TW201207327A - Regenerative air preheater design to reduce cold end fouling - Google Patents

Regenerative air preheater design to reduce cold end fouling Download PDF

Info

Publication number
TW201207327A
TW201207327A TW100120581A TW100120581A TW201207327A TW 201207327 A TW201207327 A TW 201207327A TW 100120581 A TW100120581 A TW 100120581A TW 100120581 A TW100120581 A TW 100120581A TW 201207327 A TW201207327 A TW 201207327A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
flue gas
air
inlet
temperature
air preheater
Prior art date
Application number
TW100120581A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI507643B (zh
Inventor
James William Birmingham
James David Seebald
Original Assignee
Alstom Technology Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alstom Technology Ltd filed Critical Alstom Technology Ltd
Publication of TW201207327A publication Critical patent/TW201207327A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI507643B publication Critical patent/TWI507643B/zh

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D19/00Regenerative heat-exchange apparatus in which the intermediate heat-transfer medium or body is moved successively into contact with each heat-exchange medium
    • F28D19/04Regenerative heat-exchange apparatus in which the intermediate heat-transfer medium or body is moved successively into contact with each heat-exchange medium using rigid bodies, e.g. mounted on a movable carrier
    • F28D19/041Regenerative heat-exchange apparatus in which the intermediate heat-transfer medium or body is moved successively into contact with each heat-exchange medium using rigid bodies, e.g. mounted on a movable carrier with axial flow through the intermediate heat-transfer medium
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F27/00Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus
    • F28F27/006Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus specially adapted for regenerative heat-exchange apparatus
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F27/00Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus
    • F28F27/02Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus for controlling the distribution of heat-exchange media between different channels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Air Supply (AREA)
  • Chimneys And Flues (AREA)

