本发明专利技术公开了一种可以降低漏风率及防止堵塞的回转式空气预热器系统及其工作方法。回转式空气预热器系统中，空气预热器的烟气侧仓格被分隔成相互独立的常规烟仓和清堵烟仓，按空气预热器转子的转动方向，其中的清堵烟仓布置在烟气侧的转向的末端，常规烟仓和清堵烟仓的冷端烟道和热端烟道之间分别连接有第一联络烟道和第二联络烟道，第一联络烟道上设置有第一控制阀，所述出口烟道还通过设置有增压风机的抽气烟道与清堵烟仓的冷端烟道连接。所述系统包括两种工作模式，“常规运行模式”及“在线清堵模式”，“在线清堵模式”下，清堵烟仓内的烟气与常规烟仓内的烟气逆向流动。本发明专利技术可有效延长空气预热器的堵塞周期，增加经济效益。
【技术实现步骤摘要】
回转式空气预热器系统及其工作方法
本专利技术涉及回转式空气预热器，尤其是其中关于防止硫酸氢铵堵塞的设计。
技术介绍
回转式空气预热器是电站锅炉重要的热交换设备，通常采用转子(包含蓄热元件)转动方式，高温烟气和冷空气逆流换热。当烟气流经转子时，烟气将热量释放给蓄热元件，烟气温度降低，实现烟气热量的利用。当蓄热元件旋转到空气侧时，又将热量释放给空气，空气温度升高。热空气进入炉膛可以提高燃料的燃烧效率。对于煤粉炉，部分热空气用于煤粉制备及送粉。回转式空气预热器按烟道和风道的格仓数量有二分仓、三分仓、四分仓等型式，目前全球有两万套左右数量的机组在服役。空气预热器系统的设备构成包括中心主轴、模数仓格、蓄热元件、烟道、风道、上支撑梁、下支撑梁、壳体、膨胀支座，支撑轴承组件、导向轴承组件、保温及外护板、电驱动装置、轴承润滑系统、火灾报警系统、消防系统、水冲洗系统、吹灰系统等。回转式空气预热器的性能指标包括换热效率、烟气侧阻力、空气侧阻力、漏风率、防堵塞能力等。空气预热器的漏风会导致排烟热损失部分增加，同时增加送、引风机的电耗，过高的漏风会造成送风机、引风机的出力达到极限，漏风更严重时会造成风机喘振，锅炉不能带满负荷运行。空气预热器的漏风控制技术，主要从降低密封片两端的压差和减小漏风带面积两方面采取措施。目前主流应用的技术包括接触式多重柔性密封、漏风自动控制系统、四分仓空气预热器等。根据GB13223-2011《火电厂大气污染物排放标准》标准要求，自2014年以来火力发电燃煤锅炉氮氧化物排放物执行100mg/Nm3的排放限值，随着近年来较多的火力发电厂再次进行超净排放改造，该排放限值为50mg/Nm3。为了满足上述指标，SCR/SNCR脱硝装置广泛应用，在降低NOx排放的同时不可避免的造成氨逃逸，逃逸氨进入空气预热器后与水蒸气和三氧化硫发生化学反应生成硫酸氢铵。脱硝装置的催化剂提高了二氧化硫生成三氧化硫的转化率，对下游设备造成更加不利的影响。当空气预热器的换热元件金属壁温处于硫酸氢铵的液相温度区间时，硫酸氢铵易冷凝沉积在空气预热器换热元件表面，并粘附烟气中的飞灰颗粒，堵塞换热元件通道。当硫酸氢铵沉积温度区间覆盖两层换热元件的金属壁温时，换热元件分层处的硫酸氢铵吸附飞灰结垢形成严重的堵塞，即使吹灰蒸汽和高压水也难以清理。空气预热器换热元件表面积灰或发生堵塞会造成差压上升，增大送引风机的能耗，同时也会降低换热元件的换热效率。硫酸氢铵造成空气预热器发生堵塞是世界性难题，已严重影响锅炉机组运行的安全性和经济性。空气预热器因堵塞严重不得不进行水冲洗清理而造成非计划停机，水冲洗费用动辄数十万元，加上机组的起炉燃油费用以及机组启停对锅炉承压部件的寿命损耗，评估的经济损失将达到数百万元。