CN114060845A - 带有吹洗功能、智能控制、中间加装吹灰器的防堵型空预器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种带有吹洗功能、智能控制、中间加装吹灰器的防堵型空预器，在空预器转子传热元件内部增加吹灰器，极大提高了空预器吹灰系统的吹洗效果；空预器吹灰器高温蒸汽入口管道加装超声波发生器，使吹灰器运行时带有吹堵功能，同时达到一定换热元件表面污物剥离，而且蒸汽吹灰同时带有清洗功能；精准监测空预器每个仓位内传热元件的堵塞情况；智能数字化的空预器监测和控制系统准确的控制到仓区的温度、压力及流场的分布情况并监测换热元件表面积灰及积灰趋势分析。本发明可以充分适应有SCR脱硝系统的煤粉锅炉，可以代替传统的回转式空预器，解决煤粉锅炉脱硝后传热元件频繁堵塞的问题。

Description

带有吹洗功能、智能控制、中间加装吹灰器的防堵型空预器

技术领域

本发明涉及锅炉技术领域，是锅炉降低排烟温度，提高给风温度，实现节能减排的重要设备。本发明可以充分适用于装有SCR脱硝系统的煤粉锅炉，可以代替传统的回转式空气预热器，解决煤粉锅炉脱硝后传热元件频繁堵塞的问题。

背景技术

随着国家对环保要求的不断提高，锅炉NOX(氮氧化物)排放指标越来越低，不管采用SCR，还是SNCR脱硝方式，均无法避免其后ABS(硫酸氢铵)产物的形成。ABS产物在一定温度下会凝结，低于220摄氏度以下会由气态凝结成液态，低于148摄氏度时会由液态凝固成固态，对后续设备的运行性能产生很多负面的影响。受其影响最严重的设备首先是其后的空气预热器，尤其是回转式空气预热器。它之所以受影响最大，是因为它是一个出入口端差很大的换热设备。它的烟温侧端差温度基本工作于400～120摄氏度范围之间。是锅炉降低排烟温度，提高给风温度，实现节能减排的重要设备。在这一温度区间，也正是脱硝产物ABS由气态凝结成固态泥状物的过程。大量固态凝结物以很高的粘结强度黏附在空气预热器的换热片上即传热元件上。黏附厚度不断增加，会阻塞换热片的通流截面，使烟道和风道阻力不断增加，影响锅炉的给风及排烟。轻者造成机组降负荷运行，重者被迫停运。

为了解决这一空预器(空气预热器的简称)堵塞的问题，目前常采用的三种途径有：

1.通过调整锅炉燃烧，优化燃烧性能，尽可能减少ABS产生。

2.通过增大回转式空气预热器传热元件内的流道截面，减小流道阻力，增强烟风的通过性。同时也为采用第三种途径，提供一定的有利条件。

3.采用机械清扫方法，使凝结黏附在传热元件内表面的ABS被清除掉。

但是，实践证明，以上三种途径效果都非常有限。一者，锅炉燃烧调整再进行优化，也无法从根本上杜绝ABS凝结物的产生；二者，增大了元件的流道，也就同时减少了传热元件的表面积，不利于换热，使风温降低，排烟温度升高，牺牲了设备一定的经济性；三者，回转空预器元件过厚，难以冲透，元件内部靠中间段的黏附的ABS粘性物无法采用蒸汽或者高压水在线清除掉。

基于以上原因，空预器传热元件的堵塞问题已经成为目前电站煤粉锅炉难以彻底解决的一项重要难题。而本发明也是为此提出。

发明内容

针对上述需求，本发明的目的在于采用带有吹洗功能、智能监测控制系统及转子内部加装吹灰器的防堵型回转式空气预热器，解决煤粉锅炉脱硝后传热元件频繁堵塞的问题。

本发明为达到上述目的所采用的技术方法是：

在保证原有回转式空预器(传统)原有传热效率不变的情况下，重新布置各仓格内传热元件的高度位置，使转子元件内部留出一层空间，加装吹灰器。

每个分隔仓内留出的空间加装一杆吹灰器。该吹灰器的数量与空预器仓格的数量相同。

每个仓格内的吹灰枪，其前端有可以变换喷吹方向的矢量喷头，该喷头可以提供使吹灰枪进行扇面摆动的动力，实现吹灰枪在扇形通流截面的全覆盖吹扫。该吹灰器布置位置介于ABS集中形成的阶段，可以用于对断面之间的堵塞物集中区进行重点吹洗。

空预器吹灰器高温蒸汽入口管道加装保密技术的超声波发生器，使吹灰器运行时不仅带有吹堵功能，同时利用超声波在介质中的空化作用，达到一定换热元件表面污物剥离，使得蒸汽吹灰带有清洗功能，最终结果换热原件表面不会积灰，ABS结晶体不能粘附在换热元件表面。

布置的吹灰器气(汽)源通过转子中心筒引入，再连接到分配集箱，各吹灰枪通过旋转接头与角阀联接到分配集箱。每个角阀的开启由空预器外置的执行器动作完成，执行器通过伸缩杆深入空预器内部触发对应的角阀，从而使角阀开启。通过空预器转子角速度与执行器动作时间的配合，可以对任意一个角阀进行开启，从而实现精准吹灰动作。