Description

201207327 六、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明大致上係關於一種具有一化石燃料燃燒鍋爐及一 再生型空氣預熱器之蒸氣產生系統。更具體而言,本發明 係關於具有一化石燃料燃燒鍋爐及一在各種鍋爐操作位準 期間展現經減少積垢之旋轉式再生型空氣預熱器之蒸氣產 生系統。 【先前技術】 在鍋爐之燃燒過程中,燃料中之硫被氧化成s〇2。在燃 燒過程之後,一些量之S〇2被進一步氧化成s〇3,且一般約 1 〇/〇至2%之量級之s〇2將成為S〇3。氧化鐵、飢及其他金屬 存在於合適的溫度範圍下可產生此氧化作用。選擇性催化 還原(SCR)亦廣為人知係將該煙道氣中之一部分s〇2氧化成 S〇3。催化劑配方(主要是催化劑中釩的量)影響氧化物之 里’且氧化物比率為自0.5%至超過ι·5%。更典型為約 1 %。因此,用新的SCR燃燒高硫煤之發電廠可觀察到s〇3 之排放大量增加’此將產生可見之煙流、局部酸性地面位 準問題及其他環境問題。 旋轉式再生型熱交換器普通用於大型化石燃料燃燒鍋爐 上’以將熱自熱的煙道氣轉移至提供至該鍋爐之一燃燒室 之較冷輸入空氣。此類型之熱交換器一般被稱為空氣預熱 器。使用空氣預熱器之目的在於增加化石燃料燃燒鍋爐之 效率。基本上,旋轉式再生型空氣預熱器係由一大型圓柱 體組成’該圓柱體封裝有複數個隔開之金屬片。該等片彼 156500.doc 201207327 此刀離,以允s午熱的煙道氣流過每個板之平行於該圓柱體 之軸之表面’從而加熱該等片。該等熱片被旋轉至較冷之 輸入空氣流’以加熱該輸人空氣。該等煙道氣及輸入空氣 通々在相對之方向上流經該空氣預熱器。整個圓柱體圍繞 其轴而持續地旋轉,使得該熱氣及冷空氣流交替地流過相 同之金屬片。 化石燃料的燃燒之產物通常包含三氧化硫(s〇3)及水蒸 氣(Ηβ)二者,因此,當廢氣在該空氣預熱器内被冷卻至 足夠之程度,則s〇3與水蒸氣組合且凝結成液體硫酸 (H2S〇4)。此發生於當表面(諸如一空氣預熱器之熱交換元 件)之溫度低於硫酸之露點時。.當灰粒及硫酸兩者沈積於 該空氣預熱裔中之金屬表面上時,其等黏結至該等金屬表 面且造成被稱為積垢之現象。由於積垢會限制流經該空氣 預熱器之空氣及氣體之量,因此會導致該空氣預熱器之效 率降低。 高速度蒸氣喷流或空氣喷流被週期性地導向該等金屬表 面,以在被稱為吹灰之過程中移除灰塵/酸沈積物。吹灰 自該等金屬片移除一些而並非所有沈積物。 再生型空氣預熱器之冷端通常係處於低於該煙道氣中之 Ηβ〇4之露點,從而使得一部分h2S〇4冷凝在該等熱交換元 件之表面上。隨著所冷凝之灰塵及H2S〇4聚集,其等造成 在穿過該熱交換器100之流中建立一壓力降。由於來自燃 料之燃燒之諸如灰塵及其他固態材料之固體亦聚集在該等 熱交換兀件上,該壓力降隨著時間經過將變得更大。若積 156500.doc 201207327 t =夠嚴重,則金屬片之間之流動通道可能被堵塞。在 1:::二 =了熱轉移表面積且風扇可能無法移動必要 量之燃燒空氣通過該空氣預熱器。 空氣預熱器之冷端由於較低氣體溫度 ^ ^ 、 本質而具有較 南之氣體密度且因此較低之流速。一船一 ^ ^ ^ 如而$ ’該冷端流速 為熱埏流速之僅約60%。較低之氣體流速亦導致更多之 垢0 亦存在其他增加積垢之因素,諸如低鋼爐負載。低_ 負載造成該速度降低至可能低至熱端最大持續数⑽ 之 25%。 當前需要一種能夠在各種燃燒條件下抵抗積垢之空氣預 熱器。 、 【發明内容】 簡而言之,本發明之一較佳形式為在各種鍋爐負載下更 能抵抗「積垢(fouling)」之空氣預熱器。 本發明之一目的在於提供一種更能抵抗腐蝕之空氣預熱 器。 本發明之一目的在於提供一種可對於各種鍋爐負載調整 之空氣預熱器。 本發明之一目的在於提供一種可在各種鍋爐負載下調整 煙道氣速度之空氣預熱器。 自下文之圖及說明書中,本發明之其他目的及優點將可 顯而易見。 【實施方式】 156500.doc • 6 - 201207327 熟悉此項技術者可藉由參考附圖而更加理解本發明且本 發明之多個目的及優點亦將顯而易見。 大多數蒸氣產生系統利用靜態或旋轉式再生型空氣預熱 . ϋ來增加鍋爐效#。最常見的為旋轉式再生型空氣預: ^此類型之空氣預熱器之特徵在於旋轉熱交換元件。: 發明係關於裝配有任-類型之再生型空氣預熱器之銷爐系 統。為了促進論述,將結合一旋轉式再生型空氣預熱器來 論述本發明之配置。 參考諸圖式之圖1,顯示的係一習知之旋轉式可再生預 熱器100。該空氣預熱器100具有一轉子112,其係可旋轉 地安裝於一殼體114中。該轉子112係由自一轉子柱118延 伸至該轉子112之外周邊之隔膜或隔板116而形成。隔板 Π 6於其間界定隔室20,該等隔室2〇係用於包含熱交換元 件籃架總成122。 在一典型之旋轉式再生型熱交換器1〇〇中,煙道氣流224 及燃燒空氣入口流23 0自相對之端進入該轉子}丨2中且在相 對之方向上越過容納於該熱交換元件籃架總成122内之熱 父換元件142。