CN108469036A - 防腐防堵自清洁立式管式空气预热器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种结构简单合理、清灰主动性强、使用寿命长的防腐防堵自清洁立式管式空气预热器。一种防腐防堵自清洁立式管式空气预热器,包括空预器箱体和多个预热模块,多个预热模块并列布置于空预器箱体内,相邻预热模块之间设有空预器隔板,所述的空预器箱体在空气通道进口处设有多个空气隔档装置,每个空气隔档装置对应一个预热模块,所述的空预器箱体在高温烟气通道出口处设有烟气回收装置,烟气回收装置通过循环管道与高温烟气通道进口处连通。本发明初期投资较少,便于大规模推广使用,其内部结构使预热模块管道防止积灰附着,实现管道的防腐防堵,降低空气预热器阻力,降低燃煤机组运行维护成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种空气预热器,特别涉及一种立式管式空气预热器。
背景技术
空气预热器是利用锅炉尾部烟气余热加热燃料制备和燃烧所需空气的设备。锅炉***中采用空气预热器,在提高锅炉热效率的同时,改善了燃烧条件,使燃料的不完全燃烧热损失下降,并且加强炉膛内的辐射传热,也节省蒸发受热面。
在通常情况下,位于锅炉尾部的空气预热器通常是布置在含有水蒸汽和硫酸蒸汽的低温烟气区域,工作条件比较恶劣,容易出现低温腐蚀和堵灰。而位于锅炉低温区域的空气预热器,一旦发生低温腐蚀和堵灰,就会造成烟气通道堵塞,引风阻力增大,甚至使锅炉正压燃烧,限制了锅炉的出力,从而造成被迫停炉。腐蚀会造成空气预热器的管子泄漏损坏,造成严重漏风,引起燃烧工况恶化,更为严重的是,需要不得不经常更换受热面,既增加了维修工作量和材料损耗,也影响了锅炉的正常运行。冷空气进入烟气侧,会降低烟温,加速堵灰及低温腐蚀的速度,进而引起恶性筛网的循环,威胁锅炉安全运行。
随着空气预热器应用于脱销装置,NH4HSO4沉积导致低温段蓄热元件堵灰的问题频发,烟气侧阻力不断上升,严重时需要通过高压水冲洗技术被动清除粘附在蓄热元件表面的积灰。而且,随着燃煤机组超低排放标准的执行,NOX 排放指标要求严控在50mg/nm3以下,空气预热器堵灰问题将因此越发严重。技术人员采取了多种方法,比如采用搪瓷蓄热元件、加强空气预热器蒸汽吹灰投运管理、燃烧相对低含硫量煤质、限制SCR脱销氨逃逸等措施,但是仍然未能有效解决空气预热器堵灰问题。该问题在行业内普遍存在,根据目前的脱硫***的设计、安装、关键参数监测水平,采用一般性的空气预热器堵灰治理技术,很难达到其性能设计值。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单合理、清灰主动性强、使用寿命长的防腐防堵自清洁立式管式空气预热器,具有优于外部冲洗装置被动清灰的自清洁模式,安装简便,操作灵活,解决以上背景技术中提出的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种防腐防堵自清洁立式管式空气预热器,包括空预器箱体和多个预热模块,空预器箱体内设有用于进行热交换的高温烟气通道和空气通道,多个预热模块并列布置于空预器箱体内,相邻预热模块之间设有空预器隔板,每个预热模块包括若干沿高温烟气通道平行布置的高温烟气管,所述的空预器箱体在空气通道进口处设有多个空气隔档装置,每个空气隔档装置对应一个预热模块,所述的空预器箱体在高温烟气通道出口处设有烟气回收装置,烟气回收装置通过循环管道与高温烟气通道进口处连通。每个空气隔档装置可单独控制,闭合一个空气隔档装置时,其对应的预热模块由于失去空气交换热量的原因,高温烟气管的管壁温度上升,高温烟气蒸发掉管壁粘附的NH4HSO4并冲刷带走积灰,管壁清理完毕后再开启这个空气隔档装置,在此期间其它预热模块仍正常工作,空气隔档装置可根据需要依次开闭,以此实现立式管式空气预热器的运行中在线自清洁;当空气隔档装置闭合时,烟气回收装置可以回收未与空气交换热量的高温烟气,并将其通过循环管道送回高温烟气通道进口处,待空气隔档装置开启后再进行热交换,达到节能的目的。
