本實(shí)用新型涉及一種利用堿性調(diào)質(zhì)系統(tǒng)防堵灰的空氣預(yù)熱器，屬于空氣預(yù)熱器領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器(簡(jiǎn)稱“預(yù)熱器”)是一種用于大型電站鍋爐的熱交換設(shè)備，它利用鍋爐煙氣的熱量來(lái)加熱燃燒所需的空氣，以此來(lái)提高鍋爐的效率。

預(yù)熱器關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題主要包括堵灰、漏風(fēng)率偏高、傳熱效率低、低溫腐蝕嚴(yán)重等，這些問(wèn)題長(zhǎng)期影響著設(shè)備的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

上述問(wèn)題由來(lái)已久，而且相互促進(jìn)、相互影響。近年來(lái)，隨著脫硝系統(tǒng)的普遍投運(yùn)，預(yù)熱器運(yùn)行環(huán)境發(fā)生改變，上述堵灰問(wèn)題尤為突出，治理困難、復(fù)雜。

目前燃煤電廠增設(shè)的煙氣脫硝設(shè)施主要以選擇性催化還原(SCR)技術(shù)為主。采用SCR脫硝工藝后，煙氣中的部分SO₂將被脫硝催化劑氧化成SO₃，增加了煙氣中SO₃的體積濃度，加之存在不可避免的氨逃逸現(xiàn)象，導(dǎo)致硫酸氫銨(NH₄HSO₄)等副產(chǎn)物的大量生成，且提高了煙氣酸露點(diǎn)溫度，導(dǎo)致低溫腐蝕加劇。

上述副產(chǎn)物硫酸氫銨(NH₄HSO₄)在溫度為146～207℃范圍內(nèi)，呈熔融狀，會(huì)牢固粘附在空氣預(yù)熱器蓄熱元件表面，使蓄熱元件發(fā)生腐蝕和積灰，最終易引發(fā)堵灰，給機(jī)組的安全運(yùn)行造成極大隱患。國(guó)內(nèi)已有部分電廠因無(wú)法解決或緩解此問(wèn)題而導(dǎo)致機(jī)組限負(fù)荷，甚至被迫停機(jī)。

當(dāng)排煙溫度低于酸露點(diǎn)時(shí)，硫酸蒸汽將凝結(jié)，硫酸液滴附著在冷端蓄熱元件上，腐蝕蓄熱元件。煙氣的酸露點(diǎn)隨著SO₃濃度的升高而提高，一般達(dá)130～160℃。由于脫硝系統(tǒng)增加了SO₂向SO₃的轉(zhuǎn)化率，即提高了煙氣中SO₃的濃度，且不少電廠為控制發(fā)電成本，實(shí)際煤種的硫份普遍高于設(shè)計(jì)煤種，因此，目前不少電廠的酸露點(diǎn)高于排煙溫度，導(dǎo)致低溫腐蝕(酸露點(diǎn)腐蝕)加劇。

傳統(tǒng)空氣預(yù)熱器按分倉(cāng)結(jié)構(gòu)劃分，分為兩分倉(cāng)、三分倉(cāng)和四分倉(cāng)空氣預(yù)熱器，但傳統(tǒng)空氣預(yù)熱器的排煙溫度設(shè)計(jì)均以酸露點(diǎn)為重要依據(jù)，必須保證設(shè)計(jì)排煙溫度在酸露點(diǎn)以上，由此來(lái)確定蓄熱元件總的換熱能力。這一準(zhǔn)則限制了排煙溫度的進(jìn)一步降低，也即限制排煙損失的進(jìn)一步降低，而排煙損失一般占大型燃煤鍋爐總熱損失的60％～80％，是挖掘節(jié)能潛力的關(guān)鍵所在。因此，設(shè)計(jì)具備優(yōu)異防堵灰性能的空氣預(yù)熱器，對(duì)電力行業(yè)節(jié)能減排技術(shù)的進(jìn)步意義重大。

