电站锅炉用回转式空气预热器及烟气-空气换热系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种电站锅炉用回转式空气预热器及包括该电站锅炉用回转式空气预热器的烟气‑空气换热系统，其中电站锅炉用回转式空气预热器包括由固定扇形密封板分隔成的烟气仓和空气仓，所述空气仓由活动扇形板分隔成大小可调的逆流分仓和变向分仓，该逆流分仓和变向分仓的冷端均与一冷风输入风道可控连通，所述逆流分仓的热端、变向分仓的热端及冷端分三路与一热风输出风道可控连通，所述冷风输入风道和热风输出风道通过一循环风机与变向分仓的热端可控连通。本实用新型专利技术通过改变烟气与空气逆流换热的型式，将部分空气切换为与烟气顺流换热，控制和改善因机组脱硝氨逃逸超标导致的硫酸氢铵积灰腐蚀，提高冷端综合温度的效率更高，对机组经济性影响小。

【技术实现步骤摘要】
电站锅炉用回转式空气预热器及烟气-空气换热系统
本技术涉及一种电站锅炉用回转式空气预热器及烟气-空气换热系统。
技术介绍
空气预热器是利用锅炉尾部烟气的热量来预热空气从而提高锅炉效率的一个重要设备，其效能对机组效率有很大的影响。为产生最大化的效能，目前，国内80%以上大型机组都是使用烟气-空气纯逆流换热的回转式空气预热器。由于锅炉内化石燃料的燃烧产物通常包含三氧化硫（SO3）和水蒸气（H2O）两者，三氧化硫与水蒸气结合，当烟气在空气预热器内部冷却到足够程度时（空气预热器内部填充的蓄热元件金属壁面温度低于硫酸蒸汽的露点时），将会冷凝成液态硫酸（H2SO4），形成对金属蓄热元件的强烈腐蚀，同时，烟气中的飞灰颗粒粘附在蓄热元件表面，导致结垢，由于气体流动通道截面积减少，导致空气预热器的传热效率降低，流动阻力增大，风机电耗增加，严重影响锅炉的安全与经济运行。采用SCR烟气脱硝技术的电站锅炉，一方面由于催化剂的作用，将部分SO2氧化为SO3，一方面由于烟气中NH3/NO摩尔比、烟气流场等分布不均匀的影响，催化剂下游的烟气中不可避免的存在少量逃逸的未反应还原剂NH3，并与烟气中的SO3、H2O等组分反应生成硫酸氢铵（ABS），该物质在约150-210℃的温度区间范围内开始凝结，一般位于传统电站锅炉空气预热器的中温段底部和低温段范围内，由于该物质具有较强的粘性，从而粘附飞灰造成堵塞。且经研究发现，由ABS产生的积灰，通常在蓄热元件分层处更为明显。目前，常规用于去除积灰沉积的方式主要有热清洗和蒸汽吹灰两种。经过长期的实践表明，这两种方式均存在一定问题：1、空气预热器蓄热元件表面沉积的硫酸氢铵，在一定温度条件下会发生分解反应，周期性的使蓄热元件表面温度升高，从而使沉积产物分解并被气流剥离携带的热清洗方法，虽可有助于防止积灰趋势增长，确保机组的安全运行，但长期的热清洗不但会使空气预热器下流的空气温度超高，影响下流设备的使用寿命，还会使空气预热器转子产生高温变形，导致回转卡塞，严重影响机组效率及设备寿命。2、回转式空气预热器冷端蓄热元件采用封闭板型，且其表面经过了镀搪瓷工艺处理，光洁度更高，防腐蚀和积灰性能较热端和中温段元件更好，表面沉积物一般能够通过定期蒸汽吹灰的方式有效去除；但因蒸汽吹灰的力度有限，其吹灰深度基本只能达到回转式空气预热器的低温段蓄热元件上，对于中温段蓄热元件上的沉积腐蚀产物往往无能无力，因此，在空气预热器中温段蓄热元件的底部区域内仍然存在ABS腐蚀积灰，对锅炉的安全与经济运行造成严重影响。