[發明專利]防止空預器及尾部余熱利用設備硫酸氫銨沉積的系統及其控制方法

在審

• 申請號: 202010140920.9
• 申請日: 2020-03-03
• 公開（公告）號: CN111271727A
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發明（設計）人: 李小榮;龔超;冉燊銘;陳剛
• 申請（專利權）人: 東方電氣集團東方鍋爐股份有限公司
• 主分類號: F23L15/04
• 分類號: F23L15/04;F23J15/02;F28D21/00;F28F27/00;F23J3/02
• 代理公司: 成都泰合道知識產權代理有限公司 51231
• 代理人: 孫恩源

本發明涉及鍋爐系統空氣預熱領域，公開了一種防止空預器及尾部余熱利用設備硫酸氫銨沉積的系統及其控制方法，所述系統包括空預器，空預器后的煙道中設置煙氣換熱器，煙氣換熱器由至少兩個以上并列的換熱模塊組成，每個換熱模塊對應一個煙氣通道和一個液相工質通道，每一換熱模塊相互隔離并能獨立控制煙氣?工質換熱的進行，所述煙氣通道還設置有加熱煙氣入口，并為所述煙氣換熱器的工質配置有工質定壓系統和工質加熱裝置。本發明可降低系統煙風阻力，降低送風機及一次風機的電耗，降低空預器停爐清洗帶來的損失，降低鍋爐的排煙溫度，徹底解決空預器及尾部余熱利用設備硫酸氫銨堵塞問題，適合于鍋爐預熱系統的新設計或改造。

技術領域

本發明涉及鍋爐的空氣預熱，尤其是一種能防止空預器及尾部余熱利用設備發生硫酸氫銨沉積的系統。

背景技術

燃煤鍋爐用于發電的大型機組中，其鍋爐的空氣預熱裝置通常采用管式預熱器或回轉式預熱器，較小功率機組采用管式預熱器，大功率機組采用回轉式預熱器。隨著國家環保政策越來越嚴格，燃煤鍋爐煙氣中NO_X的排放濃度越來越低，超低排放需求下的SCR技術使得過量的噴氨與煙氣中的SO₃反應生成硫酸氫銨，硫酸氫銨附著在回轉式空預器冷端換熱元件上，或管式預熱器管壁上，從而造成：(1)換熱效率下降、排煙溫度升高、熱風溫度下降等；(2)煙氣側阻力增加，引風機轉速升高，電耗增加。

目前回轉式空預器硫酸氫銨堵塞、腐蝕問題非常嚴重，電廠常規的解決措施是在空預器后的煙道中增加低溫省煤器，來回收煙氣余熱，回收的煙氣余熱用于暖風器以加熱空預器入口的冷風，從而提高進入預熱器的風溫，提高預熱器冷端綜合溫度，來進行預熱器的防腐防堵。

但是增加低溫省煤器和暖風器后，空預器的堵塞及腐蝕得到緩解，硫酸氫銨堵塞的風險轉移至低溫省煤器中，而低溫省煤器的出口煙溫一般較低，常規為90℃左右。根據相關的研究表明，硫酸氫銨在90℃的環境中為固態，經現場取樣發現，硫酸氫銨垢樣外形酷似瓦片狀的“五花肉”形態，機組運行中難以清除。

在實際運行中，有效的解決硫酸氫銨堵塞的措施主要靠提高預熱器的出口煙溫解決，但這又影響到煙氣余熱的綜合利用，故目前空預器或低溫省煤器等后續余熱利用設備的硫酸氫銨堵塞問題已成為影響鍋爐效率及安全運行的非常大的隱患之一。解決燃煤機組預熱器及尾部余熱利用設備硫酸氫銨堵塞的技術成為非常迫切的需求。

為了降低回轉式預熱器冷端腐蝕和硫酸氫銨堵塞的風險，現有技術中提及了多種解決方案。例如，公開號為CN107191963A的中國發明專利申請“一種回轉式空氣預熱器及該回轉式空氣預熱器防硫酸氫銨堵塞的方法”，公開號為CN107642793A的中國發明專利申請“SCR脫硝改造后防止硫酸氫銨堵塞空氣預熱器的系統及方法”，公開號為CN106765288A的中國發明專利申請“一種電站鍋爐回轉式空氣預熱器的分級換熱系統”等。

以上技術均基于提高回轉式空氣預熱器出口煙氣溫度以防止硫酸氫銨凝結而避免了對結構復雜的回轉式空氣預熱器的清洗維護，僅是增加了回轉式預熱器的進口風溫，減緩了回轉式預熱器的冷端腐蝕，但是，不能徹底清除回轉式硫酸氫銨的堵塞和沉積，在如何綜合利用鍋爐現有設備及其余熱等等方面，并未周詳考慮，未瑧完備，有改進之必要。

發明內容

為徹底解決回轉式預熱器及尾部余熱利用設備硫酸氫銨堵塞的問題，本發明所要解決的技術問題是提供一種防止空預器及尾部余熱利用設備硫酸氫銨沉積的系統及其控制方法。本發明的構思為：(1)在空預器后的煙道中設置煙氣換熱器，回收煙氣余熱，用于加熱空預器入口冷風，從而提高空預器冷端溫度，將硫酸氫銨堵塞的風險轉移至空預器下游的煙氣換熱器中；(2)間隙性地將煙氣換熱器的局部的金屬壁溫提升至232℃以上，使已經附著在該部分煙氣換熱器表面的固態硫酸氫銨揮發，從而達到完全消除空預器及尾部余熱利用設備硫酸氫銨沉積。