CN215892432U - 一种局部轮巡热风再循环的管式空气预热器及其组合 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种局部轮巡热风再循环的管式空气预热器及其组合，局部轮巡热风再循环的管式空气预热器，包括换热管箱、隔板和热风管；隔板安装在换热管箱的空气侧、形成四组以上独立的换热单元，所有的换热单元相互并联；每组换热单元均设有冷风进口和热风出口，每组换热单元的冷空气进口均设有挡风门和驱动挡风门开闭的驱动装置；热风管一端为单头端、另一端分支为四路以上的热风支路，热风管的单头端接热源，热风支路伸入换热单元的冷风进口，每组换热单元至少对应一路热风支路，每条热风支路上均设有分控制阀。上述装置通过热风管的设置，可通入热介质，提高此换热单元的换热管壁面温度，以更好地解决空气预热器低温结露、腐蚀、堵灰问题。

Description

一种局部轮巡热风再循环的管式空气预热器及其组合

技术领域

本实用新型涉及一种局部轮巡热风再循环的管式空气预热器及其组合，属空气预热器防堵防腐技术领域。

背景技术

管式空气预热器是中小型燃煤、燃油、燃气锅炉烟道尾部的一种常见间壁式换热设备，一般由多个换热管箱及相应风烟道组成，每个换热管箱由多根换热管和其两端的管板组成；它利用锅炉烟气的热量来加热炉膛燃烧所需的空气，以此来提高锅炉的效率。

管式空气预热器回收了烟气中的热量，使烟气温度沿流动方向不断降低，这一过程烟气中部分成份可能由气态转变为液态或固态，与烟气中的飞灰共同粘附在空气预热器换热管壁面上，影响传热效率、降低锅炉效率，减小烟气流通截面，造成烟气系统阻力、引风机电耗上升，严重时甚至造成停炉事故。

管式空气预热器按换热管布置型式分为立式和卧式，其中立式广泛应用于中小型燃煤锅炉，而卧式常应用于燃油、燃气锅炉(部分燃煤的循环流化床锅炉也采用卧式结构)。

中小型燃煤锅炉应用的典型的立式空气预热器由两台送风机提供空气，对称布置，一般分为高温空气预热器和低温空气预热器，高温空气预热器布置在低温省煤器之前，而低温空气预热器布置在低温省煤器之后。从中间流出后进入中温段换热管箱，其设计为两个行程，两侧采用外部风箱连通，热空气最终从低温空气预热器上部中间流出。

立式空气预热器烟气从管内流通，空气从管外吸热，这种布置方式在燃煤锅炉上应用有利于减弱积灰倾向；但管式空气预热器积灰的问题仍很普遍，尤其在燃煤锅炉上较为常见，究其原因，一方面与燃煤中含硫有关，另一方面与锅炉配备的脱硝设施有关。

燃煤中的硫份在燃烧后部分转化为三氧化硫(SO₃)，与烟气中水蒸气(H₂O)反应生成硫酸蒸汽(H₂SO₄)，当空气预热器内烟气温度低于酸露点时(一般为95～160℃，与烟气中SO₃浓度密切相关)，硫酸蒸汽将凝结，与飞灰一起附着在换热管壁面上。

为了减少NOx排放，锅炉普遍配备脱硝设备，一般采用选择性催化还原(SCR)或选择性非催化还原(SNCR)或SCR+SNCR联合的技术路线，但不管采用哪种技术路线，都需要向空气预热器上游烟气中喷入还原剂(液氨、尿素或氨水)，还原剂与NOx不会完全反应，从而造成脱硝系统氨(NH₃)逃逸的发生，逃逸的NH₃与烟气中SO₃生成硫酸氢铵(NH₄HSO₄)，该副产物在温度为146～207℃范围内，呈熔融状，极易与飞灰一起粘附在空气预热器换热管壁面。

此外，SCR所采用催化剂会使烟气中二氧化硫(SO₂)进一步氧化，生成SO₃，从而提高酸露点温度，且会生成更多的NH₄HSO₄，使空气预热器堵灰问题变得更为严重。

从机理上看，空气预热器堵灰主要由低温结露粘附飞灰导致。在燃油和燃气锅炉中，由于烟气中粉尘含量极微量，故允许选用卧式空气预热器，烟气从管外流通，空气从管内流通。但卧式空气预热器应用中同样面临低温结露的问题，一方面影响传热效率，另一方面凝露常造成换热管较快腐蚀。

实用新型内容

为了解决现有技术中管式空气预热器低温结露、腐蚀、堵灰的问题，本实用新型提供一种局部轮巡热风再循环的管式空气预热器及其组合。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种局部轮巡热风再循环的管式空气预热器，包括换热管箱、隔板和热风管；隔板安装在换热管箱的空气侧、形成四组以上独立的换热单元，所有的换热单元相互并联；每组换热单元均设有冷风进口和热风出口，每组换热单元的冷空气进口均设有挡风门和驱动挡风门开闭的驱动装置；热风管一端为单头端、另一端分支为四路以上的热风支路，热风管的单头端接热源，热风支路伸入换热单元的冷风进口，每组换热单元至少对应一路热风支路，每条热风支路上均设有分控制阀。