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种换热效率高、蒸汽吹灰效果好、不会影响下流设备及空气预热器转子性能的电站锅炉用回转式空气预热器及烟气-空气换热系统。本技术提供的这种电站锅炉用回转式空气预热器，包括由固定扇形密封板分隔成的烟气仓和空气仓，所述空气仓由活动扇形板分隔成大小可调的逆流分仓和变向分仓，该逆流分仓和变向分仓的冷端均与一冷风输入风道可控连通，所述逆流分仓的热端、变向分仓的热端及冷端分三路与一热风输出风道可控连通，所述冷风输入风道和热风输出风道通过一循环风机与变向分仓的热端可控连通。为降低成本，减少风道的数量及占用空间，所述冷风输入风道分别经由冷端逆流风道和冷端变向风道与逆流分仓的冷端和变向分仓的冷端连通，在所述冷端逆流风道和冷端变向风道上分别安装有冷端逆流隔离阀和冷端变向隔离阀，位于冷端变向隔离阀出口侧的冷端变向风道通过一联络风道与热风输出风道连通，在所述联络风道上安装有联络隔离阀，所述逆流分仓的热端、变向分仓的热端分别经由热端逆流风道、热端变向风道与热风输出风道连通，在所述热端逆流风道和热端变向风道上分别安装有热端逆流隔离阀和热端变向隔离阀，所述循环风机的进气口通过一循环风机入口风道与冷风输入风道连通，在循环风机入口风道上安装有顺流入口隔离阀，位于该顺流入口隔离阀出口侧的循环风机入口风道通过一再循环风门与联络风道连通，所述循环风机的出气口通过一循环风机出口风道与位于热端变向隔离阀入口侧的热端变向风道连通。为防止加热后的空气灌入循环风机内造成热量流失并损害循环风机内部元件，在所述循环风机出口风道上安装有循环风机出口隔离门。为方便调整经过变向分仓的顺流风量与冷风输入风道总风量的比例，增加顺流风的比例，提升本技术整体温度水平的效果，在所述循环风机的进气口与循环风机入口风道之间安装有流量调节阀。所述空气仓有两个并分别为一次风分仓和二次风分仓，所述一次风分仓和二次风分仓均由活动扇形板分隔成大小可调的逆流分仓和变向分仓，所述冷风输入风道、热风输出风道和循环风机均有两个并分别与一次风分仓和二次风分仓对应连通。本技术还提供了一种烟气-空气换热系统，包括上述任一所述的电站锅炉用回转式空气预热器。为解决较高流量顺流比例下，空气仓出口风温偏低，影响锅炉燃烧稳定的问题，在所述烟气仓的出气口与冷风输入风道之间连接有换热器。为有效解决采用顺流-逆流混合布置方式后，较高顺流流量比例工况下，烟气仓出口排烟温度升高，以及空气仓出口空气温度降低的问题，在所述热风输出风道上安装有加热器。与现有技术相比，本技术具有以下优点：1、控制冷风输入风道分别与逆流分仓和变向分仓的冷端连通，逆流分仓和变向分仓的热端分别与热风输出风道连通，可在机组负荷、环境温度均较高，硫酸氢铵和硫酸沉积带全部位于冷端蓄热元件范围内，空气预热器积灰倾向较小时，实现烟气-空气的纯逆流换热，提高换热效率。2、控制冷风输入风道分别与逆流分仓和变向分仓的冷端连通，逆流分仓和变向分仓的热端、变向分仓的冷端分别与热风输出风道连通，在烟气-空气的纯逆流换热的基础上，使部分空气未流通空气预热器转子，增大烟气/空气的热容比，降低空气对预热器的冷却效果，让空气预热器转子整体温度水平升高，硫酸氢铵和硫酸蒸汽的沉积区间向冷端方向下移，有利于积灰产物通过蒸汽吹灰方式清除。