CN214406137U - 一种燃煤锅炉回转式空气预热器的自吹灰防堵系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种燃煤锅炉回转式空气预热器的自吹灰防堵系统，空气预热器的一次风仓室包括母一次风仓室与子一次风仓室，子一次风仓室出口设置子一次风出口风道，子一次风出口风道与二次风出口风道相连；母一次风仓室的出口与一次风出口风道相连，二次风出口风道入口还与二次风仓室相连。在锅炉各种运行负荷下，使进入空气预热器子一次风仓室的一次风始终维持足够的风量，其流速≧15m/s，大大强化了一次风对空气预热器的自吹灰作用，并能保证进入制粉系统的风量始终恰好能够满足制粉系统的需求，对提高锅炉的安全性和经济性有着非常重要的现实意义。

Description

一种燃煤锅炉回转式空气预热器的自吹灰防堵系统

技术领域

本实用新型用于燃煤锅炉空气预热器的送风系统，具体涉及一种燃煤锅炉回转式空气预热器的自吹灰系统，该系统适用于所有燃煤锅炉的回转式三分仓、四分仓空气预热器。

背景技术

目前，由于燃煤含硫量的升高、SCR脱硝设备的普遍投运、SCR催化剂性能下降及氮氧化物排放浓度控制越来越低等原因，电站燃煤锅炉的空气预热器低温腐蚀与堵灰问题越来越严重，其结果不仅是空气预热器风烟系统阻力大大增加，导致机组的运行经济性降低；更为严重的会影响到锅炉机组安全和环保运行。此外，空气预热器的使用寿命也会随之明显降低，空气预热器检修维护量剧增，由此带来的安全隐患和检修成本陡增。

当前预防空气预热器低温腐蚀与堵灰的技术通常是提高排烟温度或进风温度(如采用暖风器或热风再循环系统)；此外是各种吹灰技术，如各种吹灰器、水力冲洗技术等。但利用空气预热器自身特性进行自吹灰的技术目前尚未见到任何报道。

尽管空气预热器均安装有吹灰器，但其吹灰次数非常有限。以常见的蒸汽吹灰器为例，锅炉机组正常运行时其吹扫频率为：24小时吹扫1～3次，最多5次。也就是说，每次吹扫的间隔时间最短也在8个小时左右。在如此长的间隔时段，粘附在蓄热板的灰粒、腐蚀物等已凝固在蓄热板上，此后很难从蓄热板上被吹走，因而使吹灰效果大大减弱，无法解决空气预热器的低温腐蚀与堵灰问题。

由上述分析可见，为更好地解决空气预热器的低温腐蚀与堵灰问题，应在灰粒凝固在蓄热板之前持续不断地对蓄热板进行吹灰，这是目前各类吹灰器所无法做到的。为此，需开发一种对空气预热器蓄热板能持续不断地进行强力吹灰的新技术。

回转式空气预热器工作时，一次风气流、二次风气流以及烟气实际上均对空气预热器的蓄热板进行一定程度的吹灰(自吹灰能力)。在额定负荷下，上述各种气流的吹扫速度在10m/s以上，但在低负荷工况下，其吹扫速度大大降低。比如30％额定负荷，由于进入空气预热器的一次风流量、二次风流量(受制于制粉系统与锅炉运行氧量的制约)以及烟气流量降低，上述各种气流的吹扫速度均降低到5m/s以下；另一方面，排出空气预热器的烟气温度也降低。前者使空气预热器烟风系统的上述气流自吹灰能力大大降低；后者使空气预热器低温段蓄热板温度降低，两者的综合作用使得低温腐蚀与堵灰现象随之发生并加剧。

事实上，空气预热器的堵灰现象就发生在锅炉低负荷运行区间，可见空气预热器的堵灰现象在很大程度上与锅炉低负荷工况下空气预热器自吹灰能力降低有很大关系。因此，有必要采取措施强化空气预热器的自吹灰能力，尤其是锅炉低负荷运行工况，使锅炉在任何负荷工况下运行时，空气预热器都具备锅炉额定负荷工况下运行时的吹扫能力，或者是强于额定负荷工况下运行时的吹扫能力。这是解决电站燃煤锅炉回转式空气预热器低温腐蚀与堵灰问题的关键，对提高空气预热器乃至锅炉机组的运行安全性及经济性有着重大的实际意义。