作为优选,所述的空气隔档装置包括空气挡板、主轴和控制部件,空气挡板与主轴固定连接,主轴与空预器箱体铰接,控制部件与主轴端部连接。空气挡板以主轴为轴心相对空预器箱体转动,控制部件通过主轴控制空气挡板的转动角度,从而控制空气进入空气通道的流量;在不需要清灰时,空气挡板完全开启,空气挡板的阻挡面与空气行进方向平行,不对空气进行阻挡;在需要清灰时,空气挡板闭合,空气挡板的阻挡面与空气行进方向垂直或呈一定角度,根据需要对空气进行阻挡。
作为优选,所述的主轴与高温烟气管平行。立式管式空气预热器的高温烟气管竖向布置,主轴竖向设置,方便安装且方便空气挡板的空间布置,并且防止空间限制使空气挡板开启角度不足。
作为优选,所述的空气挡板的面积小于等于空气通道进口处相邻空预器隔板之间的面积。
作为优选,所述的烟气回收装置包括风机、烟气集管、多个烟气支管和与多个烟气支管配合的多个烟气阀门,风机一端连接循环管道,风机另一端连接烟气集管,烟气集管通过多个烟气支管与高温烟气通道出口处连通,相邻空预器隔板之间设置一个烟气支管,每个烟气支管上设置一个烟气阀门,烟气支管的数量、烟气阀门的数量与预热模块的数量相同。
作为优选,所述的空预器箱体在高温烟气通道出口处还设有与烟气回收装置配合的多个烟气阻挡装置,每个烟气阻挡装置设于一个预热模块与高温烟气通道出口处之间,烟气回收装置位于烟气阻挡装置与预热模块之间。在空气隔档装置和烟气回收装置运行时,烟气阻挡装置可以封闭其对应预热模块所在的高温烟气通道,加强烟气的回收效果。
作为优选,所述的烟气阻挡装置包括烟气挡板、烟气挡板轴和烟气挡板控制部件,烟气挡板与烟气挡板轴固定连接,烟气挡板轴与空预器箱体铰接,烟气挡板控制部件与烟气挡板轴端部连接。烟气挡板以烟气挡板轴为轴心相对空预器箱体转动,烟气挡板控制部件通过烟气挡板轴控制烟气挡板转动,从而实现对烟气的阻挡效果。
作为优选,所述的烟气挡板轴与高温烟气管垂直。立式管式空气预热器的高温烟气管竖向布置,高温烟气沿高温烟气通道行进,烟气挡板轴横向设置,便于烟气挡板控制部件和烟气挡板的空间布置,方便安装。
本发明的有益效果是:
1、本发明的防腐防堵自清洁立式管式空气预热器,结构简单合理,加工制造方便,初期投资较少,便于大规模推广使用,其内部结构使预热模块管道防止积灰附着,实现管道的防腐防堵,降低空气预热器阻力,降低燃煤机组运行维护成本。
2、在空气预热器管道内存在积灰时,不需要停机进行冲洗,通过有序可控的阻断空气预热器内不同预热模块的烟气与空气的热交换,使管道管壁附着的硫酸氢铵气化,实现自清洁,同时其它的预热模块正常运行,不影响空气预热器在锅炉内的运转性能,提高整个燃煤机组的运行可靠性和经济性。
3、在阻断热交换进行清灰时,本发明中的烟气回收装置可将高温烟气进行回收后使其再次进行热交换,提高了运行经济性,节约了能耗。
附图说明
图1是本发明的主视结构示意图;
图2是本发明的内部结构示意图;
图3是本发明的内部结构侧视图。
图中:1、空预器箱体,2、预热模块,3、高温烟气通道,4、空气通道,5、空预器隔板,6、高温烟气管,7、空气隔档装置,8、烟气回收装置,9、循环管道,10、烟气阻挡装置,701、空气挡板,702、主轴,703、控制部件,801、风机,802、烟气集管,803、烟气支管,804、烟气阀门,1001、烟气挡板,1002、烟气挡板轴,1003、烟气挡板控制部件。
具体实施方式
