CN110160080A - 一种回转式空气预热器增压型控堵装置及其控堵方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种回转式空气预热器增压型控堵装置及其控堵方法，该回转式空气预热器增压型控堵装置包括：取热风管道，与所述取热风管道连通的增压风机，与所述增压风机连通的分仓管道，以及与所述分仓管道连通的回转式空气预热器。本发明通过引热二次风高温气体到增压风机进行加压，经过分仓管道进入高速分仓内，对空气预热器冷端蓄热元件进行冲刷，通过高温热解和高速吹蚀的双重作用，实时清除蓄热元件表面沉积的酸液和积灰，保证蓄热元件的持续清洁，有效地防止蓄热元件的堵塞，通过多开口喷嘴的口径沿扇形结构外侧至内侧依次逐渐变小的设置，可以在提高回转式空气预热器径向外侧温度的同时，加大热气体流量和流速，改善热解和吹蚀效果。

Description

一种回转式空气预热器增压型控堵装置及其控堵方法

技术领域

本发明涉及一种蓄热元件控堵装置，具体是一种回转式空气预热器增压型控堵装置，属于热电技术领域。

背景技术

目前燃煤电厂增设的烟气脱硝设施主要以选择性催化还原（SCR）技术为主。该技术通过在 SCR 反应器中喷入 NH₃，使烟气中绝大部分NOx还原为对环境无污染的 N₂ 和H₂O。但在此过程中，会发生两个副反应：SO₂+O₂→SO₃ 和NH₃+SO₃+H₂O→NH₄HSO₄，对脱硝装置下游的空气预热器运行产生不利影响。

烟气中 SO₃与水蒸气会结合生成硫酸蒸汽，且浓度愈高，烟气的酸露点愈高，可达140-160℃甚至更高，大量的 H₂SO₄ 液滴不仅使空气预热器低温腐蚀问题加剧，而且更容易吸附飞灰；此外，生成的 NH₄HSO₄ 在 146-207 ℃温度范围内为液态，且具有非常强的粘性，极易捕捉飞灰，若不及时清理，粘附在蓄热元件表面的飞灰还会结成硬块，造成常规的蒸汽吹灰难以有效清除，最终形成堵灰。

由于脱硝系统投运导致的空气预热器堵灰，已经严重威胁到机组的安全运行，空气预热器堵灰导致烟气和空气流动阻力增大、三大风机的电耗增大、换热效率降低、排烟温度升高，严重堵灰还会导致锅炉限负荷甚至被迫停机，堵灰还可能造成风压波动大、风机喘振或失速等不利影响。

发明内容

发明目的：提供一种回转式空气预热器增压型控堵装置，以解决现有技术存在的上述问题。

技术方案：一种回转式空气预热器增压型控堵装置，包括：

取热风管道，与所述取热风管道连通的增压风机，与所述增压风机连通的分仓管道，以及与所述分仓管道连通的回转式空气预热器；

所述回转式空气预热器包括冷端和热端，所述冷端包括冷端二次风道，与所述冷端二次风道相邻的冷端一次风道，与所述冷端一次风道相邻的冷端烟气道，以及位于回转式空气预热器的冷端且与冷端一次风道相邻的高速分仓；所述热端包括热端一次风道，与所述热端一次风道相邻的热端二次风道，以及与所述热端二次风道相邻的热端烟气道，所述取热风管道的一端用于连接热二次风，另一端连接增压风机；所述分仓管道一端连接增压风机，另一端连接高速分仓。

在进一步的实施例中，所述高速分仓包括本体及多个开口喷嘴，所述本体为封闭的扇形结构，多个开口喷嘴安装在所述本体上。

在进一步的实施例中，所述多个开口喷嘴口径沿扇形结构外侧至内侧依次逐渐变小。

在进一步的实施例中，所述取热管道上设有电磁阀，所述电磁阀与信号处理系统通信连接，所述信号处理系统一端连通传感器，另外一端连通PC终端；所述传感器设置在回转式空气预热器本体上，所述传感器为温度传感器，连通PC终端可以实时观测回转式空气预热器的工作状态，进而可以预防回转式空气预热器出现堵塞不及时清理的情况。

