CN219140809U - 一种上行烟道中的预除灰装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种上行烟道中的预除灰装置，包括挡板系统与排灰系统；挡板系统设置于上行烟道中换热器的上方；挡板系统包括两个第一挡板和若干第二挡板；两个第一挡板固定设置在换热器的上方，若干第二挡板活动设置在第一挡板的上方；第一挡板与第二挡板的延伸方向沿上行烟道的烟气流向方向逐渐减小；排灰系统固定设置在两个第一挡板的外侧，所述排灰系统与上行烟道连通设置。该装置可使得烟道内的烟气被分为两部分，挡板内侧为流速较快的烟气，可有效带走烟气中的飞灰，挡板外侧为流速较低的烟气，该烟气中的飞灰可沿挡板系统流至排灰系统，有效烟气中的飞灰，该装置可实现上行烟道中高含灰烟气流预除灰功能。

Description

一种上行烟道中的预除灰装置

技术领域

本实用新型属于锅炉烟气除尘技术领域，涉及一种上行烟道中的预除灰装置。

背景技术

随着可再生能源并网比例升高，火电机组深度调峰频繁，因烟气量与机组负荷近似于成正比例变化，低负荷下烟气流速显著低于设计工况，造成尾部烟道换热器积灰堵塞的问题。改善锅炉尾部烟道换热器积灰堵塞问题，对提升火电机组调峰能力、提升电网新能源消纳能力具有重要意义。锅炉受热面主要有水平布置、烟气自上而下流动竖直布置、烟气自下而上流动竖直布置三种。对于烟气自下而上流动的低温省煤器来说，在顶部背风管位置存在严重积灰情况，对于易积灰煤种不建议采用自下而上的布置方式。水平布置因重力沉降，会造成底部积灰、灰硫比分布不均问题。竖直布置能够避免重力沉降问题，但是局限于烟气自上而下流动，如刻意追求将换热器布置在烟气自上而下流动的烟道中，则会造成不必要的烟道弯头结构、烟道长度，引起流场不均、散热损失问题。

锅炉尾部烟气自下而上流动的烟道因积灰问题无法布置受热面，会造成烟道长度增加、系统复杂或占地面积增加。改善上行烟道换热器积灰问题，能够在锅炉设计、改造阶段提升换热器布置灵活性、节省建造成本。深度调峰锅炉低负荷运行过程中，烟气流速进一步降低，导致现有上行烟道结构下换热器背风面积灰程度进一步加剧，对锅炉经济、安全运行均有不利影响。如何在满足锅炉深度调峰功能的同时，避免烟气流速降低对上行烟道布置的限制，对频繁升降负荷、长时间低负荷运行等背景下安全深度调峰运行具有重要意义。

实用新型内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种上行烟道中的预除灰装置，从而解决现有技术中上行烟道中换热器容易积灰的技术问题。

本实用新型是通过以下技术方案来实现：

一种上行烟道中的预除灰装置，包括挡板系统与排灰系统；

所述挡板系统设置于上行烟道中换热器的上方；

所述挡板系统包括两个第一挡板和若干第二挡板；所述两个第一挡板固定设置在换热器的上方，所述若干第二挡板活动设置在第一挡板的上方；所述第一挡板以及第二挡板的延伸方向沿上行烟道的烟气流向方向逐渐收缩；

