防止空预器及尾部余热利用设备硫酸氢铵沉积的系统技术方案

本实用新型专利技术涉及锅炉系统空气预热领域，公开了一种防止空预器及尾部余热利用设备硫酸氢铵沉积的系统及其控制方法，所述系统包括空预器，空预器后的烟道中设置烟气换热器，烟气换热器由至少两个以上并列的换热模块组成，每个换热模块对应一个烟气通道和一个液相工质通道，每一换热模块相互隔离并能独立控制烟气‑工质换热的进行，所述烟气通道还设置有加热烟气入口，并为所述烟气换热器的工质配置有工质定压系统和工质加热装置。本实用新型专利技术可降低系统烟风阻力，降低送风机及一次风机的电耗，降低空预器停炉清洗带来的损失，降低锅炉的排烟温度，彻底解决空预器及尾部余热利用设备硫酸氢铵堵塞问题，适合于锅炉预热系统的新设计或改造。

【技术实现步骤摘要】
防止空预器及尾部余热利用设备硫酸氢铵沉积的系统
本专利技术涉及锅炉的空气预热，尤其是一种能防止空预器及尾部余热利用设备发生硫酸氢铵沉积的系统。
技术介绍
燃煤锅炉用于发电的大型机组中，其锅炉的空气预热装置通常采用管式预热器或回转式预热器，较小功率机组采用管式预热器，大功率机组采用回转式预热器。随着国家环保政策越来越严格，燃煤锅炉烟气中NOX的排放浓度越来越低，超低排放需求下的SCR技术使得过量的喷氨与烟气中的SO3反应生成硫酸氢铵，硫酸氢铵附着在回转式空预器冷端换热元件上，或管式预热器管壁上，从而造成：(1)换热效率下降、排烟温度升高、热风温度下降等；(2)烟气侧阻力增加，引风机转速升高，电耗增加。目前回转式空预器硫酸氢铵堵塞、腐蚀问题非常严重，电厂常规的解决措施是在空预器后的烟道中增加低温省煤器，来回收烟气余热，回收的烟气余热用于暖风器以加热空预器入口的冷风，从而提高进入预热器的风温，提高预热器冷端综合温度，来进行预热器的防腐防堵。但是增加低温省煤器和暖风器后，空预器的堵塞及腐蚀得到缓解，硫酸氢铵堵塞的风险转移至低温省煤器中，而低温省煤器的出口烟温一般较低，常规为90℃左右。根据相关的研究表明，硫酸氢铵在90℃的环境中为固态，经现场取样发现，硫酸氢铵垢样外形酷似瓦片状的“五花肉”形态，机组运行中难以清除。在实际运行中，有效的解决硫酸氢铵堵塞的措施主要靠提高预热器的出口烟温解决，但这又影响到烟气余热的综合利用，故目前空预器或低温省煤器等后续余热利用设备的硫酸氢铵堵塞问题已成为影响锅炉效率及安全运行的非常大的隐患之一。解决燃煤机组预热器及尾部余热利用设备硫酸氢铵堵塞的技术成为非常迫切的需求。为了降低回转式预热器冷端腐蚀和硫酸氢铵堵塞的风险，现有技术中提及了多种解决方案。例如，公开号为CN107191963A的中国专利技术专利申请“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”，公开号为CN107642793A的中国专利技术专利申请“SCR脱硝改造后防止硫酸氢铵堵塞空气预热器的系统及方法”，公开号为CN106765288A的中国专利技术专利申请“一种电站锅炉回转式空气预热器的分级换热系统”等。以上技术均基于提高回转式空气预热器出口烟气温度以防止硫酸氢铵凝结而避免了对结构复杂的回转式空气预热器的清洗维护，仅是增加了回转式预热器的进口风温，减缓了回转式预热器的冷端腐蚀，但是，不能彻底清除回转式硫酸氢铵的堵塞和沉积，在如何综合利用锅炉现有设备及其余热等等方面，并未周详考虑，未臻完备，有改进之必要。
技术实现思路
为彻底解决回转式预热器及尾部余热利用设备硫酸氢铵堵塞的问题，本技术所要解决的技术问题是提供一种防止空预器及尾部余热利用设备硫酸氢铵沉积的系统。本技术的构思为：(1)在空预器后的烟道中设置烟气换热器，回收烟气余热，用于加热空预器入口冷风，从而提高空预器冷端温度，将硫酸氢铵堵塞的风险转移至空预器下游的烟气换热器中；(2)间隙性地将烟气换热器的局部的金属壁温提升至232℃以上，使已经附着在该部分烟气换热器表面的固态硫酸氢铵挥发，从而达到完全消除空预器及尾部余热利用设备硫酸氢铵沉积。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：防止空预器及尾部余热利用设备硫酸氢铵沉积的系统，包括空预器，所述尾部余热利用设备为空预器后的烟道中设置的烟气换热器，所述烟气换热器由至少两个以上并列的换热模块组成，每个换热模块对应一个液相工质通道和一个由所述烟道分流出的烟气通道，换热模块相互隔离并能独立控制单个换热模块中烟气-工质换热的进行，所述各烟气通道还分别设置有加热烟气入口，并为所述烟气换热器的工质配置有工质定压系统和工质加热装置，所述系统还包括风道、暖风器，风道的入口与送风机出口连接，风道的出口经暖风器连接至空预器的空气入口。该技术方案在空预器后的烟道中布置烟气换热器作为尾部余热利用设备，锅炉系统中，从空预器出来的高温烟气经烟气换热器吸收烟气余热后再进入除尘器，所回收的烟气余热再经液相工质换热后送暖风器用于加热空预器入口冷风，大幅提高空预器冷端综合温度，降低空预器冷端硫酸氢铵堵塞及腐蚀的风险，将硫酸氢铵堵塞的风险下移至烟气换热器中，再利用工质加热装置和由加热烟气入口输入的高温烟气对烟气换热器发生硫酸氢铵沉积的管壁进行加热使其硫酸氢铵挥发，实现了整个空预系统防止硫酸氢铵堵塞，持续保证锅炉系统的顺利运行。为确保上述系统的正常运行，所述工质定压系统包括工质管道，工质管道用于连接烟气换热器、暖风器、升压泵、定压罐及工质加热装置：定压罐的出口依次串联暖风器和升压泵，升压泵的出口与定压罐的入口之间并联各换热模块的液相工质通道，升压泵的出口与烟气换热器的工质入口之间利用工质管道并联工质加热装置，工质管道上还设置有阻断工质进入换热模块的关断阀。升压泵可为系统提供动力，克服液相工质系统的运行阻力；关断阀在需要对换热模块的管壁进行升温时关闭，阻断工质循环进入换热模块与烟气换热，此时通过并联的工质加热装置对截留在换热模块内的工质进行循环加热确保升温效果。所述暖风器的工质入口、工质出口之间并联有再循环管道，再循环管道中串联有调节阀，可根据需要调节其开度，调节液相工质的中直接循环加热的部分流量与用于暖风器中换热的部分流量之比，进而调节空预器的入口风温等等。所述烟气换热器出口的工质管道上设置有安全阀，可在事故工况或非正常工况时关闭，对系统进行保护。综合考虑成本、安全及应用便利性等方面，建议所述液相工质为水，所述工质加热装置为蒸汽加热装置，工质加热装置的热源也可以是蒸汽以外的水、电等。工质加热装置的进、出口工质管道上均设置有关断阀，不同的管道对应不同的换热模块，系统在运行中，当需要提高换热器模块壁温时，则打开相应的关断阀，工质加热装置投入使用，否则关闭。所述各换热模块的液相工质的进、出口均设置有集箱。集箱可与相应的关断阀门连接，方便独立控制。所述烟道中设置有烟道分隔板将入口烟道分隔为相应的与换热模块对应的烟气通道，各烟气通道上独立设置有关断挡板，对应于各加热烟气入口也设置有相应的加热烟气挡板，各挡板均可远程独立控制，从而可对各换热模块进行远程独立控制。所述加热烟气入口与空预器的烟气入口或热风出口连接，即可根据需要选择引入空预器的入口烟气或出口热风作为加热相应换热模块管壁的热源之一，所述空预器可以为回转式空预器或管式空预器。根据具体参数，换热模块的换热管可采用不同的管型，如光管、H型翅片管、螺旋翅片管等。为便于自动控制，对前述的防止空预器及尾部余热利用设备硫酸氢铵沉积的系统，进一步在烟气换热器的烟气进、出口之间设置有压力检测装置，在各换热模块的低温段均各自布置有温度检测装置，当所述压力检测装置检测到的进出口差压超出设定值时，控制工质加热装置处于投用状态，逐一控制各换热模块的相应加热烟气挡板处于打开状态，直至温度检测装置反馈温度已达到232℃以上并维持设定时间，重复该步骤直至检测到烟气换热器进出口差压回到设定值内时为止，此时控制工质加热装置处于停用状态，控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.防止空预器及尾部余热利用设备硫酸氢铵沉积的系统，包括空预器，其特征是：所述尾部余热利用设备为空预器后的烟道中设置的烟气换热器，所述烟气换热器由至少两个以上并列的换热模块组成，每个换热模块对应一个液相工质通道和一个由所述烟道分流出的烟气通道，换热模块相互隔离并能独立控制单个换热模块中烟气-工质换热的进行，所述各烟气通道还分别设置有加热烟气入口，并为所述烟气换热器的工质配置有工质定压系统和工质加热装置，所述系统还包括风道、暖风器，风道的入口与送风机出口连接，风道的出口经暖风器连接至空预器的空气入口。/n