在进一步的实施例中，所述分仓管道上设有第一补偿器和压力传感器，所述取热风管道上设有第二补偿器；所述分仓管道内部为螺旋状，所述增压风机包括壳体，插接所述壳体的转轴，套接所述转轴的桨叶，以及与所述壳体连通的回旋风道；所述壳体底部设有电缆，所述电缆外接输入电机；所述回旋风道的一侧呈凸起的椭圆状，另外一侧为锥状，且锥状与椭圆状之间设有预定的间隙；设计第一补偿器、第二补偿器为了防止分仓管道和取热风管道升温时，由于热伸长或温度应力而引起管道变形或破坏，设计压力传感器可以实时监测通过分仓管道的热二次风的风力，进而计算是否可以完成对回转式空气预热器的清理，设计分仓管道内部为螺旋状可以在经过增压后的二次风在分仓管道内进行旋转，进而带走开口喷嘴上的灰尘。

在进一步的实施例中，所述桨叶设有六组，且每组桨叶具有预定的倾斜角度。

在进一步的实施例中，所述一种回转式空气预热器增压型控堵装置还包括第二增压回路，所述第二增压回路包括补偿风机、安装在补偿风机一侧的控制阀，所述第二增压回路与分仓管道并联；所述控制阀与信号处理系统无线连接，设计第二增压回路在经过增压风机时，由于热二次风的风力不足，进而开启第二增压回路，进而保证对回转式空气预热器的清理。

一种回转式空气预热器增压型控堵装置的控堵方法，包括：

S1：当温度传感器感应到热端烟气道、冷端烟气道温度升高，此时温度传感器将上报信息至信号处理系统，由信号处理系统截取电厂DCS系统上的烟气侧差压数据，通过信号处理系统对比预先测量好的烟气侧差压进对比，当高于预先测量值且低于等于1.2KPa时信号处理系统将打回警报命令，不予开增压风机，当高于预先测量值1.2KPa时，信号处理系统将电磁阀打开，由增压风机进行增压，进行对热二次风的增压；

S2：当开启电磁阀后，热二次风将沿取热风道经过电磁阀，进入增压风机，由增压风机进行增压，进而增加热二次风的风压；

S3：增压风机的具体工作过程为，由输入电机带动转轴进行转动，进而带动套接转轴的桨叶进行转动，进而达到将热二次风输入至回旋风道内部进行增压，因为回旋风道的内部热二次风是被强制从回旋风道锥状与椭圆状之间的预定间隙吹出，经过康达效应后，通过的空气量可增压1-15倍；

S4：当热二次风经过增压风机进行增压后引入高速分仓，热二次风在高速分仓中自下向上流动，进而对喷嘴上方的蓄热元件进行加热和冲刷，保证蓄热元件的持续清洁，有效地防止蓄热元件的堵塞。

在进一步实施例中，所述S1还包括第二增压系统，包括：

S1-1当热二次风的增压进行增压后经过分仓管道时，由压力传感器进行检测压力，当热二次风出口压力低于8KPa时，此时由信号处理系统打开控制阀开启第二增压回路，由补偿风机进行对热二次风进行增压，直至压力传感器感应热二次风风力大于8KPa后引入高速分仓，热二次风在高速分仓中自下向上流动，进而对喷嘴上方的蓄热元件进行加热和冲刷，保证蓄热元件的持续清洁，有效地防止蓄热元件的堵塞。

有益效果：本发明公开了一种回转式空气预热器增压型控堵装置，通过引热二次风高温气体到增压风机进行加压，经过分仓管道进入高速分仓内，对空气预热器冷端蓄热元件进行冲刷，通过高温热解和高速吹蚀的双重作用，实时清除蓄热元件表面沉积的酸液和积灰，保证蓄热元件的持续清洁，有效地防止蓄热元件的堵塞。由于回转式空气预热器径向外侧的温度低于内侧，通过多开口喷嘴的口径沿扇形结构外侧至内侧依次逐渐变小的设置，可以在提高回转式空气预热器径向外侧温度的同时，加大热气体流量和流速，改善热解和吹蚀效果；通过电磁阀和信号处理系统的配合可以动态控制阀门的开度，保持最佳经济性；在取热风管道与分仓管道上安装补偿器，可以保证平衡热膨胀，延长管道的使用寿命。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明增压风机结构示意图。

