CN117232004A - 一种具有中间夹层加热防堵功能的回转式空预器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有中间夹层加热防堵功能的回转式空预器，高温蓄热元件和低温蓄热元件之间的间隔至少为200mm，高温蓄热元件和低温蓄热元件之间的间隔、形成夹层，且在空预器转子周向外壳上开设有一圈转子进风口，同时在弧形板上开设有热风吹扫口，转子进风口和热风吹扫口均为矩形；向热风吹扫口通入热风，热风从转子进风口进入对应的仓格后分别向上、向下流动，分别形成对高温蓄热元件和低温蓄热元件的吹扫。本申请直接把热源直接引入硫酸氢铵等沉积的蓄热元件位置，加强了对硫酸氢铵等的清除效果，防止或减缓了腐蚀和堵灰，提高了机组运行的安全性，延长了设备的使用寿命，位置设置巧妙合理，不影响设备的整体运行。
Description
技术领域
本发明属于电站锅炉回转式空预器防堵技术领域，具体涉及一种具有中间夹层加热防堵功能的回转式空预器。
背景技术
回转式空预器(下文简称“空预器”)是一种用于大型电站锅炉的热交换设备，它利用锅炉烟气的热量来加热燃烧所需的空气，以此来提高锅炉的效率。
空预器关注的焦点问题主要包括堵灰、漏风率偏高、传热效率低、低温腐蚀严重等，这些问题长期影响着空预器以及整个锅炉系统的安全与经济运行。
上述问题由来已久，而且相互促进、相互影响。近年来，随着脱硝系统的普遍投运，空预器运行环境发生改变，上述堵灰问题变得尤为突出，治理困难、复杂。
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。采用SCR脱硝工艺后，烟气中的部分SO2将被脱硝催化剂氧化成SO3，增加了烟气中SO3的体积浓度，加之存在不可避免的氨逃逸现象，导致硫酸氢铵(NH4HSO4)等副产物的大量生成，且提高了烟气酸露点温度，导致低温腐蚀加剧。
上述副产物硫酸氢铵(NH4HSO4)在温度为146～207℃范围内，呈熔融状，会牢固粘附在空预器蓄热元件表面，使蓄热元件发生腐蚀和积灰，最终易引发堵灰，给机组的安全运行造成极大隐患。国内已有部分电厂因无法解决或缓解此问题而导致机组限负荷，甚至被迫停机。
空预器蓄热元件一般分两层布置，按温度区间设计，硫酸氢铵一般粘附在下层蓄热元件上，且在下层蓄热元件偏上部位；若分层不合理，硫酸氢铵可能还粘附在上层蓄热元件偏下部位。为了解决硫酸氢铵沉积导致的空预器堵灰问题，业内技术人员提出了多种引热源加热蓄热元件的方案，但均是利用热空气或热烟气从冷端逆流向上吹扫并加热蓄热元件，因蓄热元件冷端壁温较低，虽然所用热源温度较高，一般达300℃以上，但流经蓄热元件冷端到达下层蓄热元件偏上部位时，气体温度一般已降低至180℃以下，对硫酸氢铵几乎无加热清除效果；更难以清除粘附在上层蓄热元件偏下部位的硫酸氢铵。
发明内容
为了解决上述存在的问题，本发明提供了一种具有中间夹层加热防堵功能的回转式空预器，把热源直接引入硫酸氢铵沉积的蓄热元件位置，对下层蓄热元件偏上部位和上层蓄热元件偏下部位同时吹扫。
为解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种具有中间夹层加热防堵功能的回转式空预器，包括空预器转子及位于空预器转子外围的弧形板，空预器转子内通过沿径向设置的隔板分隔形成若干仓格，空预器转子轴向高度的中间位置以上的转子仓格内装有高温蓄热元件，转子轴向高度的中间位置以下的转子仓格内装有低温蓄热元件，高温蓄热元件和低温蓄热元件之间的间隔至少为200mm，高温蓄热元件和低温蓄热元件之间的间隔、形成夹层，且在空预器转子周向外壳上开设有一圈转子进风口，同时在弧形板上开设有热风吹扫口，转子进风口和热风吹扫口均为矩形；向热风吹扫口通入热风，热风从转子进风口进入对应的仓格后分别向上、向下流动，分别形成对高温蓄热元件和低温蓄热元件的吹扫。
上述高温蓄热元件也即上层蓄热元件，低温蓄热元件也即下层蓄热元件。
