本發(fā)明屬于鍋爐領(lǐng)域，具體涉及一種防堵型空氣預(yù)熱器分段布置系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
空氣預(yù)熱器(以下簡稱“空氣預(yù)熱器”)作為電站鍋爐的重要設(shè)備，其作用是利用鍋爐尾部煙氣熱量加熱燃燒所需空氣。對于回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器來講，若空氣預(yù)熱器換熱能力下降，一方面導(dǎo)致鍋爐排煙溫度升高，排煙熱損失增大，鍋爐熱效率降低；另一方面空氣預(yù)熱器出口熱一次風(fēng)溫度降低，如若維持給定給煤量下的磨煤機(jī)出口溫度，則會(huì)導(dǎo)致一次風(fēng)量增多，一次風(fēng)機(jī)耗電率增加。熱二次風(fēng)溫降低，則會(huì)影響爐膛火焰溫度降低。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，國內(nèi)多數(shù)電廠均面臨空氣預(yù)熱器堵灰問題，一些電廠高負(fù)荷時(shí)空氣預(yù)熱器煙氣側(cè)差壓為2kpa～3kpa，造成風(fēng)機(jī)耗電率偏大，嚴(yán)重影響機(jī)組帶負(fù)荷能力，被迫停機(jī)處理?？諝忸A(yù)熱器換熱能力下降主要與空氣預(yù)熱器蓄熱元件腐蝕堵灰因素有關(guān)，造成空氣預(yù)熱器蓄熱元件腐蝕堵灰的原因有兩種。一種為硫酸氫銨腐蝕堵灰型；另一種為低溫腐蝕。近年來隨著超低排放改造的逐步實(shí)施，國內(nèi)多數(shù)燃煤機(jī)組設(shè)置了3層脫硝催化劑，實(shí)現(xiàn)了脫硝效率的提高，脫硝系統(tǒng)出口nox能夠滿足不超過50mg/m3要求，然而由于催化劑體積量的增加，煙氣中so2向so3的轉(zhuǎn)換率升高，煙氣中so3濃度增加，在一定量氨逃逸情況下，造成脫硝系統(tǒng)出口硫酸氫銨生成量增多，當(dāng)煙溫處在146℃～230℃范圍時(shí)(傳統(tǒng)空氣預(yù)熱器中溫段與低溫段蓄熱元件處)硫酸氫銨為液態(tài)，此時(shí)液態(tài)的硫酸氫銨黏結(jié)煙氣中的飛灰顆粒，導(dǎo)致空氣預(yù)熱器腐蝕堵灰。另外由于煙氣中so3濃度增加，提高了煙氣酸露點(diǎn)，增加了空氣預(yù)熱器低溫段蓄熱元件低溫腐蝕的風(fēng)險(xiǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種防堵型空氣預(yù)熱器分段布置系統(tǒng)，該系統(tǒng)與傳統(tǒng)鍋爐空氣預(yù)熱器系統(tǒng)相比，能夠有效控制空氣預(yù)熱器蓄熱元件腐蝕、堵灰問題?？諝忸A(yù)熱器分段布置系統(tǒng)將煙氣中大部分飛灰顆粒及其吸附的so2、so3進(jìn)行脫除，一方面煙氣中飛灰顆粒濃度明顯降低，控制了空氣預(yù)熱器蓄熱元件中液態(tài)硫酸氫銨黏結(jié)煙氣中飛灰顆粒造成嚴(yán)重堵灰的趨勢；另一方面煙氣中so2、so3濃度降低，煙氣酸露點(diǎn)溫度降低，空氣預(yù)熱器蓄熱元件發(fā)生低溫腐蝕的風(fēng)險(xiǎn)下降，二者共同作用下保證空氣預(yù)熱器蓄熱元件不發(fā)生腐蝕、堵灰問題。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
