一种减少燃煤锅炉空气预热器堵灰的方法及旋风分离器技术

本发明专利技术公开了一种减少燃煤锅炉空气预热器堵灰的方法及旋风分离器。在锅炉尾部烟道省煤器出口与空气预热器之间安装旋风分离器；由锅炉尾部烟道省煤器出口流出的烟气先进入旋风分离器进行除灰处理，经过旋风分离器除灰处理后的烟气进入空气预热器对一次风、二次风空气进行加热，由空气预热器流出的烟气进入除尘器进一步除灰后排出。旋风分离器筒体底部采用电动锁气阀收集飞灰颗粒并避免产生二次扬尘现象。本发明专利技术可操作性强、效果明显，可实现减少或治理空气预热器堵灰，降低清理空气预热器堵灰的成本，降低排烟温度，提高锅炉效率。本发明专利技术的工艺流程简单，设备少，易于实施。此方法既可适用于现役锅炉系统的改造设计，也适用于新系统的设计。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种减少燃用高灰煤锅炉系统中空气预热器堵灰的方法，特别 涉及一种利用旋风分离器分离烟气中的大颗粒飞灰以避免空气预热器发生堵灰 的方法。
技术介绍
空气预热器是现代锅炉系统中的重要组成部分，安装在锅炉尾部烟道出口 后，空气预热器是利用烟气的余热来加热一次风和二次风空气的热交换设备， 一次风为携带煤粉进入锅炉炉膛的空气，二次风为直接进入锅炉炉膛助燃的空 气， 一次风和二次风空气在进入锅炉前先经过空气预热器由烟气加热。主要作 用有(1)提高助燃空气温度，强化煤粉的着火和燃烧过程，增强炉内辐射换 热，增强燃烧的稳定性，降低不完全燃烧热损失；(2)为制粉系统的煤粉提供干 燥介质，干燥进入炉膛的煤粉，强化煤粉着火；(3)降低排烟温度，减少排烟 热损失。然而由于锅炉实际燃用煤种偏离设计煤种，灰分高、含硫量大等原因使烟 气中的飞灰含量及硫含量大而易于使空气预热器的蓄热元件发生堵塞及腐蚀， 一、二次风带灰导致一、二次风管磨损严重。空气预热器堵灰后会造成送引风机电流增大，锅炉排烟温度升高，热风温 度下降，风烟系统阻力上升， 一次风、二次风正压侧和烟气负压侧的压差增大， 增加空气预热器漏风；导致轴流式送风机发生喘振、引风机无调节余量，影响 燃烧自动装置的使用。堵灰严重时，会严重影响机组的出力即不能带满负荷。由于空气预热器的堵灰和低温腐蚀是互相促进的，空气预热器堵灰可加速 烟气中硫酸蒸汽凝结而发生空气预热器的低温腐蚀，致使空气预热器蓄热元件损坏，增加设备检修维护费用。传统的解决空气预热器堵灰的方法一般有使用新的与燃料成分搭配的蓄热元件波形；提高低温受热面壁温；增设空气预热器水洗系统；加强燃烧调整，减少烟气中S03含量。专利申请号为200710017496.3，公开号为CN 101050864A，为"一 种燃煤锅炉空气预热器低温腐蚀堵灰的控制方法"的专利技术专利，公开了一种控 制燃煤锅炉空气预热器低温腐蚀堵灰的方法，其思路是在锅炉的送风系统设置 一套或两套空气预热器的空气旁路管，空气旁路管上设风门，由风门调节进入 旁路风管道和空气预热器的风量，旁路风量或在空气预热器后又送回送风系统； 或直接从冷灰斗下方送入炉膛。在送风量不变的情况下，通过旁路风的调节可 控制进入空气预热器的风量，从而可控制其从烟气侧的吸热量、锅炉排烟温度 以及空气预热器的低温腐蚀与堵灰。该方法使用的装置包括管道、风门、电动 执行机构等，均布置在炉外，并可实施表盘控制，工作条件好，可靠性高。在 锅炉受热面的清洁程度发生变化时能进行跟踪调节，避免因受热面造成的排烟 温度偏低、进而解决空气预热器的低温腐蚀与堵灰问题。但是，这个专利提出的方法并没有减少进入空气预热器烟气的带灰量。另 一方面，由于空气部分旁路，空气吸热量不足，会影响一、二次风的温度，将 不利于炉膛中煤粉的稳定燃烧。由于该专利技术没有改变进入空气预热器中烟 气的含灰总量，也就不能从根本上解决空气预热器的堵灰问题。正是由于进入空气预热器的烟气中含有大量的飞灰颗粒和硫氧化物，才导 致了空气预热器堵灰、低温腐蚀、一二次风管磨损等损害。因此，如果在烟气 进入空气预热器之前将其中大部分飞灰颗粒分离除去，才有可能从根本上解决 空气预热器堵灰问题，进而解决一二次风管磨损及空气预热器低温腐蚀问题。
技术实现思路
