[實(shí)用新型]一種回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器防堵灰協(xié)同密封系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520456882.2
• 申請(qǐng)日: 2015-06-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN204739615U
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-11-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韋紅旗;石偉偉;何長(zhǎng)征;華偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京博沃科技發(fā)展有限公司
• 主分類號(hào): F23L15/00
• 分類號(hào): F23L15/00;F28F11/00
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責(zé)任公司 32112
• 代理人: 李建芳

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器防堵灰協(xié)同密封系統(tǒng)，屬空氣預(yù)熱器防積灰和空氣預(yù)熱器密封領(lǐng)域。

背景技術(shù)

回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器(簡(jiǎn)稱“預(yù)熱器”)是一種用于大型電站鍋爐的熱交換設(shè)備，它利用鍋爐煙氣的熱量來(lái)加熱燃燒所需的空氣，以此來(lái)提高鍋爐的效率。

預(yù)熱器關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題主要包括堵灰、漏風(fēng)率偏高、傳熱效率低、低溫腐蝕嚴(yán)重等，這些問(wèn)題長(zhǎng)期影響著設(shè)備的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

上述問(wèn)題由來(lái)已久，而且相互促進(jìn)、相互影響。近年來(lái)，隨著脫硝系統(tǒng)的普遍投運(yùn)，預(yù)熱器運(yùn)行環(huán)境發(fā)生改變，上述問(wèn)題尤為突出，治理更加困難和復(fù)雜。

目前燃煤電廠增設(shè)的煙氣脫硝設(shè)施主要以選擇性催化還原(SCR)技術(shù)為主。采用SCR脫硝工藝后，煙氣中的部分SO₂將被脫硝催化劑氧化成SO₃，增加了煙氣中SO₃的體積濃度，加之存在不可避免的氨逃逸現(xiàn)象，導(dǎo)致硫酸氫銨(NH₄HSO₄)等副產(chǎn)物的大量生成，且提高了煙氣酸露點(diǎn)溫度，導(dǎo)致低溫腐蝕加劇。

上述副產(chǎn)物硫酸氫銨(NH₄HSO₄)在溫度為146～207℃范圍內(nèi)，呈熔融狀，會(huì)牢固粘附在空氣預(yù)熱器換熱元件表面，使換熱元件發(fā)生腐蝕和積灰，最終可能引發(fā)堵灰，給機(jī)組的安全運(yùn)行造成極大隱患。國(guó)內(nèi)已有部分電廠因無(wú)法解決或緩解此問(wèn)題而導(dǎo)致機(jī)組限負(fù)荷，甚至被迫停機(jī)。

當(dāng)排煙溫度低于酸露點(diǎn)時(shí)，硫酸蒸汽將凝結(jié)，硫酸液滴附著在冷端換熱元件上，腐蝕換熱元件。煙氣的酸露點(diǎn)隨著SO₃濃度的升高而提高，一般達(dá)130～160℃。由于脫硝系統(tǒng)增加了SO₂向SO₃的轉(zhuǎn)化率，即提高了煙氣中SO₃的濃度，因此目前不少電廠的酸露點(diǎn)普遍高于排煙溫度，導(dǎo)致低溫腐蝕(酸露點(diǎn)腐蝕)加劇。

根據(jù)上述硫酸氫銨沉積和硫酸蒸汽凝結(jié)的溫度范圍可知，低溫腐蝕一般發(fā)生在換熱元件的低溫段區(qū)域，而硫酸氫銨沉積一般發(fā)生在換熱元件的中低溫段區(qū)域，兩者生成的位置區(qū)域重疊度較小，生成的大部分硫酸氫銨液滴都在硫酸液滴之上的區(qū)域。

預(yù)熱器一般配備在線蒸汽吹灰和水沖洗來(lái)應(yīng)對(duì)上述問(wèn)題，即雙介質(zhì)吹灰，以期達(dá)到防止堵塞的目的。在線蒸汽吹灰一般每個(gè)運(yùn)行班(8小時(shí))投運(yùn)一次，每次投運(yùn)時(shí)間1～4小時(shí)；而水沖洗一般在停機(jī)狀態(tài)下進(jìn)行；在線高壓水沖洗對(duì)機(jī)組的安全運(yùn)行造成一定威脅，國(guó)內(nèi)僅少部分電廠嘗試使用，且不能保證沖洗效果。運(yùn)行實(shí)踐表明，雙介質(zhì)吹灰并不能達(dá)到很好的清灰效果，已不能保證設(shè)備的安全運(yùn)行。究其原因，不管是在線蒸汽吹灰還是水沖洗，均為間歇運(yùn)行，而飛灰因硫酸氫銨沉積或低溫腐蝕而粘附在換熱元件表面時(shí)，若不及時(shí)清理，大量的積灰會(huì)結(jié)成硬塊，很難清除。此外，在線蒸汽吹灰不僅消耗大量高品質(zhì)蒸汽，造成能量損失，而且對(duì)設(shè)備下游的布袋除塵等設(shè)備的運(yùn)行不利，如蒸汽參數(shù)控制不當(dāng)會(huì)造成除塵布袋的阻力急劇上升。

常規(guī)的應(yīng)對(duì)低溫腐蝕的措施還包括加裝暖風(fēng)器或采用熱風(fēng)再循環(huán)系統(tǒng)，但這兩種技術(shù)方案都是以犧牲空氣預(yù)熱器的利用率為代價(jià)的，降低了預(yù)熱器的換熱性能，導(dǎo)致排煙溫度升高，排煙損失增大。且事實(shí)上，一些電廠采用上述兩方案也未能起到明顯緩解低溫腐蝕的效果。

上述暖風(fēng)器技術(shù)雖然回收了部分熱量，可抵消部分增加的排煙損失，但是長(zhǎng)期運(yùn)行存在受熱面積灰、腐蝕、阻力增大等問(wèn)題。此技術(shù)僅能應(yīng)對(duì)酸露點(diǎn)腐蝕問(wèn)題，對(duì)緩解或解決硫酸氫銨沉積問(wèn)題并無(wú)明顯益處。

此外，根據(jù)研究，上述熱風(fēng)再循環(huán)技術(shù)可以緩解低溫腐蝕問(wèn)題，但對(duì)防止硫酸氫銨沉積也并無(wú)益處，反而會(huì)使硫酸氫銨沉積帶往預(yù)熱器上部偏移，更接近換熱元件的最中間段，進(jìn)而導(dǎo)致蒸汽吹灰效果不佳，增大了預(yù)熱器堵塞的幾率。

隨著中國(guó)環(huán)保要求的日益嚴(yán)格及執(zhí)法力度的加強(qiáng)，煙氣NOx排放的問(wèn)題越來(lái)越受到國(guó)家環(huán)保部門和公眾的重視。目前各大發(fā)電集團(tuán)公司正在進(jìn)行大型火電燃煤鍋爐超低排放的示范改造工程，以煙氣NOx排放濃度降低至50mg/Nm³以下為目標(biāo)。為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，大部分電廠只能被迫采取增大噴氨量的技術(shù)措施，但這將導(dǎo)致氨逃逸量加大，加劇空氣預(yù)熱器的低溫腐蝕和堵塞問(wèn)題，造成空氣預(yù)熱器阻力急劇上升，進(jìn)而導(dǎo)致鍋爐限負(fù)荷甚至被迫停機(jī)，嚴(yán)重威脅了機(jī)組的安全運(yùn)行。