下面通过具体实施例,并结合附图,对本发明的技术方案作进一步的具体说明。应当理解,本发明的实施并不局限于下面的实施例,对本发明所做的任何形式上的变通和/或改变都将落入本发明保护范围。
实施例:
如图1~3所示的一种防腐防堵自清洁立式管式空气预热器,包括空预器箱体1和四个预热模块2,空预器箱体1内设有用于进行热交换的高温烟气通道3和空气通道4,高温烟气通道3和空气通道4相互垂直,四个预热模块2并列布置于空预器箱体1内,相邻预热模块2之间设有空预器隔板5,每个预热模块2包括若干沿高温烟气通道3平行布置的高温烟气管6。
空预器箱体1在空气通道4进口处设有多个空气隔档装置7,每个空气隔档装置7对应一个预热模块2。空预器箱体1在高温烟气通道3出口处设有烟气回收装置8,烟气回收装置8通过循环管道9与高温烟气通道3进口处连通。
每个空气隔档装置7可单独控制,闭合一个空气隔档装置7时,其对应的预热模块2由于失去空气交换热量的原因,高温烟气管6的管壁温度上升,高温烟气蒸发掉管壁粘附的NH4HSO4并冲刷带走积灰,管壁清理完毕后再开启这个空气隔档装置7,在此期间其它预热模块2仍正常工作,空气隔档装置7可根据需要依次开闭,以此实现本立式管式空气预热器的运行中在线自清洁。因为实现了自清洁功能,预热模块的高温烟气管采用普通材质即可实现防腐防堵,降低了制造和运行维护成本。
当空气隔档装置7闭合时,烟气回收装置8可以回收未与空气交换热量的高温烟气,并将其通过循环管道9送回高温烟气通道3进口处,待空气隔档装置7开启后再进行热交换,达到节能的目的。
空气隔档装置7包括空气挡板701、主轴702和控制部件703,空气挡板701与主轴703固定连接,主轴702与空预器箱体1铰接,控制部件703与主轴702端部连接。空气挡板701以主轴702为轴心相对空预器箱体1转动,控制部件702通过主轴702控制空气挡板701的转动角度,从而控制空气进入空气通道4的流量。在不需要清灰时,空气挡板701完全开启,空气挡板701的阻挡面与空气行进方向平行,不对空气进行阻挡。在需要清灰时,空气挡板701闭合,空气挡板701的阻挡面与空气行进方向垂直或呈一定角度,根据需要对空气进行阻挡。
主轴702与高温烟气管6平行。立式管式空气预热器的高温烟气管竖向布置,主轴702竖向设置,方便安装且方便空气挡板701的空间布置,并且防止空间限制使空气挡板701开启角度不足。主轴702沿空气挡板701中心线与空气挡板701固定连接,主轴702与预热模块朝向空气通道侧面的距离等于空气挡板中心线与空气挡板侧端的距离,这样的设计方便空气挡板的开合,并方便对空气阻挡效果的控制。空气挡板701的面积等于空气通道4进口处相邻空预器隔板5之间的面积。
烟气回收装置8包括风机801、烟气集管802、四个烟气支管803和与四个烟气支管803配合的四个烟气阀门804。风机801一端连接循环管道9,风机801另一端连接烟气集管802,烟气集管802通过多个烟气支管803与高温烟气通道3出口处连通,相邻空预器隔板5之间设置一个烟气支管803,每个烟气支管803上设置一个烟气阀门804,烟气支管803的数量、烟气阀门804的数量与预热模块2的数量相同。
空预器箱体1在高温烟气通道3出口处还设有与烟气回收装置8配合的四个烟气阻挡装置10,每个烟气阻挡装置10设于一个预热模块2与高温烟气通道3出口处之间,烟气回收装置8位于烟气阻挡装置10与预热模块2之间。在空气隔档装置7和烟气回收装置8运行时,烟气阻挡装置10可以封闭其对应预热模块2所在的高温烟气通道3,加强烟气的回收效果。
