一种回转式空气预热器及其清洁工艺 |
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| 申请号 | CN201810069379.X | 申请日 | 2018-01-24 | 公开(公告)号 | CN108036352B | 公开(公告)日 | 2024-05-14 |
| 申请人 | 湖南万通科技股份有限公司; | 发明人 | 樊希林; 陈绍龙; 陈翔宇; 吴爱军; 谢文平; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种回转式 空气预热器 ，包括带有蓄热元件的 转子 ，转子一侧设置有烟道，烟道上方用于高温烟气导入且下方用于高温烟气导出，转子另一侧设置有相邻的二次 风 道与一次风道，二次风道及一次风道下方均用于冷空气导入且上方均用于热空气导出，转子旋转时依次经过烟道、二次风道、一次风道，转子下方设置有可沿转子径向方向伸缩的 蒸汽 加热器，蒸汽加热器设置在一次风道底部且靠近烟道，蒸汽加热器的入口通过 阀 门 与外设蒸汽供应设备连接，蒸汽加热器的出口处设置有 喷嘴 且喷嘴的喷射方向与一次风道内的空气流动方向相同。本发明还公开了一种回转式空气预热器清洁工艺。本发明能够有效实现 硫酸 氢铵的在线清除，确保加热效率及安全运行。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种回转式空气预热器清洁工艺，用于回转式空气预热器中，其特征在于，所述回转式空气预热器包括带有蓄热元件的转子，所述转子一侧设置有烟道，所述烟道上方用于高温烟气导入且下方用于高温烟气导出，所述转子另一侧设置有相邻的二次风道与一次风道，所述二次风道及所述一次风道下方均用于冷空气导入且上方均用于热空气导出，所述转子旋转时依次经过所述烟道、所述二次风道、所述一次风道，所述转子下方设置有可沿所述转子径向方向伸缩的蒸汽加热器，所述蒸汽加热器设置在所述一次风道底部且靠近所述烟道，所述蒸汽加热器的入口通过阀门与外设蒸汽供应设备连接，所述蒸汽加热器的出口处设置有喷嘴且所述喷嘴的喷射方向与所述一次风道内的空气流动方向相同； |
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| 说明书全文 | 一种回转式空气预热器及其清洁工艺技术领域背景技术[0002] 火力发电厂中，燃煤锅炉烟气中氮氧化合物的排放浓度往往需严格按照国家标准，因此，火力发电厂一般需安装脱硝系统才能满足国家标准的排放要求。在脱硝工艺中，选择性催化还原法(简称SCR法，是指在催化剂的作用下，利用NH3、液氨、尿素等还原剂来有选择性地与烟气中的NOx反应并生成无毒无污染的N2和H2O)因工艺简单、脱硝效率高、技术成熟、运行稳定等特点在燃煤电厂得到广泛应用。选择性催化还原法使用过程中，常常需要利用空气预热器(简称为空气预热器，是一种预热设备，其作用是将锅炉尾部烟道中排出的烟气中携带的热量通过散热片传导到进入锅炉前的空气中，从而提前将这些空气预热到一定的温度)来提高锅炉热交换性能，降低热量损耗。 [0003] 空气预热器是燃煤锅炉的重要组成部分，其利用锅炉烟气热量来加热锅炉燃煤燃烧所需的空气，实际使用过程中，空气预热器一般安装在SCR脱硝系统和电除尘系统之间。火力发电厂的空气预热器一般回转式空气预热器，回转式空气预热器包括安装在套筒内的可转动的圆筒形转子，转子一侧设置有一次风道和二次风道，转子另一侧设置有烟道，转子本身被分割若干个扇形仓格，且每个仓内装满了金属薄板做成的蓄热元件，套筒顶部与底部上下被平分成烟气流通区域、密封区空气流通区。烟气流通区与烟道相互连接，而空气流通区与风道进行连接，而带蓄热元件的转子以1～3r/min转速旋转，此时就会让蓄热元件转到烟气流通区，烟气也会从上到下流过蓄热元件，蓄热元件与烟气热量进行吸收，导致被加热，一旦到达空气流通区域时，蓄热元件就会将吸收来的热量从下到上进行热量传输，转子每转动一周就会完成一个热交换，从而实现空气的加热。 [0004] SCR脱硝是利用氨气与烟气中的氮氧化合物在一定条件下反应生成N2和H2O再排放到大气，但在此过程中，氨气的喷入量无法精确控制，氨气逃逸不可避免，逃逸的氨会与烟气中的SO3反应生成硫酸氢铵而硫酸氢铵在147‑207℃范围内时是一种强黏性的液态物质。如此，当SCR脱硝烟气通过空气预热器时，液态硫酸氢铵很容易粘结在蓄热元件的低温段壁板上并不断吸附烟气中的灰尘，如此，很容易造成空气预热器的堵塞，若不及时采取措施清除堵塞，将会导致空气预热器加热效率降低，通风不畅，严重时甚至影响锅炉的安全运行。 