上述每组换热单元的冷风进口均可关闭，同时通过热风管通入热风，大幅提高此换热单元的换热管壁面温度，使此换热单元的凝露气化、粘附的飞灰在高温下变得松散，进而随烟气带走，进而更好地解决了空气预热器低温结露、腐蚀、堵灰的问题。

上述装置，不仅可通过控制挡风门使换热单元不进或少进冷介质，以提高壁温，防止堵灰；进一步，通过热风管的设置，可通入热介质，大幅提高干烧温度，提高此换热单元的换热管壁面温度，以更好地解决空气预热器低温结露、腐蚀、堵灰的问题。

上述通过驱动装置驱动挡风门的开闭，具体的驱动控制参照现有技术即可，本申请对驱动控制方式没有特别改进，因此不再赘述。

上述热源可以是热风出口流出的热风，也可以是其它热源。

为了便于安装，同时兼顾防堵效果，热风支路的数量与换热单元上冷风进口的数量相等、且一一对应，热风支路伸入对应的冷风进口。

为了便于控制，分支前的热风管上设有总控制阀。

为了实现热风循环，热风管的单头端与换热单元的热风出口连通。

为了在防止管式空气预热器低温结露及积灰的同时，保证炉膛所需热空气连续供应的稳定性，换热单元有4～16组。

进一步优选，换热单元有4～8组。

为了实现自动化控制，上述局部轮巡热风再循环的管式空气预热器，还包括自动控制系统，自动控制系统与驱动装置连接，控制驱动装置的工作状态。同时自动控制系还控制各控制阀的开关，具体实现方式，参照现有自动化控制技术即可，本申请对控制方式没有特别改进，因此不再赘述。

申请人经研究发现，采用上述局部轮巡热风再循环的管式空气预热器，能够更好地提高单组换热单元的排烟温度至烟气露点温度以上，从而避免换热管壁面长期结露，使此换热单元内部的积灰变得松散，进而随烟气带走。由于仅提高局部排烟温度，平均排烟温度上升幅度较小，且可通过增大换热管初始换热能力进行弥补，因此对锅炉的经济与安全运行都不会产生不利影响。

上述热风管并不需要连续运行，一般每天定时运行；也可以根据需要投运，当管式空气预热器出现低温结露或堵灰征兆时，轮流升高各组换热单元的排烟温度，可以在线清除管式空气预热器的结露和积灰。

当管式空气预热器由两台送风机提供燃烧所需的空气时，为提高送风系统的可靠性、并最大限度回收尾部烟气的热量，两台送风机出口之间还设有流量平衡管，流量平衡管上设有通向每组换热单元风进口的管口、且管口均处于对应挡风门的上游，两台送风机出口均与流量平衡管连通。

设置流量平衡管后，一旦其中一台送风机因故障退出运行，另一台送风机可尽量提高出力，通过流量平衡管给故障侧的换热单元提供冷空气；当上述系统投用时，某一换热单元的冷空气量减小，也需要流量平衡管平衡进入其它各换热单元的冷空气量，从而最大限度提高空气预热器的换热效果。

一种局部轮巡热风再循环的管式空气预热器组合，包括上级管式空气预热器和下级管式空气预热器，上级管式空气预热器和下级管式空气预热器的烟气侧串联，烟气自上级管式空气预热器的烟气侧流向下级管式空气预热器的烟气侧，热风管的单头端与下级管式空气预热器换热单元的热风出口连通。

使用时，上级管式空预器是干烧的，这样可以提高下级管式空气预热器换热单元的热风出口热风的温度，进而提高热风对换热管壁的加热效果，进而实现更好的防堵效果。

本实用新型未提及的技术均参照现有技术。

本实用新型管局部轮巡热风再循环的管式空气预热器，不仅可通过控制挡风门使换热单元不进或少进冷介质，以提高壁温，气化管式空气预热器换热管壁面的凝露，从而避免腐蚀、堵灰等问题，延长使用寿命；进一步，通过热风管的设置，可通入热介质，大幅提高干烧温度，提高此换热单元的换热管壁面温度，以更好地解决空气预热器低温结露、腐蚀、堵灰的问题；同时降低了流动阻力，减少了风机电耗，具备在线防低温结露及堵灰的功能，因此设计排烟温度可低至烟气露点以下，从而显著提高锅炉运行的安全性与经济性。

附图说明

图1为本实用新型管局部轮巡热风再循环的管式空气预热器示意图。

图中，1为换热管箱，2为隔板，3为热风管，31为热风支路，32为分控制阀。

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1所示，一种局部轮巡热风再循环的管式空气预热器，包括换热管箱、隔板和热风管；隔板安装在换热管箱的空气侧、形成四组独立的换热单元，所有的换热单元相互并联；每组换热单元均设有冷风进口和热风出口，每组换热单元的冷空气进口均设有挡风门和驱动挡风门开闭的驱动装置；热风管一端为单头端、另一端分支为四路热风支路，热风管的单头端接热源，热风支路伸入换热单元的冷风进口，每组换热单元对应一路热风支路，每条热风支路上均设有分控制阀。

