CN109973989B - 一种改善低温省煤器磨损的设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种改善低温省煤器磨损的设备，其包括锅炉、脱硝设备、空气预热器、除尘器、自动监测喷氨系统、低温省煤器、低低温电除尘器；其中，所述锅炉、脱硝设备、空气预热器依次通过管道连接，所述空气预热器与低温省煤器之间通过管道加装除尘器，低温省煤器与低低温电除尘器通过管道相连，低温省煤器的入口处连接自动监测喷氨系统，所述自动监测喷氨系统通过自动调节向低温省煤器内提供氨气和空气。该设备可以减少进入低温省煤器的颗粒，从而减弱对低温省煤器中蛇形管的磨损；可以控制低温省煤器中酸性气体(SO₃)的量，从而在保证低低温电除尘器高效率运行的同时，还可以尽可能地减少酸性物质对低温省煤器的腐蚀。

Description

一种改善低温省煤器磨损的设备

技术领域

本发明涉及一种改善低温省煤器磨损的设备，属于设备技术领域。

背景技术

目前，国家的火力发电占总发电量的比例在75％左右，随着人们对环境保护的日益重视，锅炉电除尘器在大气污染治理中需要寻找突破和改进。而低低温电除尘技术是实现燃煤电厂节能减排的有效技术之一，近年低低温电除尘技术开始得到应用。低低温电除尘技术不仅可以提高电除尘效率、满足低排放要求，而且可降低电耗，减小下游设备规格，去除大部分的SO₃，降低脱硫用水率等，所以对低低温电除尘技术的研究尤为重要。在低低温电除尘技术中，将电除尘器入口烟气温度降低至酸露点温度以下，使烟气中大部分SO₃冷凝形成硫酸雾，粘附在粉尘表面并被碱性物质中和，使粉尘特性得到很大改善，比电阻大大降低，从而大幅提高除尘效率。硫酸雾凝结附着在灰尘上，也提高了SO₃的去除率。在低低温电除尘技术中，低温省煤器是其中最重要的设备。低温省煤器布置在电除尘器进口烟道，低温省煤器处于高尘区工作，易产生磨损问题。又因为烟气在通过低温省煤器段时，温度已经被降低至酸露点以下，烟气中大部分SO₃冷凝析出，形成具有腐蚀性的硫酸雾，附着于低温省煤器换热管上，进而对换热管产生腐蚀。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种改善低温省煤器磨损的设备，该设备有效减少粉尘颗粒对低温省煤器的磨损以及减弱酸性物质对低温省煤器的腐蚀。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种改善低温省煤器磨损的设备，其包括锅炉、脱硝设备、空气预热器、除尘器、自动监测喷氨系统、低温省煤器、低低温电除尘器；其中，所述锅炉、脱硝设备、空气预热器依次通过管道连接，所述空气预热器与低温省煤器之间通过管道加装除尘器，低温省煤器与低低温电除尘器通过管道相连，低温省煤器的入口处连接自动监测喷氨系统，所述自动监测喷氨系统通过自动调节向低温省煤器内提供氨气和空气。

本发明的改善低温省煤器磨损的设备是通过空气预热器后的烟气进入除尘器，经除尘器处理及粉尘颗粒减少后的烟气与经优化处理计算后，通过自动调节喷枪喷入的氨气一同进入低温省煤器，在低温省煤器回收烟气的部分热量后从低温省煤器的出口流出，之后进入低低温电除尘器中进行除尘。

在一个优选的实施方案中，所述除尘器为静电除尘器、布袋除尘器或旋风除尘器。

该除尘器属于粗除尘，除尘效率应根据不同煤的种类在不同的条件下燃烧后所产生烟气的成分含量而定。除尘后所剩烟尘颗粒，不宜小于后续产生的硫酸雾所需附着的烟尘量。

在一个优选的实施方案中，所述自动监测喷氨系统包括储氨罐、输送泵、储氨分罐、压缩空气站、第一自动调节阀、第二自动调节阀、喷枪、两个工况飞灰比阻测量仪和智能调控系统；其中，所述储氨罐、输送泵、储氨分罐依次通过管道连通，所述储氨分罐通过管道连接第一自动调节阀，第一自动调节阀通过管道连接喷枪；压缩空气站通过管道连接第二自动调节阀，第二自动调节阀通过管道连接喷枪，所述喷枪的喷口连通低温省煤器进口，所述智能调控系统连接并控制第一自动调节阀和第二自动调节阀，所述低温省煤器进口与出口的两端分别设有工况飞灰比阻测量仪，所述工况飞灰比阻测量仪连接智能调控系统。

