一种防硫酸氢铵堵塞的空气预热器的制作方法

本实用新型涉及火力发电厂安全生产技术，尤其涉及一种防硫酸氢铵堵塞的空气预热器。

背景技术：

回转式空气预热器(简称空气预热器)是火力发电厂用于预热空气的常用设备，其通过换热元件将锅炉排烟中的热量转移给冷空气。按流通面积由小到大一般设三种分仓，即一次风分仓、二次风分仓、烟气分仓，加热后的一次风用于干燥和输送煤粉进入炉膛，加热后的二次风用于补氧和助燃，降温后的烟气则进入下游除尘器设备。

随着高温布置型scr脱硝装置在国内火力发电厂中的应用普及，空气预热器出现了不同程度的硫酸氢铵(abs)堵塞现象。堵塞程度轻者，会造成引风机出力增加，厂用电上升；堵塞严重者，导致引风机出力不足、锅炉不能满负荷运行，有的在启炉一个月内造成空气预热器烟气阻力增加了2000pa以上，甚至被迫停炉进行清洗治理。可见，硫酸氢铵堵塞不但造成较大的经济损失，还直接影响锅炉系统安全生产。特别是超低排放改造以后，脱硝装置常处于高效率水平，带来的氨逃逸率增大，造成烟气中硫酸氢铵浓度的上升，加剧了空气预热器堵塞问题。这是由于脱硝过量的氨基还原剂与烟气中so3的在水汽条件下很容易结合生成硫酸氢铵，而空气预热器换热元件的金属壁温一般在80℃～390℃，与硫酸氢铵的液相温度区间重叠，在温度低于酸露点的区域其由气相转为液相，液相的硫酸氢铵具有较强的粘性及吸湿性，会粘附烟气中的飞灰一并沉积在空气预热器的换热元件表面，造成堵塞现象。此外，硫酸氢铵因具有强酸性还可能造成腐蚀金属，影响设备金属寿命。可见，良好的空气预热器状况，是保证锅炉系统安全正常的重要条件之一。公开号为cn203375426u的中国专利，提出了一种可避免锅炉低温空气预热器发生低温腐蚀的锅炉尾部结构，包括在锅炉烟道内设置的高温烟气冷却器和低温烟气冷却器，尝试解决现有锅炉空气预热器低温段外壁发生凝露、腐蚀以及堵灰的问题。然而，该系统需要设置烟道外部的一次风和二次风高温段空气预热器、一次风和二次风低温段空气预热器、以及省煤器和除氧器等设备配合，改造工作量大。

目前治理硫酸氢铵堵塞空气预热器常见的方法有空气预热器水冲洗法、单侧空气预热器升温法、风量分切法、提升冷端综合温度法等。

水冲洗法分为在线冲洗和离线冲洗两种方式。公开号为cn104990452a的中国实用新型专利公开了一种解决空气预热器堵灰的方法及智能在线冲洗系统。在线冲洗的冲洗枪管安装在空气预热器烟气出口侧，即空气预热器的底部，喷头向上布置。采用的是高压力小流量的冲洗模式，其射流集中、流速高、剪切力大，对灰垢的清扫能力比蒸汽高。但是实践中的冲洗效果差异各有不同，有些空气预热器冲洗带来空气预热器中间段的堵塞，造成阻力甚至呈现急剧增加的现象。另一方面，高压水冲洗对钢板的激冷收缩应力较大，对转子结构有危害，由于水气含量的上升，对下游电除尘等设备安全有影响，具有一定的操作风险，实施前需做好充分的风险控制措施。公开号为cn210242545u的中国专利，公布了一种回转式空气预热器换热元件堵灰离线高压水自动清洗装置，清理效果好，但是必须停炉才能实施冲洗，冲洗时会产生大量污水，且污水杂质含量高，需经过沉淀过滤处理等后续流程。故，空气预热器水冲洗法可作为应急保障措施之一，不建议频繁使用。