图3是本发明增压风机界面图。

图4是本发明高速分仓结构示意图。

附图标记为：电缆1、壳体2、转轴3、桨叶4、回旋风道5、高速风仓6、开口喷嘴7。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

经过申请人的研究分析，出现这一问题（锅炉限负荷甚至被迫停机，堵灰造成风压波动大、风机喘振或失速等）的原因在于，烟气中 SO3与水蒸气会结合生成硫酸蒸汽，且浓度愈高，烟气的酸露点愈高，可达 140-160℃甚至更高，大量的 H2SO4 液滴不仅使空气预热器低温腐蚀问题加剧，而且更容易吸附飞灰；此外，生成的 NH4HSO4 在 146-207 ℃温度范围内为液态，且具有非常强的粘性，极易捕捉飞灰，若不及时清理，粘附在蓄热元件表面的飞灰还会结成硬块，造成常规的蒸汽吹灰难以有效清除，最终形成堵灰，由于脱硝系统投运导致的空气预热器堵灰，已经严重威胁到机组的安全运行，空气预热器堵灰导致烟气和空气流动阻力增大、三大风机的电耗增大、换热效率降低、排烟温度升高，严重堵灰还会导致锅炉限负荷甚至被迫停机，堵灰还可能造成风压波动大、风机喘振或失速等不利影响，而本发明通过引热二次风高温气体到增压风机进行加压，经过分仓管道进入高速分仓内，对空气预热器冷端蓄热元件进行冲刷，通过高温热解和高速吹蚀的双重作用，实时清除蓄热元件表面沉积的酸液和积灰，保证蓄热元件的持续清洁，有效地防止蓄热元件的堵塞。由于回转式空气预热器径向外侧的温度低于内侧，通过多开口喷嘴的口径沿扇形结构外侧至内侧依次逐渐变小的设置，可以在提高回转式空气预热器径向外侧温度的同时，加大热气体流量和流速，改善热解和吹蚀效果；通过电磁阀和信号处理系统的配合可以动态控制阀门的开度，保持最佳经济性；在取热风管道与分仓管道上安装补偿器，可以保证平衡热膨胀，延长管道的使用寿命。

一种回转式空气预热器增压型控堵装置包括：电缆1、壳体2、转轴3、桨叶4、回旋风道5、高速风仓6、开口喷嘴7。

如图1所示：取热风管道的一端连通热二次风，另外一端连通增压风机，所述增压风机连通分仓管道，所述分仓管道连通空气预热器，所述回转式空气预热器分为冷端和热端，所述冷端包括冷端二次风道，所述冷端二次风道的侧部设有冷端一次风道，所述冷端一次风道的侧部设有冷端烟气道，所述冷端一次风道的侧部设有高速风仓6；所述热端包括热端一次风道，与所述热端一次风道相邻的热端二次风道，以及与所述热端二次风道相邻的热端烟气道，所述取热风管道的一端用于连接热二次风，另一端连接增压风机；所述分仓管道一端连接增压风机，另一端连接高速分仓。

所述高速分仓包括本体及多个开口喷嘴7，所述本体为封闭的扇形结构，多个开口喷嘴7安装在所述本体上。

所述多开口喷嘴7口径沿扇形结构外侧至内侧依次逐渐变小。

所述取热管道上设有电磁阀，所述电磁阀与信号处理系统通信连接，所述信号处理系统一端连通传感器，另外一端连通PC终端；所述传感器设置在回转式空气预热器本体上，所述传感器为温度传感器，连通PC终端可以实时观测回转式空气预热器的工作状态，进而可以预防回转式空气预热器出现堵塞不及时清理的情况。

