一种用于烟气再循环的全密封风机及密封监测方法与流程

1.本发明属于烟气再循环技术领域，尤其涉及一种用于烟气再循环的全密封风机及密封监测方法。


背景技术：

2.垃圾焚烧处理是目前广泛使用的垃圾处理技术，焚烧烟气中的二噁英类剧毒物质会对环境造成很大危害，是社会十分关注的问题，有效控制二噁英类物质的扩散，直接关系到垃圾焚烧发电技术的推广和应用。烟气再循环是一种低氮燃烧技术，已逐步成为发电厂常规烟气净化工艺之一，其中将余热锅炉出口作为烟气再循环的抽气口，通过一风机把中温烟气送入垃圾焚烧炉内，是一种较为先进的再循环技术路线。但是该处的烟气未经二噁英脱除，因此必须保证输送过程中的完全密封，防止再循环烟气泄露，否则将影响环境安全。由于正常情况下风机高速旋转，机壳内为正压，在压差作用下，机械零件联接处包括机壳自身、机壳与进/出口组件之间、机壳与轴承之间、法兰等存在间隙的部位，均存在泄漏风险。因此，风机由于自身泄漏率较高，成为整个再循环系统中最为关键的需密封部位。风机泄露的原因是：由于机械加工的结构，机械产品表面必然存在各种缺陷和形状及尺寸偏差，因此在机械零件联接处不可避免地会产生间隙，而风机内外两侧存在压力差，介质就会通过间隙泄露。也就是说，风机机壳、轴承以及零件联接处等各种部位都有泄露风险。
3.现有技术中风机密封技术，存在以下缺陷：1）在局部采取措施，比如在风机机壳和轴承间加强密封，避免介质从间隙泄露，或者在叶轮后盘上设置反叶片，减小轴间处的正压力从而减弱介质外泄的力量等，未能覆盖到整个风机，难以满足运行和安全需要。2）现有技术中的一种风机中，将风机至于可以承受较大压力的密封罐内，风机进风口与密封罐内空气相通，将风机密封不严进入的空气由系统外泄露改为系统内泄露，完全杜绝系统漏气。但这种方式并不适用于余热锅炉出口富含的飞灰颗粒、酸性气体等污染物的循环烟气，烟气流通尺寸不宜从原本的风机进气口扩大至整个密封罐，否则可能会对罐内设备造成损坏。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种用于烟气再循环的全密封风机及密封监测方法，可实现烟气再循环工序中的风机全密封，且可实现对风机内的压力进行实时监测，确保风机零泄漏运行。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种用于烟气再循环的全密封风机，包括：风机，所述风机的机壳和轴承均设置于一密封罩内；所述风机进风口连通一烟气进口管道，所述风机出风口连通一烟气出口管道；所述烟气进口管道、烟气出口管道均延伸出所述密封罩；所述密封罩上设有防爆口；密封气体进气管道，用于充入密封气体至所述密封罩内，所述密封气体进气管道设置于所述密封罩外并连通所述密封罩。
5.优选地，密封气体进气管道的数量为多个，所有所述密封气体进气管道的输入端
均连通同一密封气体总管道的输出端。
6.优选地，所述密封气体总管道上设置减压阀。
7.优选地，所述密封罩内设置压力检测仪。
8.优选地，所述密封气体总管道上设置气体加热器。
9.优选地，所述密封气体总管道内通入高压气体。
10.一种用于烟气再循环的全密封风机的密封监测方法，基于所述的用于烟气再循环的全密封风机，包括以下步骤：s1、所述压力检测仪实时监测密封罩内的气压p，并将压力值实时传输至控制单元，所述控制单元判断气压p值是否在设定范围内；若否，则执行s2；否则，控制单元输出正常信号至显示屏； s2、控制单元分别判断气压p值和设定范围中的上限值、气压p值和设定范围中的下限值之间的大小，若气压p值高于上限值，则执行s3，若气压p值低于下限值，则执行s4；s3、控制单元判断气压p值和爆炸点之间的关系，若气压p值大于或者等于爆炸点，则防爆口开启；否则，防爆口保持关闭、控制单元调节减压阀，以降低密封罩内的气压；s4、控制单元判断气压p值和泄露点之间的关系，若气压p值小于或者等于泄露点，则控制点开启报警装置；否则，报警装置不动作、控制单元调节减压阀，以增大密封罩内的气压。