因此,冷空氣入口 13〇及經冷卻煙道氣出口 126係位於該熱交換器之一端,該端被稱為冷端144,且熱 煙道氣入口 124及經加熱空氣出口 I%係位於該空氣預熱器 1〇〇之相對端,該端被稱為熱端146。區段板I%延伸跨過 該殼體114,鄰接該轉子Π2之上面及下面^區段板136將 該空氣預熱器100分割成一空氣區段138及一煙道氣區段 140 〇 156500.doc 201207327 圖1之箭頭指示穿過該轉子112之煙道氣流224及空氣流 230之方向。通過該煙道氣入口 124而進入之該煙道氣流 224將熱轉移至安裝於定位在該煙道氣區段140中的該等隔 室120中之熱交換元件籃架總成122中之熱交換元件142。 經加熱之熱交換元件142接著被旋轉至該空氣預熱器1〇〇之 空氣區段13 8。該等熱交換元件籃架總成122所儲存之熱接 著被轉移至通過該空氣入口 130而進入之空氣流230。冷煙 道氣出口流226穿過煙道氣出口 126而退出該預熱器1〇〇且 該經加熱之空氣出口流232穿過空氣出口 Π2而退出該預熱 器 100。 如上所述,該空氣預熱器100之冷端144之額外酸積垢使 得橫跨S亥空氣預熱器100建立一較大的壓力降。承載於該 煙道氣中之顆粒物質亦隨著時間經過而聚集在該等熱交換 元件142之表面上,且此等沈積物之存在會增加該空氣預 熱器之壓力降。此顆粒物質趨向於主要在具有低流速之局 部區域中聚集。 因此’積垢係歸因於兩個問題: (1) 聚集飛灰及其他顆粒之酸之凝結;及 (2) 具有低流速之區域在低鋼爐負載下速度變得更低。 已試圖用各種不同的方式克服各個問題。—種裝置用於 僅部分阻擋該煙道氣人口。此I置之效果令人失望。當時 未有認識到且解決導致積垢之所有因素。 田 本發明解決酸凝結問題及盥叇 阳久?、迷度相關之積垢問題。高」 度顆粒流在類似於喷砂之 貫^之過私中會侵蝕固態材料。侵4 156500.doc 201207327 之速率與經增加至1乘冪以上之速度成比例。吾人的經驗 是’飛灰侵蝕與經增大至3.4乘冪之流速成比例。 因此’有益的是增加該氣體區段中之流速,以減少該等 熱交換元件142上之沈積量。增加該空氣區段中之流速並 不有利地輔助移除沈積物,因為該氣體區段中之顆粒物質 很少或者不存在。然而,減少該氣體區段中之熱轉移表面 之量的確有作用於升高該氣體區段中之氣體溫度,此導致 酸凝結物較少且因此積垢較少。 進入該鍋爐中之空氣流係與該鍋爐之操作位準有關。因 此’在其最大持續額定(MCR)之60%處運行之鍋爐較在 MCR之90°/。處運行之相同鍋爐將需要且花費減少之燃燒空 氣。因此’在60%MCR處運行之鍋爐較在90%MCR處運行 之鍋爐排出之煙道氣少β通過相同截面而退出之具有大約 相同密度之煙道氣之量越少,則其退出速度越低。 同時,當該鍋爐在60%MCR處相對於90%MCR處運行 時’其產生退出溫度較低之煙道氣。因此,鍋爐操作位準 影響進入該鍋爐之輸入空氣速度、退出該鍋爐之排出煙道 氣流速及退出煙道氣之溫度。 參考圖2’本發明包含緊鄰該空氣預熱器1〇〇入口處之擋 板總成152、162。此等係經附接得盡可能鄰近,以最小化 該擋板總成152、162與該空氣預熱器1〇〇之間之洩漏。在 減小之鍋爐負載條件期間,可使用一控制器158來部分閉 合擋板總成152、162 »此有效地減小流動面積且因此增加 流速。
S 156500.doc 201207327 藉由限制進入該空氣預熱器之煙道氣入口 i24及空氣入
Dl3〇二者k流’心熱轉移之有效面積較小將導致較 少熱交換。此造成料金屬表面之更大_部分具有高於硫 酸露點之溫度’從而減少該等金屬表面之積垢。同時,該 氣體區段中之流率增大,其促進任何聚集沈積物之侵姓。 此外,若流入該空氣預熱器中之冷空氣係藉由另一熱交 換器而加熱以保持金屬溫度高於該酸露點,則阻擋該空氣 預熱器1G0之空氣側及煙道氣侧兩者之流、需要來自其他 熱交換器之熱量將減少。此將節約總體能量,因為阻擋該 空氣側上之金屬表面之一部分需要之能量較加熱該冷空氣 至一充分程度所需要之能量之量係小至可以忽略。 圖2係具有根據本發明之再生型空氣預熱器配置之蒸氣 產生系統之示意圖。該系統包含定位於熱煙道氣入口 124 内側之一煙道擋板總成1 52,其係盡可能鄰近該等元件籃 架總成122之面。一煙道氣導管154將該鍋爐148連接至該 空氣預熱器100。該煙道氣擋板總成152之擋板(圖3中之 156)係可在減少之負載條件下閉合,以有效地減小該煙道 氣入口 124之流動面積。此增加流過該等熱交換元件142之 煙道氣之速度。此亦減少用於將熱自該煙道氣轉移之有效 表面積。 該擋板總成50亦包含定位於該預熱器冷空氣入口 13〇處 之一空氣擋板總成162 ’其盡可能鄰近該籃架總成122中之 元件之面’以盡可能最小化空氣洩漏。