目前解决硫酸氢铵堵塞空气预热器的主要措施包括：①依据燃料特性选择大波纹独立封闭通道的空气预热器冷段换热元件板型；②计算换热元件在各负荷工况下的换热元件金属壁温，选择足够的冷段换热元件高度并考虑适度的高度裕量，将硫酸氢铵的沉积温度区间布置在冷段换热元件内；③冷段换热元件内的积灰用蒸汽吹灰方式或在线高压水冲洗方式清除或缓解；④控制脱硝装置氨的逃逸率；⑤空气预热器入口烟道进行流场计算并设置均流板，确保进入空气预热器通流表面的灰尘浓度均匀，避免灰尘局部集中；⑥确保吹灰蒸汽的过热度不低于130℃，压力不高于1.6MPa；⑦空气预热器停炉水冲洗后应强制通风12～36小时，彻底干燥换热元件表面。⑧每次停炉检修应坚查空气预热器内部冲洗水管、消防水管有无渗漏，检查暖风器有无泄漏。通过热媒水介质加热器-烟冷器系统、烟冷器系统等提升空气预热器进口空气温度以整体提升换热元件金属壁温从而使得硫酸氢铵沉积温度区间下移的技术也有应用，例如于2017年7月11日公开的公告号为CN206320726U的“一种基于机炉深度耦合的火电厂尾部烟气余热利用系统”，可有效缓解硫酸氢铵造成的堵塞，但排烟温度也会同步上升20～60℃，再通过烟冷器回收热量。该两种系统的烟冷器金属耗量十分巨大，且烟冷器由于处在低温环境下的腐蚀和堵塞问题同样无法避免。通过提升空气预热器的冷段综合温度以防止硫酸氢铵堵塞的方案也有较多的应用。例如，于2016年9月28日公开的公布号为CN105972632A的“燃煤电厂空气预热器热风逆流防堵及腐蚀的系统及其工艺”、于2018年3月13日公告的公告号为CN207094650U的“一种防硫酸氢铵堵塞的回转式空气预热器”，上述几项专利均为抽高温烟气或一次风热风或二次风热风送入空气预热器空气侧(一次风或二次风)进口，该方法对于防止低温腐蚀有较好的效果，但对于缓解硫酸氢铵的腐蚀和堵塞效果有限，对于抽烟气系统增压风机的能耗较大。于2018年3月27日公开的公布号为CN107842872A的“回转式空气预热器及其减漏风防堵塞的方法”，是通过在一次风和二次风侧临近烟气的位置各隔离出一个“加热仓”。系统需要设置高温高压风机，风机的出口压力需高于空气预热器出口一次风、二次风的压力，系统投运时风机的能耗较大。于2019年8月13日公布的公开号为CN110118361A的“一种防硫酸氢铵沉积的五分仓回转式空气预热器及其工作方法”中，将空气预热器的空气侧分为四个仓格，加上烟气侧1个仓格共5个仓格，实现对硫酸氢铵沉积区域的控制。其方法的实现要通过一套复杂的风机、管道、声波吹灰器系统，结构较为复杂。
技术实现思路
为了提高二分仓、三分仓或四分仓型式的回转式空气预热器的可靠性，本专利技术所要解决的技术问题是通过对空气预热器的烟气仓格进行分隔，辅以相应设置有增压风机的管路，提供一种具有更低的漏风率，并具有在线清除低温硫酸腐蚀堵灰及硫酸氢铵堵塞功能的回转式空气预热器系统及其工作方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：回转式空气预热器系统，包括出口烟道和连接在出口烟道上的空气预热器，空气预热器内设置有空气预热器转子，空气预热器转子上设置有换热元件；空气预热器内包括烟气侧仓格和空气侧仓格，所述烟气侧仓格被分隔成相互独立的两个相邻仓格，即常规烟仓和清堵烟仓，按空气预热器转子的转动方向，其中的清堵烟仓布置在烟气侧的转向的末端，常规烟仓和清堵烟仓的冷端烟道和热端烟道之间分别连接有第一联络烟道和第二联络烟道，第一联络烟道上设置有第一控制阀，所述出口烟道还通过设置有增压风机的抽气烟道与清堵烟仓的冷端烟道连接。