CN207584795U - 一种用于火电厂低低温省煤器的清灰装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于火电厂低低温省煤器的清灰装置，包括自动挡板门、隔板和电动调节阀，自动挡板门设置于低低温省煤器的烟道入口处，自动挡板门上设置有挡板门电动头，电动调节阀设置在低低温省煤器大联箱与小联箱之间，隔板设置于相邻的两个纵向排列的换热模块之间，通过隔板将低低温省煤器的烟道分隔成m个水平通道，自动挡板门全闭时，隔板与自动挡板门连接。本实用新型装置能够有效减少锅炉机组低负荷运行时低低温省煤器段烟道的积灰，提高低低温省煤器段烟道流场的均匀性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于火电厂低低温省煤器的清灰装置,属于燃煤电站锅炉、工业锅炉等工业烟气净化及余热回收领域。
背景技术
燃煤电厂锅炉在运行中排烟热损失所占比重较大，占锅炉总的热损失50％以上，一些火力发电厂运行排烟温度常常高于设计值。因此，降低电站锅炉的排烟温度对于节能减排具有重要的实际意义。在此大的背景下低低温省煤器得到了广泛的应用，目前常采用低低温省煤器对排放的高温烟气进行余热回收再利用，低低温省煤器回收的热量目前主要用于以下几个方面：1.加热汽机侧凝结水；2.加热脱硫出口尾部烟气；3.加热锅炉二次风。
低低温省煤器主要安装在电厂锅炉空预器后和电除尘器前的之间烟道上，作为燃煤电厂锅炉空预器出口、电除尘器入口烟道上的换热设备，它的主要作用:1.降低锅炉排烟温度，回收烟气热量，提高锅炉效率；2.降低粉尘比电阻和实际烟气量，提高除尘效率；3.降低脱硫补水；4.降低脱硫吸收塔出口粉尘浓度，实现电厂超低排放。
目前低低温省煤器大多布置在空预器出口和电除尘器入口之间的水平烟道上，根据《火力发电厂烟风煤粉管道设计技术规程》及工程经验，为防止此水平段烟道积灰，同时为防止低低温省煤器换热管磨损严重；因此，在设计烟道时，此段烟道的烟气流速按9m/s左右进行设计。
目前我国大部分电厂锅炉机组运行负荷较低，因此，烟道中烟气流速低于设计值9m/s，烟气携带飞灰能力减弱，导致此水平段积灰严重，直接影响锅炉的经济性和安全性。到目前为止，对于低低温省煤器系统低负荷积灰严重问题一直没有较为合理的解决方案。
针对上述问题，以往的做法主要是：在低低温省煤器水平烟道底部安装灰斗及输灰系统；即在低负荷运行时，由于烟气流速较低，烟气携带飞灰能力大大减弱；当烟气通过低低温省煤器时，飞灰落入灰斗，经仓泵等辅助设备将飞灰输送到指定位置，从而解决低低温省煤器处由于锅炉机组低负荷运行时造成的积灰问题。该系统主要设备有：仓泵、空压机、空气压缩罐、气化风机、卸灰系统、灰斗加热器、蒸汽系统等组成；系统相对复杂，成本较高且占地面积较大。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，提供一种用于火电厂低低温省煤器的清灰装置，该清灰装置结构简单合理，能够有效减少锅炉机组低负荷运行时低低温省煤器段烟道的积灰、显著提高低低温省煤器段烟道流场的均匀性。
为解决上述技术问题，本实用新型采用如下的技术方案：一种用于火电厂低低温省煤器的清灰装置，安装在空气预热器后和除尘器前的低低温省煤器入口段烟道内，烟道内设置有换热器组，换热器组包括m个纵向排列(即烟道截面由上到下的方向)设置的换热模块、n个横向排列(即烟气流通方向)设置的换热模块，m和n均为大于1的自然数，清灰装置包括自动挡板门、隔板和电动调节阀，自动挡板门设置于低低温省煤器的烟道入口处，自动挡板门上设置有挡板门电动头，电动调节阀设置在低低温省煤器大联箱与小联箱之间，隔板设置于相邻的两个纵向排列的换热模块之间，通过隔板将低低温省煤器的烟道分隔成m个水平通道，自动挡板门全闭时，隔板与自动挡板门相连接。电动调节阀用于调节低低温省煤器的给水量。
