CN116428607A - 一种脱硝防堵空预器方法及系统 - Google Patents

一种脱硝防堵空预器方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种脱硝防堵空预器方法及系统，包括：确定空预器是否堵塞，其中，根据空预器前后端的压差以及空预器前后端的温差确定空预器是否堵塞，空预器前后端的压差超过预设值且空预器前后端的温差超过预设值时，则空预器存在污堵情况，通过冲洗水冲洗空预器表面的污堵物；冲洗水冲洗空预器表面的污堵物产生的冲洗废水通过烟道排出。本发明可以及时清理空预器上的污堵物，避免残留过多的污堵物而影响空预器的正常运行，并且及时将污堵物伴随烟气一起排出，避免残留时间较久而腐蚀空预器的情况发生。

Description

一种脱硝防堵空预器方法及系统
技术领域
本发明涉及环保技术领域，具体涉及一种脱硝防堵空预器方法及系统。
背景技术
空气预热器也叫空预器，通常应用于锅炉系统用中，利用锅炉排出的高温烟气对空气进行预热，因此，空预器主要用于完成热交换。
空预器在工作过程中，容易出现腐蚀、堵灰等情况发生，主要是由硫酸氢氨造成的，当处于 147℃以下时，硫酸氢氨主要表现为固态，而且具有较强的坚固性；当处于 147℃~250℃范围内，则其形态则为鼻涕状态；而处于 250℃以上时则会升华。气态或颗粒状液体状硫酸氢氨会随着烟气流经预热器，不会对预热器产生影响。相反，液态硫酸氢氨捕捉飞灰能力极强，会与烟气中的飞灰粒子相结合，附着于预热器传热元件上形成融盐状的积灰，造成预热器的腐蚀、堵灰等，液态硫酸氢氨能轻易进入到普通金属薄板的表面气孔中而形成腐蚀。而在实际空预器运行过程中，其温度梯度变化处于 320℃~120℃之间，这也导致硫酸氢铵容易在空预器换热元件中部粘结和沉积，导致空预器堵塞情况更为严重。
由于NH3的逃逸是客观存在的，SCR反应器出口烟气中存在的未反应的逃逸氨（NH3）、SO3及水蒸气反应生成硫酸氢铵或硫酸铵，因此空预器在工作过程中，容易出现腐蚀、堵灰等情况发生，而目前只能在机组停止运行后对空预器进行冲洗，去除附着物，不能做到及时进行冲洗清理。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种脱硝防堵空预器方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种脱硝防堵空预器方法，包括：
确定空预器是否堵塞，其中，根据空预器前后端的压差以及空预器前后端的温差确定空预器是否堵塞，空预器前后端的压差超过预设值且空预器前后端的温差超过预设值时，空预器堵塞；
空预器未堵塞时空预器正常工作，若空预器堵塞，引入冲洗空预器的冲洗水冲洗空预器，空预器被冲洗水冲洗的面为弧面，冲洗水通过空预器的切向冲洗空预器，并且，所述冲洗水由上向斜下方冲洗空预器，冲洗空预器的废水经与空预器进行热交换的烟道排出，其中，冲洗空预器的废水流向与所述烟道内的烟气流向一致，所述冲洗水的温度与所述烟道内未与空预器进行热交换的烟气温度相等。
本发明中可以在空预器运行过程中，对空预器前后端压差值以及温差值进行监测，当温差和压差均超过预设值时，则说明存在污堵情况，可以及时对空预器进行冲洗，而冲洗产生的冲洗废水可以随着烟气流至烟道，最后经过烟道排出。该种方式可以做到及时清理空预器上的污堵物，避免残留过多的污堵物而影响空预器的正常运行，并且及时将污堵物伴随烟气一起排出，避免残留时间较久而腐蚀空预器的情况发生。
作为优选，冲洗空预器的废水利用自身重力经所述烟道排出。
作为优选，空预器前后端压差的预设值根据空预器堵塞前后空预器前后端的压差值确定。
作为优选，空预器前后端温差的预设值根据空预器堵塞前后空预器前后端的温差值确定。
一种脱硝防堵空预器系统，包括：
压差检测装置，用于检测空预器前后端压差；
温差检测装置，用于检测空预器前后端温差；
比较器，用于比较压差检测装置检测到的压差是否超出压差的预设值和用于比较温差检测装置检测到的温差是否超出温差的预设值；