在现有燃煤锅炉机组风烟系统条件下，流经一次风仓室的一次风量受制于制粉系统，流经二次风仓室的二次风量受制于锅炉运行氧量，而烟气量正比于一、二次风量的总和，且均随着锅炉负荷的降低而降低。也就是说，在这种系统及其特性下，锅炉中低负荷下运行时，空气预热器各个仓室的自吹灰能力无法达到锅炉额定负荷工况运行时的自吹灰能力。

上述现象在现有风烟系统配置条件下无法改变。在现有风烟系统不做大改动的条件下，锅炉中低负荷下运行时，无法同时提高空气预热器三个仓室的自吹灰能力。

实用新型内容

针对燃煤锅炉空气预热器的低温腐蚀、堵灰问题，本实用新型的目的是提出一种燃煤锅炉回转式空气预热器的自吹灰防堵系统。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种燃煤锅炉回转式空气预热器的自吹灰防堵系统，空气预热器的一次风仓室包括母一次风仓室与子一次风仓室，子一次风仓室出口设置子一次风出口风道，子一次风出口风道与二次风出口风道相连；母一次风仓室的出口与一次风出口风道相连，二次风出口风道入口还与二次风仓室相连。

本实用新型进一步的改进在于，子一次风仓室截面为扇形。

本实用新型进一步的改进在于，扇形圆心角为3.75°-15°。

本实用新型进一步的改进在于，子一次风仓室的出口风道上设置有流量调节门。

本实用新型进一步的改进在于，流经子一次风仓室的一次风速始终≧15m/s。

本实用新型进一步的改进在于，一次风出口风道与制粉系统相连。

本实用新型进一步的改进在于，二次风出口风道与锅炉本体相连。

本实用新型进一步的改进在于，二次风仓室与二次风进口风道相连。

本实用新型进一步的改进在于，母一次风仓室和子一次风仓室均与与一次风进口风道相连。与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型在空气预热器一次风仓室上部出口将空气预热器的一次风仓室分隔为一大一小的子母式仓室，并配置对应的2个热一次风道，一个风道与子一次风仓室对应并相连，一个风道与主(母)一次风仓室对应并相连。与子一次风仓室对应的子一次风道直接通入到热二次风道，与二次风混合后一起送入炉内作为助燃空气；与主仓室相对应的热一次风道与原有的热一次风道相连，送入制粉系统以供给制粉所需的热一次风量。在子热一次风道上设置调节风门，通过该调节风门控制导入到热二次风道的一次风风量。受制于送风系统的压力，空气预热器一次风子一次风仓室气流进出口的差压是主仓室气流进出口差压的6～7倍。因此，子一次风仓室的一次风流速可达到主仓室一次风流速的2.5倍左右。在额定工况下，可达到约25m/s左右；在低负荷工况下，比如30％额定负荷工况下，子一次风仓室的一次风流速仍可达到15m/s左右，对蓄热板的吹扫能力仍然大于额定负荷工况下的吹扫能力。在运行中，为了避免其流速过高(可除灰即可)，可通过设置在子热一次风道上的调节门以控制其流量即流速，使锅炉无论在何种负荷下运行时都能够维持足够的一次风量对空气预热器进行自吹灰，从而在排烟温度不提高的条件下，解决或减轻空气预热器低温腐蚀与堵灰问题。

本实用新型利用空气预热器转子的转动特性，在空气预热器转子旋转一周时，转子上的每个小仓格均会旋转通过一次风子一次风仓室，经历一次高速气流的吹扫，从而完成对空气预热器转子的一次全面吹灰。即大约在1分钟左右(空气预热器旋转一周所需时间)完成一次吹扫，每小时吹灰频率达到60次左右，24小时的吹灰频率约为1440次，从而保证在灰粒尚未粘结牢固之前将其吹扫清除干净。本实用新型在不影响制粉系统安全运行的前提下，提高空气预热器一次风仓室某个仓格的吹扫能力，这样就可以保证在空气预热器转子旋转一周的情况下，通过一次风仓室完成对空气预热器转子的各个仓格的一次全面吹扫。

