[發(fā)明專利]回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器系統(tǒng)及其工作方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010588705.5
• 申請日: 2020-06-24
• 公開（公告）號: CN111810982A
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃雪飛;聶立;潘正權(quán);魏永貴;董猛;蒲亨林
• 申請（專利權(quán)）人: 東方電氣集團(tuán)東方鍋爐股份有限公司
• 主分類號: F23L15/04
• 分類號: F23L15/04;F23J3/02
• 代理公司: 成都泰合道知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51231
• 代理人: 孫恩源

本發(fā)明公開了一種可以降低漏風(fēng)率及防止堵塞的回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器系統(tǒng)及其工作方法。回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器系統(tǒng)中，空氣預(yù)熱器的煙氣側(cè)倉格被分隔成相互獨(dú)立的常規(guī)煙倉和清堵煙倉，按空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，其中的清堵煙倉布置在煙氣側(cè)的轉(zhuǎn)向的末端，常規(guī)煙倉和清堵煙倉的冷端煙道和熱端煙道之間分別連接有第一聯(lián)絡(luò)煙道和第二聯(lián)絡(luò)煙道，第一聯(lián)絡(luò)煙道上設(shè)置有第一控制閥，所述出口煙道還通過設(shè)置有增壓風(fēng)機(jī)的抽氣煙道與清堵煙倉的冷端煙道連接。所述系統(tǒng)包括兩種工作模式，“常規(guī)運(yùn)行模式”及“在線清堵模式”，“在線清堵模式”下，清堵煙倉內(nèi)的煙氣與常規(guī)煙倉內(nèi)的煙氣逆向流動(dòng)。本發(fā)明可有效延長空氣預(yù)熱器的堵塞周期，增加經(jīng)濟(jì)效益。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器，尤其是其中關(guān)于防止硫酸氫銨堵塞的設(shè)計(jì)。

背景技術(shù)

回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器是電站鍋爐重要的熱交換設(shè)備，通常采用轉(zhuǎn)子(包含蓄熱元件)轉(zhuǎn)動(dòng)方式，高溫?zé)煔夂屠淇諝饽媪鲹Q熱。當(dāng)煙氣流經(jīng)轉(zhuǎn)子時(shí)，煙氣將熱量釋放給蓄熱元件，煙氣溫度降低，實(shí)現(xiàn)煙氣熱量的利用。當(dāng)蓄熱元件旋轉(zhuǎn)到空氣側(cè)時(shí)，又將熱量釋放給空氣，空氣溫度升高。熱空氣進(jìn)入爐膛可以提高燃料的燃燒效率。對于煤粉爐，部分熱空氣用于煤粉制備及送粉。

回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器按煙道和風(fēng)道的格倉數(shù)量有二分倉、三分倉、四分倉等型式，目前全球有兩萬套左右數(shù)量的機(jī)組在服役。空氣預(yù)熱器系統(tǒng)的設(shè)備構(gòu)成包括中心主軸、模數(shù)倉格、蓄熱元件、煙道、風(fēng)道、上支撐梁、下支撐梁、殼體、膨脹支座，支撐軸承組件、導(dǎo)向軸承組件、保溫及外護(hù)板、電驅(qū)動(dòng)裝置、軸承潤滑系統(tǒng)、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、水沖洗系統(tǒng)、吹灰系統(tǒng)等。

回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的性能指標(biāo)包括換熱效率、煙氣側(cè)阻力、空氣側(cè)阻力、漏風(fēng)率、防堵塞能力等。

空氣預(yù)熱器的漏風(fēng)會導(dǎo)致排煙熱損失部分增加，同時(shí)增加送、引風(fēng)機(jī)的電耗，過高的漏風(fēng)會造成送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)的出力達(dá)到極限，漏風(fēng)更嚴(yán)重時(shí)會造成風(fēng)機(jī)喘振，鍋爐不能帶滿負(fù)荷運(yùn)行。

空氣預(yù)熱器的漏風(fēng)控制技術(shù)，主要從降低密封片兩端的壓差和減小漏風(fēng)帶面積兩方面采取措施。目前主流應(yīng)用的技術(shù)包括接觸式多重柔性密封、漏風(fēng)自動(dòng)控制系統(tǒng)、四分倉空氣預(yù)熱器等。

根據(jù)GB13223-2011《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》標(biāo)準(zhǔn)要求，自2014年以來火力發(fā)電燃煤鍋爐氮氧化物排放物執(zhí)行100mg/Nm³的排放限值，隨著近年來較多的火力發(fā)電廠再次進(jìn)行超凈排放改造，該排放限值為50mg/Nm³。為了滿足上述指標(biāo)，SCR/SNCR脫硝裝置廣泛應(yīng)用，在降低NO_x排放的同時(shí)不可避免的造成氨逃逸，逃逸氨進(jìn)入空氣預(yù)熱器后與水蒸氣和三氧化硫發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成硫酸氫銨。脫硝裝置的催化劑提高了二氧化硫生成三氧化硫的轉(zhuǎn)化率，對下游設(shè)備造成更加不利的影響。

當(dāng)空氣預(yù)熱器的換熱元件金屬壁溫處于硫酸氫銨的液相溫度區(qū)間時(shí)，硫酸氫銨易冷凝沉積在空氣預(yù)熱器換熱元件表面，并粘附煙氣中的飛灰顆粒，堵塞換熱元件通道。當(dāng)硫酸氫銨沉積溫度區(qū)間覆蓋兩層換熱元件的金屬壁溫時(shí)，換熱元件分層處的硫酸氫銨吸附飛灰結(jié)垢形成嚴(yán)重的堵塞，即使吹灰蒸汽和高壓水也難以清理。空氣預(yù)熱器換熱元件表面積灰或發(fā)生堵塞會造成差壓上升，增大送引風(fēng)機(jī)的能耗，同時(shí)也會降低換熱元件的換熱效率。

硫酸氫銨造成空氣預(yù)熱器發(fā)生堵塞是世界性難題，已嚴(yán)重影響鍋爐機(jī)組運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。空氣預(yù)熱器因堵塞嚴(yán)重不得不進(jìn)行水沖洗清理而造成非計(jì)劃停機(jī)，水沖洗費(fèi)用動(dòng)輒數(shù)十萬元，加上機(jī)組的起爐燃油費(fèi)用以及機(jī)組啟停對鍋爐承壓部件的壽命損耗，評估的經(jīng)濟(jì)損失將達(dá)到數(shù)百萬元。