CN206504355U - 一种利用碱性调质系统防堵灰的空气预热器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种利用碱性调质系统防堵灰的空气预热器，包括抽漏风机、漏风回收风箱、防堵灰分仓和碱性调质系统；防堵灰分仓位于空气预热器的冷端空气侧；漏风回收风箱位于空气预热器的热端扇形板上方；抽漏风机的进口通过管路连接漏风回收风箱、出口通过管路通向防堵灰分仓；碱性调质系统通过管路通向抽漏风机的出口，或者碱性调质系统通过管路与抽漏风机和防堵灰分仓之间的管路连通。上述利用碱性调质系统防堵灰的空气预热器，具备极佳的防止低温腐蚀和堵灰的性能，尤其适用于燃烧高硫煤的燃煤发电机组；而空气预热器一旦突破堵灰的限制，通过升级蓄热元件可进一步降低排烟温度，从而显著提高锅炉效率。

Description

一种利用碱性调质系统防堵灰的空气预热器
技术领域
本实用新型涉及一种利用碱性调质系统防堵灰的空气预热器，属于空气预热器领域。
背景技术
回转式空气预热器(简称“预热器”)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。
预热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设备的安全和经济运行。
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，预热器运行环境发生改变，上述堵灰问题尤为突出，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，会牢固粘附在空气预热器蓄热元件表面，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。
当排烟温度低于酸露点时，硫酸蒸汽将凝结，硫酸液滴附着在冷端蓄热元件上，腐蚀蓄热元件。烟气的酸露点随着SO3浓度的升高而提高，一般达130～160℃。由于脱硝系统增加了SO2向SO3的转化率，即提高了烟气中SO3的浓度，且不少电厂为控制发电成本，实际煤种的硫份普遍高于设计煤种，因此，目前不少电厂的酸露点高于排烟温度，导致低温腐蚀(酸露点腐蚀)加剧。
传统空气预热器按分仓结构划分，分为两分仓、三分仓和四分仓空气预热器，但传统空气预热器的排烟温度设计均以酸露点为重要依据，必须保证设计排烟温度在酸露点以上，由此来确定蓄热元件总的换热能力。这一准则限制了排烟温度的进一步降低，也即限制排烟损失的进一步降低，而排烟损失一般占大型燃煤锅炉总热损失的60％～80％，是挖掘节能潜力的关键所在。因此，设计具备优异防堵灰性能的空气预热器，对电力行业节能减排技术的进步意义重大。
本申请人及发明人在2015年6月29日已同时提交了发明专利《一种回转式空气预热器防堵灰协同密封的方法及其系统》(申请号CN201510369487.5)和实用新型专利《一种回转式空气预热器防堵灰协同密封系统》(申请号CN201520456882.2)，利用所公开的技术升级传统两分仓、三分仓和四分仓空气预热器，可分别获得2.5分仓、3.5分仓和4.5分仓空气预热器，已具备非常优异的防堵灰性能，但仍有进一步提升的空间。
实用新型内容
为了进一步提高现有技术中空气预热器防堵灰性能，本实用新型提供一种利用碱性调质系统防堵灰的空气预热器。
为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下：