【技术特征摘要】
1.防止空预器及尾部余热利用设备硫酸氢铵沉积的系统，包括空预器，其特征是：所述尾部余热利用设备为空预器后的烟道中设置的烟气换热器，所述烟气换热器由至少两个以上并列的换热模块组成，每个换热模块对应一个液相工质通道和一个由所述烟道分流出的烟气通道，换热模块相互隔离并能独立控制单个换热模块中烟气-工质换热的进行，所述各烟气通道还分别设置有加热烟气入口，并为所述烟气换热器的工质配置有工质定压系统和工质加热装置，所述系统还包括风道、暖风器，风道的入口与送风机出口连接，风道的出口经暖风器连接至空预器的空气入口。


2.如权利要求1所述的防止空预器及尾部余热利用设备硫酸氢铵沉积的系统，其特征是：所述工质定压系统包括工质管道，工质管道用于连接烟气换热器、暖风器、升压泵、定压罐及工质加热装置：定压罐的出口依次串联暖风器和升压泵，升压泵的出口与定压罐的入口之间并联各换热模块的液相工质通道，升压泵的出口与烟气换热器的工质入口之间利用工质管道并联工质加热装置，工质管道上还设置有阻断工质进入换热模块的关断阀。


3.如权利要求2所述的防止空预器及尾部余热利用设备硫酸氢铵沉积的系统，其特征是：所述暖风器的工质入口、工质出口之间并联有再循环管道，再循环管道中串联有调节阀。


4.如权利要求2所述的防止空预器及尾部余热利用设备硫酸氢铵沉积的系统，其特征是：所述烟气换热器出口的工质管道上设置有安全阀。

【专利技术属性】
技术研发人员：李小荣，龚超，冉燊铭，陈刚，
申请(专利权)人：东方电气集团东方锅炉股份有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51