空氣擋板總成162 係可在鍋爐148之減少之負載條件下部分閉合,以有效地 156500.doc 201207327 減小該空氣入口 13 0之流動面積且因此減小用於將熱轉移 至流動進入該空氣預熱器100中之空氣之有效表面積。此 意即該預熱器100之冷端(圖1之144)之冷卻減少。 歸因於該煙道氣區段(圖1之140)之增加之流速,則承載 於煙道氣中之飛灰侵蝕該空氣預熱器1〇〇中之熱交換元件 142之表面上之沈積物。侵蝕速率係與經提升至針對侵钱 劑特定之乘冪的速度成比例。對於飛灰,此乘冪為3.4。 另外,由於用於自該等煙道氣提取熱之表面積減小,則 穿過該空氣預熱器而到達該冷端之煙道氣係較熱且因此該 冷端中之板之一較大百分率係保持於高於H2S〇4露點。此 導致較少的Ηβ〇4凝結在該等熱交換元件(圖1之142)。 控制器158(較佳爲具有預程式控制邏輯之可程式邏輯控 制器(PLC))監測該鍋爐148之負載且控制該等擋板總成 】.52、162中之擋板葉片之致動。 在一較佳實施例中,該控制器158接收來自發電廠分佈 式控制系統(DCS) 160之一信號。該DCS 160可基於所監測 之參數而決定該鍋爐148之操作負載,且係可經程式化而 將指示該鍋爐負載之一信號發送至該控制器丨58。在接收 到該信號之後,該控制器158將計算該鍋爐負載且據此致 動該等擋板總成152、162。 現在交替地參考圖1及圖2,可監測該空氣預熱器内之多 個位置處之溫度。若該煙道氣區段14〇内之任何結構(之溫 度)下跌至低於該煙道氣内之各種酸之露點,則液體酸凝 結在此等結構上。液體酸聚集且固持飛灰加速該空氣預熱 156500.doc -11 · 201207327 器之積垢之飛塵。通常,該煙道氣出口 132具有該煙道氣 區段140之最低溫度且最傾向於酸凝結。因此,該控制器 158將接收溫度讀數且決定是否較之增加煙道氣流率時應 更閉合煙道氣入口,從而減小該交換元件142之曝露至該 等煙道氣之表面積。增加之煙道氣速度及減小之熱交換器 表面積之組合減小自該等煙道氣取得之熱量,從而升高退 出該空氣預熱器100之煙道氣流226之溫度。 類似地’當該空氣擋板總成162更閉合該空氣入口 130 時,該入口空氣流230之速度增加。在更閉合該空氣入口 130亦減小該等熱交換元件142之曝露至該空氣入口流230 之表面積。此導致由該空氣入口流230吸收之熱減少,再 次造成煙道氣流226退出該空氣預熱器時具有較高之溫 度。 穿過該空氣預熱器100之煙道氣之速度增大傾向於以基 於該速度增大至3.4乘冪之一速率來侵蝕該空氣預熱器中 所聚集之沈積物。該控制器可操作該煙道氣擋板152及該 空氣擋板162,以最大化對聚集物之侵蝕,然而,該等擋 板總成可能無法閉合至允許退出之煙道氣超過一最大可允 許溫度之程度。此溫度可能係基於下游設備可安全地容忍 之最大溫度加上希望之安全裕度而預決定。 參考圖3至圖ό,該空氣擋板總成丨62包含一框架1 82及定 位於該框架1 82内之多個擋板丨56。較佳的是,該等擋板 1 56係經分組為一些擋板面板163、164。除了關聯之擋板 156,每個阻擋面板163、164包含一致動器166及一驅動器 156500.doc 12 201207327 168,其將該致動器166連接至該等檔板ι56之各者β 如圖3所示’該空氣擋板總成162可將該煙道氣入口(圖2 之124)分割成若干區段。該等擋板區段163、ι64之擋板 156係經定位而控制煙道氣入口 ! 24内之流。該煙道氣入口 124之另一區段174係保持開啟而不具有擋板總成或擋板。 煙道氣擋板總成152與上述之空氣擋板總成162具有相同 之部件且以相同之方式操作。因此,當應用至該煙道氣入 口而非空氣入口時’上文之描述同樣適用於煙道氣擋板總 成 152。 該控制器158操作該等擋板區段163、164之致動器166, 以部分限制該煙道氣入口(圖2中之124)之特定區域中之 流。 應理解’根據本發明之再生型空氣預熱器100可包含如 圖3至圖6中之更多或更少擋板總成152、162。此外,該煙 道氣入口 124之較小或較大部分係經保持不具有擋板總 成’以控制穿過該煙道氣入口 124之流。 圖ό係圖5之一部分之放大圖。其顯示擋板156係可圍繞 一軸176而在一「開啟」位置與「閉合」位置之間旋轉。 一平坦桿密封件17 8係經安裝至每個擋板丨5 6之兩側。桿密 封件178覆蓋且接觸桿密封件179之鄰接擂板之一部分,以 阻止煙道氣在該等擋板之間流動。該擋板之最為鄰近該框 架182之桿密封件178接觸該框架182之一部分,以阻止煙 道氣在該框架182與該擋板156之間流動。 現參考圖3,對於垂直流空氣預熱器,控制器(圖2之 156500.doc •13· 201207327 158)係經程式化而週期性地開啟一「經閉合」擋板面板 163之擋板156,同時閉合一「開啟」擋板總成164之該等 擋板156,同時維持大體恆定流動區域。此操作允許該 「經閉合」擋板總成164之擋板158流出可能聚集於該等檔 板156之頂部上之任何灰塵沈積物。 