所述排灰系统固定设置在两个第一挡板的外侧，所述排灰系统与上行烟道连通设置。

优选的，所述排灰系统包括连接设置的集灰斗，落灰管以及灰处理系统，所述集灰斗的自由端与第一挡板的外侧固定连接设置。

优选的，所述落灰管上还设置有截止阀。

优选的，所述两个第一挡板对称的设置在换热器上方的两侧，所述若干第二挡板对称的设置在换热器上方的两侧。

优选的，所述上行烟道内设置有安装轴，所述安装轴可沿其周向转动设置，所述第二挡板与所述安装轴固定连接设置。

优选的，所述预除灰装置还包括积灰测试装置，所述积灰测试装置设置于换热器的上方和/或下方。

优选的，所述第二挡板在垂直方向的倾斜角为0～60°。

优选的，所述第一挡板与上行烟道的连接处距离换热器顶部的垂直距离不高于0.5米。

优选的，所述第一挡板以及第二挡板的水平投影面积占烟道水平面总投影面积的比例不高于90％。

一种上行烟道，包括上述的预除灰装置。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：

一种上行烟道中的预除灰装置，设置于上行烟道中换热器的上方的挡板系统包括两个第一挡板和若干第二挡板，第一挡板与第二挡板的延伸方向沿上行烟道的烟气流向方向逐渐减小，该结构可使得烟道内的烟气被分为两部分，挡板内侧为流速较快的烟气，挡板外侧为流速较低的烟气，挡板内侧的烟气流速较快，可有效带走烟气中的飞灰，减少设置在挡板系统下方的换热器上的积灰问题，而挡板外侧为流速较低的烟气，该烟气中的飞灰可沿挡板系统流至排灰系统，有效去除该部分烟气中的飞灰。该装置结构简单，设计合理，可有效实现上行烟道中高含灰烟气流预除灰功能。

进一步的，排灰系统包括连接设置的集灰斗，落灰管以及灰处理系统，集灰斗的自由端与第一挡板的外侧固定连接设置，使得流速较慢的烟气中的灰尘被有效去除。

进一步的，落灰管上还设置有截止阀，使得集灰斗与灰处理系统隔离，定期开启将集灰斗中积灰通过落灰管排出至灰处理系统。

进一步的，两个第一挡板对称的设置在换热器上方的两侧，所述若干第二挡板对称的设置在换热器上方的两侧，可使得烟道两侧下落的灰颗粒进入排灰系统。

进一步的，积灰测试装置的设置，使得烟道内积灰情况可实时反馈给操作人员，便于操作人员根据锅炉负荷以及积灰情况对第二挡板的角度进行调整，以达到最佳的处理效果。

进一步的，第二挡板在垂直方向的倾斜角为0～60°，可使得根据实际煤矿以及换热器的积灰情况进行有效调整。

进一步的，第一挡板与上行烟道的连接处距离换热器顶部的垂直距离不高于0.5米，可使得换热器顶部积灰能够被气流携带离开换热器表面。

进一步的，第一挡板以及第二挡板的水平投影面积占烟道水平面总投影面积的比例不高于90％，在有效提高挡板系统内侧烟气流速的同时，使得烟道保持通畅状态。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型中一种上行烟道中的预除灰装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中锅炉负荷反馈调节自动控制曲线；

图3为本实用新型实施例中积灰程度反馈调节自动控制曲线。

其中：1、上行烟道，2、积灰测试装置，3、集灰斗，4、截止阀，5、落灰管，6、换热器，7、第二挡板，8、安装轴，9、第一挡板，10、灰处理系统。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“水平”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，若出现术语“水平”，并不表示要求部件绝对水平，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：

如图1所示，一种上行烟道中的预除灰装置，包括挡板系统与排灰系统；挡板系统设置于上行烟道1中换热器6的上方；挡板系统包括两个第一挡板9和若干第二挡板7；两个第一挡板9固定设置在换热器6的上方，优选的，第一挡板9与上行烟道1的连接处距离换热器顶部的垂直距离不高于0.5米。若干第二挡板7活动设置在第一挡板9的上方；第一挡板9与第二挡板7的延伸方向沿上行烟道的烟气流向方向逐渐减小；排灰系统固定设置在两个第一挡板9的外侧，排灰系统与上行烟道1连通设置。在本实用新型的另一实施例中两个第一挡板9对称的设置在换热器6上方的两侧，所述若干第二挡板7对称的设置在换热器6上方的两侧，同时，两个第一挡板9与若干第二挡板7在换热器6上方的设置方向一致。排灰系统包括连接设置的集灰斗3，落灰管5以及灰处理系统10，集灰斗3的自由端与第一挡板9的外侧固定连接设置。在本实用新型的另一优选实施例中，落灰管5上还设置有截止阀4，灰处理系统10为固定式储灰装置、移动式储灰装置或连续气力输灰系统。