上述每组换热单元的冷风进口均可关闭，同时通过热风管通入热风，大幅提高此换热单元的换热管壁面温度，使此换热单元的凝露气化、粘附的飞灰在高温下变得松散，进而随烟气带走，进而更好地解决了空气预热器低温结露、腐蚀、堵灰的问题。

实施例2

在实施例1的基础上，进一步作了如下改进：分支前的热风管上设有总控制阀。

实施例3

在实施例2的基础上，进一步作了如下改进：热风管的单头端与换热单元的热风出口连通。这样可利用换热单元的热风出口的热风，实现换热单元换热管壁面温度的加热。

实施例4

在实施例3的基础上，进一步作了如下改进：当管式空气预热器由两台送风机提供燃烧所需的空气时，两台送风机出口之间还设有流量平衡管，流量平衡管上设有通向每组换热单元风进口的管口、且管口均处于对应挡风门的上游，两台送风机出口均与流量平衡管连通。设置流量平衡管后，一旦其中一台送风机因故障退出运行，另一台送风机可尽量提高出力，通过流量平衡管给故障侧的换热单元提供冷空气；当上述系统投用时，某一换热单元的冷空气量减小，也需要流量平衡管平衡进入其它各换热单元的冷空气量，从而最大限度提高空气预热器的换热效果。

实施例5

在实施例3的基础上，进一步作了如下改进：局部轮巡热风再循环的管式空气预热器组合，包括上级管式空气预热器和下级管式空气预热器，上级管式空气预热器和下级管式空气预热器的烟气侧串联，烟气自上级管式空气预热器的烟气侧流向下级管式空气预热器的烟气侧，热风管的单头端与下级管式空气预热器换热单元的热风出口连通。使用时，上级管式空预器是干烧的，这样可以提高下级管式空气预热器换热单元的热风出口热风的温度，进而提高热风对换热管壁的加热效果，进而实现更好的防堵效果。

经工程实践，上述各例中的管局部轮巡热风再循环的管式空气预热器，不仅可通过控制挡风门使换热单元不进或少进冷介质，以提高壁温，气化管式空气预热器换热管壁面的凝露，从而避免腐蚀、堵灰等问题，延长使用寿命；进一步，通过热风管的设置，可通入热介质，大幅提高干烧温度，提高此换热单元的换热管壁面温度，以更好地解决空气预热器低温结露、腐蚀、堵灰的问题；同时降低了流动阻力，减少了风机电耗，具备在线防低温结露及堵灰的功能，因此设计排烟温度可低至烟气露点以下，从而显著提高锅炉运行的安全性与经济性。

Claims (8)

1.一种局部轮巡热风再循环的管式空气预热器，其特征在于：包括换热管箱、隔板和热风管；隔板安装在换热管箱的空气侧、形成四组以上独立的换热单元，所有的换热单元相互并联；每组换热单元均设有冷风进口和热风出口，每组换热单元的冷空气进口均设有挡风门和驱动挡风门开闭的驱动装置；热风管一端为单头端、另一端分支为四路以上的热风支路，热风管的单头端接热源，热风支路伸入换热单元的冷风进口，每组换热单元至少对应一路热风支路，每条热风支路上均设有分控制阀。

2.如权利要求1所述的局部轮巡热风再循环的管式空气预热器，其特征在于：热风支路的数量与换热单元上冷风进口的数量相等、且一一对应，热风支路伸入对应的冷风进口。

3.如权利要求1或2所述的局部轮巡热风再循环的管式空气预热器，其特征在于：分支前的热风管上设有总控制阀。

4.如权利要求3所述的局部轮巡热风再循环的管式空气预热器，其特征在于：热风管的单头端与换热单元的热风出口连通。

5.如权利要求1或2所述的局部轮巡热风再循环的管式空气预热器，其特征在于：换热单元有4～16组。

6.如权利要求1或2所述的局部轮巡热风再循环的管式空气预热器，其特征在于：换热单元有4～8组。

7.如权利要求1或2所述的局部轮巡热风再循环的管式空气预热器，其特征在于：当管式空气预热器由两台送风机提供燃烧所需的空气时，两台送风机出口之间还设有流量平衡管，流量平衡管上设有通向每组换热单元风进口的管口、且管口均处于对应挡风门的上游，两台送风机出口均与流量平衡管连通。

8.权利要求1-7任意一项所述的局部轮巡热风再循环的管式空气预热器组合，其特征在于：包括上级管式空气预热器和下级管式空气预热器，上级管式空气预热器和下级管式空气预热器的烟气侧串联，烟气自上级管式空气预热器的烟气侧流向下级管式空气预热器的烟气侧，热风管的单头端与下级管式空气预热器换热单元的热风出口连通。

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