单侧空气预热器升温法，是依据硫酸氢铵的气化温度在150℃～230℃，空预器升温后将硫酸氢铵转变成气态而挥发，从而减轻空预器堵塞。在方法实施时，一般控制锅炉负荷在50％左右，降低欲消除堵塞的目标空气预热器同一侧的送风机出力(同时增大另一侧送风机出力)，控制目标空气预热器侧排烟升温，当目标空预器排烟温度达175℃左右时其阻力有所降低，继续升温至230℃左右，并保持一段时间，以使硫酸氢氨充分气化。显然，此法控制升温速率是关键，防止由于金属膨胀不均发生卡涩；送风联络门挡板须严密，防止目标空预器同一侧的送风机停运后，发生倒风造成停运的送风机轴承温度升高；还必须考虑对下游除尘设备的安全限制。此法虽有降低堵塞的效果，但是操作起来难度较大，实施期间锅炉效率降低较多。

风量分切法，利用热端的热量对进入烟气通道的低温端的换热元件进行加热，提高低温端换热元件温度，使abs不易结露沉积，同时还具有缓解稀硫酸腐蚀效果。公开号为cn102297448a的专利公布了一种技术方法，是将三分仓空预器进行一定微调隔离，增设一个封闭小循环风仓。该技术可利用磨料提高冲刷效果，以保持换热元件表面清洁。但是需要增加一套再循环风机系统，增设的再循环风机动力设备，造成了厂用电率上升，增加了检修工作量与能耗损失。同时由于单独隔离了一个仓格，而不考虑弥补，降低了预热器空气侧的换热效率。

提升冷端综合温度法实质是控制空气预热器的冷端综合温度(进口空气温度与出口烟气温度之和)不低于防止堵塞最低要求值。在入口烟温低的负荷工况和燃用劣质煤种时，可引热风混合提温或投入暖风器以提高空气预热器的冷端综合温度。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种改造成本低、运行维护量小的防硫酸氢铵堵塞的空气预热器。

以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。

根据本实用新型的一方面，提供了一种防硫酸氢铵堵塞的空气预热器，包括空气预热器本体，所述空气预热器本体包括一次风分仓、二次风分仓、烟气分仓和独立升温扇区，所述空气预热器本体两端连接有一次风风道、二次风风道和烟气风道，所述一次风风道借助自流风管与所述独立升温扇区的低温端连接，所述独立升温扇区的高温端与所述二次风风道的高温端连接。

在一实施例中，该空气预热器的所述自流风管上设置有配套闸门、流量计、压力计和温度监控热电偶。

在一实施例中，该空气预热器的所述配套闸门的开度能够在0～100％范围内调整。

在一实施例中，该空气预热器的所述配套闸门上设置有pid控制器，所述pid控制器控制所述配套闸门的开度，所述流量计、压力计和温度监控热电偶均与所述pid控制器信号连接。

在一实施例中，该空气预热器的所述独立升温扇区设置于所述第一次风分仓和第二次风分仓之间。

在一实施例中，该空气预热器的所述独立升温扇区借助密封扇形板与邻近的分仓分隔。

在一实施例中，该空气预热器的所述空气预热器本体内设置有换热元件，所述换热元件进行了加高设计。

本实用新型的有益效果是：通过在空气预热器本体中设置独立升温扇区，并将一次风风道借助自流风管与独立升温扇区的低温端连接，利用一次风风道的热风加热独立升温扇区中的换热元件，使换热元件的温度高于硫酸氢铵的液相温度区间，从而防止换热元件堵塞。

此外，通过将独立升温扇区的高温端与二次风风道的高温端连接，利用一次风风道与二次风风道的压力差形成自循环，无需设置高温增压风机，减少了改造成本和电耗。

优选地，对开辟的独立升温扇区对应的换热面积进行弥补，增高换热元件组件高度，保证原有换热效率不降低。

综上，本实用新型原理简单、技术可靠、运行维护量小，适合长期运行以防治空气预热器堵塞。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本实用新型的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。

