CN109373800A - 可在线清洗的回转式空气预热系统及在线清洗方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了可在线清洗的回转式空气预热系统及在线清洗方法，回转式空气预热系统包括回转式空气预热器、喷嘴、直线移动装置和遮流板，直线移动装置安装在回转式空气预热系统的烟气通道的烟气出口端、喷嘴安装在直线移动装置上，喷嘴朝向回转式空气预热器，喷嘴通过气管与热一次风母管连接，从热一次风母管导出热一次风并由喷嘴喷向回转式空气预热器的蓄热元件，遮流板安装在烟气通道的烟气进口端，并与喷嘴的运动区域对应，用于遮挡对应区域的烟气进入回转式空气预热器。本发明可在线清洗回转式空气预热系统的冷端蓄热元件，清洁效果更好。
Description
技术领域
本发明涉及一种可在线清洗的回转式空气预热系统，本发明还涉及所述系统的在线清洗方法。
背景技术
火力发电行业燃煤发电机组的锅炉系统中，为提高锅炉内燃煤燃烧后产生的高温烟气热量利用率，装设有回转式空气预热系统，通过回转式空气预热系统中的回转式空气预热器对入炉空气进行加热，提高锅炉效率。
目前各火力发电厂实施超低排放标准后，在燃煤锅炉的回转式空气预热器前端全部加装了脱销催化剂装置。依靠在锅炉尾部烟气中喷入NH4气体还原剂并与其中的NOx气体充分混合后，经过脱销催化剂装置时，在催化剂的催化作用下，NH4气体与NOx充分反应并分解为N2气体。由于NH4加入量与NOx产生量不能完全匹配，为保证排放指标的合格，一般采用过量加入NH4的方式，造成脱硝装置出口处氨逃逸，过量未反应的NH4与烟气中的SO3发生反应生成硫酸氢氨和硫酸铵，硫酸氢氨的形成温度在190～240℃之间，而回转式空气预热器的热端蓄热元件(回转式空气预热器的烟气流入的端部为热端)出口至冷端蓄热元件(回转式空气预热器的烟气流出的端部为冷端)入口段区域开始形成硫酸氢氨。硫酸氢氨的露点温度为147℃，而冷段蓄热元件出口烟气温度为120～130℃，而冷端蓄热元件的温度分布区域覆盖了硫酸氢氨的露点温度区域，此时硫酸氢氨已经凝结并开始黏附在蓄热元件上。在烟气温度低于185℃时，硫酸氢氨已经开始由气态凝结。凝结的硫酸氢氨具有很好的粘性，会很快黏附在蓄热元件上，并捕捉经过其表面的烟气中的飞灰，并逐渐形成板结，堵塞烟气通道，造成空气预热器蓄热元件压差急剧增加，降低整个锅炉燃烧系统的可靠性。
目前的回转式空气预热器在出现冷端蓄热元件堵塞时，采用蒸汽在线清洗的方式，蒸汽参数一般采用2.5MPa、350℃以上。现有的蒸汽在线清洗方式主要存在以下问题：
1)在高压蒸汽进入冷端蓄热元件后，出现急剧降压，造成蒸汽温度也快速降低并接近蓄热元件区域的烟气温度，无法对硫酸氢氨形成加热作用。
2)采用蒸汽吹扫时，由于蒸汽热量的价值较高，如采用面积较大的喷嘴进行吹扫，会造成吹扫蒸汽用量的急剧增加，大幅度降低机组的经济性，只能采用小口径喷嘴进行吹扫，无法覆盖整个冷端蓄热元件。
3)冷端蓄热元件一般为提高蓄热能力，其换热板片型式采用非直通式的通道。高流速的吹扫蒸汽无法在瞬时的吹扫中穿透非直通式的通道，无法达到较好的穿透能力，也就无法起到对蓄热元件进行有效清理。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题，就是提供一种可在线清洗的回转式空气预热系统。
本发明所要解决的第二个技术问题，就是提供一种回转式空气预热系统的在线清洗方法。
采用本发明的系统和在线清洗方法，能有效地对回转式空气预热器的冷端蓄热元件的硫酸氢氨形成加热作用、对蓄热元件清理效果良好且提高了经济性。
解决上述第一个技术问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种可在线清洗的回转式空气预热系统，包括回转式空气预热器，回转式空气预热器上设有烟气通道，其特征是：还包括有喷嘴、直线移动装置和遮流板；所述的直线移动装置安装在烟气通道的烟气出口端、喷嘴安装在直线移动装置上，由直线移动装置带动喷嘴沿回转式空气预热器的径向来回运动，喷嘴朝向回转式空气预热器，喷嘴通过气管与热一次风母管连接，从热一次风母管导出热一次风并由喷嘴喷向回转式空气预热器的蓄热元件，遮流板安装在烟气通道的烟气进口端，并与喷嘴的运动区域对应，用于遮挡对应区域的烟气进入回转式空气预热器。
所述喷嘴为出口为矩形的拉瓦尔喷嘴。
所述气管上安装有控制阀。
所述直线移动装置为电动导轨，喷嘴安装在电动导轨的活动件上。
所述直线移动装置主动轮、从动轮、传动链条和电机，主动轮与电机的转动轴连接，传动链条配合安装在主动轮和从动轮上，喷嘴与传动链条连接，跟随传动链条运动。