所述取热风管道上设有第二补偿器；所述分仓管道内部为螺旋状，所述增压风机包括壳体2，插接所述壳体2的转轴3，套接所述转轴3的桨叶4，以及与所述壳体2连通的回旋风道5；所述壳体2底部设有电缆1，所述电缆1外接输入电机；所述回旋风道5的一侧呈凸起的椭圆状，另外一侧为锥状，且锥状与椭圆状之间设有预定的间隙；设计第一补偿器、第二补偿器为了防止分仓管道和取热风管道升温时，由于热伸长或温度应力而引起管道变形或破坏，设计压力传感器可以实时监测通过分仓管道的热二次风的风力，进而计算是否可以完成对回转式空气预热器的清理，设计分仓管道内部为螺旋状可以在经过增压后的二次风在分仓管道内进行旋转，进而带走开口喷嘴7上的灰尘，此时由输入电机带动转轴3进行转动，进而带动套接转轴3的桨叶4进行转动，进而达到将热二次风输入至回旋风道5内部进行增压，因为回旋风道5的内部热二次风是被强制从回旋风道5锥状与椭圆状之间的预定间隙吹出，经过康达效应后，通过的空气量可增压1-15倍。

所述桨叶4设有六组，且每组桨叶4具有预定的倾斜角度。

所述一种回转式空气预热器增压型控堵装置还包括第二增压回路，所述第二增压回路包括补偿风机、安装在补偿风机一侧的控制阀，所述第二增压回路与分仓管道并联；所述控制阀与信号处理系统无线连接，设计第二增压回路在经过增压风机时，由于热二次风的风力不足，进而开启第二增压回路，进而保证对回转式空气预热器的清理。

工作原理说明：当温度传感器感应到热端烟气道、冷端烟气道温度升高，此时温度传感器将上报信息至信号处理系统，由信号处理系统截取电厂DCS系统上的烟气侧差压数据，通过信号处理系统对比预先测量好的烟气侧差压进对比，当高于预先测量值且低于等于1.2KPa时信号处理系统将打回警报命令，不予开增压风机，当高于预先测量值1.2KPa时，信号处理系统将电磁阀打开，由增压风机进行增压，进行对热二次风的增压，当开启电磁阀后，热二次风将沿取热风道经过电磁阀，进入增压风机，由增压风机进行增压，进而增加热二次风的风压，增压风机的具体工作过程为，由输入电机带动转轴3进行转动，进而带动套接转轴3的桨叶4进行转动，进而达到将热二次风输入至回旋风道5内部进行增压，因为回旋风道5的内部热二次风是被强制从回旋风道5锥状与椭圆状之间的预定间隙吹出，经过康达效应后，通过的空气量可增压1-15倍，当热二次风经过增压风机进行增压后引入高速分仓，热二次风在高速分仓中自下向上流动，进而对喷嘴上方的蓄热元件进行加热和冲刷，保证蓄热元件的持续清洁，有效地防止蓄热元件的堵塞，当热二次风的增压进行增压后经过分仓管道时，由压力传感器进行检测压力，当热二次风出口压力低于8KPa时，此时由信号处理系统打开控制阀开启第二增压回路，由补偿风机进行对热二次风进行增压，直至压力传感器感应热二次风风力大于8KPa后引入高速分仓，热二次风在高速分仓中自下向上流动，进而对喷嘴上方的蓄热元件进行加热和冲刷，保证蓄热元件的持续清洁，有效地防止蓄热元件的堵塞。本发明通过引热二次风高温气体到增压风机进行加压，经过分仓管道进入高速分仓内，对空气预热器冷端蓄热元件进行冲刷，通过高温热解和高速吹蚀的双重作用，实时清除蓄热元件表面沉积的酸液和积灰，保证蓄热元件的持续清洁，有效地防止蓄热元件的堵塞。由于回转式空气预热器径向外侧的温度低于内侧，通过多开口喷嘴7的口径沿扇形结构外侧至内侧依次逐渐变小的设置，可以在提高回转式空气预热器径向外侧温度的同时，加大热气体流量和流速，改善热解和吹蚀效果；通过电磁阀和信号处理系统的配合可以动态控制阀门的开度，保持最佳经济性；在取热风管道与分仓管道上安装补偿器，可以保证平衡热膨胀，延长管道的使用寿命。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种回转式空气预热器增压型控堵装置，其特征是，包括：

取热风管道，与所述取热风管道连通的增压风机，与所述增压风机连通的分仓管道，以及与所述分仓管道连通的回转式空气预热器；

所述回转式空气预热器包括冷端和热端，所述冷端包括冷端二次风道，与所述冷端二次风道相邻的冷端一次风道，与所述冷端一次风道相邻的冷端烟气道，以及位于回转式空气预热器的冷端且与冷端一次风道相邻的高速分仓；所述热端包括热端一次风道，与所述热端一次风道相邻的热端二次风道，以及与所述热端二次风道相邻的热端烟气道，所述取热风管道的一端用于连接热二次风，另一端连接增压风机；所述分仓管道一端连接增压风机，另一端连接高速分仓。

