智能脱硝回转式空气预热器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种智能脱硝回转式空气预热器，适用于已采用ＳＣＲ烟气脱硝技术的电站锅炉，是一种采用ＤＣＳ控制的智能脱硝回转式空气预热器。受ＤＣＳ控制，预热器的转子转速在０．０５ＮＨ至ＮＨ（额定转速）区间无级可控，确保中温段传热元件不积灰，低温段传热元件积灰轻微、可控。引入热清灰新概念，新的清灰手段。采用不锈钢低温段传热元件流道更通畅，更不易堵灰、腐蚀，设计寿命更长，在相同的容积中可以布置更多的传热面积，提高锅炉运行效率。本实用新型专利技术也可用于尚未采用ＳＣＲ烟气脱硝技术的电站锅炉，其表现是一种抗堵灰抗腐蚀高效节能的回转式空气预热器。本实用新型专利技术适用于中心驱动回转式空气预热器和围带传动回转式空气预热器。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种电站锅炉用的智能脱硝回转式空气预热 器。脱硝回转式空气预热器是采用SCR烟气脱硝技术的电站锅炉用的回转式空气预热器 的简称，也可以进一步简称为脱硝预热器。本技术是一种采用DCS (分布式控制系 统)控制的智能脱硝回转式空气预热器本技术适用于中心驱动空气预热器和围带传动回转式空气预热器。
技术介绍
回转式空气预热器是电站锅炉的一个重要部套，利用电站锅炉省煤器出口烟气 的热量加热电站锅炉燃烧所需要的一次风和二次风，回转式空气预热器转子中的传热元 件以回转的方式先后通过烟气流道和一次风、二次风流道，在烟气流道中被加热，在一 次风、二次风流道中放热。现有技术的电站锅炉回转式空气预热器按转子驱动形式不同分为中心驱动和围 带传动两种。SCR催化剂的氧化特性能把烟气中少量的SO2氧化成S03，SO3能和逃逸的氨 反应生成硫酸氢铵，硫酸氢铵的露点高达176°C是一种粘附性很强的物质，为避免预热器 的中温段传热元件发生严重积灰又无法用吹灰器吹通，现有技术的电站锅炉脱硝回转式 空气预热器采用增加低温段传热元件高度取消中温段传热元件；传热元件使用小封闭流 道，保证吹灰气流穿透，同时压力损失不大；使用搪瓷表面传热元件；采用双工质吹灰 系统；提高电站锅炉设计负荷下的排烟温度等技术手段，这些技术手段的采用大大提高 了脱硝回转式空气预热器的造价，也降低了电站锅炉的设计效率。现有技术的电站锅炉脱硝回转式空气预热器的转子，在电站锅炉从启动到停炉 的整个运行周期中，一直以转速NH(额定转速)运行。有一些脱硝回转式空气预热器转子的驱动电机配有变频电源，但变频电源仅作 为软启动装置，用于降低脱硝回转式空气预热器启动过程中的角加速度以降低所必需的 启动力矩。
技术实现思路
采用SCR烟气脱硝技术的电站锅炉的烟气在SCR反应器出口，逃逸氨的浓度一 般可以控制不超过3ppm，SO3和逃逸氨反应生成硫酸氢铵并堵塞传热元件流道是一个缓 慢渐进的过程，硫酸氢铵在温度150-190°C区域开始凝聚，这一温度一般位于现有技术预 热器的中温段传热元件下部和低温段传热元件上部，逐渐形成传热元件表面的积灰层， 通常2-3周，粘附大量的灰份导致传热元件流道堵塞，由于恰好位于分层处，大量的积 灰也卡堵在中温段传热元件和低温段传热元件之间，吹灰器难以清除。硫酸氢铵的凝 聚积灰在电站锅炉低负荷时明显较重，位置较高，区域较大，通常会侵入中温段传热元 件。