CN113007735A - 一种回转式空预器的自清洁方法及新型回转式空预器 - Google Patents

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Abstract

本发明属于空气预热器技术领域，具体的讲涉及一种回转式空预器的自清洁方法及新型回转式空预器。其主要过程是将热一次风引到转子中心筒内的冷端对蓄热原件进行热风吹扫，在转子中心筒设置独立的清洗分仓，利用热一次风和清洗分仓冷端的压差实现吹扫管道内热风自循环，为实施上述方法，清洗分仓通过隔离桁架固定在转子中心筒内并且通过隔离板组件与其他分仓实现静密封，清洗分仓的圆心角不超过5度。该回转式空预器的自清洁方法及新型回转式空预器以预防浮灰与液态硫酸氢铵混合为主，具有实时自清洗并且能源消耗低、热风吹扫效果好的特点。

Description

一种回转式空预器的自清洁方法及新型回转式空预器
技术领域
本发明属于空气预热器技术领域，具体的讲涉及一种回转式空预器的自清洁方法及新型回转式空预器。
背景技术
大型火力发电厂的锅炉通常配置回转式空气预热器，回转式空气预热器是由转动的圆形转子和固定的外壳组成，转子由数万片密密麻麻的蓄热板组成，蓄热板极薄，板厚只有0.5-1.0mm，蓄热板吸收烟气侧的热量并蓄积起来，等它转至空气侧，再将蓄积的热量释放给空气，蓄热板自身温度降低。受热面不断旋转，热量便通过蓄热板会不断从烟气传送给空气，空气得到加热，烟气冷却。
锅炉烟气中含有大量的飞灰，特别是脱硝机组，由于喷氨逃逸后会和烟气中的SO3反应生成硫酸氢铵，在温度146-207℃范围内，液态硫酸氢铵会粘结飞灰，沾污在空气预热器蓄热板上，在一开始这种沾污程度较轻，只是一种浮灰状态，但随着时间累积，浮灰会越粘越牢，最终形成板结的顽固积灰，顽固积灰不及时清除，就会堵塞蓄热板之间的气体流道，造成空预器阻力的升高，进而影响锅炉带负荷，严重时会造成电厂事故。
为了防止浮灰板结，就要在一开始浮灰阶段对其进行控制，目前常规采用的手段是在空预器烟气侧布置蒸汽吹灰器，利用高能量的蒸汽，将蓄热板上的浮灰及时清除，使其无法板结。但由于蒸汽吹灰器动能较大，特别是一些机组蒸汽疏水较差，蒸汽品质不好，含水率较高的情况下，对于板厚仅0.5-1.0mm的蓄热板来说，频繁的吹灰将大幅缩短蓄热板的使用寿命，故一般电厂运行规程要求蒸汽吹灰器为每8小时吹灰一次，单次时间不超过45分钟。但是周期性蒸汽吹扫并不能彻底去除顽固板结，并且在规程除灰以外的时间内，对空预器的浮灰没有任何清洁控制手段。
发明内容
本发明的目的就是提供一种以预防浮灰与液态硫酸氢铵混合，实时自清洗并且能源消耗低、热风吹扫效果好的回转式空预器的自清洁方法及新型回转式空预器。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种回转式空预器的自清洁方法，其特征在于：将热一次风引到转子中心筒内的冷端对蓄热原件进行热风吹扫，在转子中心筒设置独立的清洗分仓，利用热一次风和清洗分仓冷端的压差实现吹扫管道内热风自循环。
本发明还提供了一种实施上述自清洁方法的新型具有热风吹扫自清洁装置的回转式空预器，其技术方案为：
一种具有热风吹扫自清洁装置的回转式空预器，其特征在于：包括通过隔离桁架固定在转子中心筒内的清洗分仓，所述清洗分仓通过隔离板组件与其他分仓实现静密封，所述清洗分仓的冷端连通吹扫管道的出气口，所述吹扫管道的进气口连通一次风仓的热端，所述清洗分仓的圆心角不超过5度。
构成上述一种具有热风吹扫自清洁装置的回转式空预器的附加技术特征还包括：
——所述清洗分仓置于烟气仓与二次风仓之间；
——所述烟气仓的圆心角为165度，一次风仓的圆心角为15度，二次分仓的圆心角为131.5度，所述清洗分仓的圆心角为3.5度，转子中心筒的其他区域为密封区；
——所述吹扫管道上设置压力传感器、温度传感器和风量调节门，所述压力传感器、温度传感器和风量调节门均与电控箱电气连接；
——所述清洗分仓的通过冷端隔离扇形板形成热风喷射口且与所述吹扫管道的出气口连接，所述出气口设置在所述吹扫管道的缩颈段上，所述吹扫管道的进气口与设置在所述一次风仓热端的风箱连接。
本发明所提供的一种回转式空预器的自清洁方法及新型回转式空预器同现有技术相比，具有以下优点：其一，由于该自清洁方法通过在回转式空气预热器中设置的清洗分仓、将热一次风引到转子中心筒内的冷端对蓄热原件进行热风吹扫，利用冷热风之间的差压自然循环，从而实现自清洗，在对锅炉效率没有影响的情况下实现了对空气预热器的实时状态自清洗防堵，无需停炉即可对空气预热器进行降负荷隔离，无需外加动力设备，节约能源，自清洗防堵效果较好；其二，该具有热风吹扫自清洁装置的回转式空预器，通过在现有三分仓结构的空预器内设置独立的清洗分仓，用吹扫管道连接热一次风和清洗分仓的冷端，该自清洗结构简单，加工制造方便，压差引流顺畅，清洗分仓的圆心角不超过5度，不影响一次风和二次风预热效果，维持空预器正常工作，又能提供足够的时间和能量将浮灰和硫酸氢铵吹扫出去，防止空预器堵塞问题，该新型空预器能更有效的实施上述自清洗方法。
附图说明
图1为本发明一种具有热风吹扫自清洁装置的回转式空预器的结构示意图；