针对锅炉大量燃用高灰煤而造成空气预热器堵灰，而现有空气预热器堵灰 的解决方法又存在降低锅炉热效率、增加生产成本、清理空气预热器内的积灰 难度大等问题，本专利技术提出一种从根本上解决空气预热器堵灰及一二次风管严 重磨损的方法及采用的装置。本专利技术解决空气预热器堵灰的方法是由锅炉尾部烟道省煤器出口流出的烟 气先经过旋风分离器除尘处理后再进入空气预热器进行换热。旋风分离器，也 称旋风除尘器。旋风分离器一般由含尘烟气进口、烟气排放口、筒体和集灰斗 几部分组成。在锅炉尾部烟道省煤器出口与空气预热器烟气入口间安装旋风分 离器，由省煤器流出的烟气经过旋风分离器时，含尘烟气由旋风分离器的烟气 进口沿切线方向进入旋风分离器筒体，由上而下做螺旋运动，形成外涡旋流动， 逐渐到达筒体下部。气流中的飞灰颗粒在离心力作用下被甩向外壁，在重力的 作用下以及向下气流的带动作用下飞灰颗粒落入底部集灰斗。向下的气流到达 筒体下部后，沿旋风分离器的轴心部位转而向上，形成上升的内涡旋流动，并 由旋风分离器的烟气排放口排出。经过旋风分离器除尘后的烟气中的飞灰颗粒含量将大大降低，这样的烟气 再进入空气预热器进行余热回收利用。虽然在旋风分离器中将有少量的热量损 失并增加了流动阻力，但由于烟气中灰量大大减少且剩余的多为小颗粒飞灰， 空气预热器蓄热元件上附着的飞灰颗粒减少，从而使蓄热元件的换热热阻减小 并提高空气预热器的换热效率、降低烟气的流动阻力，减少一次风、二次风的流动阻力和含灰量，并且使空气预热器堵灰的可能性降低；另外由于流出空气 预热器的烟气中的含灰量降低，空气预热器下游的除尘器的电耗也将会降低。 本专利技术减少锅炉系统中空气预热器堵灰的方法的技术方案如下步骤1，由锅炉尾部烟道省煤器出口流出的烟气在风机的作用下进入旋风分离 器进行除灰处理；步骤2，经过旋风分离器除灰处理后的烟气进入空气预热器对一次风、二次风 空气进行加热；步骤3，由空气预热器流出的烟气进入除尘器进一步除灰后由烟闺排出； 步骤4，除尘器分离出的飞灰颗粒落入除尘器灰斗，由除灰系统收集清理； 步骤5，旋风分离器分离出的飞灰颗粒由除灰系统收集清理。若采用多台空气预热器加热一次风、二次风时，每台空气预热器前均安装旋 风分离器，烟气从每个省煤器出口流出后先进入旋风分离器进行除灰处理，再 进入空气预热器换热。本专利技术用于减少锅炉系统中空气预热器堵灰的方法的旋风分离器由烟气进 口、烟气排放口、旋风分离器筒体、集灰斗和电动锁气阀构成，旋风分离器的 烟气进口与锅炉尾部烟道省煤器出口连接，旋风分离器的烟气排放口与空气预 热器烟气入口连接。旋风分离器筒体底部釆用电动锁气阀，收集飞灰颗粒并阻止烟气向下，避 免经过旋风分离器的烟气再次将灰分颗粒带走而产生"二次扬尘"现象。旋风分离器筒体底部可以设置集灰斗，也可以不设置集灰斗，无集灰斗设 置时旋风分离器筒体底部出口安装一台电动锁气阀；有集灰斗设置时，在旋风 分离器筒体底部出口与集灰斗之间可安装一台电动锁气阀，或不安装电动锁气 阀，而集灰斗出口必须安装电动锁气阀。电动锁气阀出口可以与省煤器底部惯性重力沉降分离器出口连接，或与除尘器灰斗出口连接，实现连续除灰。为了减少烟气经过旋风分离器时的散热损失，旋风分离器的筒体外表面覆盖 保温层，外表面覆盖的保温层材料采用玻璃棉毡或泡沫石棉。本专利技术的有益效果有效地减少进入空气预热器中的烟气的含灰量，减小 飞灰颗粒对空气预热器蓄热元件的冲刷磨损，减小烟气在空气预热器中的流动 阻力和烟气与蓄热元件间的换热热阻，提高空气预热器的换热效率；由于换热 效率提高，排烟温度降低，锅炉效率提高；减少空气预热器发生堵灰的频率， 甚至避免堵灰现象发生；减小一次风、二次风的入口阻力和含灰量进而避免或 减轻一二次风管的磨损；减小空气预热器下游设备-除尘器的除尘负荷而降低电 耗。本专利技术可操作性强、效果明显，可实现减少或彻底治理空气预热器堵灰， 进而减轻本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种减少锅炉系统中空气预热器堵灰的方法：　步骤１，从锅炉尾部烟道省煤器出口出来的烟气流过空气预热器加热一次风、二次风空气；　步骤２，由空气预热器流出的烟气进入除尘器被除灰处理，除灰后的烟气排出；　步骤３，除尘器收集的灰尘由 除灰系统清理；　其特征在于，烟气由锅炉尾部烟道省煤器出口出来先进入旋风分离器被除灰处理后，再进入空气预热器对一次风、二次风空气进行加热。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：何伯述，陈淑玲，赵立强，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]