一种回转式空预器分环升温治堵方法及系统与流程

本发明涉及一种回转式空预器分环升温治堵方法及系统，属于燃煤电站回转式空预器。

背景技术：

1、回转式空预器是一种用于大型燃煤电站锅炉的热交换设备，它利用锅炉烟气的热量来加热燃烧所需的空气，以此来提高锅炉效率。回转式空预器大多为三分仓，包括两个空气分仓(含一次风分仓、二次风分仓各一个)和一个烟气分仓；有少数为两分仓，包括一个空气分仓和一个烟气分仓；有少数为四分仓，包括三个空气分仓(含一个一次风分仓和两个二次风分仓)和一个烟气分仓。回转式空预器属于旋转设备，包括转子和静子，转子由大量蓄热元件组成，转速约为1圈/min；转子的上端为热端、下端为冷端，烟气自上而下与空气逆流换热。

2、回转式空预器关注的焦点问题主要包括堵灰、漏风率偏高、传热效率低、低温腐蚀严重等，这些问题长期影响着设备的安全和经济运行，尤其空预器堵灰问题最为突出。近年来，随着脱硝装置nox排放要求趋严，空预器运行环境发生改变，空预器堵灰治理更加困难和复杂。

3、目前燃煤电站增设的烟气脱硝设施主要以选择性催化还原(scr)技术为主。采用scr脱硝工艺后，烟气中的部分so2将被脱硝催化剂氧化成so3，增加了烟气中so3的体积浓度，加之存在不可避免的氨逃逸现象，导致硫酸氢铵(nh4hso4)等副产物的大量生成，且提高了烟气酸露点温度，导致低温腐蚀加剧，空预器堵灰问题随之加剧。

4、上述副产物硫酸氢铵(nh4hso4)在温度为146～207℃范围内，呈熔融状，会牢固粘附在空预器蓄热元件表面，使蓄热元件发生腐蚀和积灰，最终可能引发堵灰，给机组的安全运行造成极大隐患。国内已有部分电站因无法解决或缓解此问题而导致机组限负荷，甚至被迫停机。

5、当排烟温度低于酸露点时，硫酸蒸汽将凝结，硫酸液滴附着在冷端蓄热元件上，腐蚀蓄热元件。烟气的酸露点随着so3浓度的升高而提高，一般达130～160℃。由于脱硝装置增加了so2向so3的转化率，即提高了烟气中so3的浓度，因此目前不少电站的酸露点普遍高于排烟温度，导致低温腐蚀(酸露点腐蚀)加剧，尤其锅炉低负荷运行时更甚。

6、为了缓解空预器堵塞问题，目前不少燃煤机组空预器配备了热风再循环系统，常见的方式有两种：一种是把热空气引到送风机或一次风机入口与冷风掺混，另一种是分隔一个独立的小角度热风再循环分仓(该分仓角度不大于15度，热风独立流过蓄热元件，不与冷风掺混)。然而，不管采用哪种方式，都只能小幅度提升整个烟气侧的排烟温度，受限于各种运行参数限制，烟温提升幅度一般不超过25℃，对缓解硫酸导致的低温腐蚀和堵塞问题有效，对硫酸氢铵导致的空预器堵塞问题治理效果不明显，甚至会导致硫酸氢铵沉积带上移，不利于空预器堵塞问题解决(参见《锅炉技术》，2018年11月第49卷第6期《设置循环风对回转式空气预热器性能和堵灰的影响分析》)。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中回转式空预器存在的蓄热元件堵灰难题，本发明提供一种回转式空预器分环升温治堵方法及系统。

2、为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

3、一种回转式空预器分环升温治堵方法，回转式空预器包括烟气分仓和至少一个空气分仓，空预器转子冷端端面被环形隔板分成n个同心环，n≥2，通过向至少一个空气分仓冷端对应的各同心环轮巡通入热风、形成热风帘，增大对应同心环内冷风进入的阻力，对应同心环内的蓄热元件壁温上升，实现防堵；周向上，热风通入的区域覆盖空预器转子冷端端面空气分仓90-165度圆心角。

4、申请人经研究发现，采用上述技术方案，通入热风、形成热风帘，在减少冷风进入量的同时，还通入了热风，提升了对应环流通空气的温度，对应该同心环内的蓄热元件壁温上升明显，且因通入热风覆盖的空气分仓角度足够大，空预器转子每旋转一周，有足够长的时间加热蓄热元件，能够在不影响机组正常运行的前提下，定期利用较小的热量(通过循环热风携带)分时轮巡大幅提升局部蓄热元件的温度，也即对应局部排烟温度大幅提升，提温幅度可达50℃以上，从而不仅能气化导致堵灰的硫酸，而且能气化导致的堵灰的硫酸氢铵，更加彻底地解决空预器蓄热元件堵灰难题。