本申請(qǐng)人及發(fā)明人在2015年6月29日已同時(shí)提交了發(fā)明專利《一種回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器防堵灰協(xié)同密封的方法及其系統(tǒng)》(申請(qǐng)?zhí)朇N201510369487.5)和實(shí)用新型專利《一種回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器防堵灰協(xié)同密封系統(tǒng)》(申請(qǐng)?zhí)朇N201520456882.2)，利用所公開(kāi)的技術(shù)升級(jí)傳統(tǒng)兩分倉(cāng)、三分倉(cāng)和四分倉(cāng)空氣預(yù)熱器，可分別獲得2.5分倉(cāng)、3.5分倉(cāng)和4.5分倉(cāng)空氣預(yù)熱器，已具備非常優(yōu)異的防堵灰性能，但仍有進(jìn)一步提升的空間。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了進(jìn)一步提高現(xiàn)有技術(shù)中空氣預(yù)熱器防堵灰性能，本實(shí)用新型提供一種利用堿性調(diào)質(zhì)系統(tǒng)防堵灰的空氣預(yù)熱器。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案如下：

一種利用堿性調(diào)質(zhì)系統(tǒng)防堵灰的空氣預(yù)熱器，其特征在于：包括抽漏風(fēng)機(jī)、漏風(fēng)回收風(fēng)箱、防堵灰分倉(cāng)和堿性調(diào)質(zhì)系統(tǒng)；防堵灰分倉(cāng)位于空氣預(yù)熱器的冷端空氣側(cè)；漏風(fēng)回收風(fēng)箱位于空氣預(yù)熱器的熱端扇形板上方；抽漏風(fēng)機(jī)的進(jìn)口通過(guò)管路連接漏風(fēng)回收風(fēng)箱、出口通過(guò)管路通向防堵灰分倉(cāng)；堿性調(diào)質(zhì)系統(tǒng)通過(guò)管路通向抽漏風(fēng)機(jī)的出口，或者堿性調(diào)質(zhì)系統(tǒng)通過(guò)管路與抽漏風(fēng)機(jī)和防堵灰分倉(cāng)之間的管路連通。

漏風(fēng)回收風(fēng)箱用于收集熱端漏風(fēng)；堿性調(diào)質(zhì)系統(tǒng)通過(guò)管路將堿液送到抽漏風(fēng)機(jī)的出口或抽漏風(fēng)機(jī)和防堵灰分倉(cāng)之間的管路中，先霧化成小液滴，然后干燥成微小堿性粉末；上述通過(guò)漏風(fēng)回收風(fēng)箱所收集的熱漏風(fēng)夾帶微小堿性粉末，共同吹掃防堵灰分倉(cāng)，進(jìn)一步防止了預(yù)熱器蓄熱元件的積灰和腐蝕。

為了便于堿液的調(diào)配和輸送，堿性調(diào)質(zhì)系統(tǒng)包括依次連通的堿性物料倉(cāng)、給料機(jī)、堿性溶液池和霧化噴嘴，霧化噴嘴通過(guò)管路與抽漏風(fēng)機(jī)的出口連通，或霧化噴嘴通過(guò)管路與抽漏風(fēng)機(jī)和防堵灰分倉(cāng)之間的管路連通。

堿性物料儲(chǔ)存在堿性物料倉(cāng)中，通過(guò)給料機(jī)加入堿性溶液池，堿性溶液池中通過(guò)加入水來(lái)溶解堿性物料，堿性溶液經(jīng)霧化噴嘴霧化后進(jìn)入抽漏風(fēng)機(jī)所回收的漏風(fēng)中。

由于所回收漏風(fēng)溫度高達(dá)300℃左右，霧化噴嘴所噴出的堿性小霧滴會(huì)瞬間氣化，生成微小堿性粉末，其比表面積很大，在所回收漏風(fēng)的攜帶作用下經(jīng)過(guò)空氣預(yù)熱器蓄熱元件，與粘附在蓄熱元件表面的酸液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，防止空氣預(yù)熱器低溫腐蝕和堵灰。