11.优选地，所述风机的额定风压值为p0，设定范围中的上限值为1.3p0，设定范围中的下限值为1.2p0。
12.优选地，所述泄露点为p0。
13.优选地，在s1之前，还包括：控制单元启动气体加热器，之后压缩气体充入密封气体总管道内，气体加热器将压缩气体加热至烟气酸露点。
14.与现有技术相比，本发明的优点为：（1）密封罩沿水平方向从风机进风口一直延伸至轴承处、沿高度方向从机壳底部一直延伸至风机出风口，因此密封罩覆盖到风机的所有可能泄露点。同时通过密封气体进气管道引入高压气体，使得密封罩内压力高于风机机壳内压力，迫使泄露至密封罩内的烟气往回流，从而确保没有烟气外泄至密封罩，从而实现风机内烟气的零泄漏。
15.（2）风机进风口与烟气进口管道连通，烟气进口管道延伸出密封罩，因此风机进风口与密封罩内的空气不相通，以避免烟气流通至整个密封罩，不影响风机现有技术的运行方式，适用于垃圾焚烧领域。
16.（3）通过减压阀、压力检测仪和防爆口连锁形成pid调节，高压气体自动调节，使得密封罩内压力略高于风机内压力，确保风机内介质烟气逸出至密封罩，由此达到密封效果。由此，实现了对密封效果的实时监测，从而防范泄露风险，提高密封监测的自动化程度。
附图说明
17.图1为本发明一实施例的用于烟气再循环的全密封风机的侧视图；图2为图1中用于烟气再循环的全密封风机中，密封气体和烟气的流通示意；图3为用于烟气再循环的全密封风机的密封监测方法的流程图。
18.其中， 1
‑
叶轮，2
‑
机壳，3
‑
轴承，4
‑
联轴器，5
‑
电机，6
‑
底座，7
‑
密封罩，8
‑
烟气进口
管道，9
‑
烟气出口管道， 10
‑
密封气体进气管道，11
‑
防爆口，12
‑
软连接，13
‑
减压阀，14
‑
气体加热器，15
‑
密封气体总管道。
具体实施方式
19.下面将结合示意图对本发明进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。
20.如图1~2所示，一种用于烟气再循环的全密封风机，包括：风机、密封罩7和密封气体进气管道10。
21.风机包括机壳2、叶轮1、轴承3，联轴器4、底座6、电机5，其装配结构及相互之间的连接方式均系现有技术，在此不作叙述。
22.密封罩7，将风机的机壳2和轴承3均置于其内部；风机进风口连通一烟气进口管道8，风机出风口通过一软连接12连通一烟气出口管道9；烟气进口管道8、烟气出口管道9均延伸出密封罩7；密封罩7上设有防爆口11，当出现密封罩7内压力过大时，可以辅助排压；密封罩7内设置压力检测仪（气体检测仪），用于指示密封罩7内气压。由上可知：烟气进口管道8、烟气出口管道9和密封罩7之间不连通。密封罩7将机壳自身、机壳2与烟气进口管道8之间、机壳2与烟气出口管道9之间、机壳2与轴承3之间、机壳2与法兰之间存在间隙的部位都罩住。
23.密封气体进气管道10，用于充入密封气体至密封罩7内，密封气体进气管道10设置于密封罩7外并连通密封罩7。其中，密封气体（高压气体）采用压缩空气或者氮气。在本实施例以外的其他实施例中，该高压气体也可以为其他气体。