发明内容[0005] 本发明要解决的技术问题为提供一种回转式空气预热器，该回转式空气预热器通过其结构设计，能够有效实现硫酸氢铵的在线清除，能有效防止回转式空气预热器堵塞，确保其加热效率及安全运行。 [0006] 一种回转式空气预热器，包括带有蓄热元件的转子，所述转子一侧设置有烟道，所述烟道上方用于高温烟气导入且下方用于高温烟气导出，所述转子另一侧设置有相邻的二次风道与一次风道，所述二次风道及所述一次风道下方均用于冷空气导入且上方均用于热空气导出，所述转子旋转时依次经过所述烟道、所述二次风道、所述一次风道，所述转子下方设置有可沿所述转子径向方向伸缩的蒸汽加热器，所述蒸汽加热器设置在所述一次风道底部且靠近所述烟道，所述蒸汽加热器的入口通过阀门与外设蒸汽供应设备连接，所述蒸汽加热器的出口处设置有喷嘴且所述喷嘴的喷射方向与所述一次风道内的空气流动方向相同。 [0007] 优选地，所述蒸汽加热器为步进式蒸汽加热器。 [0008] 优选地，所述蒸汽加热器的出口处设置有至少两个喷嘴且所述喷嘴沿圆弧状布置。 [0009] 优选地，所述蒸汽加热器上表面与所述转子下表面之间的高度差为15至25mm。 [0010] 优选地，所述蒸汽供应设备为锅炉。 [0011] 本发明还提供了一种回转式空气预热器清洁工艺，通过该清洁工艺，能够有效实现回转式空气预热器内硫酸氢铵的在线清除，能有效防止回转式空气预热器堵塞，确保其加热效率及安全运行。 [0012] 一种回转式空气预热器清洁工艺，包括步骤： [0013] S01：转子启动，转子带动蓄热元件依次经过烟道、二次风道、一次风道并旋转循环，其中，蓄热元件在烟道处吸收烟气热量而升温；在二次风道处放热加热空气而首次降温冷却，在一次风道处再次放热加热空气而再次降温冷却； [0014] S02：蒸汽加热器工作，蒸汽加热器沿转子径向方向步进伸缩且转子保持正常旋转，喷嘴沿一次风道的导风方向喷射蒸汽以加热转子上因放热完毕而冷却的蓄热元件； [0016] 优选地，在步骤S02中，蒸汽加热器的步进伸缩间距为150至300mm，移动速度为10mm/s至20mm/s，步进时间间隔为1至5min。 [0017] 优选地，在步骤S02中，蒸汽加热器内的蒸汽压力为1.0至2.5Mpa，蒸汽温度为300至350℃。 [0019] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。 [0020] 图1为本发明实施例所公开的回转式空气预热器的主视图； [0021] 图2为本发明实施例所公开的回转式空气预热器的仰视图。 具体实施方式[0022] 为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。 [0023] 基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。 [0024] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“径向”、“底端”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。 [0025] 参见图1和图2，图1和图2提供了本发明一种回转式空气预热器的具体实施例，其中，图1为本发明实施例所公开的回转式空气预热器的主视图；图2为本发明实施例所公开的回转式空气预热器的仰视图。 [0026] 如图1和图2所示，本发明提供了一种回转式空气预热器，包括带有蓄热元件的转子1，转子1一侧设置有烟道2，烟道2上方用于高温烟气导入且下方用于高温烟气导出，转子1另一侧设置有相邻的二次风道3与一次风道4，二次风道3及一次风道4下方均用于冷空气导入且上方均用于热空气导出，转子旋转时依次经过烟道2、二次风道3、一次风道4。 [0027] 本实施例提供的附图中，烟道2设置在转子1右侧，图1中转子1右侧的箭头表示烟气的流动方向。 [0028] 本实施例提供的附图中，一次风道4及二次风道3设置在转子1左侧，图1中转子1左侧的箭头表示空气的流动方向。 [0029] 本方案中，回转式空气预热器的转子1的旋转方向是：烟道2‑二次风道3‑一次风道4，随着转子1的转动，转子1中的蓄热元件在通过烟道2的过程中吸收烟气热量，蓄热元件壁温不断升高；当蓄热元件转动到二次风道3时，高温的蓄热元件加热二次风道3内的冷空气，当蓄热元件转动到一次风道4时，再一次加热冷空气从而完全放热，在此过程中蓄热元件的壁温不断降低，当每一组蓄热元件转动到一次风道4与烟道2交界处时其壁温降至最低。 [0030] 转子1下方设置有可沿转子1径向方向伸缩的蒸汽加热器5，蒸汽加热器5设置在一次风道4底部且靠近烟道2，蒸汽加热器5的入口通过阀门与外设蒸汽供应设备连接，蒸汽加热器5的出口处设置有喷嘴6且喷嘴6的喷射方向与一次风道4内的空气流动方向相同。 [0031] 具体地，为进一步方便转子上各处蓄热元件的均衡加热，蒸汽加热器5优选为步进式蒸汽加热器。蒸汽加热器5的出口处设置有至少两个喷嘴6且所述喷嘴6沿圆弧状布置。 [0032] 实施过程中，回转式空气预热器的一次风道4底部且靠近烟道2的部位设置有蒸汽加热器5，蒸汽加热器5沿转子1的径向方向设置。蒸汽加热器5一端通过阀门与外设蒸汽供应设备(例如锅炉)连接，蒸汽加热器5另一端为喷嘴6，喷嘴6内的蒸汽喷射方向与一次风道4内的风流向相同。实际工作中，蒸汽加热器5内蒸汽压力优先选用1.0‑2.5Mpa，蒸汽温度 300‑350℃。 [0033] 在蒸汽加热器5工作过程中，喷嘴6沿转子1径向进行间隙式步进运动，步进间距约150‑300mm，移动速度约15mm/s，步进时间间隔1～5min可调，随着喷嘴6的径向步进运动和转子1的回转运动，高温蒸汽对转动至其上方的蓄热元件进行加热升温，被蒸汽加热器5加热后的蓄热元件进入烟道2后，烟道2内的高温烟气又会对蓄热元件进行二次加热升温。相应地，蒸汽加热器5工作一段时间后回转式空气预热器烟道2冷端(烟道的下端)烟气温度也会升高，当烟道2冷端烟气温度达到200℃时，由于回转式空气预热器的漏风原因，烟道2处的蓄热元件的低温段的温度会到达210℃以上，此时，粘结在蓄热元件中低温段的硫酸氢铵会全部被气化并随烟气排出，从而实现回转式空气预热器不停机状态下硫酸氢铵的清除，达到了硫酸氢铵在线清除的目的。 [0034] 整体而言，本发明提供的回转式空气预热器随着转子1的转动和蒸汽加热器5的步进式移动，先利用高温蒸汽集中对蓄热元件的每一段进行加热，然后利用烟气对蓄热元件进行二次加热，使烟道2冷端烟气温度达到200℃，粘结在蓄热元件中低温段的硫酸氢铵全部气化。 [0035] 本发明提供的方案与现有技术相比，具有如下优点： [0036] 1)、本设备的清堵不受时间限制，可以随时对粘结在回转式空气预热器上的硫酸氢铵进行有效的在线清除，解决了锅炉机组不停机，回转式空气预热器在线清除硫酸氢铵防止堵塞的技术难题。 [0037] 2)、本设备的蒸汽加热器可以由通用型伸缩式吹灰器改造而成，结构简单、技术成熟、操作方便，可以广泛推广应用。 [0038] 本实施例中，为进一步提高蒸汽加热器5的加热效果，同时避免其对转子旋转产生干涉，优选地，所述蒸汽加热器5上表面与所述转子1下表面之间的高度差为15至25mm。 [0039] 本实施例中，蒸汽供应设备优选为锅炉。如此，可以直接利用现成已有的设备供应热气而不需使用额外的设备，进一步实现能量的循环利用，提高资源利用率。 [0040] 本发明还提供了一种回转式空气预热器清洁工艺，通过该清洁工艺，能够有效实现回转式空气预热器内硫酸氢铵的在线清除，能有效防止回转式空气预热器堵塞，确保其加热效率及安全运行。 [0041] 一种回转式空气预热器清洁工艺，包括步骤： [0042] S01：转子1启动，转子1带动蓄热元件依次经过烟道2、二次风道3、一次风道4并旋转循环，其中，蓄热元件在烟道2处吸收烟气热量而升温；在二次风道3处放热加热空气而首次降温冷却，在一次风道4处再次放热加热空气而再次降温冷却； [0043] S02：蒸汽加热器5工作，蒸汽加热器5沿转子1径向方向步进伸缩且转子1保持正常旋转，喷嘴6沿一次风道4的导风方向喷射蒸汽以加热转子1上因放热完毕而冷却的蓄热元件； [0044] S03：经蒸汽加热器5首次加热的蓄热元件旋转至烟道2区域时，烟道2区域内的高温烟气再次对蓄热元件进行加热，其中，当蓄热元件温度超出硫酸氢铵熔点一定程度时，硫酸氢铵气化并随烟气排出。 [0045] 优选地，在步骤S02中，蒸汽加热器5的步进伸缩间距为150至300mm，移动速度为10mm/s至20mm/s，步进时间间隔为1至5min。 [0046] 优选地，在步骤S02中，蒸汽加热器5内的蒸汽压力为1.0至2.5Mpa，蒸汽温度为300至350℃。 [0047] 以上对本发明所提供的一种回转式空气预热器及其清洁工艺进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。 |
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