現參考圖2,限制該煙道氣入口 124之流動區域增加該煙 道氣流之速度,從而造成承載於該煙道氣中之飛灰侵敍冷 端沈積物。然而,對於熱轉移,速度較高且面積較少將產 生高於正常煙道氣出口溫度之溫度。即,閉合煙道氣入口 之若干部分有效地阻止煙道氣流經所安裝之熱交換元件 (圖1之142)之若干部分,從而減小有效的熱轉移面積且增 高離開空氣預熱器i 00之煙道氣溫度。 此外,在100%功率下之一較大壓力降對於較高壓力之 空氣及煙道氣風扇188需要較高的成本且運轉此等較大風 扇188之較大馬達之操作成本較高。除了最差之煤炭之 外,發電廠資料測量系統並不顯示出在滿負載超過8小_ 之寺間θ A灰循環之間存在壓力降。所觀察到之積垢係 已經在有些較熱上游表面上形成、由該煙道氣流所推動且 承載的來自「爆裂(p〇pc〇rn)」之大顆粒或爐渣而形成之熱 而積垢或可為位於低速度及低奮流區域中之酸積垢及/ 或顆粒積垢之冷端積垢。 然而’在低負載條件下’該氣體出σ溫度始終低於針對 該MCR設計點之氣體出σ溫度。此係歸因於兩個因素。在 較小之鍋爐負載條件下,進入該空氣預熱器1〇〇 +之煙道 156500.doc •14- 201207327 氣之溫度低於在設計點下之溫度。該空氣預熱器100亦更 有效,此係因為煙道氣速度亦較低且因此所得之熱轉移係 數之減小較退出該表面積之流之減少具有較小之效果,因 此在該煙道氣溫度中產生更大之減小。通常,發生於低負 載下之較低溫度足夠低而導致硫酸之凝結。一些發電廠使 用蒸氣加熱來增高入口空氣溫度,且因此退出氣體溫度及 元件板溫度,以避免使酸冷凝。然而,由於速度降低之灰 塵聚集不會藉由此程序而緩解。 表1 氣體 冷端氣體平 將冷端氣體 側流 氣體退出 最冷元件 均速度之改 平均速度增 動面 空氣側 溫度之改 溫度之改 變百分率 加至3.4乘冪 積比 流動面 變(平均值) 變(平均 (—V ce.avg) 時改變百分 率 積比率 (°F) 值)(吓) _ 率(U) 現存設計 相對於MCR之70%負載 1 1 -29 -7 -21% -56% 相對於MCR之30%負載 1 1 -70 -15 -59% -95% 新設計 相對於MCR之70%負載 1 1 -7 7 59% 382% 相對於MCR之30%負載 1 1 -53 -6 -17% -48% 表1對比在百分之三十(30%)之負載條件、百分之七十 (70%)負載條件及MRC期間本發明相對於習知之空氣預熱 器之煙道氣速度。根據本發明之擋板總成152、162係用於 實施該煙道氣入口流動面積之百分之五十(50%)之減少, 以產生該煙道氣流之速度中的明顯增加。如在表中可見, 將煙道氣之入口速度增加一倍使得該煙道氣之出口速度增 156500.doc 15 201207327 倍’且平均煙道軋出口速度成比例地增加至3.4乘 冪。使用本發明,可在70。/。之功率及]^(:11為3 54之情形下 達成將平均煙道氣出口速度之比率到達34乘冪,而使用 習知之空氣預熱器,該比率為〇 32。在3〇%之功率位準 下本啦明之比率為〇.43,相較之下,習知之空氣預熱器 為0.04。在30%負載情形下,閉合額外之擋板56將提供更 尚之冷端速度及更好之清潔效果(速度至3 4乘冪)。此實例 之條件並不一定為最佳條件,而是僅闡明本發明之原理。 在替代實施例中,該等擋板係可由齒輪驅動器、帶驅動 器、鍵條機構、螺線管或其他已知之致動器機構而致動。 此等均屬於本發明之範疇。 雖然已經顯示且描述了較佳實施例,可在不脫離本發明 之精神及範疇對本發明做出各種修改及替代。據此,應理 解’本發明係藉由闡明且非限制之方式而描述。 【圖式簡單說明】 圖1係習知之旋轉式再生型空氣預熱器之部分透視、截 面圖; 圖2係具有根據本發明之再生型空氣預熱器配置之蒸氣 產生系統之示意圖; 圖3係圖2之撞板歧管之側視立體圖; 圖4係圖3之擋板歧管之俯視平面圖; 圖5係沿圖3之線V-V而截取之戴面圖;及 圖6係圖5之區域VI之放大圖。 【主要元件符號說明】 156500.doc • 16 - 201207327 100 空氣預熱器 112 轉子 114 殼體 116 隔板或隔膜 118 轉子柱 120 隔室 122 熱交換元件籃架總成 124 熱煙道氣入口 126 經加熱空氣出口 130 空氣入口 132 空氣出口 136 區段板 138 空氣區段 140 煙道氣區段 142 熱交換元件 144 冷端 146 熱端 148 鍋爐 152 擋板總成 154 煙道氣導管 156 擋板 158 控制器 160 發電廠分佈式控制系統 162 擋板總成 I56500.doc 17- 201207327 163 擋板面板 164 擋板面板 166 致動器 168 驅動器 174 煙道氣入口 124之一部分 178 桿密封件 179 桿密封件 182 框架 188 風扇 224 煙道氣流 226 煙道氣流 230 空氣入口流 232 經加熱空氣出口流 156500.doc -18-