自动挡板门的挡板叶片开度为0时，与烟气流通方向平行，即为自动挡板门的全开状态，当挡板叶片的开度为90度时，与烟气流通方向垂直，即为自动挡板门的全闭状态，自动挡板门全闭时，隔板与自动挡板门的挡板叶片接触连接，利用自动挡板门将水平通道封闭起来。
本实用新型通过锅炉的负荷变化调节自动挡板门的开启数量，从而调整水平通道开启的个数，进而改变烟气的流速。当锅炉负荷降低时，自动挡板门从上到下依次顺序调节，使自动挡板门逐一处于全关状态，从而使烟气流速提高，增强烟气的携灰能力，减少烟道积灰，同时烟气流速的提高强化了烟气和换热管的换热，可起到节能的作用。
前述的一种用于火电厂低低温省煤器的清灰装置中，所述自动挡板门包括若干个挡板叶片，挡板叶片的开度范围为0度～90度。自动挡板门与烟道气流方向的夹角可以在0度至90度范围内根据锅炉机组反馈的信号自动调节。挡板门电动头用于接收锅炉机组的反馈信号，从而控制挡板叶片的开启和关闭，使得自动挡板门的开度可从0度逐渐调节到90度。
前述的一种用于火电厂低低温省煤器的清灰装置中，所述换热模块包括多排换热管，自动挡板门与位于烟道入口侧第一排的换热管之间的距离为L，所述L为挡板叶片宽度的0.5倍～3倍。该距离L为自动挡板门的最佳安装位置，可以提高本实用新型清灰装置的清灰能力。
前述的一种用于火电厂低低温省煤器的清灰装置中，所述自动调节挡门板的材质采用碳钢衬陶瓷、碳钢衬防磨胶泥或耐磨不锈钢。采用碳钢衬陶瓷、碳钢衬防磨胶泥等防磨材料或耐磨不锈钢等耐磨材质可以防止烟气中的飞灰对自动挡板门产生的磨损。
前述的一种用于火电厂低低温省煤器的清灰装置中，所述隔板包括板延长部，板延长部由设置于烟道内的支撑杆支撑。所述的支撑杆焊接在烟道内壁上，板延长部通过支撑杆的支撑可以在自动挡板门关闭时，与自动挡板门接触连接的更加紧密，提高水平通道的封闭性。板延长部指的是从第一排换热管至自动挡板门这部分长度的隔板。
前述的一种用于火电厂低低温省煤器的清灰装置中，所述自动挡板门的数量与烟道内纵向排列设置的换热模块的数量相等。
前述的一种用于火电厂低低温省煤器的清灰装置中，所述自动挡板门的个数为m个，m为大于3的自然数，所述m个自动挡板门在烟道内由上到下依次排列设置。
前述的一种用于火电厂低低温省煤器的清灰装置中，所述电动调节阀的数量是烟道内纵向排列设置的换热模块数量的两倍。所述的烟道内纵向排列设置的换热模块为m个，则电动调节阀的数量为2m个。
与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
1、通过采用本实用新型的清灰装置，当锅炉机组100％负荷运行时，自动挡板门全开(自动挡板门与烟气流通方向平行)并配合烟道中的导流板能够起到均匀烟道流场作用，对低低温省煤器内置换热管的磨损起到防护作用。
2、本实用新型通过锅炉负荷变化反馈的信号自动调节自动挡板门的开度(挡板门由上到下依次关闭)，使烟道中烟气流速达到设计值，增强的烟气携带飞灰的能力，减少烟道积灰，同时烟气流速的提高可以强化烟气和低低温省煤器内置换热管的换热；当锅炉机组满负荷运行时，自动挡板门全开(与烟气流通方向平行)并配合烟道中导流板的作用，均匀了流场，使锅炉机组的阻力损失大大减小，提高了锅炉运行的经济性；利用锅炉负荷变化反馈的信号自动调节给水阀门的开度，通过调节对应模块的给水量，降低了烟气的能量损失，强化换热效果。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型的俯视示意图；