冲洗装置，用于冲洗空预器；其中，空预器前后端的压差超过预设值且空预器前后端的温差超过预设值时所述冲洗装置冲洗空预器；
和烟道，其中，空预器与所述烟道内的烟气完成热交换，并且，所述冲洗装置冲洗空预器后形成的废水通过所述烟道利用废水的自身重力排出所述烟道，废水的流向与所述烟道内的烟气流向一致。
作为优选，该脱硝防堵空预器系统还包括锅炉疏水箱，所述冲洗装置利用所述锅炉疏水箱内的蒸汽冷凝水冲洗空预器。
作为优选，所述冲洗装置包括疏水泵，所述疏水泵抽取所述锅炉疏水箱内的蒸汽冷凝水冲洗空预器。
作为优选，所述烟道设置有排出所述烟道内废水的排水斗，所述排水斗位于所述烟道的最低位置处。
作为优选，所述冲洗装置还包括将所述疏水泵抽取的蒸汽冷凝水喷洒至空预器的喷淋器，所述喷淋器包括围绕空预器的喷淋环，所述喷淋环上设置有喷头，所述喷头均布于所述喷淋环，空预器被所述喷淋器冲洗的面为弧面，所述喷头喷出的冲洗水与所述弧面相切，所述喷头喷出的冲洗水由上向斜下方冲洗空预器，所述喷淋器沿空预器的长度方向均匀设置。
作为优选，所述冲洗装置还包括冲洗管道，所述疏水泵通过所述冲洗管道向所述喷淋器供液，其中，所述冲洗管道的至少一部分位于所述烟道内，并且，位于所述烟道内的冲洗管道位于空预器的前端，所述烟道内的烟气与位于所述烟道内的冲洗管道进行热交换后再与空预器进行热交换，位于烟道内的所述冲洗管道设置有热交换片，所述热交换片与所述冲洗管道为一体式结构，并且，位于所述烟道内的冲洗管道盘绕于所述烟道内。
本发明与现有技术相比的有益效果是：
本发明中可以在空预器运行过程中，对空预器前后端压差值以及温差值进行监测，当压差值和温差值均超过预设值时，则说明存在污堵情况，可以及时对空预器进行冲洗，而冲洗产生的冲洗废水可以随着烟气流至烟道，最后经过烟道排出。该种方式可以做到及时清理空预器上的污堵物，避免残留过多的污堵物而影响空预器的正常运行，并且及时将污堵物伴随烟气一起排出，避免残留时间较久而腐蚀空预器的情况发生。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实施例中一种脱硝防堵空预器系统的原理图。
图2为本实施例中一种脱硝防堵空预器系统包括多个喷淋器时的示意图。
图3为本实施例中一种脱硝防堵空预器系统中电气元件的连接框图。
图4为本实施例中一种脱硝防堵空预器系统中喷淋器冲洗空预器时水流方向的俯视图。
图5为本实施例中一种脱硝防堵空预器系统中喷淋器冲洗空预器时水流方向的主视图。
附图标记：
1、锅炉疏水箱，2、疏水泵，3、烟道，31、排水斗，32、竖直段，33、水平段，34、倾斜段，4、喷淋器，5、冲洗管道，6、空预器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参照图1所示：本实施例为一种脱硝防堵空预器6方法，包括：
检测空预器6前后端压差，获得空预器6前后端压差；
判断空预器6前后端压差值是否超过预设值；
若空预器6前后端压差值超过预设值时，则空预器6存在污堵情况，通过冲洗水冲洗空预器6表面的污堵物；
冲洗水冲洗空预器6表面的污堵物产生的冲洗废水，可以随着烟气流至烟道3；
流至烟道3处的冲洗废水，通过烟道3上设置的排水口排出。
本实施例中可以在空预器6运行过程中，对空预器6前后端压差值进行监测，当超过预设值时，则说明存在污堵情况，可以及时对空预器6进行冲洗，而冲洗产生的冲洗废水可以随着烟气流至烟道3，最后经过烟道3排出。该种方式可以做到及时清理空预器6上的污堵物，避免残留过多的污堵物而影响空预器6的正常运行，并且及时将污堵物伴随烟气一起排出，避免残留时间较久而腐蚀空预器6的情况发生。
在一实施例中，所述冲洗废水从烟道3底部的排水口排出。排水口设置于底部，可以使得冲洗废水在重力作用下自动排出。
在一实施例中，所述冲洗水来源于锅炉疏水箱1内的蒸汽冷凝水。本实施例中可以直接使用锅炉疏水箱1内的蒸汽冷凝水作为冲洗水，更加节能环保。
本实施例还提供了一种脱硝防堵空预器6系统，包括：