本实用新型利用锅炉空气预热器出口热一、二次风道本身的差压将热一次风仓室中子一次风仓室的一次风导入到二次热风中，系统中不涉及任何动力设备，对锅炉风烟系统以及制粉系统的原有运行方式不产生任何影响。

本实用新型在投入运行后，流经子一次风仓室的一次风流量可以等于或大于额定负荷工况下的一次风流量。流量越大，其吹灰效果越好，但经济性损失也会略有增大；从经济性方面考虑，其最小流量即流速以能达到吹扫目的为基本要求，该最小流量可通过系统改造后的专项调整试验确定。

附图说明

图1为本实用新型的系统示意图；

图中标号，1为一次风进口风道，2为二次风进口风道，3为母一次风仓室，4为二次风仓室，5为一次风出口风道，6为二次风出口风道，7为子一次风仓室，8为子一次风仓室出口风道，9为调节风门。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。

参见图1，本实用新型将原有空气预热器一次风仓室分隔为一大一小的子母式仓室，并在其出口设置对应的2个热一次风道，一个风道与子一次风仓室对应并相连，一个风道与主(母)仓室对应并相连，与子一次风仓室对应的子一次风道直接与锅炉原有的热二次风道相连接，与二次风一起送入炉内作为助燃空气；与主仓室相对应的热一次风管与直接与原有的热一次风道相连，送入制粉系统以供给制粉所需的热一次风量。在子一次风道设置调节风门，通过该调节风门控制导入到热二次风道的一次风风量。

无论锅炉的运行负荷高低，通过空气预热器子一次风仓室的一次风流量始终可维持在额定负荷工况下的设计风量之上(维持在能够有效吹灰的最低流量以上，具体流量根据投运后的试验确定)，从而在空气预热器旋转一周的情况下，通过子一次风仓室的一次风高速气流对空气预热器转子完成一次高速吹灰。在该系统下，导入二次风的热一次风量有限，不会影响进入制粉系统的风量，完全能够确保制粉系统的安全运行。

本实用新型的基本设备包括联通管道及其调节风门，调节风门手动或电动调节均可(后者图中未给出)。

以下是实施例。

实施例1

参见图1，本实施例有1路空气预热器自吹灰系统，与单系列风烟系统锅炉相对应(见图1)。一次风系统中，一次风通过一次风进口风道1进入母一次风仓室3和子一次风仓室7，子一次风仓室7截面为扇形，扇形圆心角为3.75°～15°。在空气预热器出口，一次风被母一次风仓室3与子一次风仓室7分隔为两股热一次风，一股通过原来的一次风出口风道5送入到制粉系统；一股通过子一次风仓室出口风道8被导入二次风出口风道6中，与二次风混合后送入锅炉本体的炉膛。在子一次风仓室出口风道8设置有调节风门9，以控制导入二次风出口风道6中的子一次风量。二次风系统中，二次风通过二次风进口风道2进入原来的二次风仓室4，在空气预热器出口，二次风与导入到二次风中的子一次风混合后被送入炉膛。在这种运行方式下，在各种机组负荷下，进入空气预热器子一次风仓室7的一次风量始终维持足够的风量，使其一次风速始终≧15m/s,以强化其对空气预热器蓄热板的吹灰作用，进入空气预热器二次风仓室4的二次风量则相应减少，其减少量约等于进入二次风的热一次风量，从而使进入锅炉的热一、二次风量总和维持不变。

