和磨料电磁阀41相连。参见图4,MSP单片机的5、6号端口和晶振X1相连,MSP单片机的7号端口通过电容C1接地、且通过电阻R1接电源,电容C1上并联布置有复位开关,用于给MSP单片机复位。
如图5所示,光耦电路53为MOC光耦开关,具体采用MOC3052型MOC光耦开关,MOC光耦开关的1号端口连接MSP单片机的P2.1端口,MOC光耦开关的2号端口接地,MOC光耦开关的3号端口连接电源,MOC光耦开关的4号端口和循环风机2的控制端相连。
参见图1,采用本实施例的循环风防堵灰装置的回转式空气预热器中,本实施例的循环风防堵灰装置的循环风仓1设于回转式空气预热器本体6的一次风侧。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例,凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种循环风防堵灰装置,其特征在于:包括循环风仓(1)、循环风机(2)、送料管(3)、磨料仓(4)和控制单元(5),所述循环风仓(1)的上端为热端、下端为冷端,所述循环风仓(1)的热端外接有上风道(11)、冷端外接有下风道(12),所述下风道(12)与循环风机(2)的出风口相连,所述上风道(11)与循环风机(2)的进风口相连,所述送料管(3)与下风道(12)连通,所述磨料仓(4)的出料口处设有磨料电磁阀(41),所述磨料电磁阀(41)装设于送料管(3)上,且所述磨料电磁阀(41)的控制端和控制单元(5)相连。
2.根据权利要求1所述的循环风防堵灰装置,其特征在于:所述循环风机(2)的出风口设有开度可调的出口挡板(21)。
3.根据权利要求1所述的循环风防堵灰装置,其特征在于:所述循环风仓(1)上设有扇形安装板(13),所述扇形安装板(13)的圆心处设有铰接安装孔。
4.根据权利要求1所述的循环风防堵灰装置,其特征在于:所述控制单元(5)包括控制开关盒(51)、微处理器单元(52)、光耦电路(53)、D/A转换器(54)和显示模块(55),所述控制开关盒(51)、显示模块(55)分别和微处理器单元(52)相连,所述微处理器单元(52)包括两路控制输出端,所述微处理器单元(52)的一路控制输出端通过光耦电路(53)和循环风机(2)相连,所述微处理器单元(52)的另一路控制输出端通过D/A转换器(54)和磨料电磁阀(41)相连。
5.根据权利要求4所述的循环风防堵灰装置,其特征在于:所述控制开关盒(51)包括用于控制循环风机(2)的风机开关(511)和用于控制磨料电磁阀(41)的电磁阀档位开关(512),所述风机开关(511)和电磁阀档位开关(512)分别与微处理器单元(52)相连。
6.根据权利要求5所述的循环风防堵灰装置,其特征在于:所述风机开关(511)为扎型单开关。
7.根据权利要求5所述的循环风防堵灰装置,其特征在于:所述电磁阀档位开关(512)为三挡位开关。
8.根据权利要求4所述的循环风防堵灰装置,其特征在于:所述微处理器单元(52)为MSP单片机,所述MSP单片机的P2.1端口作为一路控制输出端通过光耦电路(53)和循环风机(2)相连,所述MSP单片机的P1.0~P1.7端口作为另一路控制输出端通过D/A转换器(54)和磨料电磁阀(41)相连。
9.根据权利要求8所述的循环风防堵灰装置,其特征在于:所述光耦电路(53)为MOC光耦开关,所述MOC光耦开关的1号端口连接MSP单片机的P2.1端口,所述MOC光耦开关的2号端口接地,所述MOC光耦开关的3号端口连接电源,所述MOC光耦开关的4号端口和循环风机(2)的控制端相连。
10.一种回转式空气预热器,包括回转式空气预热器本体(6),其特征在于:还包括权利要求1~9中任一所述的循环风防堵灰装置,所述循环风防堵灰装置的循环风仓(1)设于回转式空气预热器本体(6)的一次风侧。
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