图3为本实用新型挡板门和调节阀反馈调节示意图；
图4为本实用新型单个换热模块示意图；
图5为本实用新型自动挡板门全关时的示意图；
图6为本实用新型自动挡板门半开时的示意图；
图7位本实用新型自动挡板门全开时的示意图。
附图标记：1-自动挡板门，2-挡板门电动头，3-隔板，4-电动调节阀，5-换热模块，6-烟道，7-挡板叶片，8-换热器组，9-板延长部，10-水平通道，11-进口处温度检测装置，12-出口处温度检测装置，13-大联箱，14-小联箱，15-换热管。
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。
具体实施方式
本实用新型的实施例1：一种用于火电厂低低温省煤器的清灰装置，安装在空气预热器后和除尘器前的低低温省煤器入口段烟道6内，烟道6内设置有换热器组8，换热器组8包括3个纵向排列(即烟道截面由上到下的方向设置)的换热模块5、2个横向排列(即烟气流通方向设置)的换热模块5，该装置包括自动挡板门1、隔板3和电动调节阀4，自动挡板门1设置于低低温省煤器的烟道入口处，自动挡板门1上设置有挡板门电动头2，电动调节阀4设置在低低温省煤器大联箱13与小联箱14之间，隔板3设置于相邻的两个纵向排列的换热模块5之间，通过隔板3将低低温省煤器的烟道6分隔成3个水平通道10，自动挡板门1全闭时，即挡板叶片7的开度为90度时，隔板3与自动挡板门1相连接。所述的自动调节挡门板1的材质采用碳钢衬陶瓷。
本实用新型实施例2：一种用于火电厂低低温省煤器的清灰装置，安装在空气预热器后和除尘器前的低低温省煤器入口段烟道6内，烟道6内设置有换热器组8，所述换热器组8包括3个纵向排列(即烟道截面由上到下的方向设置)的换热模块5、3个横向排列(即烟气流通方向设置)的换热模块5，该装置包括自动挡板门1、隔板3和电动调节阀4，所述自动挡板门1设置于低低温省煤器的烟道入口处，自动挡板门1上设置有挡板门电动头2，所述电动调节阀4设置在低低温省煤器大联箱13与小联箱14之间，所述隔板3设置于相邻的两个纵向排列的换热模块5之间，通过隔板3将低低温省煤器的烟道6分隔成3个水平通道10，自动挡板门1全闭时，所述隔板3与自动挡板门1连接。
自动挡板门1包括3个挡板叶片7，挡板叶片7的开度范围为0度～90度，换热模块5包括多排换热管15，自动挡板门1与位于烟道6入口侧第一排的换热管15之间的距离为L，所述L为挡板叶片7宽度的0.5倍。自动调节挡门板1的材质采用碳钢衬防磨胶泥。隔板3包括板延长部9，所述板延长部9由设置于烟道6内的支撑杆支撑，支撑杆焊接在烟道内壁上，所述板延长部9的长度尺寸为挡板叶片7宽度的0.5倍。自动挡板门1的数量与烟道6内纵向排列设置的换热模块5的数量相等。自动挡板门1的开度根据锅炉负荷变化反馈的信号自动调节。自动挡板门1的个数为3个，所述3个自动挡板门1在烟道6内由上到下依次排列设置。电动调节阀4的数量是烟道6内纵向排列设置的换热模块数量的两倍。本例中，电动调节阀4的数量为6个。