解决上述第二个技术问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种回转式空气预热系统的在线清洗方法，其特征是包括以下步骤：
S1.在回转式空气预热器的烟气流出的冷端设置朝向冷端的喷嘴，所述的喷嘴通过气管与热一次风母管连接且沿回转式空气预热器的径向来回运动；
S2.在回转式空气预热器的烟气流入的热端，设有遮流板，遮流板遮挡住喷嘴对应位置的烟气。
所述的喷嘴安装在直线移动装置上由直线移动装置带动喷嘴沿回转式空气预热器的径向来回运动。
所述的喷嘴的移动为步进式，将空气预热器在半径方向分段清洗，减少热一次风的单位时间耗用量，减少对锅炉燃烧系统和锅炉效率的影响。
所述的喷嘴型式是出口为矩形的拉瓦尔喷嘴，提高喷口出口热一次风流速。
在矩形喷口对应的冷端蓄热元件离开其对应区域后，被加热后成为气相的硫酸氢氨被正向流动的烟气带出冷端蓄热元件，达到在线清洗的效果。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、正常工况下，锅炉的热一次风温度一般为300℃，相对压力为10kPa，热一次风的工质为干净的空气，可以很好的对空气预热器的冷端蓄热元件进行加热。热一次风在进入空气预热器冷端蓄热元件后，由于其相对压力仅为10kPa，从喷嘴中喷出降压后其温降控制只在15℃以内，即温度能够保持在285℃以上，降温幅度小，对空气预热器的冷端蓄热元件加热时的效果更好。
2、锅炉的热一次风为空气被加热形成，空气为理想气体，降压过程中温度降低少，空气比热容小，相同质量清洗介质情况下，热一次风的内能仅相当于高温蒸汽的12.7％。而清洗用热一次风可以控制在热一次风总量的5％以内，对整个锅炉热力系统产生的热效率影响很小。
3、在经喷嘴喷出的热一次风加热后的冷端蓄热元件离开喷嘴对应的区域后，被加热后成为气相的硫酸氢氨直接被正向流动的烟气带出冷端蓄热元件，达到了在线清洗的效果。
4、采用出口为矩形的拉瓦尔喷嘴设计，可提高喷嘴出口处的热一次风的流速，在蓄热元件入口形成较高的压力，使热一次风以低速流动的方式反向进入冷端蓄热元件进行加热，对冷端蓄热元件入口产生全覆盖式差压，热一次风能够在压差作用下反向通过整个冷端蓄热元件的非直通式流道，对整个流道进行热风加热，避免了现有的柱状喷嘴依靠高压冲洗时产生的覆盖性差的问题。
5、喷嘴由直线移动装置带动逐步移动，将空气预热器在半径方向分段清洗，减少热一次风的单位时间耗用量，减少对锅炉燃烧系统和锅炉效率的影响。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中附图标记含义：
1-回转式空气预热器；2-喷嘴；3-直线移动装置；4-遮流板；5-控制阀。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步描述。
如图1所示为本实施例的可在线清洗的回转式空气预热系统，其包括回转式空气预热器1，回转式空气预热器1上设有烟气通道，回转式空气预热系统还包括喷嘴2、直线移动装置3和遮流板4，直线移动装置3安装在烟气通道的烟气出口端，喷嘴2安装在直线移动装置上，由直线移动装置3带动喷嘴2沿回转式空气预热器1的径向运动，喷嘴2朝向回转式空气预热器，喷嘴2通过气管与热一次风母管连接，从热一次风母管导出热一次风并由喷嘴2喷向回转式空气预热器的冷端蓄热元件，遮流板4安装在烟气通道的烟气进口端，并与喷嘴2的运动区域对应，用于遮挡对应区域的烟气进入回转式空气预热器1。
在图1中，烟气通道的烟气进口端位于回转式空气预热器1的上端，烟气通道的烟气出口端位于回转式空气预热器1的下端。上方较大的箭头示意的为烟气的流向，下方较小的箭头示意的为热一次风的流向。
系统运转时，回转式空气预热器1旋转，从热一次风母管导出的热一次风经气管后从喷嘴2喷出，喷嘴2喷出的热一次风喷入位于喷嘴对应区域的回转式空气预热器1的冷端蓄热元件，对对应区域的冷端蓄热元件进行加热，加热后的冷端蓄热元件离开喷嘴对应的区域后，被加热后成为气相的硫酸氢氨直接被正向流动的烟气带出冷端蓄热元件，直线移动装置3带动喷嘴沿回转式空气预热器的径向来回运动，从而完成对整个回转式空气预热器的冷端蓄热元件的加热清洗。
由于热一次风的内能小，使用时对对整个锅炉热力系统产生的影响很小，因此，喷嘴的大小相对于现有的用于蒸汽在线清洗的喷嘴的大小可设计的更大，能对冷端蓄热元件更好的进行覆盖加热。由于采用大喷嘴设计，热一次风流量大，在非直通式流道的换热板片中的穿透距离远高于小口径高压喷嘴，对整个换热板片起加热作用，蓄热元件会被加热至185℃以上，凝结的硫酸氢氨会被加热成气相状态从蓄热元件上剥离并冲出。