一種防堵型空氣預(yù)熱器分段布置系統(tǒng)，包括布置在鍋爐尾部煙道scr脫硝裝置后的高溫空氣預(yù)熱器、高溫電除塵器以及低溫空氣預(yù)熱器；高溫空氣預(yù)熱器出口的煙氣經(jīng)煙道進(jìn)入高溫電除塵器，高溫電除塵器出口的煙氣再經(jīng)煙道進(jìn)入低溫空氣預(yù)熱器中進(jìn)行換熱；冷一次風(fēng)經(jīng)冷一次風(fēng)道進(jìn)入低溫空氣預(yù)熱器，送風(fēng)經(jīng)送風(fēng)管道進(jìn)入低溫空氣預(yù)熱器，冷一次風(fēng)和送風(fēng)在低溫空氣預(yù)熱器中吸收煙氣熱量后，分別經(jīng)中溫一次風(fēng)管道和中溫送風(fēng)管道進(jìn)入高溫空氣預(yù)熱器的一次風(fēng)側(cè)和送風(fēng)側(cè)入口。
本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，高溫空氣預(yù)熱器為管式空氣預(yù)熱器或回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器，低溫空氣預(yù)熱器為回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器。
本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，高溫空氣預(yù)熱器的煙氣入口處設(shè)置有蒸汽或聲波吹灰器、煙溫報(bào)警裝置和消防噴淋系統(tǒng)。
本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，低溫空氣預(yù)熱器的煙氣入口處設(shè)置有雙介質(zhì)吹灰器。
本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，低溫空氣預(yù)熱器出口煙氣經(jīng)過低溫電除塵后依次經(jīng)過引風(fēng)機(jī)與脫硫裝置后排出。
本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，高溫電除塵器的入口和出口為喇叭狀煙道，并且喇叭狀煙道內(nèi)設(shè)置有導(dǎo)流板。
本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，高溫空氣預(yù)熱器的蓄熱元件高度為800mm～1100mm。
本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，低溫空氣預(yù)熱器的蓄熱元件高度為1000mm。
本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，煙道、一次風(fēng)管道、中溫送風(fēng)管道、送風(fēng)管道以及一次風(fēng)道上均布置有若干金屬膨脹節(jié)。
本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，煙道的彎頭處布置有煙道導(dǎo)流板。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：
本發(fā)明通過在鍋爐煙氣流程中設(shè)置了兩個(gè)串聯(lián)的空氣預(yù)熱器系統(tǒng)，分別為高溫空氣預(yù)熱器和低溫空氣預(yù)熱器，在高溫空氣預(yù)熱器和低溫空氣預(yù)熱器之間煙道上布置有高溫電除塵器，高溫空氣預(yù)熱器的設(shè)置能夠?qū)⒏邷仉姵龎m器入口煙溫降低至250℃，一方面此溫度較氣態(tài)硫酸氫銨轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)硫酸氫銨的溫度點(diǎn)230℃偏高，使煙氣溫度降至230℃之前煙氣中大部分飛灰顆粒能夠脫除，同時(shí)吸附在飛灰顆粒上的酸性氣體(如so2、so3)一并被脫除，經(jīng)高溫電除塵器后煙氣中的飛灰顆粒含量明顯降低，即使煙氣中nh3與so2、水蒸汽反應(yīng)生成硫酸氫銨，但由于煙氣中飛灰顆粒明顯減少，液態(tài)硫酸氫銨黏結(jié)飛灰顆粒附著在低溫空氣預(yù)熱器的蓄熱元件的問題得到控制，且由于so2濃度降低，煙氣酸露點(diǎn)溫度降低，明顯改善了低溫空氣預(yù)熱器運(yùn)行環(huán)境。