本实用新型实施例3：一种用于火电厂低低温省煤器的清灰装置，安装在空气预热器后和除尘器前的低低温省煤器入口段烟道6内，烟道6内设置有换热器组8，所述换热器组8包括3个纵向排列(即烟道截面由上到下的方向设置)的换热模块5、2个横向排列(即烟气流通方向设置)的换热模块5，该装置包括自动挡板门1、隔板3和电动调节阀4，所述自动挡板门1设置于低低温省煤器的烟道6入口处，自动挡板门1上设置有挡板门电动头2，所述电动调节阀4设置在低低温省煤器大联箱13与小联箱14之间，所述隔板3设置于相邻的两个纵向排列的换热模块之间，通过隔板3将低低温省煤器的烟道6分隔成3个水平通道10，自动挡板门1全闭时，即挡板叶片的开度为90度时，隔板3与自动挡板门1相连接。
当自动挡板门全闭时，自动挡板门1与隔板3起到封堵与自动挡板门1所对应水平通道10的作用。自动挡板门1包括3个挡板叶片7，所述挡板叶片7的开度范围为0度～90度，换热模块5包括多排换热管15，自动挡板门1与位于烟道6入口侧第一排换热管15之间的距离为L，所述L为挡板叶片7宽度的3倍。自动调节挡门板1的材质采用耐磨不锈钢。隔板3包括板延长部9，板延长部9由设置于烟道内的支撑杆支撑，支撑杆焊接在烟道内壁上，板延长部9的长度尺寸与距离L相等。自动挡板门1的数量与烟道6内纵向排列设置的换热模块5的数量相等。自动挡板门1的个数为3个，所述3个自动挡板门1在烟道6内由上到下依次排列设置。电动调节阀4的数量是烟道6内纵向排列设置的换热模块数量的两倍。本例中，电动调节阀4的数量为6个。
本实用新型的实施例4：如图1所示，一种用于低低温省煤器的清灰装置，安装在锅炉机组的空气预热器后与除尘器之间的水平烟道6内，具体安装在低低温省煤器入口烟道6内，包括4个纵向排列的自动挡板门1，自动挡板门1包括挡板叶片7，自动挡板门1与位于烟道6入口侧第一排的换热管15之间的距离为L，L为挡板叶片7宽度的2.5倍；挡板叶片7根据锅炉负荷变化反馈的信号自动调节开度，挡板叶片7的开度范围为0度～90度，则自动挡板门1与烟道6的烟气流通方向的夹角可以在0度～90度范围内自动调节。为了防止烟气中的飞灰对自动挡板门1的磨损，挡板门1采用钢衬陶瓷的耐磨材质。隔板3设置于相邻的两个纵向排列的换热模块5之间，通过隔板3将低低温省煤器的烟道6分隔成4个水平通道10，隔板3与位于其上下的换热模块5满焊连接；隔板3包括板延长部9，板延长部9由设置于烟道内的支撑杆支撑，支撑杆焊接在烟道内壁上，板延长部9的长度也为挡板叶片7宽度的2.5倍，当自动挡板门1全关(挡板叶片7的开度为90度)时，通过自动挡板门1与隔板3的配合可将对应的水平通道10完全封闭。电动调节阀4安装在低低温省煤器大联箱13与单个换热小联箱14之间，电动调节阀4通过法兰进行连接，电动调节阀4的数量是烟道6内纵向排列设置的换热模块数量的两倍，烟道6内设置了4个纵向排列的换热模块5和4个横向排列的换热模块5，纵向排列的换热模块5和横向排列的换热模块5共同组成换热器组8，所述电动调节阀4的具体数量为8个。
本实用新型的一种实施例的工作原理：
1)图1-4表示本实用新型低低温省煤器的清灰装置用于现有低低温省煤器系统时的安装结构示意图。低低温省煤器由m×n个换热模块5呈积木型式组成。如图1所示高温烟气离开空气预热器后，经过烟道90°弯头进入水平的烟道6，然后经自动挡板门1进入水平通道10。
当锅炉机组100％负荷运行时，挡板叶片7的开度为0，自动挡板门1全开，自动挡板门1的挡板叶片7与烟气流通方向平行，自动挡板门1配合烟道6中的导流板能够起到均匀烟道6内流场的作用，从而降低锅炉机组的阻力损失，同时对换热管15的磨损起到一定的防护作用。当锅炉机组100％负荷运行时，烟气流速达到设计值，烟气携带飞灰能力较强，烟道6内部积灰较少。