图2-1为在设备满负荷运行情况下，清洁分仓未投入使用时的性能参数图；
图2-2为在设备满负荷运行情况下，清洁分仓未投入使用时的温度场检测数据图；
图2-3为在设备满负荷运行情况下，清洁分仓投入使用时的温度场检测数据图；
图3为在设备满负荷运行情况下，清洁分仓投入使用时根据受热面布置得到了温度场数据。
具体实施方式
下面结合附图对本发明所提供的一种回转式空预器的自清洁方法及新型回转式空预器的结构和工作原理作进一步的详细说明。
一种回转式空预器的自清洁方法，主要过程包括将热一次风引到转子中心筒内的冷端对蓄热原件进行热风吹扫，在转子中心筒设置独立的清洗分仓，利用热一次风和清洗分仓冷端的压差实现吹扫管道内热风自循环。
工作原理：根据硫酸氢铵的物理特性，当温度上升时，硫酸氢铵产生相变，液态转化为气态，随热风带走，不会粘结在蓄热元件上。所以利用空气预热器出口热一次风，利用冷热端压差，在转子中心筒内隔离出一个清洗分仓，将热风引入到清洗分仓中使温度场迅速提高，飞灰中的硫酸氢氨由液态转化为气态，飞灰没有粘结载体而随热风带走，避免了液态硫酸氢氨的生成，从而改善空预器堵塞问题，与现有的热风再循环技术相比，热风再循环的机理是提高金属壁温，本技术机理是通过提高流速置换掉转子内的携带漏风，将热一次风循环利用提高吹扫风温，从而迅速提升飞灰中硫酸氢铵的气化速度，故热风再循环会造成排烟温度升高，本技术不会使排烟温度升高。
本为更好实施上述自清洗方法，本发明还提供了一种具有热风吹扫自清洁装置的回转式空预器。如图1所示，构成该新型回转式空预器的结构包括：包括通过隔离桁架4固定在转子中心筒1内的清洗分仓2，清洗分仓2通过隔离板组件与其他分仓实现静密封，清洗分仓2的冷端21连通吹扫管道5的出气口51，吹扫管道5的进气口52连通一次风仓31的热端311，清洗分仓2的圆心角不超过5度。
该新型空预器可以在现有三仓结构的空预器基础上改造，清洗分仓2最好设置在二次风仓32内，清洗管道5内冷热端压差自循环，清洗分仓2的圆心角不超过5度，对空预器运行特性、热力特性无影响，一次风、二次风预热效果稳定，电流不波动、风温不下降、排烟温度升幅小，该装置实现了热流动态平衡循环，自动运行，安全可靠，可以完全取代原有冷段保护措施和高压水清洗系统，明显降低了蒸汽吹灰器的使用频率，延长了空气预热器的使用寿命。
在构成上述一种具有热风吹扫自清洁装置的回转式空预器的结构中，
——优选地，上述清洗分仓2置于烟气仓与二次风仓32之间，气流运行效率好，引导吹扫的热风损失小，热一次风利用率高，自清洗能力更强；
——作为较佳的实施方式，上述烟气仓的圆心角为165度，一次风仓31的圆心角为15度，二次分仓32的圆心角为131.5度，清洗分仓2的圆心角为3.5度，转子中心筒的其他区域为密封区；
——为了便于现场调控，上述吹扫管道上设置压力传感器、温度传感器61和风量调节门62，压力传感器、温度传感器61和风量调节门62均与电控箱电气连接，能够实时反馈吹扫热风的运行参数，及时对设备运行参数做出调整，提高了空预器的安全性和稳定性；
——上述清洗分仓2的通过冷端隔离扇形板形成热风喷射口且与吹扫管道5的出气口51连接，出气口51设置在吹扫管道5的缩颈段53上，进一步提高风压，提高吹扫力度，吹扫管道5的进气口52与设置在一次风仓31热端311的风箱7连接，便于引导气流运行，提高工作效率。
下面以上海锅炉厂生产的容克式空预器，型号为29VI（T）-2083为例进行改造，在二次风仓内加装上述清洁分仓，在空预器外部设置吹扫管道，连接热一次风（空预器上端）和清洁分仓的冷端（空预器下端），从而形成本发明的具有热风吹扫自清洁装置的回转式空预器，转子直径10330mm，转子转速：1.14r/min；辅助驱动转速：0.3 r/min。换热元件（蓄热元件）热端层高度200mm，热端中间层高度：980mm，冷端层高度：900mm，整体高度2083mm。其运行性能如图2-1、2-2、2-3所示：
将烟气侧、一次风侧、二次风侧、清洗分仓每个区域内细分成多个小温度区域，采用微积分的办法结合对流换热的计算方法，将初始入口风温由常规的20℃，更改为不同负荷下的不同参数，根据热力学原则，热风进入预热器后先对飞灰和格仓内的携带风进行同种介质之间的热传导，其次对流流经受热面对低温区的搪瓷钢板换热，期间包含一些辐射换热和传质的过程，但量极小，可以忽略不计。从计算结果可以看出，高温的热风进入冷端后，风温会逐渐降低，在不同负荷下，在对应受热面不同高度（高负荷800-900、低负荷1000-1300mm）范围的高度，热风温度降到最低点，而此处恰恰是硫酸氢铵液态结露最严重的区域，因此本发明的原则是务必保证此处的热风温度高于硫酸氢铵结露温度（按207℃）。
由以上数据可以看出，在本设备的清洁分仓没有投入运行之前，冷端流体温度多个测点是低于硫酸氢铵结露温度（按207℃），对应的元件高度根据负荷变化不一（高负荷800-900、低负荷1000-1300mm），这说明在本区域内会产生大量的液态硫酸氢铵结露现象。而投运本系统后，流体温度最低的一个点必须高于硫酸氢氨结露温度，保证完全可以使所有结露的硫酸氢铵气化，才能起到防堵塞的效果。