图1是本实用新型实施例的结构示意图；

图2是本实用新型实施例的空气预热器的分仓示意图；

其中：1-空气预热器本体；11-一次风分仓；12-二次风分仓；13-烟气分仓；14-独立升温扇区；2-一次风风道；3-二次风风道；4-烟气风道；5-自流风管；51-配套闸门；52-流量计；53-压力计；54温度监控热电偶。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作详细描述。注意，以下结合附图和具体实施例描述的诸方面仅是示例性的，而不应被理解为对本实用新型的保护范围进行任何限制。

如图1和图2所示，本实用新型实施例公开了一种防硫酸氢铵堵塞的空气预热器，包括空气预热器本体1，空气预热器本体1包括一次风分仓11、二次风分仓12、烟气分仓13和独立升温扇区14，空气预热器本体1两端连接有一次风风道2、二次风风道3和烟气风道4。空气预热器本体1中的换热元件保持转动。高温烟气沿着烟气风道13从空气预热器本体1的上端流入，从下端流出，与空气预热器本体1中的换热元件交换热量。一次风风道2和二次风风道3从空气预热器本体1的下端流入，上端流出，吸收换热元件中的热量。一次风风道2的高温端(图1中的上端)借助自流风管5与独立升温扇区14的低温端(图1中的下端)连接，独立升温扇区14的高温端(图1中的上端)与二次风风道3的高温端(图1中的上端)连接。

上述技术方案相较于现有技术，无需设置高温增压风机。其流动依靠一次风风道2与二次风风道3之间的压力差，一次风风道2中的气压远大于二次风风道3，因此热一次风能够克服自流管道5阻力和独立升温扇区14阻力，进入二次风风道3。通过独立升温扇区14后，汇入二次风风道3时的压头下降不大于300pa，温度不低于260℃。由于该风量占二次风量的比例低于2％，不会对二次风助燃产生显著影响。

自流风管5上设置有流量计52、压力计53和温度监控热电偶54，通过配套闸门51进行运行调节。配套闸门51的开度能够在0～100％范围内调整。优选地，配套闸门51上可以设置pid控制器(图中未示出)，流量计、压力计和温度监控热电偶均与pid控制器信号连接，pid控制器根据流量、压力和温度信号动态控制配套闸门51的开度。以1000mw机组为例，流入自流风管5的热一次风风量应保持在10t/h～45t/h，占一次风量的比例在7％以内，温度在300℃～360℃。

在可能的实施例中，独立升温扇区14设置于第一次风分仓11和第二次风分仓12之间。见图2，无论换热元件的转动方向是顺时针还是逆时针，其主要是在一次风分仓11和二次风分仓12之间位置时温度较低，因此将独立升温扇区14设置于第一次风分仓11和第二次风分仓12之间能够有效地提升该区域的换热元件温度，减少硫酸氢铵的液化结露。其中，独立升温扇区14借助密封扇形板与邻近的分仓分隔。

为了保证原有换热效率不降低，可以对开辟的独立升温扇区对应的换热面积进行折算，根据折算结构增高上层换热元件组件高度。以1000mw机组为例，设计的独立升温扇区占用原换热面积，经核算后，增高换热元件组件约300mm。

上述空气预热器的工作过程为：将一次风风道高温端中的热风通过自流风管导入空气预热器中的独立升温扇区低温端，使独立升温扇区升温，然后再导入二次风风道的高温端，利用一次风风道与二次风风道之间的压力差形成自循环。

综上所述，本实用新型根据硫酸氢铵的气化温度特点，对传统的三分仓回转式空气预热器的送风方式进行改造，采用热一次风作为热源，通过自流风管进入独立升温扇区，然后自动汇入低压的热二次风风道中，随热二次风一并进入炉膛，无需设置高温增压风机。同时对开辟的独立升温扇区对应的换热面积进行弥补，增高上层换热元件组件高度，保证原有换热效率不降低。该方案利用了热一次风的较高温度和压力，自动将独立升温扇区进行升温，能够长期运行而不损失换热效率，既可达到利用热风降解硫酸氢铵堵塞目标，又可避免增设高温增压风机所带来的电耗。整个技术方案方法简单、技术可靠、运行维护量小，适合长期运行，以防治空气预热器堵塞。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

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