本技术是一种采用DCS (分布式控制系统)控制的智能脱硝回转式空气预热器，由转子本体(1)、转子轴系(2)、主轴承(3)、导向轴承(4)、中心桁架(5)、主座 架(6)、侧座架(7)、一次风座架(8)、外壳板组件(9)、热端连接环(10)、冷端连接环 (11)、热端扇形密封板(12)、冷端扇形密封板(13)、热端烟风接口(14)、冷端烟风接 口(15)、高温段传热元件(16)、中温段传热元件(17)、低温段传热元件(18)、驱动电 机(19)、减速机(20)、带控制接口的变频电源(21)、DCS控制柜(22)、DCS操作员站 (23)组成。本技术专利智能脱硝回转式空气预热器，在电站锅炉整个运行周期中，受 DCS控制柜(22)控制，改变带有控制接口的变频电源(21)的输出频率，驱动电机(19) 随之改变转速，经减速机(20)使转子本体(1)的转速在0.05NH至Nh (额定转速)区间变 速运行，无级可控。DCS操作员站(23)是智能脱硝回转式空气预热器转子本体(1)变速 运行的人机接口。本技术专利在电站锅炉带中、低负荷时，在DCS (分布式控制系统)控制 下智能脱硝回转式空气预热器的转子本体(1)转速相应降低，空气预热器的换热能力也 相应降低，锅炉排烟温度(回转式空气预热器出口烟气平均温度)升高，同时在转子本 体(1)的转速甚低时，智能脱硝回转式空气预热器的转子本体(1)出口扇型烟气通流区域 的一侧局部烟温升高更多，足以把硫酸氢铵的凝聚积灰起始点赶出中温段传热元件。本 技术的DCS自寻优模块可以找到一条转子安全转速对锅炉负荷的曲线，转子转速按 该曲线运行，在高、中、低各种负荷下，在中温段传热元件不会发生硫酸氢铵的凝聚积 灰，同时锅炉排烟温度长周期保持在经济合理的温度。本技术专利在预热器吹灰时段，转子本体(1)的转速以比上述曲线更低的 转速运行，智能脱硝回转式空气预热器的转子本体(1)以甚低转速运行时，中温段传热 元件、低温段传热元件可以在转子本体(1)每转一周中的一小段时间内被烟气加热到硫 酸氢铵的露点温度以上，形成热清灰效应。再配用燃气脉冲式吹灰器、蒸汽吹灰器等常 规吹灰器足已取得良好的吹灰效果，昂贵的高耗能的双工质吹灰系统并非必要。本技术专利传热元件可以按高温段、低温段2段式布置，也可以按高温 段、中温段、低温段3段式布置，减少昂贵的搪瓷表面传热元件的用量，可以降低新型 脱硝空气预热器的制造成本。本技术专利的低温段传热元件选用比搪瓷表面传热元件流道更通畅，更不 易堵灰、腐蚀，设计寿命更长的不锈钢传热元件，不锈钢传热元件板厚0.4mm，材质 0Crl3、00Crl7、0Crl7Mo,类DNF板形。不锈钢传热元件在转子转速甚低时升温速度 显著高于搪瓷表面传热元件，积灰更易脱离，在配用燃气脉冲式吹灰器时不会发生搪瓷 表面早期脱落问题，使用寿命更长。相同的传热面积不锈钢传热元件的重量大约只有搪 瓷表面传热元件的一半，转子主轴承荷重减少，寿命增加；在相同的容积中可以布置更 多的传热面积，电站锅炉的保证热效率可以提高。本技术的低温段传热元件也可以 配用搪瓷表面传热元件。本技术专利采用的带控制接口的变频电源(21)具有矢量控制特性或直接转 矩控制特性，配有冷却风扇，以获得必要的启动转矩和低转速转矩并长周期安全运行。 变频电源所带的转速控制接口可以是模拟量接口，如4_20mA、0_10V,也可以是数字接 口，如 RS485、DeviceNet、Profibus-DP> Modbus> CAN、SIMOLINK 或者同时具有 24类接口。带控制接口的变频电源(21)自带入口开关、出口开关、旁路开关、滤波器，其 机柜的材质与防护等级与安装位置相适应。DCS控制柜(22)和DCS操作员站(23)的硬、软件一般选用与电站锅炉所用的 DCS(分布式控制系统)相同供应商的同系列产品，以便通讯和数据共享。