24.如图2所示，密封气体进气管道10的数量为2个，所有密封气体进气管道10的输入端均连通同一密封气体总管道15的输出端。密封气体总管道15的作用是稳定密封气体进气管道10输入端的风压。密封气体总管道15内通入高压气体；密封气体总管道15上设置减压阀13、气体加热器14。在本实施例以外的其他实施例中，密封气体进气管道10的数量、输入端的位置均不做限制。
25.若密封罩7内的气体压力过高，可能会增加密封罩7工艺难度；如果气体压力过低，无法保证风机内介质零泄漏。由此，减压阀13的作用是调节压缩空气的压力。
26.气体加热器14的作用如下：因为锅炉出口烟气为220℃且含酸性气体，若压缩空气为常温，在压迫逸出烟气往回走时，小量压风会途经间隙甚至进入风机，遇到烟气后使其温度降低，有一定的腐蚀风险，因此将压缩空气加热至高于烟气酸露点。当然，只可能有小量压风流向机壳2内侧，如果实际观察发现不会造成腐蚀风险，也可以取消电加热。
27.由此，压缩气体依次经过减压阀13、气体加热器14、密封气体总管道15来分别实现压力调节、气体加热和风压稳定，辅助实现密封结构安全运行。
28.基于上述全密封风机，本实施例还提出了一种用于烟气再循环的全密封风机的密封监测方法，如图3所示。
29.首先，控制单元启动气体加热器14，之后将压缩气体充入密封气体总管道15内，气体加热器14将压缩气体加热至烟气酸露点。之后进行步骤s1~ s4。
30.s1、实时获取密封罩7内的气压p。
31.压力检测仪实时监测密封罩7内的气压p，并将压力值实时传输至控制单元，控制单元判断气压p值是否在设定范围内。若否，则执行s2；否则，控制单元输出正常信号至显示屏。
[0032] s2、判断气压p值是否在设定范围内。
[0033]
在本实施例中，风机的额定风压值为p0，设定范围中的上限值为1.3p0，设定范围中的下限值为1.2p0，即设定范围为[1.2p0，1.3p0]。风机运转时，机壳2内压力不会超过p0，因此当p值为1.2倍~1.3倍的p0值时，密封罩7内压力略高于机壳2内压力，实现完全密封；当p值小于p0值时，难以确保密封罩7内压力是否高于机壳2内压力，存在泄露风险。在本实施例以外的其他实施例中，关于上述p值设定范围，可具体情况具体选定。
[0034]
具体的，控制单元分别判断气压p值和设定范围中的上限值、气压p值和设定范围中的下限值之间的大小，若气压p值高于上限值，执行s3；若气压p值低于下限值，执行s4。
[0035]
s3、判断气压p值是否到达爆炸点（即可能会导致密封罩7爆炸的压力值）。其中，爆炸点由密封罩7材质确定。
[0036]
控制单元判断气压p值和爆炸点之间的关系，若气压p值大于或者等于爆炸点，则防爆口11自动开启，待密封罩7内压力逐步恢复至小于设定范围的上限时，防爆口11接收控制单元的信号，防爆口11自动关闭。否则，防爆口11保持关闭、控制单元调节减压阀13，以降低密封罩7内的气压。由本领域人员可以知晓的是，防爆口11的结构、防爆口11与控制单元之间的控制方式均为现有技术。
[0037]
s4、判断气压p值是否达到泄露点（即压力过低可能导致未能实现全密封的压力值）。其中，泄露点为p0。
[0038]
控制单元判断气压p值和泄露点之间的关系，若气压p值小于或者等于泄露点p0，则控制点开启报警装置，应立即对整个系统完成排查，使得罩内压力尽快恢复至设定范围内。否则，报警装置不动作、控制单元调节减压阀13，以增大密封罩7内的气压。
[0039]
上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。