3、在逆流分仓保持逆流换热的情况下，控制冷风输入风道与变向分仓的热端连通，将变向分仓的逆流换热换成顺流换热，可有效控制空气预热器积灰倾向；通过循环风机将热风输出风道与变向分仓的热端连通，使因烟气-空气顺流换热而生产的出口低热风被吸入再次循环加热，以提高顺流换热条件下空气仓的出口温度，确保锅炉稳定燃烧。4、通过调节活动扇形板控制对应逆流分仓和变向分仓的体积比例，改变空气侧顺流、逆流换热的流量分配比例，保证合适的出口热风温度水平，平衡各分仓流动阻力，减小风机功耗。本技术通过改变烟气与空气逆流换热的型式，根据机组负荷、燃用煤质和空气预热器入口烟气、空气温度的变化，将部分空气切换为与烟气顺流换热，从而改变换热效率和内部金属蓄热元件温度场分布，控制和改善因机组脱硝氨逃逸超标导致的硫酸氢铵积灰腐蚀，以及燃用高硫煤和SCR脱硝催化剂催化反应导致的低温腐蚀；相对于传统暖风器等防积灰措施，本技术提高冷端综合温度的效率更高，且对机组经济性影响较小。附图说明图1为本技术电站锅炉用回转式空气预热器的结构示意图。图2为本技术烟气-空气换热系统的结构示意图。图中示出的标记及所对应的构件名称为：1、固定扇形密封板；2、烟气仓；3（3a/3b）、空气仓；4、冷风输入风道；5、热风输出风道；6、循环风机；7、流量调节本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电站锅炉用回转式空气预热器，包括由固定扇形密封板（1）分隔成的烟气仓（2）和空气仓（3），其特征在于：所述空气仓由活动扇形板（31）分隔成大小可调的逆流分仓（32）和变向分仓（33），该逆流分仓和变向分仓的冷端均与一冷风输入风道（4）可控连通，所述逆流分仓的热端、变向分仓的热端及冷端分三路与一热风输出风道（5）可控连通，所述冷风输入风道和热风输出风道通过一循环风机（6）与变向分仓的热端可控连通。

【技术特征摘要】
1.一种电站锅炉用回转式空气预热器，包括由固定扇形密封板（1）分隔成的烟气仓（2）和空气仓（3），其特征在于：所述空气仓由活动扇形板（31）分隔成大小可调的逆流分仓（32）和变向分仓（33），该逆流分仓和变向分仓的冷端均与一冷风输入风道（4）可控连通，所述逆流分仓的热端、变向分仓的热端及冷端分三路与一热风输出风道（5）可控连通，所述冷风输入风道和热风输出风道通过一循环风机（6）与变向分仓的热端可控连通。2.根据权利要求1所述的电站锅炉用回转式空气预热器，其特征在于：所述冷风输入风道分别经由冷端逆流风道（41）和冷端变向风道（42）与逆流分仓的冷端和变向分仓的冷端连通，在所述冷端逆流风道和冷端变向风道上分别安装有冷端逆流隔离阀（411）和冷端变向隔离阀（421），位于冷端变向隔离阀出口侧的冷端变向风道通过一联络风道（43）与热风输出风道连通，在所述联络风道上安装有联络隔离阀（431），所述逆流分仓的热端、变向分仓的热端分别经由热端逆流风道（51）、热端变向风道（52）与热风输出风道连通，在所述热端逆流风道和热端变向风道上分别安装有热端逆流隔离阀（511）和热端变向隔离阀（521），所述循环风机的进气口通过一循环风机入口风道（61）与冷风输入风道连通，在循环风机入口风道上...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈珣，杨益，王敦敦，刘帅，程刚，陈一平，段学农，
申请(专利权)人：湖南省湘电试验研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南,43