本發(fā)明中的高溫空氣預(yù)熱器與低溫空氣預(yù)熱器的蓄熱元件換熱面積與傳統(tǒng)空氣預(yù)熱器相同，但空氣預(yù)熱器分段布置系統(tǒng)能夠從根本上解決了空氣預(yù)熱器的堵灰問題，從而有效降低排煙溫度，且一次風(fēng)溫、二次風(fēng)溫能有所提高，鍋爐熱效率得到提升。
進(jìn)一步的，相對于傳統(tǒng)空氣預(yù)熱器來講，高溫空氣預(yù)熱器和低溫空氣預(yù)熱器蓄熱元件高度為800mm～1100mm，高度僅為傳統(tǒng)空氣預(yù)熱器蓄熱元件高度一半左右，即使高溫空氣預(yù)熱器、低溫空氣預(yù)熱器仍存在輕微的堵灰問題，由于低溫空氣預(yù)熱器蓄熱元件高度有限，低溫空氣預(yù)熱器吹灰器能夠有效的穿透整個(gè)蓄熱元件，達(dá)到較好的吹灰效果。
進(jìn)一步的，由于高溫空氣預(yù)熱器1出口煙氣溫度高于230℃，在此煙溫下硫酸氫銨為氣態(tài)，不存在黏結(jié)飛灰顆粒造成堵灰的情況。高溫空氣預(yù)熱器1出口的熱一次風(fēng)溫、送風(fēng)溫度能夠滿足鍋爐制粉系統(tǒng)及燃燒要求。
附圖說明
圖1為本發(fā)明防堵型空氣預(yù)熱器分段布置系統(tǒng)示意圖；
其中，1為高溫空氣預(yù)熱器，2為低溫空氣預(yù)熱器，3為高溫電除塵器，4為煙道，5為灰斗，6為蒸汽或聲波吹灰器，7為金屬膨脹節(jié)，8為雙介質(zhì)吹灰器，9為中溫一次風(fēng)管道，10為中溫送風(fēng)管道，11為送風(fēng)管道，12為冷一次風(fēng)管道，13為導(dǎo)流板；14為絕緣子室，15為煙道導(dǎo)流板。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
參見圖1，本發(fā)明基于與傳統(tǒng)空氣預(yù)熱器不同布置方式，提出一種防堵型空氣預(yù)熱器分段布置系統(tǒng)，目的是在不影響鍋爐熱效率基礎(chǔ)上，徹底改善空氣預(yù)熱器蓄熱元件工作環(huán)境，以應(yīng)對scr脫硝裝置投運(yùn)后空氣預(yù)熱器普遍存在的堵灰問題。
本系統(tǒng)包括高溫空氣預(yù)熱器1、高溫電除塵器3以及低溫空氣預(yù)熱器2。低溫空氣預(yù)熱器2布置在低溫電除塵器前，高溫空氣預(yù)熱器與低溫空氣預(yù)熱器間的煙氣側(cè)布置有高溫電除塵器，高溫空氣預(yù)熱器與低溫空氣預(yù)熱器間的風(fēng)側(cè)布置有中溫一次風(fēng)管道9和中溫送風(fēng)管道10。
高溫空氣預(yù)熱器和低溫空氣預(yù)熱器布置在鍋爐尾部煙氣流程中。高溫空氣預(yù)熱器1布置在傳統(tǒng)鍋爐尾部煙道scr脫硝裝置后，進(jìn)入高溫空氣預(yù)熱器1的煙溫約為350℃左右，經(jīng)高溫空氣預(yù)熱器1換熱后，煙氣溫度降低至約250℃。由于高溫空氣預(yù)熱器1出口煙氣溫度高于230℃，在此煙溫下硫酸氫銨為氣態(tài)，不存在黏結(jié)飛灰顆粒造成堵灰的情況。高溫空氣預(yù)熱器1出口煙氣經(jīng)煙道4進(jìn)入高溫電除塵器3，高溫電除塵器3出口較干凈的煙氣再經(jīng)過煙道4進(jìn)入低溫空氣預(yù)熱器2中進(jìn)行換熱。低溫空氣預(yù)熱器2出口煙氣再經(jīng)過低溫電除塵后依次經(jīng)過引風(fēng)機(jī)、脫硫裝置，從煙囪排出。在高溫電除塵器3內(nèi)煙氣中大部分飛灰顆粒被脫除，同時(shí)吸附在飛灰顆粒上的酸性氣體(如so2、so3)一并被脫除，經(jīng)高溫電除塵器3后煙氣中的飛灰顆粒含量明顯降低，即使煙氣中nh3與so2、水蒸汽反應(yīng)生成硫酸氫銨，但由于煙氣中飛灰顆粒明顯減少，液態(tài)硫酸氫銨黏結(jié)飛灰顆粒附著在低溫空氣預(yù)熱器2的蓄熱元件的問題得到控制。