烟气阻挡装置10包括烟气挡板1001、烟气挡板轴1002和烟气挡板控制部件1003,烟气挡板1001与烟气挡板轴1002固定连接,烟气挡板轴1002与空预器箱体1铰接,烟气挡板控制部件1003与烟气挡板轴1002端部连接。烟气挡板1001以烟气挡板轴1002为轴心相对空预器箱体1转动,烟气挡板控制部件1003通过烟气挡板轴1002控制烟气挡板1001转动,从而实现对烟气的阻挡效果。
烟气挡板轴1002与高温烟气管6垂直。立式管式空气预热器的高温烟气管竖向布置,高温烟气沿高温烟气通道3行进,烟气挡板轴1002横向设置,便于烟气挡板控制部件1003和烟气挡板1001的空间布置,方便安装。
燃煤锅炉炉膛内,烟气中的SO2约有0.5%~1.0%被氧化成SO3,在加装SCR***后,催化剂在把NOx还原成N2的同时,将约1.0%的SO2氧化成SO3,SCR反应器出口烟气中存在的未反应的逃逸氨(NH3)、SO3及水蒸气反应生成的硫酸氢氨具有黏性,其通常情况下熔点为147℃,以液态形式分散于烟气中并黏附飞灰,会堵塞腐蚀立式管式空气预热器的高温烟气管;通过可控的阻断立式管式空气预热器内的烟气与空气的热交换,未经热量交换的高温烟气可以提升空气预热器内预热模块低温段的管壁温度,使温度到达190℃,从而蒸发掉管壁粘附的硫酸氢铵,且冲刷带走积灰。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案,并非对本发明作任何形式上的限制,在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
Claims (8)
1.一种防腐防堵自清洁立式管式空气预热器,包括空预器箱体和多个预热模块,空预器箱体内设有用于进行热交换的高温烟气通道和空气通道,多个预热模块并列布置于空预器箱体内,相邻预热模块之间设有空预器隔板,每个预热模块包括若干沿高温烟气通道平行布置的高温烟气管,其特征在于:所述的空预器箱体在空气通道进口处设有多个空气隔档装置,每个空气隔档装置对应一个预热模块,所述的空预器箱体在高温烟气通道出口处设有烟气回收装置,烟气回收装置通过循环管道与高温烟气通道进口处连通。
2.根据权利要求1所述的防腐防堵自清洁立式管式空气预热器,其特征在于:所述的空气隔档装置包括空气挡板、主轴和控制部件,空气挡板与主轴固定连接,主轴与空预器箱体铰接,控制部件与主轴端部连接。
3.根据权利要求2所述的防腐防堵自清洁立式管式空气预热器,其特征在于:所述的主轴与高温烟气管平行。
4.根据权利要求2或3所述的防腐防堵自清洁立式管式空气预热器,其特征在于:所述的空气挡板的面积小于等于空气通道进口处相邻空预器隔板之间的面积。
5.根据权利要求1所述的防腐防堵自清洁立式管式空气预热器,其特征在于:所述的烟气回收装置包括风机、烟气集管、多个烟气支管和与多个烟气支管配合的多个烟气阀门,风机一端连接循环管道,风机另一端连接烟气集管,烟气集管通过多个烟气支管与高温烟气通道出口处连通,相邻空预器隔板之间设置一个烟气支管,每个烟气支管上设置一个烟气阀门,烟气支管的数量、烟气阀门的数量与预热模块的数量相同。
6.根据权利要求1所述的防腐防堵自清洁立式管式空气预热器,其特征在于:所述的空预器箱体在高温烟气通道出口处还设有与烟气回收装置配合的多个烟气阻挡装置,每个烟气阻挡装置设于一个预热模块与高温烟气通道出口处之间,烟气回收装置位于烟气阻挡装置与预热模块之间。
7.根据权利要求6所述的防腐防堵自清洁立式管式空气预热器,其特征在于:所述的烟气阻挡装置包括烟气挡板、烟气挡板轴和烟气挡板控制部件,烟气挡板与烟气挡板轴固定连接,烟气挡板轴与空预器箱体铰接,烟气挡板控制部件与烟气挡板轴端部连接。
8.根据权利要求7所述的防腐防堵自清洁立式管式空气预热器,其特征在于:所述的烟气挡板轴与高温烟气管垂直。
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