一种利用碱性调质系统防堵灰的空气预热器，其特征在于：包括抽漏风机、漏风回收风箱、防堵灰分仓和碱性调质系统；防堵灰分仓位于空气预热器的冷端空气侧；漏风回收风箱位于空气预热器的热端扇形板上方；抽漏风机的进口通过管路连接漏风回收风箱、出口通过管路通向防堵灰分仓；碱性调质系统通过管路通向抽漏风机的出口，或者碱性调质系统通过管路与抽漏风机和防堵灰分仓之间的管路连通。
漏风回收风箱用于收集热端漏风；碱性调质系统通过管路将碱液送到抽漏风机的出口或抽漏风机和防堵灰分仓之间的管路中，先雾化成小液滴，然后干燥成微小碱性粉末；上述通过漏风回收风箱所收集的热漏风夹带微小碱性粉末，共同吹扫防堵灰分仓，进一步防止了预热器蓄热元件的积灰和腐蚀。
为了便于碱液的调配和输送，碱性调质系统包括依次连通的碱性物料仓、给料机、碱性溶液池和雾化喷嘴，雾化喷嘴通过管路与抽漏风机的出口连通，或雾化喷嘴通过管路与抽漏风机和防堵灰分仓之间的管路连通。
碱性物料储存在碱性物料仓中，通过给料机加入碱性溶液池，碱性溶液池中通过加入水来溶解碱性物料，碱性溶液经雾化喷嘴雾化后进入抽漏风机所回收的漏风中。
由于所回收漏风温度高达300℃左右，雾化喷嘴所喷出的碱性小雾滴会瞬间气化，生成微小碱性粉末，其比表面积很大，在所回收漏风的携带作用下经过空气预热器蓄热元件，与粘附在蓄热元件表面的酸液发生化学反应，防止空气预热器低温腐蚀和堵灰。
优选，上述碱性物料为易溶于水的Na2CO3。
为了方便碱液的配置和节约能源，碱性物料仓、给料机和碱性溶液池从上到下依次设置，碱性物料仓的底部设有流化风进口。
本申请上、下、底部、顶部等方位词，均指装置正常使用状态下的相对位置。
上述碱性物料仓、给料机和碱性溶液池从上到下依次设置，只要打开给料机，碱性物质便可在重力的作用下进入碱性溶液池，简单易操作，且节约能量；为了提高碱性物料的流动性和分散性，还可从碱性物料仓底部的流化风进口通入流化风。
为了避免碱性物质污染环境，同时提高所得碱液的均匀性，碱性溶液池为顶部设有排气阀的封闭系统，碱性溶液池的底部设有高压水进口。配置碱溶液时，高压水从高压水进口进入，可很好的保证所得碱液的均匀性。
为了降低上述雾化喷嘴被堵塞的几率，碱性溶液池的底部还设有排污口。
为了提高碱液的雾化程度，雾化喷嘴上设有压缩空气进口。
防堵灰分仓至少包括隔离密封板，隔离密封板的密封面与相邻的冷端扇形板密封面处于同一平面、且与转子隔板上密封片形成密封副，隔离密封板与其相邻的冷端扇形板之间留有间隙形成喷风口。
上述抽漏风机从热端回收漏风，被由碱性调质系统送来的碱液调质为碱性介质后从隔离密封板与扇形板之间的喷风口高速流出，流经蓄热元件。所述碱性介质还具备高温、含尘的特点，通过物理气化、高速吹蚀、飞灰磨蚀、酸碱中和等多重作用，清除蓄热元件表面的积灰和酸液(包括H2SO4和NH4HSO4)。
本实用新型未提及的技术均参照现有技术。
本实用新型利用碱性调质系统防堵灰的空气预热器，具有如下有益效果：具备极佳的防止低温腐蚀和堵灰的性能，尤其适用于燃烧高硫煤的燃煤发电机组；而空气预热器一旦突破堵灰的限制，通过升级换热元件可进一步降低排烟温度，从而显著提高锅炉效率。
附图说明
图1为实施例1利用碱性调质系统防堵灰的空气预热器的结构示意图。
图2为实施例2利用碱性调质系统防堵灰的空气预热器的结构示意图。
图3为实施例3利用碱性调质系统防堵灰的空气预热器的结构示意图。
图4为实施例中喷碱调质系统的结构示意图。
图5为实施例中碱性介质流经蓄热元件的示意图。
图中，1为抽漏风机，2为防堵灰分仓，3为碱性物料仓，4为给料机，5为碱性溶液池，6为雾化喷嘴，7为隔离密封板，8为冷端扇形板，9为密封片，10为蓄热元件，11为流化风进口，12为排气阀，13为高压水进口，14排污口，15为压缩空气进口，16为抽漏风机出口，17为喷风口；A为空气侧，G为烟气侧，A1为一次风侧，A2为二次风侧。
