CN204943550U - 一种改良的燃煤电厂回转式空预器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种改良的燃煤电厂回转式空预器，其特征是：设置在预空器筒体中的换热元件是由热端元件和冷端元件构成的两段式结构，热端元件位于烟气进口一端，冷端元件位于烟气出口一端；在热端元件中嵌装一层氧化铜换热层，热换元件随转子的转动在筒体内高温烟气侧与冷风侧之间循环转过。本实用新型在烟气进入空预器冷段前降低氨逃逸率，从源头上控制空预器冷段硫酸氢氨的形成，同时离线清洗空预器冷段结垢，有效缓解空预器堵塞，提高机组运行的安全性与经济性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种对燃煤电厂回转式空预器的改进措施，具体地说是应用于燃煤电厂增加SCR脱硝装置后的相对应的回转式空预器结构改良。
背景技术
为了更好地控制氮氧化物(NOx)在大气中的排放，增设SCR脱硝装置已成为很多电厂的首选。SCR脱硝工艺是采用氨作为还原剂。在一定温度下将氨注入烟气，在催化剂的作用下，氨同烟气中的氮氧化物进行反应，形成氮气和水。但脱硝系统的投运，锅炉主要设备特别是氨逃逸超标(标准为＜3ppm)给空气预热器带来新的问题，这些问题不解决，将严重影响到机组的安全稳定运行。造成氨逃逸严重超标的主要原因包括：
1、因煤质、锅炉燃烧等原因，脱硝进口NOx有时会远远大于设计值，运行人员为控制脱硝出口NOx含量及脱硝效率，人为增加尿素流量，热解炉无法完全热解，致使喷氨格栅管道很容易被未热解的尿素结晶堵塞，喷氨不均，造成脱硝氨逃逸率高。
2、SCR脱硝多为“高温高尘”布置，脱硝系统喷氨格栅管道运行周期长，导致管道磨损或灰堵，直接影响氨气与烟气的混合效果，造成脱硝氨逃逸率高。
3、喷氨隔栅入口调节阀调试不理想，造成喷氨隔栅各个喷嘴的流量不均匀，氨气与烟气的混合不充分，使部分未反应的氨气进入预热器入口，氨逃逸率增大。
4、SCR脱硝进口烟道导流板及催化剂表层整流板安装位置不当或长时间运行后脱落，造成烟气流场不均，局部地区超过催化剂反应范围，氨气未能与烟气充分反应，氨逃逸率增大。
5、催化剂在接近其使用寿命时，造成催化剂磨损、中毒失效，催化剂活性下降，造成氨未能完全与烟气中NOx反应，氨逃逸增大。
回转式空预器的转子实际上是一个上下开口的巨大筒体，在其内部横断面上安装转盘式换热元件。高温烟气在流过换热元件时将热量传导给蓄热器件，并由转子转动到冷风侧，再把热量传递给一、二次风，使得冷空气被加热。目前燃煤电厂中应用的回转式空预器换热元件是三段式布局：高温段，中温段和低温段，材质为碳钢或考登钢。逃逸的氨气与烟气中的SO3和O2在200℃以下的空预器冷段生产硫酸氢铵(AmmoniumBisulphate－ABS)凝结物，呈中度酸性且具有很大的粘性，易粘附在空气预热器的换热元件表面上，再次加剧换热元件的腐蚀和堵灰，导致引风机出力不足，锅炉带满负荷困难，严重影响机组运行经济性和安全性。