空预器转子内通过沿径向设置的隔板分隔形成若干仓格，每相邻两径向隔板构成一个转子仓格，每个仓格角度均等，一般为24、36或48个仓格，当然也可以是其它数量。
上述热风进入对应的仓格后，实际是进入了一个楔形空腔，在侧壁阻力的作用下，分别向上、向下流动，也即可以理解为分成两股气流(拐弯后流动)，形成对高温蓄热元件偏下部位和低温蓄热元件偏上部位的高温吹扫。
夹层的纵剖面是矩形，上述将转子进风口和热风吹扫口均设置为矩形，这样可充分利用通流截面。
空预器转子、隔板、弧形板、蓄热元件、扇形板等，均为回转式空预器的常规部件。
上述热风吹扫口的数量设置一个即可，转子进风口的数量与仓格的数量相等、且一一对应，转子进风口设在对应仓格正对的空预器转子周向外壳上；运行中，弧形板是静止的，因此热风吹扫口也是静止不动的，但空预器转子是旋转的，因此，转子进风口也是旋转的，当向热风吹扫口通入热风时，大部热风会随着转子的旋转，进入热风吹扫口正对的转子进风口中，也即轮流进入各转子进风口。
为了进一步确保吹扫效果，转子进风口和热风吹扫口的设置高度相等、且位于高温蓄热元件和低温蓄热元件之间。也即，在空预器转子的轴向高度方向上，转子进风口和热风吹扫口的高度是位于高温蓄热元件和低温蓄热元件之间的。
为了兼顾防堵效果和较低投资成本，转子进风口和热风吹扫口均优选设在距离低温蓄热元件顶部0-300mm的高度。前述高度指转子进风口和热风吹扫口的中心到距离低温蓄热元件顶部的距离。
进一步优选，转子进风口截面积大于热风吹扫口的截面积。
转子进风口和热风吹扫口的高度等于夹层高度，热风吹扫口的宽度为D*3.14*
(0.3-0.6)/N，D为转子直径，N为转子仓格数。转子进风口的宽度接近D*3.14/N，但稍微小于D*3.14/N的，因为相邻两转子进风口之间设有隔板间隔，D*3.14/N减去隔板的宽度即为转子进风口的宽度。此处的宽度为转子进风口或热风吹扫口等宽度方向上的弧线长度。
本申请夹层的高度也即高温蓄热元件和低温蓄热元件之间的间隔，也即高温蓄热元件底部与低温蓄热元件顶部之间的间隔。也是高温蓄热元件与低温蓄热元件之间的最小距离。
上述夹层高度优选为200-500mm。
为了方便改造，热风的来源为热一次风。热风的风量、通入的时间间隔等根据实际工况确定，以能清除硫酸氢铵等、不堵灰为目的。
本发明未提及的技术均参照现有技术。
本发明具有中间夹层加热防堵功能的回转式空预器，通过高温蓄热元件和低温蓄热元件之间设置夹层，并在夹层对应的空预器转子周向外壳上开设一圈转子进风口，同时在弧形板上开设有热风吹扫口，向热风吹扫口通入热风，热风从转子进风口进入对应的仓格后分别向上向下流动，形成对高温蓄热元件底部和低温蓄热元件顶部的高温、高效吹扫，也即本申请直接把热源直接引入硫酸氢铵等沉积的蓄热元件位置，加强了对硫酸氢铵等的清除效果，位置设置巧妙合理，不影响设备的整体运行；进一步，在每一个仓格对应的空预器转子周向外壳上均设置转子进风口，可以对每个仓格中的蓄热元件进行高温、高效吹扫，加强对硫酸氢铵等的清除效果，防止或减缓腐蚀和堵灰，提高机组运行的安全性，延长设备的使用寿命。
附图说明
图1为本发明具有中间夹层加热防堵功能的回转式空预器结构示意图。
图2为图1中A-A视图转子结构示意图。
图3为图1中A-A视图扇形板弧形板结构示意图。
图中：1-空预器转子，2-高温蓄热元件，3-低温蓄热元件，4-空预器转子周向外壳，5-转子进风口，6-空预器弧形板，7-热风吹扫口，8-空预器扇形板。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
本申请中高度、顶底等方位词，均为基于图1所示的相对位置关系，并不能理解为对本申请的绝对限制。
实施例1