Claims (1)

  1. 201207327 七、申請專利範圍: 1- 種空氣預熱器,其具有用於接收來自一鍋爐之煙道氣 之一煙道氣入口、用於排出煙道氣之一煙道氣出口、用 於接收空軋以預熱之一空氣入口及用於將經預熱空氣提 供至該鍋爐之一空氣出口,在各種鍋爐操作位準下顯示 減少之積垢之該空氣預熱器包括: 一空氣擋板總成,其經調適以調整該空氣入口之一開 口,邊空氣擋板總成抵於該空氣入口緊密地配合,以最 小化該擋板總成與該空氣入口之間之空氣洩漏; 一煙道氣擋板總成,其經調適以調整該煙道氣入口之 一開口,該煙道氣擋板總成抵於煙道氣入口緊密地配 合,以最小化該煙道氣擋板總成與該煙道氣入口之間之 一空氣沒漏; 一控制器,其係經耦合至該空氣擋板總成,該控制器 經調適以在不同的鍋爐操作位準期間操作該空氣擋板總 成及該煙道氣擋板總成,以維持希望之空氣速度及氣體 流速’以減少積垢。 2·如請求項1之空氣預熱器,其中控制器經調適以接收關 於該鍋爐操作位準之輸入且基於該接收到之輸入而相互 作用地控制該煙道氣擋板總成及該空氣擋板總成中之至 少一者。 3.如請求項丨之空氣預熱器,其中控制器經調適以接收關 於退出煙道氣出口之煙道氣之溫度之輸入且基於該接收 到之輸入而相互作用地控制該煙道氣擋板總成及該空氣 156500.doc 201207327 擔板總成中之至少一者。 4 ·如請求項1之空氣預熱器,其中控制器經調適以接收關 於退出該煙道氣出口之煙道氣之一速度之輸入且基於該 接收到之輸入而相互作用地控制該煙道氣擋板總成及該 空氣播板總成中之至少一者。 5. 如請求項1之空氣預熱器,其中控制器經調適以·· 接收關於一最大可容許煙道氣出口溫度之輸入; 測量一煙道氣出口流之一溫度;及 控制該煙道氣檔板總成及該空氣擋板總成中之至少一 者,以最大化流動進入至該空氣入口中之空氣之一速 度,同時保持該煙道氣出口流之該測量溫度低於該最大 可容許煙道氣溫度。 6. 如請求項1之空氣預熱器,其中控制器經調適以接收關 於該煙道氣出口速度之輸入且基於該接收到之輸入而相 互作用地控制該煙道氣擋板總成及該空氣擋板總成中之 至少一者。 7. 如請求項1之空氣預熱器,其中該控制器係進一步經調 適以調整該煙道氣擋板總成及該空氣擋板總成’以減少 該空氣預熱器内之酸凝結物之量。 8. 如請求項1之空氣預熱器’其中該空氣檔板總成包括: 複數個擔板,其等經調適以可調整地閉合該空氣入口 之至少一部分。 9. 如請求項1之空氣預熱器’其中該煙道氣擋板總成包 括: 156500.doc 201207327 複數個擋板,其等經調適以可調整地閉合該煙道氣入 口之至少一部分。 10. ^請求項i之空氣預熱器,其中該等擋板係可㈣且係 , 藉由附接至該等擋板之一驅動桿而樞轉。 .η·如請求項10之空氣預熱器,其中-致動器移動該驅動 桿’以造成該等擋板樞轉。 12. —種在減少鍋爐操作之週期期間減少具有一空氣入口及 一煙道氣入口之一空氣預熱器之積垢之方法,其包括 列步驟: ' 測量退出該預熱器之煙道氣出口流之一溫度; 決定疋否測直到之氣體出口溫度低於一預定臨限值; 當該測量到之溫度低於該預定臨限值時,計算閉合該 煙道氣入口及該空氣入口中之至少一者的一量,以將該 煙道氣出口流溫度增加至高於該臨限值溫度;及 田該測量到之氣體出口流溫度係低於該預定臨限值之 情形下以該所計算之f閉合該煙冑氣入口及該空氣入 乂導致增加煙道氣出口流溫度,從而減少酸凝結物 及積垢。 3. U項12之減少積垢之方法’其中該預定臨限值溫度 係存在於该煙道氣中之—酸之凝結溫度加上一安全裕 度。 14_ -種在減少鍋爐操作之週期期間減少具有一空氣入口及 一煙道氣入口之一空氣預熱器之一積垢之方法,其包括 下列步驟: 156500.doc 201207327 測量穿過該預熱器之該煙道氣及空氣中 速度; 之至少一者之 決定該測量到之速度與一希望之速度之間之—差異; 計算-量以調整-煙道氣入口開口及一空氣入口開口 中之至少-者,以最小化該測量狀速度與該希望之 度之間之一差異;及 、 以該所計算量調整該煙道氣 之至少一者’導致經調整之出 聚集物及積垢之侵蝕。 入口及該空氣入口開口中 口速度,從而增加對任何 15. 如請求項14之減少積垢之方法’其進一步包括下列舟 驟: V 接收最大之煙道氣出口流溫度; 測量煙道氣出口流溫度;及 限制調整之該步驟以確保該測量到之煙道氣出口流溫 度低於該最大煙道氣出口流溫度。 156500.doc
TW100120581A 2010-06-14 2011-06-13 可減少冷端積垢之再生型空氣預熱器 TWI507643B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/814,812 US20110303135A1 (en) 2010-06-14 2010-06-14 Regenerative air preheater design to reduce cold end fouling