优选的，喷嘴2选用矩形状喷嘴。
为了能对从热一次风母管导出热一次风进行控制，本实施例在气管上安装控制阀5，通过操作控制阀5可控制热一次风的通断和大小。
直线移动装置3的结构可以为电动导轨，电动导轨沿回转式空气预热器的径向安装，喷嘴安装在电动导轨的活动件上。
直线移动装置3的结构也可以为齿轮结构，包括主动轮、从动轮、传动链条和电机，主动轮与电机的转动轴连接，主动轮靠近回转式空气预热器的外围，从动轮靠近回转式空气预热器的中心，传动链条配合安装在主动轮和从动轮上，喷嘴可滑动安装在沿回转式空气预热器延伸的滑轨上，并与传动链条连接，跟随传动链条运动。
当然，直线移动装置3的结构还可以为其他能带动喷嘴沿回转式空气预热器的径向运动的常规装置。
优选的，喷嘴2采用型式是出口为矩形的拉瓦尔喷嘴。
本实施例的回转式空气预热系统的在线清洗方法包括以下步骤：
S1.在回转式空气预热器的烟气流出的冷端设置朝向冷端的喷嘴，喷嘴通过气管与热一次风母管连接且沿回转式空气预热器的径向来回运动；
S2.在回转式空气预热器的烟气流入的热端，设有遮流板，遮流板遮挡住喷嘴对应位置的烟气。
进一步的，喷嘴安装在直线移动装置上由直线移动装置带动喷嘴沿回转式空气预热器的径向来回运动。
进一步的，喷嘴的移动为步进式，将空气预热器在半径方向分段清洗，减少热一次风的单位时间耗用量，减少对锅炉燃烧系统和锅炉效率的影响。
进一步的，喷嘴型式是出口为矩形的拉瓦尔喷嘴，提高喷口出口热一次风流速。
在矩形喷口对应的冷端蓄热元件离开其对应区域后，被加热后成为气相的硫酸氢氨被正向流动的烟气带出冷端蓄热元件，达到在线清洗的效果。
Claims (9)
1.一种可在线清洗的回转式空气预热系统，包括回转式空气预热器，所述回转式空气预热器上设有烟气通道，其特征是：还包括有喷嘴、直线移动装置和遮流板；所述的直线移动装置安装在烟气通道的烟气出口端、喷嘴安装在所述直线移动装置上，由所述直线移动装置带动所述喷嘴沿所述回转式空气预热器的径向来回运动，所述喷嘴朝向所述回转式空气预热器，所述喷嘴通过气管与热一次风母管连接，从所述热一次风母管导出热一次风并由所述喷嘴喷向所述回转式空气预热器的蓄热元件，所述遮流板安装在烟气通道的烟气进口端，并与所述喷嘴的运动区域对应，用于遮挡对应区域的烟气进入所述回转式空气预热器。
2.根据权利要求1所述的可在线清洗的回转式空气预热系统，其特征在于：所述喷嘴为出口为矩形的拉瓦尔喷嘴。
3.根据权利要求1所述的可在线清洗的回转式空气预热系统，其特征在于：所述气管上安装有控制阀。
4.根据权利要求1所述的可在线清洗的回转式空气预热系统，其特征在于：所述直线移动装置为电动导轨，喷嘴安装在电动导轨的活动件上。
5.根据权利要求1所述的可在线清洗的回转式空气预热系统，其特征在于：所述直线移动装置主动轮、从动轮、传动链条和电机，所述主动轮与电机的转动轴连接，所述传动链条配合安装在所述主动轮和从动轮上，所述喷嘴与传动链条连接，跟随所述传动链条运动。
6.一种回转式空气预热系统的在线清洗方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1.在回转式空气预热器的烟气流出的冷端设置朝向冷端的喷嘴，所述的喷嘴通过气管与热一次风母管连接且沿回转式空气预热器的径向来回运动；
S2.在回转式空气预热器的烟气流入的热端，设有遮流板，遮流板遮挡住喷嘴对应位置的烟气。
7.根据权利要求6所述的回转式空气预热系统的在线清洗方法，其特征在于：所述的喷嘴安装在直线移动装置上由直线移动装置带动喷嘴沿回转式空气预热器的径向来回运动。
8.根据权利要求6所述的回转式空气预热系统的在线清洗方法，其特征在于：所述的喷嘴的移动为步进式，将空气预热器在半径方向分段清洗，减少热一次风的单位时间耗用量，减少对锅炉燃烧系统和锅炉效率的影响。
9.根据权利要求6所述的回转式空气预热系统的在线清洗方法，其特征在于：所述的喷嘴型式是出口为矩形的拉瓦尔喷嘴，提高喷口出口热一次风流速。
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| CN110671956A (zh) * | 2019-10-29 | 2020-01-10 | 余姚零今换热设备有限公司 | 一种便于清洁打理的高效化热交换设备 |
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