5、上述对应同心环内的蓄热元件壁温上升，粘附在其上的凝结或结晶物质逐步气化，随着热介质排出换热器转子，从而有效解决回转式换热器的堵塞和腐蚀问题。

6、本技术无需装设分环冷风门，即可达到控制各同心环内冷风通入量、及温度等效果，节约了成本，节省安装空间，也避免分环冷风门可能存在的机械故障。

7、为了进一步提升空预器分环升温幅度，热风的流动方向与对应同心环内冷风的流动方向的夹角不小于90℃，向下的热风对向上的冷风形成封堵，这样可进一步加大冷风进入的阻力，尽量减少掺入的冷风量，减小对应环流通的总空气量，同时提升对应环流通空气的温度。

8、将空预器转子冷端端面通入热风的区域定义为热风区，为了提升空预器分环升温幅度，各同心环热风区的下方均设有对应的弧形送风通道，热风通入对应的弧形送风通道内、形成热风帘。

9、弧形送风通道的出口端横截面呈与热风区对应同心环匹配的弧形，也即弧形送风通道的上端面(出口端)为包括两条弧形边的扇形口结构，弧形送风通道的两条弧形边与其对应热风区同心环两侧环形隔板的弧度相等、上下相对。弧形送风通道的出口端也即与热风区同心环正对的一端。

10、上述“扇形”，包括弯曲方向相同的两条弧和将两条弧两端连接的两条径向边所围成的图形。

11、常规思维，需要在弧形送风通道上安装分环冷风门，才能控制对应区域冷风的通入量，而本技术则打破常规思维，不设置分环冷风门，而是通过热风帘来控制应区域冷风的通入量，以提升热元件壁温、达到防堵的效果，简化了安装结构、简化了控制，效果更佳显著，成本低廉。

12、为了进一步提升空预器分环升温幅度，各弧形送风通道内均设有周向均流装置，热风向通入周向均流装置，然后以与对应同心环内冷风流动方向夹角不小于90℃的方向流出周向均流装置、在弧形送风通道内形成热风帘。周向均流装置使得循环热风在弧形送风通道内尽量均布，热风在冷端扇形环区域内与冷风混合后流经蓄热元件。

13、作为本技术其中一种具体的实现方案，周向均流装置包括上壳体和下壳体，上壳体和下壳体均为顶部封端、底部开口的腔体结构，下壳体的顶部从上壳体的底部伸入上壳体内，且上壳体的侧壁与下壳体的侧壁之间留有间隔，热风通入上壳体内、从上壳体与下壳体的间隔溢出、形成热风帘；上壳体通过连接件连接在空预器静子上，下壳体通过连接件连接在上壳体上和/或下壳体通过连接件连接在空预器静子上。本技术对连接件的形式不限，可以杆状、片状等，同时包括连接必须的螺栓、螺母等。

14、空预器是转动设备，包括转子和静子，其中，静子是个宽泛的概念，非转动部件都算静子。

15、上壳体和下壳体的横截面均为与同心环匹配的弧形，上壳体和下壳体沿热风区的周向设置，且上壳体和下壳体周向上与所在同心环的弧形边是相互平行的；上壳体沿周向的两侧侧壁均竖直设置，下壳体沿周向的两侧侧壁呈从上到下开口逐渐增大的喇叭形。

16、进一步优选，下壳体沿周向的两侧侧壁与竖直方向的夹角为0～80°。

17、为了提高稳定性性，还包括连接柱，连接柱顶部与上壳体内顶部连接、底部与下壳体外顶部连接。连接柱可沿周向设置多根，也即将上壳体和下壳体通过沿周向设置的连接柱连接起来，以提高稳定性，连接柱的数量可根据现场工况确定，以能确保热风输送稳定性为准。

18、上述热风优选源于回转式空预器自身的热风或热气。

19、上述热风也可是高温烟气。高温烟气优选源自回转式空预器上有的脱硝装置入口前的烟道，烟温不低于300℃。

20、对于三分仓或四分仓空预器，还包括循环热风管，优选，上述热风为热一次风，弧形送风通道设在二次风分仓冷端下方，循环热风管一端连接热一次风出口风道、另一端分支为n个循环分支管，循环分支管与弧形送风通道的数量相等、且一一对应，循环分支管通入对应的弧形送风通道中，每个循环分支管上至少设有一套循环热风门，利用热一次风与冷二次风的差压实现自流，通过循环热风门的轮巡调节实现每环轮巡热风再循环。