压差检测装置，用于检测空预器6前后端压差；
判断装置，用于判断空预器6前后端压差值是否超过预设值；
冲洗装置，用于若空预器6前后端压差值超过预设值时，则空预器6存在污堵情况，通过冲洗水冲洗空预器6表面的污堵物，冲洗水冲洗空预器6表面的污堵物产生的冲洗废水，随着烟气流至烟道3；
收集排放装置，与烟道3连接，用于将流至烟道3处的冲洗废水收集并排放。
本实施例中压差检测装置、判断装置、冲洗装置以及收集排放装置可以采用多种现有结构形式，例如压差检测装置可以包括设置于空预器6前后端的压力传感器，通过压力传感器的感应获取压力数值，从而得到压差值。判断装置则可为后台终端，通过后台终端接收相关的数据信息进行预设值判断。冲洗装置可以包括喷头，通过喷头将冲洗水喷洒至空预器6内。收集排放装置则可以包括排放管以及收集槽等结构，具体可以根据实际情况进行多种设置。
在一实施例中，所述冲洗装置与锅炉疏水箱1连接，通过锅炉疏水泵2将锅炉疏水箱1内的蒸汽冷凝水输送至所述冲洗装置。
在一实施例中，所述收集排放装置与烟道3底部连接。
尽管上述内容公开的方案已经可以满足空预器6的防堵需求，但是，在实践中，空预器6前后端的压差并不能真实地反应空预器6是否被堵塞，当空预器6未堵塞时，空预器6的工作环境发生变化后，空预器6前后端的压差也可能发生变化，因此，仅采用空预器6前后端的压差判断空预器6是否堵塞存在一定的误判风险，这种误判直接导致冲洗装置误动作。
空预器6被堵塞后，空预器6的热交换性能发生变化，通常为热交换性能下降，因此，空预器6前后端的温度差也可以有效地反应空预器6是否被堵塞。
为此，本发明提供了以下技术方案，以减小空预器6工作过程中冲洗装置误动作的风险。
参照图2至图5所示：一种脱硝防堵空预器6方法，包括：
确定空预器6是否堵塞，其中，根据空预器6前后端的压差以及空预器6前后端的温差确定空预器6是否堵塞，空预器6前后端的压差超过预设值且空预器6前后端的温差超过预设值时，空预器6堵塞；
空预器6未堵塞时空预器6正常工作，若空预器6堵塞，引入冲洗空预器6的冲洗水冲洗空预器6，空预器6被冲洗水冲洗的面为弧面，冲洗水通过空预器6的切向冲洗空预器6，并且，所述冲洗水由上向斜下方冲洗空预器6，冲洗空预器6的废水经与空预器6进行热交换的烟道3排出，空预器6与烟道3内的烟气进行热交换，其中，冲洗空预器6的废水流向与所述烟道3内的烟气流向一致，所述冲洗水的温度与所述烟道3内未与空预器6进行热交换的烟气温度相等。
空预器6前后端的压差可以采用压差计进行检测，压差计的工作原理以及装配方案参照现有技术。
空预器6的形状通常为圆柱形以利于空预器6的加工，在对空预器6进行冲洗时，相对于被冲洗水冲洗的面为平面，被冲洗水冲洗的面为弧面，冲洗水沿弧面的切向冲洗空预器6，被冲洗水冲下的污渍不会滞留于空预器6，而是直接脱离空预器6，污渍在自身的重力作用下继续下落，随废水一起排出。
而被冲洗水冲洗的面为平面时，冲洗水仅将污渍冲移一定距离，污渍仍滞留于空预器6上，造成冲洗质量下降。
冲洗水由上向斜下方冲洗空预器6，进一步使得被冲洗水冲出的污渍可以迅速脱离空预器6，防止污渍滞留于空预器6上。
空预器6在工作过程中，空预器6前后端的压差和温度差被实时监测，当空预器6前后端的压差以及温度差均超出预设值时，再利用冲洗水对空预器6进行冲洗，避免了由于空预器6的工作环境发生变化而导致冲洗空预器6的设备误动作。
在一些实施例中，冲洗空预器6的废水利用自身重力经所述烟道3排出。
在一些实施例中，空预器6前后端压差的预设值根据空预器6堵塞前后空预器6前后端的压差值确定。
空预器6前后端温差的预设值根据空预器6堵塞前后空预器6前后端的温差值确定。
空预器6前后端压差的预设值可以通过有限次的试验进行确定，而不同的空预器6可能具有不同的预设值，因此，本发明仅对空预器6前后端压差的预设值获取方式进行介绍，而对空预器6前后端压差的预设值具体值不做限定。