在一个优选的实施方案中，所述自动监测喷氨系统还包括供应循环泵，所述供应循环泵连接储氨分罐，所述供应循环泵设有两个出口，一个出口连接第一自动调节阀，另一个出口连通储氨分罐。

在一个优选的实施方案中，所述自动监测喷氨系统还包括两个流量计，其中一个流量计设于所述第一自动调节阀与喷枪之间，另一个流量计设于所述第二自动调节阀与喷枪之间。

在一个优选的实施方案中，所述第一自动调节阀与循环泵之间设置第一法兰阀，以防止第一自动调节阀失灵；

和/或所述压缩空气站与所述第二自动调节阀之间设有第二法兰阀，以防止第二自动调节阀失灵。

在一个优选的实施方案中，所述智能调控系统通过优化计算是综合考量工况飞灰比阻检测仪所测得的各处的烟气比阻并结合低低温电除尘器的工作条件，所得出的既保证低低温电除尘器的效率又保证最大限度地保护低温省煤器的最优喷氨量。

在一个优选的实施方案中，所述喷枪设有多个，对称设置在低温省煤器的进口。

在一个优选的实施方案中，所述低温省煤器与低低温电除尘器之间的管道设置有工况飞灰比阻测量仪。

因为烟道中不同位置的烟气成分含量不同，所以应在布置2～4组(低温省煤器进出口各安装一个为一组)工况飞灰比阻测量仪，以多获取更为真实的数据供计算机优化计算。

在一个优选的实施方案中，所述设备还包括引风机、脱硫吸收塔、再加热器、增压风机和烟囱，所述引风机、脱硫吸收塔、再加热器、增压风机和烟囱通过管道依次连接，所述引风机通过管道连通低低温电除尘器。

(三)有益效果

本发明的有益效果是：

本发明提供的改善低温省煤器磨损的设备，用于改善低温省煤器的磨损和腐蚀，可以在保持低低温电除尘技术改善粉尘特性提高除尘效率和提高SO₃去除率的优点的同时，能够通过在低温省煤器与空气预热器之间设置除尘器以及在低温省煤器处布置“自动监测喷氨系统”，很好的减弱粉尘颗粒对低温省煤器的磨损以及酸性物质对低温省煤器的腐蚀。本装置的“自动监测喷氨系统”，监测数据经计算机优化计算，得出最佳的喷氨量，调控烟气中酸性物质的多少，来做到烟尘中的颗粒吸附一部分酸性物质，剩下的部分或全部酸性物质与氨反应，减弱酸性物质腐蚀低温省煤器，但又同时保证进入低低温电除尘器烟尘的飞灰比阻值适合低低温电除尘器的最佳工作范围。

本发明提供的改善低温省煤器磨损的设备，是对低低温电除尘技术的改进，减弱了低低温电除尘技术的弊端。所以，本发明可以为环保事业做出相当大的贡献。

本发明提供的改善低温省煤器磨损的设备，包括添加除尘设备来减少粉尘颗粒对设备的磨损以及在管路中喷射碱性物质与酸性物质反应来减弱酸性物质对设备的腐蚀。这两个方法，可广泛应用于能源、化工、冶金、建筑等领域的多相流动对设备的影响等相关方面的研究以及工厂推广。

附图说明

图1为改善低温省煤器磨损的设备的布置图；

图2为本发明设备中的自动监测喷氨系统的示意图。

【附图标记说明】

1：锅炉；

2：脱硝设备；

3：空气预热器；

4：除尘器；

5：自动监测喷氨系统；

6：低温省煤器；

7：低低温电除尘器；

8：引风机；

9：脱硫吸收塔；

10：再加热器；

11：增压风机；

12：烟囱；

13：储氨罐；

14：输送泵；

15：储氨分罐；

16：供应循环泵；

17：压缩空气站；

18：第一法兰阀；

19：第二法兰阀；

20：第一自动调节阀；

21：第二自动调节阀；

22：第一流量计；

23：第二流量计；

24：第一喷枪；

25：第一喷枪；

26：第一工况飞灰比阻检测仪；

27：第二工况飞灰比阻检测仪；

28：智能调控系统。

具体实施方式

为了解决低温省煤器在高尘区工作易产生磨损问题，以及烟气通过低温省煤器段时，温度已经被降低至酸露点以下，烟气中大部分SO₃冷凝析出，形成硫酸雾，对低温省煤器的换热管产生腐蚀的问题。本发明通过在低温省煤器与空气预热器之间设置除尘器和在低温省煤器处设置“自动监测喷氨系统”，能够有效消除上述弊端，实现了低温省煤器减少磨损和减弱腐蚀，进而防止低温省煤器的泄露，保证了低低温电除尘技术的高效可靠，具有良好的工作效益。