通过布置小梁、扇形板及进、出口烟道等部件的方式，以与将空气仓进行分格类似的技术手段，可将烟气仓分为完全独立的两个仓，常规烟仓和清堵烟仓，由于增压风机的存在，可将来自出口烟道的高温烟气在增压后送入空气预热器的清堵烟仓的冷端烟道，清堵烟仓具有比常规烟仓更高的压头，可降低与之相邻空气侧(一次风或二次风)的压差，在常规烟仓与空气仓之间形成缓压区，属于一种通过降压差来降低漏风率的技术。同时，与常规结构的空气预热器相比，具有上述结构的空气预热器中，清堵烟仓与常规烟仓的烟气可控地逆向流动，清堵烟仓的烟气温度可达380～420℃，高温烟气可将冷端蓄热元件本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.回转式空气预热器系统，包括出口烟道(13)和连接在出口烟道(13)上的空气预热器(1)，空气预热器(1)内设置有空气预热器转子，空气预热器转子上设置有换热元件；空气预热器(1)内包括烟气侧仓格和空气侧仓格，其特征是：所述烟气侧仓格被分隔成相互独立的两个相邻仓格，即常规烟仓(16)和清堵烟仓(15)，按空气预热器转子的转动方向，其中的清堵烟仓(15)布置在烟气侧的转向的末端，常规烟仓(16)和清堵烟仓(15)的冷端烟道和热端烟道之间分别连接有第一联络烟道(7)和第二联络烟道(14)，第一联络烟道(7)上设置有第一控制阀(6)，所述出口烟道(13)还通过设置有增压风机(9)的抽气烟道(11)与清堵烟仓的冷端烟道(4)连接。/n
【技术特征摘要】
1.回转式空气预热器系统，包括出口烟道(13)和连接在出口烟道(13)上的空气预热器(1)，空气预热器(1)内设置有空气预热器转子，空气预热器转子上设置有换热元件；空气预热器(1)内包括烟气侧仓格和空气侧仓格，其特征是：所述烟气侧仓格被分隔成相互独立的两个相邻仓格，即常规烟仓(16)和清堵烟仓(15)，按空气预热器转子的转动方向，其中的清堵烟仓(15)布置在烟气侧的转向的末端，常规烟仓(16)和清堵烟仓(15)的冷端烟道和热端烟道之间分别连接有第一联络烟道(7)和第二联络烟道(14)，第一联络烟道(7)上设置有第一控制阀(6)，所述出口烟道(13)还通过设置有增压风机(9)的抽气烟道(11)与清堵烟仓的冷端烟道(4)连接。
2.如权利要求1所述的回转式空气预热器系统，其特征是：所述抽气烟道(11)上串联有截止阀(10)和第二控制阀(8)，其中截止阀(10)位于出口烟道(13)与增压风机(9)之间，第二控制阀(8)位于增压风机(9)与清堵烟仓的冷端烟道(4)之间。
3.如权利要求2所述的回转式空气预热器系统，其特征是：所述增压风机(9)和清堵烟仓的冷端烟道(4)之间设置有温度测点(24)和压力测点(25)，所述截止阀(10)与增压风机(9)之间还设置有流量计(23)。
4.如权利要求3所述的回转式空气预热器系统，其特征是：所述第二控制阀(8)为截止阀。
5.如权利要求2所述的回转式空气预热器系统，其特征是：所述第一控制阀(6)为常闭阀门，所述截止阀(10)为常开阀门。
6.如权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄雪飞，聂立，潘正权，魏永贵，董猛，蒲亨林，
申请(专利权)人：东方电气集团东方锅炉股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51
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