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201207327A true TW201207327A (en) 2012-02-16
TWI507643B TWI507643B (zh) 2015-11-11

Family

ID=44674970

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW100120581A TWI507643B (zh) 2010-06-14 2011-06-13 可減少冷端積垢之再生型空氣預熱器

Country Status (9)

Country Link
US (1) US20110303135A1 (zh)
EP (1) EP2395310A3 (zh)
JP (1) JP5408629B2 (zh)
CN (1) CN102287847A (zh)
AU (1) AU2011202815A1 (zh)
CA (1) CA2742488A1 (zh)
MX (1) MX2011006066A (zh)
TW (1) TWI507643B (zh)
ZA (1) ZA201104265B (zh)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9034081B2 (en) * 2011-11-22 2015-05-19 Fluor Technologies Corporation Down-flow direct contact cooler
CN102777926B (zh) * 2012-08-10 2015-05-20 山东泓奥电力科技有限公司 基于空气预热器冷端综合温度控制的智能可旋暖风器
US10267517B2 (en) * 2016-07-08 2019-04-23 Arvos Ljungstrom Llc Method and system for improving boiler effectiveness
US11396002B2 (en) * 2017-03-28 2022-07-26 Uop Llc Detecting and correcting problems in liquid lifting in heat exchangers
CN107191963B (zh) * 2017-07-10 2023-07-25 东方电气集团东方锅炉股份有限公司 一种回转式空气预热器及该回转式空气预热器防硫酸氢铵堵塞的方法
CN107477608A (zh) * 2017-09-25 2017-12-15 长沙天瑞能源科技有限公司 空气预热器热风自动清堵防堵系统
CN107965788A (zh) * 2017-11-13 2018-04-27 湖南大唐节能科技有限公司 双热源空预器堵塞治理装置
CN108167858A (zh) * 2018-01-22 2018-06-15 江苏港丰锅炉工程有限公司 一种防止冷端积灰的回转式空气预热器系统
CN108826350A (zh) * 2018-06-12 2018-11-16 大唐东北电力试验研究院有限公司 基于燃用褐煤锅炉回转式空预器的热二次风循环防堵装置
CN108870433A (zh) * 2018-06-12 2018-11-23 大唐东北电力试验研究院有限公司 一种回转式空气预热器本体热风传递防堵装置
CN108692331B (zh) * 2018-08-07 2024-01-26 上海敖征实业有限公司 一种空气预热器
CN111306566A (zh) * 2020-02-20 2020-06-19 华电电力科学研究院有限公司 防止空气预热器abs堵塞的分离式空气预热系统及方法
CN111457417A (zh) * 2020-05-12 2020-07-28 西安西热锅炉环保工程有限公司 一种组合式空气预热器
CN112577064B (zh) * 2020-11-11 2023-04-28 湖南华电常德发电有限公司 一种分段引入热风的空预器防堵结构及其工作方法
CN113654074A (zh) * 2021-08-27 2021-11-16 西安热工研究院有限公司 基于空气预热器传热偏差的烟气分仓-旁路回热节能系统
CN113819481B (zh) * 2021-08-30 2024-08-09 浙江兴核智拓科技有限公司 基于分环轮循升温与吹扫的防堵型回转式空预器及防堵方法