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。

实施例1

一种改善低温省煤器磨损的设备，即改进后低低温电除尘技术的系统布置图，如图1所示，其主要包括锅炉1、脱硝设备2、空气预热器3、除尘器4、自动监测喷氨系统5、低温省煤器6、低低温电除尘器7、引风机8、脱硫吸收塔9、再加热器10、增压风机11、烟囱12。锅炉1、脱硝设备2和空气预热器3依次通过管道相连，在空气预热器3后加装除尘器4；除尘器4与低温省煤器6的连接通过管道直接连接；然后通过管道依次连接低温省煤器6和低低温电除尘器7，并在低温省煤器6的进口和出口管道分别加装有第一工况飞灰比阻检测仪和第二工况飞灰比阻检测仪，工况飞灰比阻检测仪安装在低温省煤器的进出口，以起到检测低温省煤器进口处和出口处的飞灰比阻。在低温省煤器6的进口安装有第一喷枪24和第二喷枪25。在低低温电除尘器7之后，依次通过管道连接引风机8、脱硫吸收塔9、再加热器10、增压风机11和烟囱12

在空气预热器3与低温省煤器6之间设置除尘器4。该除尘器4属于粗除尘，其目的在于降低烟气中颗粒含量，来减少颗粒对低温省煤器的磨损。其除尘效率(去除颗粒的程度)应综合考量煤种、燃烧条件、烟气经过脱硝设备2和空气预热器3后进入除尘器4时的烟气成分组成，及其进入后续的自动监测喷氨系统5的喷氨量以及低低温电除尘器7的除尘效果。除尘后所剩烟尘颗粒，不宜小于后续产生的硫酸雾所需附着的烟尘量。除尘器4可以选择布袋除尘器、静电除尘器或旋风除尘器中的一种。

其中的自动监测喷氨系统5，主要是用来控制烟气中SO₃的含量，其示意图如图2所示，其包括储氨罐13、输送泵14、储氨分罐15、供应循环泵16、压缩空气站17、第一法兰阀18、第二法兰阀19、自动调节阀、流量计、喷枪、工况比阻检测仪和智能调控系统28。储氨罐13、输送泵14以及储氨分罐15通过管道依次相连，通过输送泵14将储氨罐13中的氨气输送至储氨分罐15。储氨分罐15与供应循环泵16通过管道连接，供应循环泵16的出口管道又分为两个出口，一个出口连接储氨分罐15和另一个出口连接第一法兰阀18，这样供应循环泵16起到循环、供应氨气的作用。然后第一法兰阀18与第一自动调节阀20、第一流量计22依次通过管道相连。以上从储氨罐13至流量计22为供应氨气的路线。压缩空气站17、第二法兰阀19、第二自动调节阀21、第二流量计23依次通过管道相连，该为供应空气的线路。最后，供应氨气的线路在流量计22后变为两个相同的支路，供应空气的线路在第二流量计23后变为两个支路都分出两个相同的支路。然后其中一个氨气支路与其中一个空气支路与第一喷枪24连接；另外的一个氨气支路和一个空气支路与第二喷枪25连接。与第一流量计22及第二流量计23分出支路的个数取决于喷枪的个数。喷枪对称(均匀)安装于低温省煤器入口附近的管路，喷枪的喷口指向低温省煤器内部，并保证喷出的气体能与烟气尽可能的混合均匀。在低温省煤器6进出口的管道附近安装第一工况飞灰比阻检测仪26和第二工况飞灰比阻检测仪27，工况飞灰比阻检测仪用于测量所需测量环境下的飞灰的比阻。注意进口处安装的第一工况飞灰比阻检测仪26安装位置应在第一喷枪24和第二喷枪25安装位置之前，第一工况飞灰比阻检测仪26和第二工况飞灰比阻检测仪27连接并将测量数据反馈给智能调控系统28。智能调控系统28连接并控制第一自动调节阀20、第二自动调节阀21、第一流量计22、第二流量计23。

