CN111536826A - 一种回转式空气预热器的免拆绿色清洗工艺 - Google Patents

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张星
耿宝强
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Abstract

本发明涉及一种回转式空气预热器的免拆绿色清洗工艺。包括以下步骤，(1)从热端元件的上部使用喷淋装置向内部雾化喷入弱碱性药剂，并依靠药剂的重力浸润灰垢的表面；(2)当前扇区浸润结束后再进行下一个扇区的浸润操作，直至所有扇区的换热元件完全浸润；(3)从热端元件的上部采用冲洗装置逐个冲洗每个扇区的换热元件；(4)使用水力射流装置从冷端元件的下部用压力水逐个逆向冲洗每个扇区的换热元件。本发明提供了一种回转式空气预热器的免拆绿色清洗工艺，与现有的清洗工艺相比，具有除垢率高、施工周期短和洁净化作业的特点，对环境友好，不会产生环保方面的问题，清洗操作省时省力，对生产活动的影响较小。

Description

一种回转式空气预热器的免拆绿色清洗工艺
技术领域
本发明属于工业设备清洗技术领域，尤其涉及一种回转式空气预热器的免拆绿色清洗工艺。
背景技术
目前我国的能源结构中，煤炭仍然占最主要部分，其中燃煤发电每年的煤炭消费量大约20亿吨。大型燃煤锅炉配置的回转式空气预热器是一种以逆流方式运行的再生式热交换器。当烟气流经转子时烟气将热量释放给蓄热元件，烟气温度降低；当蓄热元件旋转到空气侧时，又将热量释放给空气，空气温度升高。如此周而复始地循环，实现烟气与空气的热交换。近年来，随着锅炉烟气脱硝的大面积推广实施，加之其他如流场和控制等原因，有接近50％的燃煤锅炉存在着空气预热器蓄热元件的堵塞问题。出现堵塞以后，造成锅炉排烟温度升高，烟风阻力增大、能耗增加等诸多不利局面。由于空预器蓄热片(或管)间隙较小，灰垢已凝结在一起，牢牢地粘附在受热面上，采用最常规的高压水冲洗方法，往往是收效甚微。堵塞问题严重时会影响燃煤发电机组的安全经济运行。
针对空预器的污堵问题，工程上主要以物理高压(指大于10MPa)水冲洗为主，具体分为在装物理冲洗和吊包解体冲洗两种。上述方式存在如下弊端：首先，施工人员需要进入设备内使用高压水设备对设备冲洗，由于蓄热板的型式似瓦楞板结构，有些位置其作用力往往不能达到，导致清洗效果较差；其次，要将成百上千块、成百上千吨的蓄热模块先从设备中吊出来运至清洗场地，然后进行解体清洗，导致清洗操作费时费力，影响正常生产进程。
公开号为CN110360870A的中国发明专利说明书中公开了一种回转式空气预热器的清洗方法，包括配置氨基磺酸水溶液并从上向下向空预器蓄热元件喷淋氨基磺酸水溶液的步骤、对蓄热元件进行水冲洗的步骤、配制NaOH水溶液并从上向下向空预器蓄热元件喷淋NaOH水溶液的步骤以及高压冲洗的步骤。该清洗方法采用了酸液和碱液对空预器内的灰垢进行溶解，溶解后进行冲洗以去除灰垢。该方法中，氨基磺酸水溶液以及NaOH水溶液是对环境不友好的酸性溶液以及碱性溶液，这样在清洗过程中产生的废液会对环境造成污染，对废液进行处理时，将提升清洗工艺的成本，为企业的运营带来负担。
因此，需要开发设计一种绿色环保的清洗工艺，避免废水产生，对环境友好。对空气预热器设备进行有效的清洗，是恢复设备生产能力、保证生产连续高负荷运行的必要手段，可以有效地延长设备的使用寿命，有利于节能降耗、是降低安全事故发生的有效途径。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种清洗效率、提升清洗效果、能耗低、不产生环保问题的回转式空气预热器的免拆绿色清洗工艺。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种回转式空气预热器的免拆绿色清洗工艺包括以下步骤，(1)从热端元件的上部使用喷淋装置向内部雾化喷入弱碱性药剂，并依靠药剂的重力浸润灰垢的表面；(2)当前扇区浸润结束后再进行下一个扇区的浸润操作，直至所有扇区的换热元件完全浸润；(3)从热端元件的上部采用冲洗装置逐个冲洗每个扇区的换热元件；(4)使用水力射流装置从冷端元件的下部用压力水逐个逆向冲洗每个扇区的换热元件。
本发明的优点和积极效果是：本发明提供了一种回转式空气预热器的免拆绿色清洗工艺，与现有的清洗工艺(高压水冲洗或吊包解包清洗)相比，本发明具有除垢率高、施工周期短和洁净化作业的特点。通过采用弱碱性的药剂，可中和灰垢中部分硫酸氢铵水解后的酸性。因此，清洗过程中产生的灰浆，经渣水分离后上清液呈现中性，对环境友好，不会产生环保方面的问题。因而对废液进行排放前也无需进行深度处理，降低了清洗工艺的成本，降低了企业的负担。本绿色清洗工艺是一种设备免拆的清洗工艺，清洗过程中无需将空气预热器设备进行拆解，通过设备的热端元件和冷端元件并采用配套的药剂雾化喷淋设施进行药剂向换热元件上的喷淋以及正向、反向冲洗操作，因此清洗操作省时省力，对生产活动的影响较小。