一次風(fēng)機(jī)出口的冷一次風(fēng)(即高壓空氣)經(jīng)冷一次風(fēng)道12進(jìn)入低溫空氣預(yù)熱器2，送風(fēng)經(jīng)送風(fēng)機(jī)、送風(fēng)管道11進(jìn)入低溫空氣預(yù)熱器2，冷一次風(fēng)和送風(fēng)在低溫空氣預(yù)熱器2中吸收煙氣熱量后，分別經(jīng)中溫一次風(fēng)管道9和中溫送風(fēng)管道10進(jìn)入高溫空氣預(yù)熱器1的一次風(fēng)側(cè)和送風(fēng)側(cè)入口，高溫空氣預(yù)熱器1出口的熱一次風(fēng)溫、送風(fēng)溫度能夠滿足鍋爐制粉系統(tǒng)及燃燒要求。
高溫空氣預(yù)熱器1可以為回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器或管式空氣預(yù)熱器，低溫空氣預(yù)熱器2為回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器，回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器包括主副兩套傳動(dòng)裝置、導(dǎo)向軸承和推力軸承、扇形板、停轉(zhuǎn)報(bào)警裝置等?；剞D(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的密封裝置可選用固定式密封或者柔性密封等。根據(jù)鍋爐燃燒需要，回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器可以為二分倉、三分倉或四分倉。
高溫空氣預(yù)熱器1為回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器時(shí)，其蓄熱元件高度為800mm～1100mm或適當(dāng)高度，蓄熱元件板型采用商業(yè)應(yīng)用較廣泛的板型(如du等)。高溫空氣預(yù)熱器1出口煙氣溫度約為250℃左右，以保證進(jìn)入高溫電除塵器3的煙溫高于230℃，避免由于煙溫降低至230℃以下時(shí)，氣態(tài)硫酸氫銨轉(zhuǎn)化為液態(tài)，在飛灰顆粒含量較高的煙氣環(huán)境下發(fā)生黏結(jié)堵灰問題。高溫空氣預(yù)熱器1的煙氣入口處設(shè)置有蒸汽或聲波吹灰器6、煙溫報(bào)警裝置和消防噴淋系統(tǒng)。
低溫空氣預(yù)熱器2的蓄熱元件高度為1000mm左右或適當(dāng)高度，蓄熱元件鍍搪瓷，蓄熱元件板型可采用商業(yè)應(yīng)用較廣泛的寬通道、大波型板型。低溫空氣預(yù)熱器2的煙氣入口處設(shè)置有雙介質(zhì)吹灰器8。
本發(fā)明通過在鍋爐尾部scr脫硝裝置出口煙道布置高溫空氣預(yù)熱器，煙氣經(jīng)高溫空氣預(yù)熱器后煙溫降低至250℃左右，高溫空氣預(yù)熱器出口的煙氣經(jīng)過高溫電除塵器，高溫電除塵器在約250℃的煙溫下脫除煙氣中大部分飛灰顆粒，并在此過程中由于飛灰顆粒的吸附作用，煙氣中酸性氣體so2、so3等隨飛灰顆粒一并進(jìn)行了脫除。