如图1-3所示，一种具有中间夹层加热防堵功能的回转式空预器，为二分仓结构(烟气仓和空气仓)，包括空预器转子及位于空预器转子外围的弧形板，空预器转子内通过沿径向设置的隔板分隔形成48个仓格，空预器转子轴向高度的中间位置以上的转子仓格内装有高温蓄热元件，转子轴向高度的中间位置以下的转子仓格内装有低温蓄热元件，高温蓄热元件和低温蓄热元件之间的间隔为200mm，高温蓄热元件和低温蓄热元件之间的间隔、形成夹层，且在空预器转子周向外壳上开设有一圈转子进风口，同时在弧形板上开设有热风吹扫口，转子进风口和热风吹扫口均为矩形；向热风吹扫口通入热风，热风从转子进风口进入对应的仓格后分别向上、向下流动，分别形成对高温蓄热元件和低温蓄热元件的吹扫。
实施例2
在实施例1的基础上，进一步作了如下改进：转子进风口和热风吹扫口的设置高度相等、且位于高温蓄热元件和低温蓄热元件之间；热风吹扫口的数量设置一个，转子进风口的数量与仓格的数量相等、且一一对应，转子进风口设在对应仓格正对的空预器转子周向外壳上；运行中，弧形板是静止的，因此热风吹扫口也是静止不动的，但空预器转子是旋转的，因此，转子进风口也是旋转的，当向热风吹扫口通入热风时，大部热风会随着转子的旋转，进入热风吹扫口正对的转子进风口中，也即轮流进入各转子进风口。
实施例3
在实施例2的基础上，进一步作了如下改进：转子进风口的截面积大于热风吹扫口的截面积。转子进风口和热风吹扫口的高度等于夹层高度，本例中热风吹扫口的宽度为D*3.14*0.5/N，N为转子仓格数，D为转子直径；转子进风口的宽度为D*3.14/N减去相邻两转子进风口之间的隔板宽度。
本例中，以热一次风为热风来源，经实践，上回转式空预器连续运行18个月，上层蓄热元件偏下部位和下层蓄热元件偏上部位均没有发现明显的硫酸氢铵沉积。
Claims (8)
1.一种具有中间夹层加热防堵功能的回转式空预器，包括空预器转子(1)及位于空预器转子(1)外围的弧形板(6)，空预器转子(1)内通过沿径向设置的隔板分隔形成若干仓格，空预器转子(1)轴向高度的中间位置以上的转子仓格内装有高温蓄热元件(2)，转子轴向高度的中间位置以下的转子仓格内装有低温蓄热元件(3)，其特征在于：高温蓄热元件(2)和低温蓄热元件(3)之间的间隔至少为200mm，高温蓄热元件(2)和低温蓄热元件(3)之间的间隔、形成夹层，且在空预器转子周向外壳(4)上开设有一圈转子进风口(5)，同时在弧形板(6)上开设有热风吹扫口(7)，转子进风口(5)和热风吹扫口(7)均为矩形；向热风吹扫口(7)通入热风，热风从转子进风口(5)进入对应的仓格后分别向上、向下流动，分别形成对高温蓄热元件(2)和低温蓄热元件(3)的吹扫。
2.如权利要求1所述的具有中间夹层加热防堵功能的回转式空预器，其特征在于：热风吹扫口(7)的数量设置一个，转子进风口(5)的数量与仓格的数量相等、且一一对应，转子进风口(5)设在对应仓格正对的空预器转子周向外壳(4)上；运行中，弧形板(6)是静止的，而空预器转子(1)是旋转的，当向热风吹扫口(7)通入热风时，热风会随着转子的旋转，轮流进入各转子进风口(5)。
3.如权利要求1或2所述的具有中间夹层加热防堵功能的回转式空预器，其特征在于：转子进风口(5)和热风吹扫口(7)的设置高度相等、且位于高温蓄热元件(2)和低温蓄热元件(3)之间。
4.如权利要求3所述的具有中间夹层加热防堵功能的回转式空预器，其特征在于：转子进风口(5)和热风吹扫口(7)均设在距离低温蓄热元件(3)顶部0-300mm的高度。
5.如权利要求1或2所述的具有中间夹层加热防堵功能的回转式空预器，其特征在于：转子进风口(5)的截面积大于热风吹扫口(7)的截面积。
6.如权利要求5所述的具有中间夹层加热防堵功能的回转式空预器，其特征在于：转子进风口(5)和热风吹扫口(7)的高度等于夹层高度，热风吹扫口(7)的宽度为D*3.14*(0.3-0.6)/N，N为转子仓格数，D为转子直径。
7.如权利要求1或2所述的具有中间夹层加热防堵功能的回转式空预器，其特征在于：夹层高度为200-500mm。
8.如权利要求1或2所述的具有中间夹层加热防堵功能的回转式空预器，其特征在于：热风的来源为热一次风。
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