在多数情况 下，DCS控制柜(22)和DCS操作员站(23)可以利用电站锅炉所用的DCS拥有的硬、软 件备用空间，以降低电站投资和使整个电厂的控制设备一体化。本技术提供了一种电站锅炉用的智能脱硝回转式空气预热器，对同步建设 SCR烟气脱硝技术的电站锅炉提供了 一种高性价比的选择。本技术也可用于尚未采用SCR烟气脱硝技术的电站锅炉，其表现是一种抗 堵灰、抗腐蚀、高效节能的回转式空气预热器。本技术适用于中心驱动回转式空气预热器和围带传动回转式空气预热器。 虽然两者驱动方式不同，但包含一个或者多个相同或者相应的特定技术特征，即在电站 锅炉整个运行周期中，受DCS控制，改变变频电源的输出频率，随之驱动电机改变转 速，经减速机，使回转式空气预热器的转子转速在0.0本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能脱硝回转式空气预热器，其特征在于：由转子本体（１）、转子轴系（２）、主轴承（３）、导向轴承（４）、中心桁架（５）、主座架（６）、侧座架（７）、一次风座架（８）、外壳板组件（９）、热端连接环（１０）、冷端连接环（１１）、热端扇形密封板（１２）、冷端扇形密封板（１３）、热端烟风接口（１４）、冷端烟风接口（１５）、高温段传热元件（１６）、中温段传热元件（１７）、低温段传热元件（１８）、驱动电机（１９）、减速机（２０）、带控制接口的变频电源（２１）、ＤＣＳ控制柜（２２）、ＤＣＳ操作员站（２３）组成；在电站锅炉整个运行周期中，受ＤＣＳ控制柜（２２）控制，改变带有控制接口的变频电源（２１）的输出频率，驱动电机（１９）随之改变转速，经减速机（２０）使回转式空气预热器的转子本体（１）的转速在０．０５ＮＨ至ＮＨ区间改变，无级可控；ＤＣＳ操作员站（２３）是智能脱硝回转式空气预热器的人机接口；低温段传热元件（１８）选用不锈钢传热元件。

【技术特征摘要】
1.一种智能脱硝回转式空气预热器，其特征在于由转子本体(1)、转子轴系(2)、 主轴承(3)、导向轴承(4)、中心桁架(5)、主座架(6)、侧座架(7)、一次风座架(8)、 外壳板组件(9)、热端连接环(10)、冷端连接环(11)、热端扇形密封板(12)、冷端扇形 密封板(13)、热端烟风接口(14)、冷端烟风接口(15)、高温段传热元件(16)、中温段传 热元件(17)、低温段传热元件(18)、驱动电机(19)、减速机(20)、带控制接口的变频电 源(21)、DCS控制柜(22)、DCS操作员站(23)组成；在电站锅炉整个运行周期中，受 DCS控制柜(22)控制，改变带有控制接口的变频电源(21)的输出频率，驱动电机(19) 随之改变转速，经减速机(20)使回转式空气预热器的转子本体(1)的转速在0.05Nh至Nh 区间改变，无级可控；DCS操作员站(23)是智能脱硝回转式空气预热器的人机接口；低 温段传热元件(18)选用不锈钢传热元件。2.根据权利要求1所述的智能脱硝回转式空气预热器，其特征在于带控制接口的 变频电源(21)具有矢量控制特性或直接转矩控制特性，配有冷却风扇；带控制接口的变 频电源(21)所带的控制接口可以是模拟量接口 4_20mA、0_10V接口，也可以是数字接 口 RS485、DeviceNet、Profibus-DP> Modbus> CAN、SIMOLINK,或者同时具有 2 类 接口。3.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：章礼道，
申请(专利权)人：章礼道，
类型：实用新型
国别省市：37