Claims (6)

1.一种回转式空预器的自清洁方法，其特征在于：将热一次风引到转子中心筒内的冷端对蓄热原件进行热风吹扫，在转子中心筒设置独立的清洗分仓，利用热一次风和清洗分仓冷端的压差实现吹扫管道内热风自循环。
2.一种具有热风吹扫自清洁装置的回转式空预器，用于实施权利要求1所述的方法，其特征在于：包括通过隔离桁架固定在转子中心筒内的清洗分仓，所述清洗分仓通过隔离板组件与其他分仓实现静密封，所述清洗分仓的冷端连通吹扫管道的出气口，所述吹扫管道的进气口连通一次风仓的热端，所述清洗分仓的圆心角不超过5度。
3.根据权利要求2所述的一种具有热风吹扫自清洁装置的回转式空预器，其特征在于：所述清洗分仓置于烟气仓与二次风仓之间。
4.根据权利要求2所述的一种具有热风吹扫自清洁装置的回转式空预器，其特征在于：所述烟气仓的圆心角为165度，一次风仓的圆心角为15度，二次分仓的圆心角为131.5度，所述清洗分仓的圆心角为3.5度，转子中心筒的其他区域为密封区。
5.根据权利要求2所述的一种具有热风吹扫自清洁装置的回转式空预器，其特征在于：所述吹扫管道上设置压力传感器、温度传感器和风量调节门，所述压力传感器、温度传感器和风量调节门均与电控箱电气连接。
6.根据权利要求2所述的所述的一种具有热风吹扫自清洁装置的回转式空预器，其特征在于：所述清洗分仓的通过冷端隔离扇形板形成热风喷射口且与所述吹扫管道的出气口连接，所述出气口设置在所述吹扫管道的缩颈段上，所述吹扫管道的进气口与设置在所述一次风仓热端的风箱连接。
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