具体实施方式
为了更好地理解本实用新型，下面结合实施例进一步阐明本实用新型的内容，但本实用新型的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1
如图所示，利用碱性调质系统防堵灰的3.5分仓空气预热器，包括抽漏风机、漏风回收风箱、防堵灰分仓和碱性调质系统；防堵灰分仓位于空气预热器的冷端空气侧；漏风回收风箱位于空气预热器的热端扇形板上方；抽漏风机的进口通过管路连接漏风回收风箱、出口通过管路通向防堵灰分仓；碱性调质系统通过管路通向抽漏风机的出口，或者碱性调质系统通过管路与抽漏风机和防堵灰分仓之间的管路连通。
碱性调质系统包括依次连通的碱性物料仓、给料机、碱性溶液池和雾化喷嘴，雾化喷嘴上设有压缩空气进口，雾化喷嘴通过管路与抽漏风机和防堵灰分仓之间的管路连通；其中，碱性物料仓、给料机和碱性溶液池从上到下依次设置，碱性物料仓的底部设有流化风进口；碱性溶液池为顶部设有排气阀的封闭系统，碱性溶液池的底部设有高压水进口；碱性溶液池的底部还设有排污口。
防堵灰分仓至少包括隔离密封板，隔离密封板的密封面与相邻的冷端扇形板密封面处于同一平面、且与转子隔板上密封片形成密封副，隔离密封板与其相邻的冷端扇形板之间留有间隙形成喷风口。
实施例2
与实施例1基本相同，所不同的是：预热器为4.5分仓空气预热器。
实施例3
与实施例1基本相同，所不同的是：预热器为2.5分仓空气预热器。
上述各例中的抽漏风机从热端回收漏风，被由碱性调质系统送来的碱液(质量浓度为10％～40％的Na2CO3溶液)调质为碱性介质后从隔离密封板与扇形板之间的喷风口高速流出，所回收的漏风温度高达300℃左右，雾化喷嘴所喷出的碱性小雾滴会瞬间干燥成微小碱性粉末，前述碱性介质同时具备高温、含尘的特点，通过物理气化、高速吹蚀、飞灰磨蚀、酸碱中和等多重作用，清除蓄热元件表面的积灰和酸液(包括H2SO4和NH4HSO4)。

Claims (7)

1.一种利用碱性调质系统防堵灰的空气预热器，其特征在于：包括抽漏风机、漏风回收风箱、防堵灰分仓和碱性调质系统；防堵灰分仓位于空气预热器的冷端空气侧；漏风回收风箱位于空气预热器的热端扇形板上方；抽漏风机的进口通过管路连接漏风回收风箱、出口通过管路通向防堵灰分仓；碱性调质系统通过管路通向抽漏风机的出口，或者碱性调质系统通过管路与抽漏风机和防堵灰分仓之间的管路连通。
2.如权利要求1所述的利用碱性调质系统防堵灰的空气预热器，其特征在于：碱性调质系统包括依次连通的碱性物料仓、给料机、碱性溶液池和雾化喷嘴，雾化喷嘴通过管路与抽漏风机的出口连通，或雾化喷嘴通过管路与抽漏风机和防堵灰分仓之间的管路连通。
3.如权利要求2所述的利用碱性调质系统防堵灰的空气预热器，其特征在于：碱性物料仓、给料机和碱性溶液池从上到下依次设置，碱性物料仓的底部设有流化风进口。
4.如权利要求2或3所述的利用碱性调质系统防堵灰的空气预热器，其特征在于：碱性溶液池为顶部设有排气阀的封闭系统，碱性溶液池的底部设有高压水进口。
5.如权利要求2或3所述的利用碱性调质系统防堵灰的空气预热器，其特征在于：碱性溶液池的底部还设有排污口。
6.如权利要求2或3所述的利用碱性调质系统防堵灰的空气预热器，其特征在于：雾化喷嘴上设有压缩空气进口。
7.如权利要求1-3任意一项所述的利用碱性调质系统防堵灰的空气预热器，其特征在于：防堵灰分仓至少包括隔离密封板，隔离密封板的密封面与相邻的冷端扇形板密封面处于同一平面、且与转子隔板上密封片形成密封副，隔离密封板与其相邻的冷端扇形板之间留有间隙形成喷风口。
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