另外，上行烟道1内设置有安装轴8，所述第二挡板7与安装轴活动连接设置。优选的，第二挡板7在垂直方向的倾斜角为0～60°。本装置的灰脱除效率随第二挡板7倾斜角增大而增大；第二挡板7转动至竖直方向时对高含灰烟气流动、灰脱除影响最小。

进一步的，该预除灰装置还包括积灰测试装置2，积灰测试装置2设置于换热器6与挡板系统之间。优选的，积灰测试装置2布置在换热器6上方或者上下两侧，即当积灰测试装置2为光学或者红外测试仪时，则积灰测试装置2设置在换热器6的上方即可；如果是差压测量仪，需要测量换热器烟气侧出入口压力计算得到差压值，则需要在换热器6的下方也设置积灰测试装置2。

积灰测试装置2的测量原理为光学拍摄、红外热成像或差压测量。实际操作中，操作人员可根据积灰测试装置2判定换热器6积灰程度后进行反馈调节，积灰加剧则增大第二挡板7倾斜角，积灰减轻则减小倾斜角。

在本实用新型中，若干第二挡板7为活动式，其结构类似于百叶窗结构，该结构中，烟气冲刷百叶窗挡板内侧后起到导流作用，烟气向中心流动，挡板内侧烟气流速升高，烟气携带飞灰向上流动；挡板外侧烟气流速降低，大颗粒飞灰向下沉降，进入集灰斗3，开启截止阀4后从落灰管5排出。通过安装轴8可调节可动式的第二挡板7转动，定义可动式的第二挡板7与竖直方向夹角为倾斜角，该倾斜角可调节范围为0～60°，灰脱除效率随可动式的第二挡板7倾斜角增大而增大。可根据锅炉负荷、积灰测试装置2测得积灰程度进行反馈调节，相应增大、减小第二挡板7倾斜角。同时，第一挡板9和若干第二挡板7的材料为金属材料，表面可进行防磨处理。

与水平布置换热器相比，本实用新型能够避免因重力沉降，造成水平烟道底部积灰。与烟气自上而下流动竖直布置换热器相比，本实用新型能够起到预除灰作用，减少下游设备磨损速率，同时增加换热器竖直布置的灵活性。与常规烟气自下而上流动竖直布置换热器结构相比，本实用新型能够通过对称百叶窗结构提升百叶窗挡板，即第二挡板，内部烟道烟气流速，通过百叶窗结构外侧实现疏灰落灰功能，并将部分大颗粒飞灰通过集灰斗、落灰管收集后通过灰处理系统排出，从而避免常规烟气自下而上流动竖直布置换热器结构顶部背风面积灰堵灰问题。这对深度调峰背景下，锅炉低负荷下长期经济、安全运行具有重要意义。

以某300MW亚临界锅炉为例。BMCR工况下电除尘器入口烟道截面烟气流速为10m/s，30％额定负荷工况下烟气流速仅为3.6m/s，速度仅为设计工况的36％。空预器出口至电除尘入口上行烟道布置换热器会存在较严重的顶部背风面积灰问题。