实施例2

参见图1、本实施例有1路空气预热器自吹灰系统，与双系列风烟系统锅炉相对应，图1只给出一侧，另一侧与图1完全相同。一次风系统中，一次风通过一次风进口风道1进入母一次风仓室3和子一次风仓室7，在空气预热器出口，一次风被母一次风仓室3与子一次风仓室7分隔为两股热一次风，一股通过原一次风出口风道5送入到制粉系统；一股通过子一次风仓室出口风道8被导入二次风出口风道6中，与二次风混合后送入炉膛。在子一次风仓室出口风道8设置有调节风门9，以控制导入二次风出口风道6中的子一次风量。二次风系统中，二次风通过二次风进口风道2进入原二次风仓室4，在空气预热器出口，二次风与导入到二次风中的子一次风混合后被送入炉膛。在这种运行方式下，在各种机组负荷下，进入空气预热器子一次风仓室7的一次风量始终维持足够的风量，使其一次风速始终≧15m/s,以强化其对空气预热器蓄热板的吹灰作用，进入空气预热器二次风仓室4)的二次风量则相应减少，其减少量约等于进入二次风的热一次风量，从而使进入锅炉的热一、二次风量总和维持不变。

本实用新型的工作原理如下：

本实用新型的空气预热器自吹灰防堵技术将原有空气预热器一次风仓室分隔为一大一小的子母式仓室，并在其出口设置对应的2个热一次风道，一个风道与子一次风仓室对应并相连，一个风道与主(母)仓室对应并相连，与子一次风仓室对应的子一次风道直接与锅炉原有的热二次风道相连接，与二次风一起送入炉内作为助燃空气；与主仓室相对应的热一次风道与原有的热一次风道相连，送入制粉系统以供给制粉所需的热一次风量。在子一次风道设置调节风门，通过该调节风门控制导入到热二次风道的一次风风量。

采用本实用新型后，在各种运行负荷工况下，通过子一次风仓室的一次风流速始终≧15m/s，大大地提高了自吹灰力度。与蒸汽吹灰器24小时吹灰1～5次相比，24小时的吹扫次数接近1500次，吹扫频率是后者的300倍以上。

该系统非常简单，投资也很小，非常易于实施。不但适宜现役锅炉改造，也适用于新建锅炉。对于现役锅炉，施工非常简便，且锅炉原有风道均不改动；且不需要增加任何动力设备，仅仅只需将空气预热器一次风仓室分隔为一大一小的子母式仓室，并配置相应的子热一次风管道与调节风门等即可，非常便于实施。对于新建锅炉则更易实施。

本实用新型的空气预热器自吹灰防堵技术适应于各种容量的各种燃烧方式的燃煤锅炉所采用的三分仓、四分仓回转式空气预热器。

Claims (9)

1.一种燃煤锅炉回转式空气预热器的自吹灰防堵系统，其特征在于，空气预热器的一次风仓室包括母一次风仓室(3)与子一次风仓室(7)，子一次风仓室(7)出口设置子一次风出口风道(8)，子一次风出口风道(8)与二次风出口风道(6)相连；母一次风仓室(3)的出口与一次风出口风道相连，二次风出口风道(6)入口还与二次风仓室(4)相连。

2.根据权利要求1所述的一种燃煤锅炉回转式空气预热器的自吹灰防堵系统，其特征在于，子一次风仓室(7)截面为扇形。

3.根据权利要求2所述的一种燃煤锅炉回转式空气预热器的自吹灰防堵系统，其特征在于，扇形圆心角为3.75°-15°。

4.根据权利要求1所述的一种燃煤锅炉回转式空气预热器的自吹灰防堵系统，其特征在于，子一次风仓室的出口风道(8)上设置有流量调节门(9)。

5.根据权利要求1所述的一种燃煤锅炉回转式空气预热器的自吹灰防堵系统，其特征在于，流经子一次风仓室(7)的一次风速始终≧15m/s。

6.根据权利要求1所述的一种燃煤锅炉回转式空气预热器的自吹灰防堵系统，其特征在于，一次风出口风道与制粉系统相连。

7.根据权利要求1所述的一种燃煤锅炉回转式空气预热器的自吹灰防堵系统，其特征在于，二次风出口风道与锅炉本体相连。

8.根据权利要求1所述的一种燃煤锅炉回转式空气预热器的自吹灰防堵系统，其特征在于，二次风仓室(4)与二次风进口风道(2)相连。

9.根据权利要求1所述的一种燃煤锅炉回转式空气预热器的自吹灰防堵系统，其特征在于，母一次风仓室(3)和子一次风仓室(7)均与一次风进口风道(1)相连。

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