智能调控系统28中的计算机将接收进出口处飞灰比阻的数值以及接收供应氨气和供应空气线路的流量计的数值，来进行优化计算处理。

因为在空气预热器3与低温省煤器6之间设置除尘器4，进入低温省煤器6的烟气中粉尘颗粒量减少，SO₃的相对含量增大，使得飞灰比电阻显著降低，造成低低温电除尘器的二次扬尘，降低除尘效率。所以优化计算处理只针对飞灰比阻过小的情况讨论，即只针对进口处飞灰比阻的数值小于低低温电除尘器最佳除尘时比阻值的范围的情况讨论。在该种情况下，需要提高氨气的喷入量，氨气喷入后与水分结合形成氨水，氨水再与三氧化硫进行反应，生成硫酸铵。三氧化硫的消耗可以提高低温省煤器6出口处的飞灰比电阻值，同时硫酸铵的生成可以抑制低低温电除尘器7二次扬尘。供应压缩空气的量可以影响氨气的浓度和氨气与烟气的混合程度。因为低温省煤器6出口处的烟气及进入低低温电除尘器7的烟气的飞灰比电阻值大小主要受喷入氨气量的影响，所以通过改变喷入的氨气量以使低低温电除尘器7中烟气的飞灰比电阻值大小保持在低低温电除尘器7处于最佳工作时所需飞灰比电阻值的范围内。上述氨气与压缩空气的供应量的调整，需在设备前期的调试阶段进行大量试验，如设计为多元素试验。根据实验数据通过拟合，得出以低温省煤器6进口处烟气的飞灰比电阻值、氨气供应量和压缩空气供应量为自变量，低低温电除尘器7中烟气的飞灰比电阻值大小为因变量的函数式。以该函数式为依据设计计算机程序，并投入于日常作业。

根据优化计算所得到的供应氨气最佳量和供应压缩空气最佳量，智能调控系统28通过控制第一自动调节阀20和第二自动调节阀21以做出相应的流量大小的调整，以达到最佳的目的，即进入低低温电除尘器的烟气比阻值可以处于低低温电除尘器最佳除尘时比阻值的范围内，与此同时，保证进入管道内的氨可以和未能与烟尘颗粒附和的硫酸雾等酸性物质反应，来减弱酸性气体对低温省煤器的腐蚀。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明做其它形式的限制，任何本领域技术人员可以利用上述公开的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (6)

1.一种改善低温省煤器磨损的设备，其特征在于，其包括锅炉、脱硝设备、空气预热器、除尘器、自动监测喷氨系统、低温省煤器、低低温电除尘器；其中，所述锅炉、脱硝设备、空气预热器依次通过管道连接，所述空气预热器与低温省煤器之间通过管道加装除尘器，低温省煤器与低低温电除尘器通过管道相连，低温省煤器的入口处连接自动监测喷氨系统，所述自动监测喷氨系统通过自动调节向低温省煤器内提供氨气和空气；

所述自动监测喷氨系统包括储氨罐、输送泵、储氨分罐、压缩空气站、第一自动调节阀、第二自动调节阀、喷枪、两个工况飞灰比阻测量仪和智能调控系统；其中，所述储氨罐、输送泵、储氨分罐一次通过管道连通，所述储氨分罐通过管道连接第一自动调节阀，第一自动调节阀通过管道连接喷枪；压缩空气站通过管道连接第二自动调节阀，第二自动调节阀通过管道连接喷枪，所述喷枪的喷口连通低温省煤器进口，所述智能调控系统连接并控制第一自动调节阀和第二自动调节阀，所述低温省煤器进口与出口的两端分别设有工况飞灰比阻测量仪，所述工况飞灰比阻测量仪连接智能调控系统；

所述自动监测喷氨系统还包括供应循环泵，所述供应循环泵连接储氨分罐，所述供应循环泵设有两个出口，一个出口连接第一自动调节阀，另一个出口连通储氨分罐；

所述低温省煤器与低低温电除尘器之间的管道设置有工况飞灰比阻测量仪。

2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述除尘器为静电除尘器、布袋除尘器或旋风除尘器。

3.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述自动监测喷氨系统还包括两个流量计，其中一个流量计设于所述第一自动调节阀与喷枪之间，另一个流量计设于所述第二自动调节阀与喷枪之间。

4.如权利要求1所述的设备，其特征在于，第一自动调节阀与循环泵之间设置第一法兰阀；

和/或所述压缩空气站与所述第二自动调节阀之间设有第二法兰阀。

5.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述喷枪设有多个，对称设置在低温省煤器的进口。

6.如权利要求1-5任一项所述的设备，其特征在于，所述设备还包括引风机、脱硫吸收塔、再加热器、增压风机和烟囱，所述引风机、脱硫吸收塔、再加热器、增压风机和烟囱通过管道依次连接，所述引风机通过管道连通低低温电除尘器。

Images