目前从国内外各电厂的现状来看，空预器冷段低温腐蚀以及堵灰现象是普遍存在问题，且治理不易。公开号为CN204134957U的专利申请文件中公开了一种火力发电厂燃煤锅炉SCR脱硝系统空气预热器在线清洗装置，该装置在空气预热器低转速运行条件下进行在线清洗，但很难有效去除空气预热器表面的硫酸氢铵沉积物；公开号为CN104180378A的专利申请文件中公开了一种在线消除火电厂燃煤锅炉空预器硫酸氢铵堵灰的方法，其单侧空预器隔绝空气，通入少量高温烟气，使附着在传热元件上的液态硫酸氢铵气化，从而消除堵塞，但目前我国的燃煤机组调峰不频繁，且吸收烟尘且在高温加热后固化的硫酸氢铵垢很难发生可逆反应。公开号为CN104033921A的专利申请文件中公开了一种防止硫酸氢铵堵塞燃煤锅炉空气预热器的装置及方法，是根据燃煤锅炉入炉煤中的含硫量Sad、脱硝设施出口氨逃逸浓度CSlipNH3来控制空气预热器烟气侧入口烟气与空气预热器空气侧入口空气的质量流量比至p，提高空预器烟气出口温度，但是这样会影响锅炉热空气进入量和燃烧效率。
实用新型内容
本实用新型是为避免上述所有技术所存在的不足之处，提供一种改良的燃煤电厂回转式空预器，以期在烟气进入空预器冷段前降低氨逃逸率，从源头上控制空预器冷段硫酸氢氨的形成，同时离线清洗空预器冷段结垢，有效缓解空预器堵塞，提高机组运行的安全性与经济性。
本实用新型为解决技术问题采用如下技术方案：
本实用新型改良的燃煤电厂回转式空预器的结构特点是：设置在预空器筒体中的换热元件是由热端元件和冷端元件构成的两段式结构，所述热端元件位于烟气进口一端，所述冷端元件位于烟气出口一端；在所述热端元件中嵌装一层氧化铜换热层，所述热换元件随转子的转动在筒体内高温烟气侧与冷风侧之间循环转过。
本实用新型改良的燃煤电厂回转式空预器的结构特点也在于：所述氧化铜换热层为蜂窝状结构。
本实用新型改良的燃煤电厂回转式空预器的结构特点也在于：所述热端元件是以考登钢为材质，所述冷端元件是以镀搪瓷为材质。
本实用新型改良的燃煤电厂回转式空预器的结构特点也在于：位于所述换热元件的下方设置有可伸缩的喷嘴，并有阀门控制喷嘴中的喷出蒸汽或水流的压力，所述可伸缩的喷嘴可以伸出并位于换热元件的下方，或缩回离开换热元件的下方。
本实用新型改良的燃煤电厂回转式空预器的结构特点也在于：在所述换热元件的下方，处在高温烟气侧所在区域，设置可伸缩的集尘斗，所述可伸缩的集尘斗可以伸出并位于换热元件下方，或退回离开换热元件下方。
本实用新型在烟气进入空预器冷段前降低氨逃逸率，从源头上控制空预器冷段硫酸氢氨的形成，同时离线清洗空预器冷段结垢，有效缓解空预器堵塞，提高机组运行的安全性与经济性。与已有技术相比，本实用新型有益效果体现在：
1、本实用新型将换热元件设置为两段结构，并在热端元件中嵌装氧化铜换热层，在烟气进入空预器冷端之前即有效降低了氨逃逸浓度，在烟气侧和空气侧分别发生氧化铜还原和单质铜氧化反应，从而可以循环重复使用。
2、本实用新型在将冷端元件更换为镀搪瓷换热元件，根据空气预热器温度场的分布来优化延长冷端元件的高度，使冷端酸沉积和硫酸氢铵堵灰区完全处在冷端元件中。
3、本实用新型中设置喷嘴，通过阀门控制，可以对换热元件实施有效清洗，首先将高压水流喷入冷段搪瓷换热元件的间隙中，吸热沸腾并剧烈膨胀，产生巨大的压力，有效的疏松结垢，再进一步喷入高温高压蒸汽，放热收缩，从而吹走冷段搪瓷换热元件上较为疏松的垢和浮灰，清洗效果好。
4、本实用新型可以利用停机检修期间离线清洗换热元件，降低空预器冲洗频率，同时很好地解决空预器腐蚀和堵塞问题，因此具有良好的经济效益。
5、本实用新型中设置集尘斗，经过反复高压水洗从转子和换热元件上脱落的污垢能够有效的通过相连接的管道排放掉，避免有任何水滴和污垢进入下游的电除尘器。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图；
图中标号：1热端元件，2氧化铜换热层，3冷端元件，4喷嘴，5阀门，6集尘斗，7管道，8转子，9a高温烟气侧，9b冷风侧。
具体实施方式