当锅炉机组在35％-70％负荷运行时，由于烟气量减小导致烟气流速降低，且低低温省煤器入口烟气温度降低，导致烟气携带飞灰能力减弱、烟道6内积灰严重、烟气与换热管15的换热能力降低。根据图3所示的控制原理，当锅炉机组在35％-70％负荷时，由于锅炉负荷变化，其变化信号反馈至自动挡板门1，自动挡板门1根据该反馈信息关闭首位的自动挡板门1；其次电动调节阀4根据锅炉负荷变化快速响应，然后根据设置在低低温省煤器进口处温度检测装置11和出口处温度检测装置12测得的温度信号值调节电动调节阀4的开度，当首位的自动挡板门1全关时，与之对应的电动调节阀4全部关闭。
通过以上措施，与首位的自动挡板门1对应的水平通道10则会被封堵，从而使烟道截面减小，烟气流速提高，达到设计值，增强了的烟气携带飞灰的能力，减少烟道6积灰，同时烟气流速的提高强化了烟气和换热管15的换热，起到节能的作用。
当锅炉负荷低于35％时，根据锅炉负荷变化关闭第二位的自动挡板门1，从而完全将与第二位的自动挡板门1对应的水平通道10封堵；其次根据锅炉负荷变化对电动调节阀4前馈快速响应，然后再根据低低温省煤器进口的处温度检测装置11和出口的处温度检测装置12测得的温度信号值调节与第二位的自动挡板门1对应的电动调节阀4的开度，进而调节低低温省煤器给水量；通过以上措施使烟道6截面进一步减小，以提高烟气流速，使烟气流速达到设计值，保证烟气携带飞灰的能力，避免烟道6积灰的增加，同时烟气流速的提高强化了烟气和换热管15的换热，起到节能的作用。
当锅炉负荷进步一降低时，则依次对次顺位的自动挡板门1和相对应的电动调节阀4进行调节，最终使烟道6中的烟气流速达到设计值，增强烟气携带飞灰的能力，以减少烟道6积灰。
通过采用以上措施后，解决了锅炉低负荷时积灰严重的问题，同时减少了烟气的能量损失，强化了换热效果，提高了锅炉运行的经济性。
2)本实用新型装置根据烟道6内纵向排列设置的换热模块5的数量，设置m个自动挡板门1。如图3所示，自动挡板门1根据锅炉负荷反馈的信号快速响应，根据负荷变化情况，纵向排列的自动挡板门1按照由上到下的顺序依次响应，当位于首位的自动挡板门1全关(即挡板叶片7开度为90度时)后，开始调节第二位的自动挡板门1的开度，依次类推。
自动挡板门1对应的电动调节阀4的开度，根据锅炉负荷变化及低低温省煤器进口处温度检测装置11和出口处温度检测装置12测得的温度信号值来调节。
3)通过数值计算方法对比了未按本实用新型装清灰装置与安装后的实际效果。经计算，未安装本实用新型清灰装置前，当锅炉低负荷运行时，低低温省煤器入口处及烟气流通方向(横向排列)的换热模块5之间的积灰较为严重，积灰高度约1.2m；锅炉低负荷运行时，烟气流量减小，经低低温省煤器的烟气流速达不到设计值，烟气和换热管15的换热能力减弱，烟气能量损失比正常设计流速值时的换热量降低10％左右。
安装清灰装置后，锅炉低负荷运行时，通过调节自动挡板门1和对应的电动调节阀4，烟气流速达到设计值，烟气携带飞灰能力较强，烟道6内部积灰较少，烟气与换热管15的换热能力基本不变。
4)采用数值计算方法对比了锅炉100％、70％、35％负荷时自动挡板门1全开、锅炉70％负荷时关闭首位自动挡板门1、锅炉35％负荷时关闭首位自动挡板门1和第二位自动挡板门1的五种不同工况效果，通过对比各工况下烟道6积灰、换热管15换热量等参数验证了本实用新型所述的清灰装置的优势。
Claims (8)