高溫電除塵器出口煙氣再經(jīng)過低溫空氣預(yù)熱器，此時(shí)進(jìn)入低溫空氣預(yù)熱器的煙氣中飛灰顆粒含量、so2和so3的濃度已降低，即使煙氣中nh3與so2、水蒸汽反應(yīng)生成硫酸氫銨，但由于煙氣中飛灰顆粒明顯減少，液態(tài)硫酸氫銨黏結(jié)飛灰顆粒附著在空氣預(yù)熱器蓄熱元件的問題得到控制，且由于so2濃度降低，煙氣酸露點(diǎn)溫度降低，低溫空氣預(yù)熱器蓄熱元件低溫腐蝕的風(fēng)險(xiǎn)得到控制。冷一次風(fēng)管、送風(fēng)管道對應(yīng)連接在低溫空氣預(yù)熱器的一次風(fēng)、送風(fēng)側(cè)，一次風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)出口的冷風(fēng)在經(jīng)過低溫空氣預(yù)熱器加熱后，再由中溫一次風(fēng)管、中溫送風(fēng)管對應(yīng)引入高溫空氣預(yù)熱器的一次風(fēng)、送風(fēng)側(cè)，高溫空氣預(yù)熱器出口的熱一次風(fēng)溫、送風(fēng)溫度能夠滿足鍋爐制粉系統(tǒng)及燃燒要求。
為保證煙道、風(fēng)道在運(yùn)行過程中膨脹量，布置的煙道4、冷一次風(fēng)道12、送風(fēng)管道11、中溫一次風(fēng)管道9、中溫送風(fēng)管道10內(nèi)均布置有若干金屬膨脹節(jié)7，以吸收管道因熱脹冷縮等原因所產(chǎn)生的尺寸的變化。
高溫電除塵器3進(jìn)口處和出口處均為喇叭狀煙道，喇叭狀煙道內(nèi)布置有導(dǎo)流板13，以使進(jìn)入高溫電除塵器3的煙氣均勻。高溫電除塵器3的工作溫度在250℃左右，并且高溫電除塵器3內(nèi)設(shè)置1～2個(gè)電場，包括絕緣子室14、陽極板、陰極線、振打裝置以及灰斗5等。低溫電除塵器布置在低溫空氣預(yù)熱器后的煙道。
高溫電除塵3進(jìn)口煙道彎頭處和出口煙道彎頭處即煙道4的彎頭處均布置有煙道導(dǎo)流板15。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：
(1)在鍋爐煙氣流程中設(shè)置了兩個(gè)串聯(lián)的空氣預(yù)熱器系統(tǒng)，分別為高溫空氣預(yù)熱器和低溫空氣預(yù)熱器。高溫空氣預(yù)熱器的設(shè)置能夠?qū)⒏邷仉姵龎m器入口煙溫降低至250℃，以使進(jìn)入高溫電除塵器的煙溫高于230℃，一方面此溫度較氣態(tài)硫酸氫銨轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)硫酸氫銨的溫度點(diǎn)230℃偏高，使煙氣溫度降至230℃之前煙氣中大部分飛灰顆粒能夠脫除，避免由于煙溫降低至230℃以下時(shí)，氣態(tài)硫酸氫銨轉(zhuǎn)化為液態(tài)，在飛灰顆粒含量較高的煙氣環(huán)境下發(fā)生黏結(jié)堵灰問題，明顯改善了低溫空氣預(yù)熱器運(yùn)行環(huán)境。
(2)相對于傳統(tǒng)空氣預(yù)熱器來講，高溫空氣預(yù)熱器和低溫空氣預(yù)熱器蓄熱元件高度僅為傳統(tǒng)空氣預(yù)熱器蓄熱元件高度一半左右，即使高溫空氣預(yù)熱器、低溫空氣預(yù)熱器仍存在輕微的堵灰問題，由于低溫空氣預(yù)熱器蓄熱元件高度有限，低溫空氣預(yù)熱器吹灰器能夠有效的穿透整個(gè)蓄熱元件，達(dá)到較好的吹灰效果。
(3)空氣預(yù)熱器蓄熱元件換熱面積與傳統(tǒng)空氣預(yù)熱器相比一致，但空氣預(yù)熱器分段布置系統(tǒng)能夠從根本上解決了空氣預(yù)熱器的堵灰問題，從而有效降低排煙溫度，且一次風(fēng)溫、二次風(fēng)溫能有所提高，鍋爐熱效率得到提升。由于本發(fā)明空氣預(yù)熱器可有效解決空氣預(yù)熱器堵灰問題，降低運(yùn)行中煙氣側(cè)阻力，風(fēng)機(jī)耗電率明顯降低。