优选地：在步骤(1)之前还包括对空气预热器进行预清扫的步骤。
优选地：在步骤(1)之前还包括加装喷淋装置的步骤，加装喷淋装置后做喷水试验并检查雾化效果。
优选地：步骤(1)中的弱碱性药剂的pH值为7～9。
优选地：步骤(2)中每完成一个扇区的换热元件的浸润后，手动盘车转动空气预热器，同时进行加药并根据灰垢化验及小试情况控制药剂的使用量。
优选地：步骤(3)中，冲洗前各扇区的换热元件的浸润时间大于等于60min。
优选地：步骤(4)中的冲洗水压为20～50MPa。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹举以下实施例详细说明。
本发明的回转式空气预热器的免拆绿色清洗工艺采用了“药剂浸润+物理冲洗”的方式进行灰垢的清洗，具体地包括以下步骤：
(1)从热端元件的上部使用喷淋装置向内部雾化喷入弱碱性药剂，并依靠药剂的重力浸润灰垢的表面；
在本步骤之前，先对完成停机的空气预热器进行清扫，清扫的方式可以是蒸汽吹灰方式或者声波吹灰的方式，通过清扫操作将空气预热器内部换热元件上的浮动灰垢，露出内侧的硬质灰垢。
在本步骤之前，先进行加装喷淋装置的步骤，喷淋装置由加药装置和喷雾装置构成，装喷淋装置应位于回转式空气预热器的加热元件移动路径的上方；加装喷淋装置后做喷水试验并检查雾化效果，药剂应充分雾化地从喷雾装置上喷出，这样雾化的药剂更能充分地在加热元件的表面扩散，避免药剂快速从换热元件的表面成股下流(最终会从底部滴落，造成药剂的浪费)。
喷淋装置将弱碱性药剂雾化喷淋到加热元件的表面，药剂在加热元件的表面汇聚后在自身重力作用下沿着表面下流，最终达到浸润加热元件整个表面的效果。
本实施例中，选取的弱碱性药剂由螯合剂、高效分散剂、pH调节剂及水复配而成，其pH值为7～9，优选pH值为8，由于灰垢内含有的部分硫酸氢铵水解后成弱酸性，因此酸碱中和后形成的清洗废液呈现近似中性，对环境友好。
(2)当前扇区浸润结束后再进行下一个扇区的浸润操作，直至所有扇区的换热元件完全浸润；
在本步骤前，应该对换热元件上的灰垢附着情况进行化验，以得到灰垢厚度、灰垢成分等信息；采用上述喷淋装置对换热元件的局部进行清洗小试操作，以得到药剂与灰垢之间的反应情况，进一步得到单位面积灰垢所需药剂量的信息，因而单个扇区的换热元件所需的弱碱性药剂的使用量可以根据待清洗的面积计算确定(待清洗的面积反映灰垢的总量)。
在本步骤中，每完成一个扇区的换热元件的浸润后，手动盘车转动空气预热器至下一个扇区并同时进行加药，根据上述灰垢化验及小试情况得到的信息控制药剂的使用量。
本扇区的换热元件是否完成充分浸润以如下方式确定：从空气预热器的冷端元件的下部向上观察，若已完全浸润则可以看见灰垢的外形发生明显变化。
(3)从热端元件的上部采用冲洗装置逐个冲洗每个扇区的换热元件；
完成全部扇区的换热元件的浸润程序之后，从首个喷药的扇区开始，采用冲洗装置对各扇区的换热元件逐个进行冲洗，将浸润了药剂后变得松散的灰垢冲洗下来。每完成一个扇区的换热元件的冲洗，手动盘车转动空气预热器至下一个扇区重复进行下一个扇区的冲洗操作，直至完成全部扇区的冲洗操作。
在本步骤中，冲洗前各扇区的换热元件的浸润时间应大于等于60min，以保证浸润充分，也就是保证灰垢与药剂之间发生充分的反应。
在本步骤中，可以采用厂区内的消防用水进行上述正向冲洗(由热端向冷端)。
(4)使用水力射流装置从冷端元件的下部用压力水逐个逆向冲洗每个扇区的换热元件；
水力射流装置将冲洗的水源加压后向换热元件喷出，在水压的作用下，浸润药剂变得松散并已经进行了正向冲洗作用的灰垢加速脱落，本实施例中，冲洗水压为20～50MPa，优选为30MPa。
本步骤所称的逆向冲洗是指由冷端朝向热端的冲洗方式，每完成一个扇区的换热元件的冲洗，手动盘车转动空气预热器至下一个扇区重复进行下一个扇区的冲洗操作，直至完成全部扇区的冲洗操作。
(5)完成了空气预热器的清洗工作，待空气预热器设备干燥后，依据设备使用说明书进行透光率和除垢率的检测，确认清洗的效果。
本绿色清洗工艺的主要机理说明如下：
换热元件(蓄热板片/蓄热管)表面附着的灰垢虽然很硬，但一般并不十分致密。这是由于烟气中硫酸氢铵在由液态变成固态的过程中，粘附了大量的粉煤灰,而粉煤灰又具有较大的表面积和多孔性，吸湿量较大；
本工艺利用了吸湿性的特点，通过弱碱性药剂浸润后的渗透、分散和螯合作用，在氢键和分子力的作用下改变灰垢分子的排列方式，使坚硬的灰垢变成能够随水流动的松散灰渣，再进行正向和反向的冲洗。这时灰垢以灰浆方式流动，可将原来的灰垢从换热元件(蓄热板片/蓄热管)的表面上剥离下来，灰浆单独收集并进行渣水分离处理。由于弱碱性药剂与灰垢中的硫酸氢铵灰发生中和作用，因此清洗废液呈现中性，无需深度处理即可达标排放。