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2320911A (en) * 1942-01-24 1943-06-01 Air Preheater Corrosion reduction in air preheaters
US2511647A (en) * 1946-07-11 1950-06-13 Comb Eng Superheater Inc Combustion air heater for furnaces arranged to minimize corrosion by flue gases
US2521866A (en) * 1946-09-09 1950-09-12 Oran W Ott Air-heating furnace with automatically controlled air by-pass for preventing condensation
US2499358A (en) * 1948-01-22 1950-03-07 Air Preheater Corrosion control in air heaters by recirculation and by-passing
US2809811A (en) * 1950-06-15 1957-10-15 Blomquist Uno Olof Air preheater with heating and tempering means
US2692761A (en) * 1952-11-14 1954-10-26 Air Preheater Selective operating mechanism for air preheater by-passing dampers
US2989952A (en) * 1957-12-23 1961-06-27 Frederick W Richl Combustion air preheater
GB1209876A (en) * 1968-05-11 1970-10-21 Herbert Brandt & Arthur Kritzl Regenerative air preheaters with bypass-ducts
GB1287352A (en) * 1970-04-14 1972-08-31 Svenska Rotor Maskiner Ab Regenerative air preheaters in boiler plants
DE2124584C3 (de) * 1971-05-18 1975-02-27 Apparatebau Rothemuehle Brandt & Kritzler, 5963 Wenden Regenerativ-Luftvorwärmer mit stationärer zylindrischer Regenerativ-Kammer
US4034803A (en) * 1975-07-24 1977-07-12 John Zink Company Corrosion resistant tubular air preheater
US4205630A (en) * 1978-11-15 1980-06-03 Combustion Engineering, Inc. Steam air preheater for maintaining the flue gas temperature entering dust collection equipment
US4299272A (en) * 1979-05-17 1981-11-10 James Howden America, Inc. Industrial heat pipe energy recovery package unit
US4776391A (en) * 1979-10-04 1988-10-11 Heat Exchanger Industries, Inc. Heat exchanger method and apparatus
US4693233A (en) * 1986-04-03 1987-09-15 Energy Technology, Inc. Air preheater system
JPS6422140U (zh) * 1987-07-29 1989-02-03
JP2803679B2 (ja) * 1989-09-05 1998-09-24 バブコツク日立株式会社 空気予熱装置およびその伝熱体の焼損防止法
US5368091A (en) * 1994-02-10 1994-11-29 Abb Air Preheater, Inc. Temperature monitoring method and system for regenerative heat exchanger
JP4062810B2 (ja) * 1999-03-09 2008-03-19 株式会社Ihi 空気予熱器バイパスダンパの制御方法及び装置
JP2001041439A (ja) * 1999-07-28 2001-02-13 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ボイラ
US6422298B1 (en) * 2000-08-22 2002-07-23 Alstom Power N.V. Air preheater rotor construction
JP4678107B2 (ja) * 2001-08-31 2011-04-27 株式会社Ihi ボイラ設備
DE102006008847A1 (de) * 2006-02-25 2007-08-30 Alstom Technology Ltd. Verfahren zum optimierten Betrieb eines Luftvorwärmers und Luftvorwärmer

Also Published As

Publication number Publication date
AU2011202815A1 (en) 2012-01-12
EP2395310A2 (en) 2011-12-14
CA2742488A1 (en) 2011-12-14
JP2012002499A (ja) 2012-01-05
JP5408629B2 (ja) 2014-02-05
TWI507643B (zh) 2015-11-11
EP2395310A3 (en) 2013-11-06
CN102287847A (zh) 2011-12-21
MX2011006066A (es) 2011-12-14
ZA201104265B (en) 2012-12-27
US20110303135A1 (en) 2011-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW201207327A (en) Regenerative air preheater design to reduce cold end fouling
JP2012002499A5 (zh)
KR101393457B1 (ko) 저온 단부 파울링을 감소시키기 위한 재생 공기 예열기 디자인
CN105972632B (zh) 燃煤电厂空预器热风逆流防堵及腐蚀的系统及其工艺
KR101364944B1 (ko) 배기 가스의 여열 회수 장치
RU2521539C2 (ru) Способ и система для извлечения тепла из отходящих газов из печи и печь, работающая на ископаемых топливах
KR20130061201A (ko) 저온 단부 파울링을 감소시키기 위한 재생 공기 예열기 디자인
KR101353989B1 (ko) 공기 예열기에서 파울링을 감소시키는 방법
CN113983488A (zh) 一种燃煤机组锅炉空预器防堵系统及方法
JP2009192202A (ja) 舶用ボイラの回転蓄熱式空気予熱器
JPS6084131A (ja) 排煙処理方法及び装置
CN109939516A (zh) 基于石墨烯换热管束的烟气冷凝除尘节能装置
SG190458A1 (en) Regenerative air preheater design to reduce cold end fouling
US20210080104A1 (en) Air preheater and method of decomposing and removing ammonium bisulfate from a regenerative heating element of that air preheater
CN210662913U (zh) 一种用于回转式预热器的防堵增效调节系统
CN210153850U (zh) 一种防止空气预热器堵塞的清洗系统
JP3007575B2 (ja) 白煙防止用空気加熱装置
JP2003322329A (ja) 回転再生式空気予熱器とそのスートブロワ方法
CN221424914U (zh) 一种空气预热器
KR20150074271A (ko) 가열로의 폐열회수장치
CN109084320B (zh) 基于旁路换热器的烟气再循环系统
JP2002357397A (ja) 温風ヒータ付熱交換器
JP2024037672A (ja) 廃棄物処理設備及び廃棄物処理方法
CN116659296A (zh) 一种锅炉尾部低温防腐系统
CN107576208A (zh) 一种转底炉废烟气系统

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees