CN108393310A - 采用干冰颗粒清洗回转式空气预热器的系统及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及采用干冰颗粒清洗回转式空气预热器的系统及其使用方法，采用干冰颗粒清洗回转式空气预热器的系统，包括DCS、控制器、检测空气预热器进出口处压差的差压变送器、空气压缩机、空气过滤器、喷管组件以及管道连通的液态二氧化碳存储罐和干冰造粒机；喷管组件设置于空气预热器的空气侧进口处。本发明可实现在线清洗空气预热器的蓄热板间的积垢，能够感应判断空气预热器内的堵塞情况，通过导轨带动喷嘴移动实现回转式空气预热器蓄热板间的逐级清洗，且干冰颗粒在线清洗空气预热器积垢后，升华为气体，不会对环境产生二次污染。

Description

采用干冰颗粒清洗回转式空气预热器的系统及其使用方法

技术领域

本发明涉及采用干冰颗粒清洗回转式空气预热器的系统及其使用方法，属于电力工业领域。

背景技术

目前，国内大部分燃煤电站锅炉都采用选择性催化还原（Selective CatalyticReduction，SCR）烟气脱硝系统。SCR运行过程中，由于催化剂效率的下降或单纯增大氨氮比来提高脱硝效率，导致氨逃逸量增加。逃逸的氨与烟气中的SO₃和H₂O在适宜的温度下会生成(NH₄)₂SO₄（少量）和NH₄HSO₄。NH₄HSO₄的液化温度和固化温度分别为350、147℃，液／固态的NH₄HSO₄具有较强的黏结性会附着在空预器蓄热板表面并吸附飞灰颗粒，长时间堆积会引起空气预热器堵塞。空预器堵灰不仅增加引风机的电耗，还影响了锅炉运行的经济性。严重堵灰时，将造成炉膛负压的剧烈波动、供氧量不足导致的负荷受限、风机失速抢风、MFT等情况的出现。

现有技术中有采用高压水来清洗空气预热器，例如授权公告号CN204478916U的中国专利公开了用于回转式空气预热器的高压水在线清洗装置，设有水源箱、高压水清洗机和清洗设备，还包括驱动清洗设备工作的驱动装置，清洗设备包括枪管和高压喷嘴。清洗回转式空气预热器时使用专业高压水冲洗，喷出水为柱状，可有效清理积垢，枪管为伸缩式，可根据实际清洗面积调整长度。高压水清洗空气预热器装置，依靠高压水冲击作用来使积垢脱离受热面。其缺点在于，如安装不当，高压水流与换热元件不垂直，高压水流不能穿透空预器整个换热面，不仅起不到冲洗作用，而且会损害蓄热片，且冲洗后废水难以处理，增加额外处理费用。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种采用干冰颗粒清洗回转式空气预热器的系统及其使用方法，该采用干冰颗粒清洗回转式空气预热器的系统及其使用方法可实现在线清洗空气预热器的蓄热板间的积垢，能够感应判断空气预热器内的堵塞情况，通过导轨带动喷嘴移动实现回转式空气预热器蓄热板间的逐级清洗，且干冰颗粒在线清洗空气预热器积垢后，升华为气体，不会对环境产生二次污染。

本发明的技术方案如下：

采用干冰颗粒清洗回转式空气预热器的系统，包括DCS、控制器、检测空气预热器进出口处压差的差压变送器、空气压缩机、空气过滤器、喷管组件以及管道连通的液态二氧化碳存储罐和干冰造粒机；喷管组件设置于空气预热器的空气侧进口处；喷管组件包括横向的导轨、安装导轨上的空气管、若干沿轴向固定于空气管上的喷嘴以及套设于空气管内的干冰颗粒管，喷嘴设置有中心喷口和环绕于中心喷口的环形喷口，中心喷口与干冰颗粒管连通，环形喷口与空气管连通；空气压缩机、空气过滤器、干冰造粒机的干冰颗粒存储腔、干冰颗粒管依次管道连通形成干冰颗粒通路；空气压缩机、空气过滤器以及空气管依次管道连通形成空气清洁通路；所述导轨通过一推进器沿径向于空气预热器的空气侧进口处来回移动；控制器分别与DCS、差压变送器、推进器、空气压缩机以及干冰造粒机电信号连接，控制器接收差压变送器的压差信号并控制空气压缩机、干冰造粒机和推进器工作。

其中，所述的采用干冰颗粒清洗回转式空气预热器的系统，还包括检测空气预热器进出口处温差的温差变送器，控制器与温差变送器电信号连接，控制器接收温差变送器的信号。

其中，所述喷嘴的中心喷口内为渐缩渐扩喷管。

其中，若干喷嘴等距离间隔分部于空气管上。

其中，所述喷管组件数量为两套，且在水平面上相互平行。

其中，所述推进器为电动推进器或气动推进器。

其中，所述液态二氧化碳存储罐和干冰造粒机连通的管道上依次设置有第一止回阀和第一电动阀；干冰造粒机与干冰颗粒管连通的管道上设置有第二止回阀；空气过滤器与干冰造粒机连通的管道上依次设置有第三止回阀和第二电动阀，空气过滤器与空气管连通的管道上设置有第三电动阀；第三止回阀位于第三电动阀和空气过滤器之间的管道上；控制器分别与第一电动阀、第二电动阀和第三电动阀电信号连接并控制它们的启闭。

采用干冰颗粒清洗回转式空气预热器的系统的使用方法，包上述采用干冰颗粒清洗回转式空气预热器的系统，步骤如下：

S1、清洗信号的检测：当空气预热器的蓄热板间结垢后，差压变送器和温差变送器将压差信号和温差信号传至控制器，控制器传输信号至DCS，由运行人员通过DCS输出清洗指令，交由控制器操作；

S2、推进器对导轨的推送：控制器控制推进器工作，使导轨进入指定位置；

S3、空气清扫任务：第一电动阀和第二电动阀关闭，第三电动阀打开，空气压缩机将压缩空气经空气过滤器、空气管和环形喷口进入空气预热器空气侧进口段，清扫喷嘴附近积灰以及降低干冰颗粒管外温度；

S4、干冰颗粒清扫任务：经过一段时间吹扫后，关闭第三电动阀，打开第一电动阀和第二电动阀，液态二氧化碳存储罐中液态二氧化碳进入干冰造粒机，生产出的干冰颗粒由空气压缩机中的压缩空气携带，经第二止回阀进入干冰颗粒管，再由中心喷口进入空气预热器空气侧进口段，对空气预热器的蓄热板间积垢进行清扫；控制器控制推进器，使导轨在推进器的带动下沿空气预热器径向移动，带动喷嘴沿径向移动，继续清扫空气预热器的其他位置；

S5、回位：积垢清理完成，温差变送器和压力变送器将信号传至控制器，控制器传输信号至DCS，由运行人员通过DCS输出完成指令；控制器控制推进器，将导轨退回原位置，完成清洗。

本发明具有如下有益效果：

1、本发明可实现在线清洗空气预热器的蓄热板间的积垢，能够依据回转式空气预热器进出口两侧的温差和压差数据来判断空气预热器内的堵塞情况，通过导轨带动喷嘴移动实现回转式空气预热器蓄热板间的逐级清洗。

2、本发明利用高压干冰颗粒气流清洗技术，来冲击清洗回转式空气预热器蓄热板间积垢。其原理使以干冰颗粒为工作介质，经空气压缩机产生高流气固两相流（0.7-0.9MPa），然后经喷嘴加速，以高速射流冲向积垢表面，在冲刷、剥蚀以及干冰颗粒碰撞爆裂的作用下，使积垢脱离受热面表面，高速干冰颗粒具有极大的冲刷动能，对回转式空气预热器蓄热板间灰垢进行冲刷，以清洁蓄热板表面。在线清洗回转式空气预热器时，可依据温差变送器和差压变送器信号，判断不同位置积垢程度，以移动导轨有效清洗严重积垢位置，保证回转式空气预热器的稳定运行。

3、本发明采用高速干冰颗粒在线清洗回转式空气预热器蓄热板间积垢的技术方法，与现有的高压水冲洗、蒸汽冲洗以及声波冲洗技术相比，具有逐级清洗、冲洗效率高、不产生二次污染等优点。由于干冰颗粒气流具有流速高、温度低可对物体表面积垢实现冷冻剥离以及冲击剥离等作用，可保证换热表面积垢能够快速清除。

4、本发明清洗回转式空气预热器蓄热板间积垢后，干冰颗粒升华为二氧化碳气体，不会二次产生废水或废气。

5、本发明设置有空气管，先通过输出空气来清扫喷嘴附近积灰以及降低干冰颗粒管四周温度，这样使得干冰颗粒清洗效果更好，干冰颗粒不会提前升华成气体或堵塞喷口。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的喷管组件的俯视图；

图3为本发明的图2的沿A-A线的剖视图；

图4为本发明的图2的B处局部放大示意图。

图中附图标记表示为：

1-DCS、2-控制器、3-差压变送器、4-温差变送器、5-空气压缩机、6-空气过滤器、7-液态二氧化碳存储罐、8-干冰造粒机、9-喷管组件、90-推进器、91-导轨、92-空气管、93-喷嘴、931-中心喷口、932-环形喷口、94-干冰颗粒管、100-空气预热器、101-蓄热板、201-第一止回阀、202-第二止回阀、203-第三止回阀、301-第一电动阀、302-第二电动阀、303-第三电动阀、400-干冰颗粒通路、500-空气清洁通路。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例来对本发明进行详细的说明。

参见图1-4，采用干冰颗粒清洗回转式空气预热器的系统，包括DCS1、控制器2、检测空气预热器100进出口处压差的差压变送器3、空气压缩机5、空气过滤器6、喷管组件9以及管道连通的液态二氧化碳存储罐7和干冰造粒机8；喷管组件9设置于空气预热器100的空气侧进口处；喷管组件9包括横向的导轨91、安装导轨91上的空气管92、若干沿轴向固定于空气管92上的喷嘴93以及套设于空气管92内的干冰颗粒管94，喷嘴93设置有中心喷口931和环绕于中心喷口931的环形喷口932，中心喷口931与干冰颗粒管94连通，环形喷口932与空气管92连通；空气压缩机5、空气过滤器6、干冰造粒机8的干冰颗粒存储腔、干冰颗粒管94依次管道连通形成干冰颗粒通路400；空气压缩机5、空气过滤器6以及空气管92依次管道连通形成空气清洁通路500；所述导轨91通过一推进器90沿径向于空气预热器100的空气侧进口处来回移动；控制器2分别与DCS1、差压变送器3、推进器90、空气压缩机5以及干冰造粒机8电信号连接，控制器2接收差压变送器3的压差信号并控制空气压缩机5、干冰造粒机8和推进器90工作。

参见图1-3，所述喷嘴93的中心喷口931为渐缩渐扩喷管，以提高中心喷口931的干冰颗粒气流冲刷动能。

参见图2，若干喷嘴93等距离间隔分部于空气管92上。

参见图2，所述喷管组件9数量为两套，且在水平面上相互平行。

参见图1-3，所述推进器90为电动推进器或气动推进器。

参见图1，所述液态二氧化碳存储罐7和干冰造粒机8连通的管道上依次设置有第一止回阀201和第一电动阀301；干冰造粒机8与干冰颗粒管94连通的管道上设置有第二止回阀202；空气过滤器6与干冰造粒机8连通的管道上依次设置有第三止回阀203和第二电动阀302，空气过滤器6与空气管92连通的管道上设置有第三电动阀303；第三止回阀203位于第三电动阀303和空气过滤器6之间的管道上；控制器2分别与第一电动阀301、第二电动阀302和第三电动阀303电信号连接并控制它们的启闭。

采用干冰颗粒清洗回转式空气预热器的系统的使用方法，包括上述系统，其步骤如下：

S1、清洗信号的检测：当空气预热器100的蓄热板101间结垢后，温差变送器4和压差变送器5将压差信号和温差信号传至控制器2，控制器2传输信号至DCS1，由运行人员通过DCS1输出清洗指令，交由控制器2操作；

S2、推进器对导轨的推送：控制器2控制推进器90工作，使导轨91进入指定位置；

S3、空气清扫任务：第一电动阀301和第二电动阀302关闭，第三电动阀303打开，空气压缩机5将压缩空气经空气过滤器6、空气管92和环形喷口932送入空气预热器100空气侧进口段，清扫喷嘴93附近积灰以及降低干冰颗粒管94外温度；

S4、干冰颗粒清扫任务：经过一段时间吹扫后，关闭第三电动阀303，打开第一电动阀301和第二电动阀302，液态二氧化碳存储罐7中液态二氧化碳进入干冰造粒机8，生产出的干冰颗粒由空气压缩机5中的压缩空气携带，经第二止回阀202进入干冰颗粒管94，再由中心喷口931进入空气预热器100空气侧进口段，对空气预热器100的蓄热板101间积垢进行清扫；在干冰颗粒的高速撞击、脆化、剥蚀作用下，积垢从蓄热板101表面脱离，干冰颗粒冲击清洗积垢后，干冰颗粒升华为二氧化碳气体，不造成二次污染；控制器2控制推进器90，使导轨91在推进器90的带动下沿径向移动，带动喷嘴93沿径向移动，继续清扫空气预热器100其他位置；以确保空气预热器100的蓄热板101间积垢得到充分清理；

S5、回位：积垢清理完成，温差变送器4和差压变送器3将信号传至控制器2，控制器2传输信号至DCS1，由运行人员通过DCS1输出完成指令；制器2控制推进器90，使导轨91退回原位置，完成清洗。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.采用干冰颗粒清洗回转式空气预热器的系统，其特征在于：包括DCS（1）、控制器（2）、检测空气预热器（100）进出口处压差的差压变送器（3）、空气压缩机（5）、空气过滤器（6）、喷管组件（9）以及管道连通的液态二氧化碳存储罐（7）和干冰造粒机（8）；喷管组件（9）设置于空气预热器（100）的空气侧进口处；喷管组件（9）包括横向的导轨（91）、安装导轨（91）上的空气管（92）、若干沿轴向固定于空气管（92）上的喷嘴（93）以及套设于空气管（92）内的干冰颗粒管（94），喷嘴（93）设置有中心喷口（931）和环绕于中心喷口（931）的环形喷口（932），中心喷口（931）与干冰颗粒管（94）连通，环形喷口（932）与空气管（92）连通；空气压缩机（5）、空气过滤器（6）、干冰造粒机（8）的干冰颗粒存储腔、干冰颗粒管（94）依次管道连通形成干冰颗粒通路（400）；空气压缩机（5）、空气过滤器（6）以及空气管（92）依次管道连通形成空气清洁通路（500）；所述导轨（91）通过一推进器（90）沿径向于空气预热器（100）的空气侧进口处来回移动；控制器（2）分别与DCS（1）、差压变送器（3）、推进器（90）、空气压缩机（5）以及干冰造粒机（8）电信号连接，控制器（2）接收差压变送器（3）的压差信号并控制空气压缩机（5）、干冰造粒机（8）和推进器（90）工作。

2.根据权利要求1所述的采用干冰颗粒清洗回转式空气预热器的系统，其特征在于：还包括检测空气预热器（100）进出口处温差的温差变送器（4），控制器（2）与温差变送器（4）电信号连接，控制器（2）接收温差变送器（4）的温差信号并控制空气压缩机（5）、干冰造粒机（8）和推进器（90）工作。

3.根据权利要求1所述的采用干冰颗粒清洗回转式空气预热器的系统，其特征在于：所述喷嘴（93）的中心喷口（931）内为渐缩渐扩喷管。

4.根据权利要求1所述的采用干冰颗粒清洗回转式空气预热器的系统，其特征在于：若干喷嘴（93）等距离间隔分部于空气管（92）上。

5.根据权利要求1所述的采用干冰颗粒清洗回转式空气预热器的系统，其特征在于：所述喷管组件（9）数量为两套，且在水平面上相互平行。

6.根据权利要求1所述的采用干冰颗粒清洗回转式空气预热器的系统，其特征在于：所述推进器（90）为电动推进器或气动推进器。

7.根据权利要求2所述的采用干冰颗粒清洗回转式空气预热器的系统，其特征在于：所述液态二氧化碳存储罐（7）和干冰造粒机（8）连通的管道上依次设置有第一止回阀（201）和第一电动阀（301）；干冰造粒机（8）与干冰颗粒管（94）连通的管道上设置有第二止回阀（202）；空气过滤器（6）与干冰造粒机（8）连通的管道上依次设置有第三止回阀（203）和第二电动阀（302），空气过滤器（6）与空气管（92）连通的管道上设置有第三电动阀（303）；第三止回阀（203）位于第三电动阀（303）和空气过滤器（6）之间的管道上；控制器（2）分别与第一电动阀（301）、第二电动阀（302）和第三电动阀（303）电信号连接并控制它们的启闭。

8.采用干冰颗粒清洗回转式空气预热器的系统的使用方法，其特征在于：包括权利要求7所述采用干冰颗粒清洗回转式空气预热器的系统，步骤如下：

S1、清洗信号的检测：当空气预热器（100）的蓄热板（101）间结垢后，差压变送器（3）和温差变送器（4）将压差信号和温差信号传至控制器（2），控制器（2）传输信号至DCS（1），由运行人员通过DCS（1）输出清洗指令，交由控制器（2）操作；

S2、推进器对导轨的推送：控制器（2）控制推进器（90）工作，使导轨（91）进入指定位置；

S3、空气清扫任务：第一电动阀（301）和第二电动阀（302）关闭，第三电动阀（303）打开，空气压缩机（5）将压缩空气经空气过滤器（6）、空气管（92）和环形喷口（932）进入空气预热器（100）空气侧进口段，清扫喷嘴（93）附近积灰以及降低干冰颗粒管（94）外温度；

S4、干冰颗粒清扫任务：经过一段时间吹扫后，关闭第三电动阀（303），打开第一电动阀（301）和第二电动阀（302），液态二氧化碳存储罐（7）中液态二氧化碳进入干冰造粒机（8），生产出的干冰颗粒由空气压缩机（5）中的压缩空气携带，经第二止回阀（202）进入干冰颗粒管（94），再由中心喷口（931）进入空气预热器（100）空气侧进口段，对空气预热器（100）的蓄热板（101）间积垢进行清扫；控制器（2）控制推进器（90），使导轨（91）在推进器（90）的带动下沿空气预热器（100）径向移动，带动喷嘴（93）沿径向移动，继续清扫空气预热器（100）的其他位置；

S5、回位：积垢清理完成，温差变送器（4）和压力变送器（3）将信号传至控制器（2），控制器（2）传输信号至DCS（1），由运行人员通过DCS（1）输出完成指令；控制器（2）控制推进器（90），将导轨（91）退回原位置，完成清洗。