获取空预器6前后端压差预设值的方法具体为：先对空预器6进行清洗，使空预器6处于正常工作状态，然后记录空预器6前后端压差的差值为第一值，使空预器6正常工作，直到空预器6前后端的压差差值发生变化，此时观察空预器6是否需要冲洗，不需要冲洗时，此值不做记录，空预器6继续工作，直到空预器6前后端压差的差值变化到一定程度，例如空预器6的热交换性能无法满足要求时，记录空预器6前后端压差的差值为第二值，第一值与第二值之间的差值即为空预器6前后端压差的预设值。
空预器6前后端温度的预设值获取方法参照空预器6前后端压差预设值的获取方法。
参照图2至图5所示：在一些实施例中，一种脱硝防堵空预器6系统，包括：
压差检测装置，用于检测空预器6前后端压差；压差检测装置可以为现有技术中的压差计；
温差检测装置，用于检测空预器6前后端温差；温差检测装置可以为现有技术中的温差计；
比较器，用于比较压差检测装置检测到的压差是否超出压差的预设值和用于比较温差检测装置检测到的温差是否超出温差的预设值；比较器可以集成于控制器，比较器构成控制器的一部分，冲洗装置可以由控制器控制工作，控制器获取比较器的比较结果后，根据比较器的比较结果控制冲洗装置的工作状态；
冲洗装置，用于冲洗空预器6；其中，空预器6前后端的压差超过预设值且空预器6前后端的温差超过预设值时所述冲洗装置冲洗空预器6；
和烟道3，其中，空预器6与所述烟道3内的烟气完成热交换，并且，所述冲洗装置冲洗空预器6后形成的废水通过所述烟道3利用废水的自身重力排出所述烟道3，废水的流向与所述烟道3内的烟气流向一致。
烟道3可以包括竖直段32以及水平段33，竖直段32与水平段33之间通过倾斜段34连接，竖直段32、水平段33以及倾斜段34可以为一体式结构。空预器6可以设置于竖直段32，以使冲洗空预器6的废水以及被冲洗水冲除的污渍在自身重力作用下沿竖直段32进入倾斜段34，烟道3内的烟气经水平段33排放至目标位置。
废水以及污渍的排出位置可以在倾斜段34与水平段33相接的位置处。
在一些实施例中，该脱硝防堵空预器6系统还包括锅炉疏水箱1，所述冲洗装置利用所述锅炉疏水箱1内的蒸汽冷凝水冲洗空预器6。该方案采用蒸汽冷凝水冲洗空预器6，节约了水资源。
所述冲洗装置包括疏水泵2，所述疏水泵2抽取所述锅炉疏水箱1内的蒸汽冷凝水冲洗空预器6。
在一些实施例中，所述烟道3设置有排出所述烟道3内废水的排水斗31，所述排水斗31位于所述烟道3的最低位置处。排水斗31可以设置于倾斜段34与水平段33的连接处。
在一些实施例中，所述冲洗装置还包括将所述疏水泵2抽取的蒸汽冷凝水喷洒至空预器6的喷淋器4，所述喷淋器4包括围绕空预器6的喷淋环，所述喷淋环上设置有喷头，所述喷头均布于所述喷淋环，空预器6被所述喷淋器4冲洗的面为弧面，所述喷头喷出的冲洗水与所述弧面相切，所述喷头喷出的冲洗水由上向斜下方冲洗空预器6，所述喷淋器4沿空预器6的长度方向均匀设置。喷淋器4的数量越多，空预器6被直接冲洗的位置就越多，冲洗装置的冲洗效果就越好。
使冲洗水沿切向冲洗空预器6，主要是为了使污渍可以迅速脱离空预器6，防止污渍滞留于空预器6上，以避免冲洗效果下降。
在一些实施例中，所述冲洗装置还包括冲洗管道5，所述疏水泵2通过所述冲洗管道5向所述喷淋器4供液，其中，所述冲洗管道5的至少一部分位于所述烟道3内，并且，位于所述烟道3内的冲洗管道5位于空预器6的前端，所述烟道3内的烟气与位于所述烟道3内的冲洗管道5进行热交换后再与空预器6进行热交换，位于烟道3内的所述冲洗管道5设置有热交换片，所述热交换片与所述冲洗管道5为一体式结构，并且，位于所述烟道3内的冲洗管道5盘绕于所述烟道3内。
由于冲洗水直接与空预器6接触，空预器6在被冲洗时，冲洗水与空预器6之间具有热交换，该热交换可能造成空预器6前后端的温差发生波动，因此，使冲洗水的温度与烟道3内未与空预器6完成热交换的烟气温度相等，可以防止冲洗水引起空预器6前后端的温差出现波动。空预器6具有更好的工作性能。
采用烟气与冲洗水进行热交换，不需要设置独立的热交换结构改变冲洗水的温度，进一步节约了能源。