参见图1，本实施例中改良的燃煤电厂回转式空预器的结构形式是：设置在预空器筒体中的换热元件是由热端元件1和冷端元件3构成的两段式结构，所述热端元件1位于烟气进口一端，所述冷端元件3位于烟气出口一端；在所述热端元件1中嵌装一层氧化铜换热层2，所述热换元件随转子8的转动在筒体内高温烟气侧9a与冷风侧9b之间循环转过。
本实施例中相应的结构形式也包括：
氧化铜换热层2为蜂窝状结构。
热端元件1是以考登钢为材质，所述冷端元件3是以镀搪瓷为材质，根据空气预热器温度场的分布来优化冷端元件的高度，使冷端酸沉积和硫酸氢铵堵灰区完全处在冷端元件中，以便后期离线清洗。
位于所述换热元件的下方设置有可伸缩的喷嘴4，并有阀门5控制喷嘴4中的喷出蒸汽或水流的压力，所述可伸缩的喷嘴4可以伸出并位于换热元件的下方，或缩回离开换热元件的下方。
在所述换热元件的下方，处在高温烟气侧所在区域，设置可伸缩的集尘斗6，所述可伸缩的集尘斗6可以伸出并位于换热元件下方，或退回离开换热元件下方。
对于换热元件的某一个扇形区域A来说，当扇形区域A转动到高温的烟气侧时，高温烟气的温度大约为400℃，在高温烟气的加热下，赤热的氧化铜与逃逸的氨气反应，生产氮气、铜和水；随后，扇形区域A随着转子的转动到达冷风侧，冷风侧的低温空气由一次风仓或二次风仓的底部流入，穿过扇形区域A，单质铜与被加热在约为400℃的高温空气进行反应，重新被氧化成氧化铜。如此在烟气侧和空气侧分别发生氧化铜还原和氧化反应，循环进行，从而在烟气进入空预器冷段前有效降低氨逃逸浓度。
当回转式空预器运行1至2年后，空预器两侧差压值及引风机电流值变大，即可设置离线清洗。将喷嘴4伸入在冷端元件的下方，首先将压力为15MPa的高压水喷入冷段元件的间隙中，吸热沸腾并剧烈膨胀，所产生巨大的压力使结垢疏松；放置2小时后，再利用喷嘴喷入压力为1.0～1.57MPa，温度为300～350℃的热蒸汽，放热收缩，吹走冷段元件上疏松的垢和浮灰，如此重复3至5次可较彻底清除垢和浮灰；清洗过程中，将集尘斗置于处在冷端元件的下方的烟道中，收集脱落的污垢，并通过管道7进行排放，可以有效避免有污水和污垢进入下游的电除尘器，在经过离线清洗后，即重新投入机组启机后的使用中。
Claims (5)
1.一种改良的燃煤电厂回转式空预器，其特征是：设置在预空器筒体中的换热元件是由热端元件(1)和冷端元件(3)构成的两段式结构，所述热端元件(1)位于烟气进口一端，所述冷端元件(3)位于烟气出口一端；在所述热端元件(1)中嵌装一层氧化铜换热层(2)，所述换热元件随转子(8)的转动在筒体内高温烟气侧(9a)与冷风侧(9b)之间循环转过。
2.根据权利要求1所述的改良的燃煤电厂回转式空预器，其特征是：所述氧化铜换热层(2)为蜂窝状结构。
3.根据权利要求1所述的改良的燃煤电厂回转式空预器，其特征是：所述热端元件(1)是以考登钢为材质，所述冷端元件(3)是以镀搪瓷为材质。
4.根据权利要求1所述的改良的燃煤电厂回转式空预器，其特征是：位于所述换热元件的下方设置有可伸缩的喷嘴(4)，并有阀门(5)控制喷嘴(4)中的喷出蒸汽或水流的压力，所述可伸缩的喷嘴(4)可以伸出并位于换热元件的下方，或缩回离开换热元件的下方。
5.根据权利要求4所述的改良的燃煤电厂回转式空预器，其特征是：在所述换热元件的下方，处在高温烟气侧所在区域，设置可伸缩的集尘斗(6)，所述可伸缩的集尘斗(6)可以伸出并位于换热元件下方，或退回离开换热元件下方。
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