Claims (7)

1.一种回转式空气预热器的免拆绿色清洗工艺，其特征是：包括以下步骤，
(1)从热端元件的上部使用喷淋装置向内部雾化喷入弱碱性药剂，并依靠药剂的重力浸润灰垢的表面；
(2)当前扇区浸润结束后再进行下一个扇区的浸润操作，直至所有扇区的换热元件完全浸润；
(3)从热端元件的上部采用冲洗装置逐个冲洗每个扇区的换热元件；
(4)使用水力射流装置从冷端元件的下部用压力水逐个逆向冲洗每个扇区的换热元件。
2.如权利要求1所述的回转式空气预热器的免拆绿色清洗工艺，其特征是：在步骤(1)之前还包括对空气预热器进行预清扫的步骤。
3.如权利要求2所述的回转式空气预热器的免拆绿色清洗工艺，其特征是：在步骤(1)之前还包括加装喷淋装置的步骤，加装喷淋装置后做喷水试验并检查雾化效果。
4.如权利要求3所述的回转式空气预热器的免拆绿色清洗工艺，其特征是：步骤(1)中的弱碱性药剂的pH值为7～9。
5.如权利要求4所述的回转式空气预热器的免拆绿色清洗工艺，其特征是：步骤(2)中每完成一个扇区的换热元件的浸润后，手动盘车转动空气预热器，同时进行加药并根据灰垢化验及小试情况控制药剂的使用量。
6.如权利要求5所述的回转式空气预热器的免拆绿色清洗工艺，其特征是：步骤(3)中，冲洗前各扇区的换热元件的浸润时间大于等于60min。
7.如权利要求6所述的回转式空气预热器的免拆绿色清洗工艺，其特征是：步骤(4)中的冲洗水压为20～50MPa。
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