本发明实施例中图4和图5中双点划线表示喷头喷出的水流。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种脱硝防堵空预器方法，其特征在于，包括：
确定空预器（6）是否堵塞，其中，根据空预器（6）前后端的压差以及空预器（6）前后端的温差确定空预器（6）是否堵塞，空预器（6）前后端的压差超过预设值且空预器（6）前后端的温差超过预设值时，空预器（6）堵塞；
空预器（6）未堵塞时空预器（6）正常工作，若空预器（6）堵塞，引入冲洗空预器（6）的冲洗水冲洗空预器（6），空预器（6）被冲洗水冲洗的面为弧面，冲洗水通过空预器（6）的切向冲洗空预器（6），并且，所述冲洗水由上向斜下方冲洗空预器（6），冲洗空预器（6）的废水经与空预器（6）进行热交换的烟道（3）排出，其中，冲洗空预器（6）的废水流向与所述烟道（3）内的烟气流向一致，所述冲洗水的温度与所述烟道（3）内未与空预器（6）进行热交换的烟气温度相等。
2.根据权利要求1所述的脱硝防堵空预器方法，其特征在于，冲洗空预器（6）的废水利用自身重力经所述烟道（3）排出。
3.根据权利要求1所述的脱硝防堵空预器方法，其特征在于，空预器（6）前后端压差的预设值根据空预器（6）堵塞前后空预器（6）前后端的压差值确定。
4.根据权利要求1所述的脱硝防堵空预器方法，其特征在于，空预器（6）前后端温差的预设值根据空预器（6）堵塞前后空预器（6）前后端的温差值确定。
5.一种脱硝防堵空预器系统，其特征在于，包括：
压差检测装置，用于检测空预器（6）前后端压差；
温差检测装置，用于检测空预器（6）前后端温差；
比较器，用于比较压差检测装置检测到的压差是否超出压差的预设值和用于比较温差检测装置检测到的温差是否超出温差的预设值；
冲洗装置，用于冲洗空预器（6）；其中，空预器（6）前后端的压差超过预设值且空预器（6）前后端的温差超过预设值时所述冲洗装置冲洗空预器（6）；
和烟道（3），其中，空预器（6）与所述烟道（3）内的烟气完成热交换，并且，所述冲洗装置冲洗空预器（6）后形成的废水通过所述烟道（3）利用废水的自身重力排出所述烟道（3），废水的流向与所述烟道（3）内的烟气流向一致。
6.根据权利要求5所述的脱硝防堵空预器系统，其特征在于，该脱硝防堵空预器（6）系统还包括锅炉疏水箱（1），所述冲洗装置利用所述锅炉疏水箱（1）内的蒸汽冷凝水冲洗空预器（6）。
7.根据权利要求6所述的脱硝防堵空预器系统，其特征在于，所述冲洗装置包括疏水泵（2），所述疏水泵（2）抽取所述锅炉疏水箱（1）内的蒸汽冷凝水冲洗空预器（6）。
8.根据权利要求7所述的脱硝防堵空预器系统，其特征在于，所述烟道（3）设置有排出所述烟道（3）内废水的排水斗（31），所述排水斗（31）位于所述烟道（3）的最低位置处。
9.根据权利要求7所述的脱硝防堵空预器系统，其特征在于，所述冲洗装置还包括将所述疏水泵（2）抽取的蒸汽冷凝水喷洒至空预器（6）的喷淋器（4），所述喷淋器（4）包括围绕空预器（6）的喷淋环，所述喷淋环上设置有喷头，所述喷头均布于所述喷淋环，空预器（6）被所述喷淋器（4）冲洗的面为弧面，所述喷头喷出的冲洗水与所述弧面相切，所述喷头喷出的冲洗水由上向斜下方冲洗空预器（6），所述喷淋器（4）沿空预器（6）的长度方向均匀设置。
10.根据权利要求9所述的脱硝防堵空预器系统，其特征在于，所述冲洗装置还包括冲洗管道（5），所述疏水泵（2）通过所述冲洗管道（5）向所述喷淋器（4）供液，其中，所述冲洗管道（5）的至少一部分位于所述烟道（3）内，并且，位于所述烟道（3）内的冲洗管道（5）位于空预器（6）的前端，所述烟道（3）内的烟气与位于所述烟道（3）内的冲洗管道（5）进行热交换后再与空预器（6）进行热交换，位于烟道（3）内的所述冲洗管道（5）设置有热交换片，所述热交换片与所述冲洗管道（5）为一体式结构，并且，位于所述烟道（3）内的冲洗管道（5）盘绕于所述烟道（3）内。
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