1.一种用于火电厂低低温省煤器的清灰装置，安装在除尘器前的低低温省煤器入口段烟道(6)内，烟道(6)内设置有换热器组(8)，所述换热器组(8)包括m个纵向排列设置的换热模块(5)、n个横向排列设置的换热模块(5)，m和n均为大于1的自然数，其特征在于，包括自动挡板门(1)、隔板(3)和电动调节阀(4)，所述自动挡板门(1)设置于低低温省煤器的烟道(6)入口处，自动挡板门(1)上设置有挡板门电动头(2)，所述电动调节阀(4)设置在低低温省煤器的大联箱(13)与小联箱(14)之间，所述隔板(3)设置于相邻的两个纵向排列的换热模块之间，通过隔板(3)将低低温省煤器的烟道(6)分隔成m个水平通道(10)，所述自动挡板门(1)全闭时，隔板(3)与自动挡板门(1)相连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于火电厂低低温省煤器的清灰装置，其特征在于，所述自动挡板门(1)包括挡板叶片(7)，所述挡板叶片(7)的开度范围为0度～90度。
3.根据权利要求1所述的一种用于火电厂低低温省煤器的清灰装置，其特征在于，所述换热模块(5)包括多排换热管(15)，自动挡板门(1)与位于烟道(6)入口侧第一排的换热管之间的距离为L，所述L为挡板叶片(7)宽度的0.5倍～3倍。
4.根据权利要求1所述的一种用于火电厂低低温省煤器的清灰装置，其特征在于，所述自动挡板门(1)的材质采用碳钢衬陶瓷、碳钢衬防磨胶泥或耐磨不锈钢。
5.根据权利要求1或3所述的一种用于火电厂低低温省煤器的清灰装置，其特征在于，所述隔板(3)包括板延长部(9)，所述板延长部(9)由设置于烟道(6)内的支撑杆支撑。
6.根据权利要求1所述的一种用于火电厂低低温省煤器的清灰装置，其特征在于，所述自动挡板门(1)的数量与烟道(6)内纵向排列设置的换热模块(5)的数量相等。
7.根据权利要求1所述的一种用于火电厂低低温省煤器的清灰装置，其特征在于，所述自动挡板门(1)的个数为m个，m为大于3的自然数，所述m个自动挡板门(1)在烟道(6)内由上到下依次排列设置。
8.根据权利要求1所述的一种用于火电厂低低温省煤器的清灰装置，其特征在于，所述电动调节阀(4)的数量是烟道(6)内纵向排列设置的换热模块(5)数量的两倍。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201721344837.3U CN207584795U (zh) | 2017-10-18 | 2017-10-18 | 一种用于火电厂低低温省煤器的清灰装置 |
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| CN207584795U true CN207584795U (zh) | 2018-07-06 |
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ID=62728355
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107525088A (zh) * | 2017-10-18 | 2017-12-29 | 中国华电科工集团有限公司 | 一种用于火电厂低低温省煤器的清灰装置及运行方法 |
| WO2020029046A1 (zh) * | 2018-08-06 | 2020-02-13 | 江苏东九重工股份有限公司 | 一种能够在线清灰的锅壳式余热锅炉 |
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2017
- 2017-10-18 CN CN201721344837.3U patent/CN207584795U/zh active Active
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