優(yōu)選，上述堿性物料為易溶于水的Na₂CO₃。

為了方便堿液的配置和節(jié)約能源，堿性物料倉(cāng)、給料機(jī)和堿性溶液池從上到下依次設(shè)置，堿性物料倉(cāng)的底部設(shè)有流化風(fēng)進(jìn)口。

本申請(qǐng)上、下、底部、頂部等方位詞，均指裝置正常使用狀態(tài)下的相對(duì)位置。

上述堿性物料倉(cāng)、給料機(jī)和堿性溶液池從上到下依次設(shè)置，只要打開(kāi)給料機(jī)，堿性物質(zhì)便可在重力的作用下進(jìn)入堿性溶液池，簡(jiǎn)單易操作，且節(jié)約能量；為了提高堿性物料的流動(dòng)性和分散性，還可從堿性物料倉(cāng)底部的流化風(fēng)進(jìn)口通入流化風(fēng)。

為了避免堿性物質(zhì)污染環(huán)境，同時(shí)提高所得堿液的均勻性，堿性溶液池為頂部設(shè)有排氣閥的封閉系統(tǒng)，堿性溶液池的底部設(shè)有高壓水進(jìn)口。配置堿溶液時(shí)，高壓水從高壓水進(jìn)口進(jìn)入，可很好的保證所得堿液的均勻性。

為了降低上述霧化噴嘴被堵塞的幾率，堿性溶液池的底部還設(shè)有排污口。

為了提高堿液的霧化程度，霧化噴嘴上設(shè)有壓縮空氣進(jìn)口。

防堵灰分倉(cāng)至少包括隔離密封板，隔離密封板的密封面與相鄰的冷端扇形板密封面處于同一平面、且與轉(zhuǎn)子隔板上密封片形成密封副，隔離密封板與其相鄰的冷端扇形板之間留有間隙形成噴風(fēng)口。

上述抽漏風(fēng)機(jī)從熱端回收漏風(fēng)，被由堿性調(diào)質(zhì)系統(tǒng)送來(lái)的堿液調(diào)質(zhì)為堿性介質(zhì)后從隔離密封板與扇形板之間的噴風(fēng)口高速流出，流經(jīng)蓄熱元件。所述堿性介質(zhì)還具備高溫、含塵的特點(diǎn)，通過(guò)物理氣化、高速吹蝕、飛灰磨蝕、酸堿中和等多重作用，清除蓄熱元件表面的積灰和酸液(包括H₂SO₄和NH₄HSO₄)。

本實(shí)用新型未提及的技術(shù)均參照現(xiàn)有技術(shù)。

本實(shí)用新型利用堿性調(diào)質(zhì)系統(tǒng)防堵灰的空氣預(yù)熱器，具有如下有益效果：具備極佳的防止低溫腐蝕和堵灰的性能，尤其適用于燃燒高硫煤的燃煤發(fā)電機(jī)組；而空氣預(yù)熱器一旦突破堵灰的限制，通過(guò)升級(jí)換熱元件可進(jìn)一步降低排煙溫度，從而顯著提高鍋爐效率。

附圖說(shuō)明

圖1為實(shí)施例1利用堿性調(diào)質(zhì)系統(tǒng)防堵灰的空氣預(yù)熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為實(shí)施例2利用堿性調(diào)質(zhì)系統(tǒng)防堵灰的空氣預(yù)熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為實(shí)施例3利用堿性調(diào)質(zhì)系統(tǒng)防堵灰的空氣預(yù)熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為實(shí)施例中噴堿調(diào)質(zhì)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為實(shí)施例中堿性介質(zhì)流經(jīng)蓄熱元件的示意圖。