21、对于两分仓空预器，还包括循环热风管，优选，上述热风为空气分仓出口热风，弧形送风通道设在空气分仓冷端下部，循环热风管一端连接空气分仓出口风道、另一端分支为n个循环分支管，循环分支管与弧形送风通道的数量相等、且一一对应，循环分支管通入对应的弧形送风通道中，每个循环分支管上至少设有一套循环热风门，循环热风管上设置热风再循环风机，利用热风再循环风机的抽吸作用、通过循环热风门的轮巡调节实现每环轮巡热风再循环。

22、上述循环热风门、再循环风机是安装在空预器外侧的。

23、一种回转式空预器分环升温治堵系统，回转式空预器包括烟气分仓和至少一个空气分仓，空预器转子冷端端面被环形隔板分成n个同心环，n≥2，空预器转子冷端端面设有热风区，热风区为扇形状，热风区至少覆盖一个完整空气分仓对应的角度，热风区的圆心角为90-165度；热风区的各同心环下方均设有对应的弧形送风通道。

24、为了提高均匀性及防堵效果，各弧形送风通道内均设有周向均流装置。

25、作为本技术其中一种具体的实现方案，周向均流装置包括上壳体和下壳体，上壳体和下壳体均为顶部封端、底部开口的腔体结构，下壳体的顶部从上壳体的底部伸入上壳体内，且上壳体的侧壁与下壳体的侧壁之间留有间隔，热风通入上壳体内、从上壳体与下壳体的间隔溢出、形成热风帘；上壳体通过连接件连接在空预器静子上，下壳体通过连接件连接在上壳体上和/或下壳体通过连接件连接在空预器静子上。

26、上壳体和下壳体的横截面均为与同心环匹配的弧形，也即上壳体和下壳体沿热风区的周向设置，且上壳体和下壳体周向上与所在同心环的弧形边是相互平行的。

27、为了提升防堵效果，上壳体沿周向的两侧壁(上壳体的周向侧壁，上壳体包括两个周向侧壁、设在周向侧壁两端的端侧壁及定侧壁，也即上壳体为开口向下的盒体结构)均竖直设置，下壳体沿周向的两侧壁(上壳体的周向侧壁，上壳体包括两个周向侧壁、设在周向侧壁两端的端侧壁及定侧壁，也即上壳体为开口向下的盒体结构)呈从上到下开口逐渐增大的喇叭形。

28、进一步优选，下壳体沿周向的两侧壁与竖直方向的夹角为0～80°。

29、为了提高稳定性性，还包括连接柱，连接柱顶部与上壳体内顶部连接、底部与下壳体外顶部连接。连接柱可沿周向设置多根，也即将上壳体和下壳体通过沿周向设置的连接柱连接起来，以提高稳定性，连接柱的数量可根据现场工况确定，以能确保热风输送稳定性为准。

30、对于三分仓或四分仓空预器，还包括循环热风管，优选，上述热风为热一次风，弧形送风通道设在二次风分仓冷端下方，循环热风管一端连接热一次风出口风道、另一端分支为n个循环分支管，循环分支管与弧形送风通道的数量相等、且一一对应，循环分支管通入对应的弧形送风通道中，每个循环分支管上至少设有一套循环热风门，利用热一次风与冷二次风的差压实现自流，通过循环热风门的轮巡调节实现每环轮巡热风再循环。

31、对于两分仓空预器，还包括循环热风管，优选，上述热风为空气分仓出口热风，弧形送风通道设在空气分仓冷端下部，循环热风管一端连接空气分仓出口风道、另一端分支为n个循环分支管，循环分支管与弧形送风通道的数量相等、且一一对应，循环分支管通入对应的弧形送风通道中，每个循环分支管上至少设有一套循环热风门，循环热风管上设置热风再循环风机，利用热风再循环风机的抽吸作用、通过循环热风门的轮巡调节实现每环轮巡热风再循环。

32、本发明未提及的技术均参照现有技术。

33、本发明回转式空预器分环升温治堵方法和系统，通过向至少一个空气分仓冷端对应的各同心环轮巡通入热风、形成热风帘，增大对应同心环内冷风进入的阻力，对应同心环内的蓄热元件壁温上升，实现防堵，且因通入热风覆盖的空气分仓角度足够大，空预器转子每旋转一周，有足够长的时间加热蓄热元件，能够在不影响机组正常运行的前提下，定期利用较小的热量分时轮巡大幅提升局部蓄热元件的温度，也即对应局部排烟温度大幅提升，提温幅度可达50℃以上，从而不仅能气化导致堵灰的硫酸，而且能气化导致的堵灰的硫酸氢铵，更加彻底地解决空预器蓄热元件堵灰难题；不需要装设分环冷风门，即可达到控制各同心环内冷风通入量、及温度等效果，节约了成本，节省安装空间，也避免分环冷风门可能存在的机械故障。