将本实用新型中预除灰装置应用于该处上行烟道，如图1所示，上行烟道1入口高含灰烟气来自上游空气预热器出口，出口烟气送至下游电除尘器入口。第一挡板9、落灰管5、上行烟道1外壁交汇点距离换热器上方0.1m，第二挡板7的倾斜角调节范围为0～45°，在本实用新型中，第一挡板9以及第二挡板7的水平投影面积占烟道水平面总投影面积的比例不高于90％。在本实施例中，第二挡板7与第一挡板9的水平面最大投影面积占上行烟道1总投影面积的80％。积灰测试装置2在换热器6出入口布置烟气引出管，采用差压变送计测量换热器6本体差压来判断换热器6积灰堵塞情况。锅炉启动初期测量不同负荷下差压值，作为换热器6差压基准值。灰处理系统10采用连续气力输灰系统，输送至锅炉用灰库。

本实用新型可实现锅炉负荷反馈自动控制，第二挡板7与锅炉负荷控制曲线如图2所示。在75％以上负荷，第二挡板7倾斜角为0°保持全开；在30％以下负荷，第二挡板7倾斜角为45°达到最大灰脱除效率；在30％负荷至75％负荷范围内第二挡板7倾斜角随如图2所示关联曲线进行调节。

本实用新型可实现换热器6堵塞程度反馈自动控制，第二挡板7与积灰程度控制曲线如图3所示。积灰测试装置采用差压测量时，积灰程度用差压基准值的倍数来表示。积灰程度在1.2倍差压基准值以下，第二挡板7倾斜角为0°保持全开；在2.0倍差压基准值以上，第二挡板7倾斜角为45°达到最大灰脱除效率；在1.2倍～2.0倍差压基准值范围内第二挡板7倾斜角随如图3所示关联曲线进行调节。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种上行烟道中的预除灰装置，其特征在于，包括挡板系统与排灰系统；

所述挡板系统设置于上行烟道(1)中换热器(6)的上方；

所述挡板系统包括两个第一挡板(9)和若干第二挡板(7)；所述两个第一挡板(9)固定设置在换热器(6)的上方，所述若干第二挡板(7)活动设置在第一挡板(9)的上方；所述第一挡板(9)以及第二挡板(7)的延伸方向沿上行烟道的烟气流向方向逐渐收缩；

所述排灰系统固定设置在两个第一挡板(9)的外侧，所述排灰系统与上行烟道(1)连通设置。

2.根据权利要求1所述的一种上行烟道中的预除灰装置，其特征在于，所述排灰系统包括连接设置的集灰斗(3)，落灰管(5)以及灰处理系统(10)，所述集灰斗(3)的自由端与第一挡板(9)的外侧固定连接设置。

3.根据权利要求2所述的一种上行烟道中的预除灰装置，其特征在于，所述落灰管(5)上还设置有截止阀(4)。

4.根据权利要求1所述的一种上行烟道中的预除灰装置，其特征在于，所述两个第一挡板(9)对称的设置在换热器(6)上方的两侧，所述若干第二挡板(7)对称的设置在换热器(6)上方的两侧。

5.根据权利要求1所述的一种上行烟道中的预除灰装置，其特征在于，所述上行烟道(1)内设置有安装轴(8)，所述安装轴(8)可沿其周向转动设置，所述第二挡板(7)与所述安装轴固定连接设置。

6.根据权利要求1所述的一种上行烟道中的预除灰装置，其特征在于，所述预除灰装置还包括积灰测试装置(2)，所述积灰测试装置(2)设置于换热器(6)的上方和/或下方。

7.根据权利要求1所述的一种上行烟道中的预除灰装置，其特征在于，所述第二挡板(7)在垂直方向的倾斜角为0～60°。

8.根据权利要求1所述的一种上行烟道中的预除灰装置，其特征在于，所述第一挡板(9)与上行烟道(1)的连接处距离换热器顶部的垂直距离不高于0.5米。

9.根据权利要求1所述的一种上行烟道中的预除灰装置，其特征在于，所述第一挡板(9)以及第二挡板(7)的水平投影面积占烟道水平面总投影面积的比例不高于90％。

10.一种上行烟道，其特征在于，包括权利要求1～9中任意一项所述的预除灰装置。

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