2.根据权利要求1所述的一种回转式空气预热器增压型控堵装置，其特征是：所述高速分仓包括本体及多个开口喷嘴，所述本体为封闭的扇形结构，多个开口喷嘴安装在所述本体上。

3.根据权利要求2所述的一种回转式空气预热器增压型控堵装置，其特征是：所述多个开口喷嘴口径沿扇形结构外侧至内侧依次逐渐变小。

4.根据权利要求1所述的一种回转式空气预热器增压型控堵装置，其特征是：所述取热管道上设有电磁阀，所述电磁阀与信号处理系统通信连接，所述信号处理系统一端连通传感器，另外一端连通PC终端；所述传感器设置在回转式空气预热器本体上，所述传感器为温度传感器。

5.根据权利要求1所述的一种回转式空气预热器增压型控堵装置，其特征是：所述分仓管道上设有第一补偿器和压力传感器，所述取热风管道上设有第二补偿器；所述分仓管道内部为螺旋状；

所述增压风机包括壳体，插接所述壳体的转轴，套接所述转轴的桨叶，以及与所述壳体连通的回旋风道；所述壳体底部设有电缆，所述电缆外接输入电机；

所述回旋风道的一侧呈凸起的椭圆状，另外一侧为锥状，且锥状与椭圆状之间设有预定的间隙；

所述椭圆状侧部为回旋风道的高点，远离高点处呈平滑曲线下降。

6.根据权利要求5所述的一种回转式空气预热器增压型控堵装置，其特征是：所述桨叶设有六组，且每组桨叶具有预定的倾斜角度。

7.根据权利要求5所述的一种回转式空气预热器增压型控堵装置，其特征是：还包括第二增压回路，所述第二增压回路包括补偿风机、安装在补偿风机一侧的控制阀，所述第二增压回路与分仓管道并联；所述控制阀与信号处理系统无线连接。

8.一种回转式空气预热器增压型控堵装置的控堵方法，其特征在于，包括：

S1：当温度传感器感应到热端烟气道、冷端烟气道温度升高，此时温度传感器将上报信息至信号处理系统，由信号处理系统截取电厂DCS系统上的烟气侧差压数据，通过信号处理系统对比预先测量好的烟气侧差压进对比，当高于预先测量值且低于等于1.2KPa时信号处理系统将打回警报命令，不予开增压风机，当高于预先测量值1.2KPa时，信号处理系统将电磁阀打开，由增压风机进行增压，进行对热二次风的增压；

S2：当开启电磁阀后，热二次风将沿取热风道经过电磁阀，进入增压风机，由增压风机进行增压，进而增加热二次风的风压；

S3：增压风机的具体工作过程为，由输入电机带动转轴进行转动，进而带动套接转轴的桨叶进行转动，进而达到将热二次风输入至回旋风道内部进行增压，因为回旋风道的内部热二次风是被强制从回旋风道锥状与椭圆状之间的预定间隙吹出，经过康达效应后，通过的空气量可增压1-15倍；

S4： 当热二次风经过增压风机进行增压后引入高速分仓，热二次风在高速分仓中自下向上流动，进而对喷嘴上方的蓄热元件进行加热和冲刷，保证蓄热元件的持续清洁，有效地防止蓄热元件的堵塞。

9.根据权利要求8所述的回转式空气预热器增压型控堵装置的控堵方法，其特征在于，所述S1还包括第二增压系统，包括：

S1-1当热二次风的增压进行增压后经过分仓管道时，由压力传感器进行检测压力，当热二次风出口压力低于8KPa时，此时由信号处理系统打开控制阀开启第二增压回路，由补偿风机进行对热二次风进行增压，直至压力传感器感应热二次风风力大于8KPa后引入高速分仓，热二次风在高速分仓中自下向上流动，进而对喷嘴上方的蓄热元件进行加热和冲刷，保证蓄热元件的持续清洁，有效地防止蓄热元件的堵塞。