圖中，1為抽漏風(fēng)機(jī)，2為防堵灰分倉(cāng)，3為堿性物料倉(cāng)，4為給料機(jī)，5為堿性溶液池，6為霧化噴嘴，7為隔離密封板，8為冷端扇形板，9為密封片，10為蓄熱元件，11為流化風(fēng)進(jìn)口，12為排氣閥，13為高壓水進(jìn)口，14排污口，15為壓縮空氣進(jìn)口，16為抽漏風(fēng)機(jī)出口，17為噴風(fēng)口；A為空氣側(cè)，G為煙氣側(cè)，A1為一次風(fēng)側(cè)，A2為二次風(fēng)側(cè)。

具體實(shí)施方式

為了更好地理解本實(shí)用新型，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本實(shí)用新型的內(nèi)容，但本實(shí)用新型的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實(shí)施例。

實(shí)施例1

如圖所示，利用堿性調(diào)質(zhì)系統(tǒng)防堵灰的3.5分倉(cāng)空氣預(yù)熱器，包括抽漏風(fēng)機(jī)、漏風(fēng)回收風(fēng)箱、防堵灰分倉(cāng)和堿性調(diào)質(zhì)系統(tǒng)；防堵灰分倉(cāng)位于空氣預(yù)熱器的冷端空氣側(cè)；漏風(fēng)回收風(fēng)箱位于空氣預(yù)熱器的熱端扇形板上方；抽漏風(fēng)機(jī)的進(jìn)口通過(guò)管路連接漏風(fēng)回收風(fēng)箱、出口通過(guò)管路通向防堵灰分倉(cāng)；堿性調(diào)質(zhì)系統(tǒng)通過(guò)管路通向抽漏風(fēng)機(jī)的出口，或者堿性調(diào)質(zhì)系統(tǒng)通過(guò)管路與抽漏風(fēng)機(jī)和防堵灰分倉(cāng)之間的管路連通。

堿性調(diào)質(zhì)系統(tǒng)包括依次連通的堿性物料倉(cāng)、給料機(jī)、堿性溶液池和霧化噴嘴，霧化噴嘴上設(shè)有壓縮空氣進(jìn)口，霧化噴嘴通過(guò)管路與抽漏風(fēng)機(jī)和防堵灰分倉(cāng)之間的管路連通；其中，堿性物料倉(cāng)、給料機(jī)和堿性溶液池從上到下依次設(shè)置，堿性物料倉(cāng)的底部設(shè)有流化風(fēng)進(jìn)口；堿性溶液池為頂部設(shè)有排氣閥的封閉系統(tǒng)，堿性溶液池的底部設(shè)有高壓水進(jìn)口；堿性溶液池的底部還設(shè)有排污口。

防堵灰分倉(cāng)至少包括隔離密封板，隔離密封板的密封面與相鄰的冷端扇形板密封面處于同一平面、且與轉(zhuǎn)子隔板上密封片形成密封副，隔離密封板與其相鄰的冷端扇形板之間留有間隙形成噴風(fēng)口。

實(shí)施例2

與實(shí)施例1基本相同，所不同的是：預(yù)熱器為4.5分倉(cāng)空氣預(yù)熱器。

實(shí)施例3

與實(shí)施例1基本相同，所不同的是：預(yù)熱器為2.5分倉(cāng)空氣預(yù)熱器。

上述各例中的抽漏風(fēng)機(jī)從熱端回收漏風(fēng)，被由堿性調(diào)質(zhì)系統(tǒng)送來(lái)的堿液(質(zhì)量濃度為10％～40％的Na₂CO₃溶液)調(diào)質(zhì)為堿性介質(zhì)后從隔離密封板與扇形板之間的噴風(fēng)口高速流出，所回收的漏風(fēng)溫度高達(dá)300℃左右，霧化噴嘴所噴出的堿性小霧滴會(huì)瞬間干燥成微小堿性粉末，前述堿性介質(zhì)同時(shí)具備高溫、含塵的特點(diǎn)，通過(guò)物理氣化、高速吹蝕、飛灰磨蝕、酸堿中和等多重作用，清除蓄熱元件表面的積灰和酸液(包括H₂SO₄和NH₄HSO₄)。