本发明为了实现吹灰器的精准吹灰，避免过吹和欠吹问题，在空预器气流通道上加装了阵列式流场传感器组，用以反馈空预器通过的气流流场的均布性，从而判断空预器元件的堵塞情况，根据堵塞情况，用程序对吹灰器进行控制，从而实现智能闭环精准吹扫。

本发明转子传热元件内布置吹灰器，提高了空预器吹灰器的吹灰效率，保证了吹灰器对传热元件的吹透性。由此便于直接将易堵塞段传热元件的堵塞物直接冲洗清除掉，有效解决了空预器传热元件堵塞的问题，为充分保障空预器在锅炉运行期间不发生堵塞停运提供了有利条件。在基本不改变空预器整体结构的情况下，实现空预器的防堵可靠性，为进一步提高空预器换热效能，降低排烟温度创造了条件。是一项投入小，收效超大新型空预器结构。本发明采用的智能型精准吹扫控制系统，有利于提高空预器防堵效能，也同时节省了吹灰介质。避免了过吹造成空预器元件“短命”的问题，也同时提高了对重点堵塞位置的吹灰效率。

本发明可以充分适用于有SCR脱硝系统的煤粉锅炉，可以代替传统的回转式空预器，解决煤粉锅炉脱硝后传热元件频繁堵塞的问题。该发明能从本质上解决空预器频繁堵塞问题，是防止ABS凝结堵塞非常理想的一种防治措施，可以大面积推广应用。

与现有技相比，本发明具有以下优势：

(1)本发明通过巧妙的结构，在空预器转子传热元件内部增加了可以摆动吹洗的吹灰器，极大提高了空预器吹灰系统的吹洗效果，有效解决空预器传热元件堵塞的问题，充分保障空预器在锅炉运行期间不发生堵塞停运。

(2)空预器吹灰器高温蒸汽入口管道加装保密技术的超声波发生器，使吹灰器运行时不仅带有吹堵功能，同时利用超声波在介质中的空化作用，达到一定换热元件表面污物剥离，使得蒸汽吹灰同时带有清洗功能，最终结果换热元件表面不会积灰，ABS结晶体不能粘附在换热元件表面。

(3)可以精准监测空预器每个仓位内传热元件的堵塞情况，运行期间实现空预器通流截面的定点吹洗功能。

(4)智能数字化的空预器监测(采用截面多点布置)和控制系统可以准确的控制到仓区的温度、压力及流场的分布情况并根据软件算法可以清楚的监测换热元件表面积灰及积灰趋势分析，并进行吹灰器喷吹的准确位置以及动作时长的精确控制。

综上所述，本发明可以充分适应有SCR脱硝系统的煤粉锅炉，可以代替传统的回转式空预器，解决煤粉锅炉脱硝后传热元件频繁堵塞的问题。

附图说明

图1是本发明实施例提供的防堵型回转式空气预热器结构示意图。

图2是本发明实施例提供的吹灰器供气管路及控制阀门执行器的位置示意图。

图3是本发明实施例提供的吹灰器在扇形仓格内做扇形摆动示意图。

图4是本发明实施例提供的摆动换向阀结构示意图。

图中：1、第一、吹灰器；2、第二吹灰器；3、第三吹灰器；4、冷风进口；5、旋转接头；6、烟气出口；7、截面流场传感器；8、第二级传热元件；9、ABS集中堵塞空间；10、第一级传热元件；11、烟气进口；12、空预器外壳；13、空预器转轴；14、热风出口；15、吹灰提升阀启闭执行器；16、吹灰提升阀；17、环形分配集箱；18、吹灰器气源管；19、空预器上轴承；20、吹灰枪管；21、导向轨道轮；22、扇形摆动轨迹；23、碰铁；24、阀芯；25、来气流口。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种防堵型回转式空气预热器，下面结合附图对本发明作详细的描述。

如图1所示，在传统回转式空预器转子冷热端传热元件之间留有一定空间，加装吹灰器(如图1所示第三吹灰器3)

如图1和图2所示，空预器外壳12通过空预器上轴承19安装有空预器转轴13，空预器上轴承19左侧安装有吹灰提升阀启闭执行器15；空预器上轴承19下端安装有吹灰提升阀16和环形分配集箱17，环形分配集箱17通过管道与旋转接头5连接，旋转接头5通过吹灰器气源管18分别与第一吹灰器1、第二吹灰器2和第三吹灰器3连接。

如图3所示，环形分配集箱17上安装有吹灰提升阀16，吹灰提升阀16与吹灰枪管20连接，吹灰枪管20端部安装有导向轨道轮21，导向轨道轮21轨迹为扇形摆动轨迹22。回转式空预器转子内部每个仓内配置的吹灰枪，可以在转子仓格内做近似仓格扇面摆动吹扫，实现仓格内通流截面近乎全覆盖吹扫。

如图4所示，第三吹灰器3端部安装有摆动换向阀，摆动换向阀内部设置有来气流口25，摆动换向阀内部设置有内部安装有碰铁23和阀芯24，碰铁23与阀芯24连接。每杆吹灰枪在仓内的摆动是依靠枪杆端部可调式喷嘴喷出介质产生的反作用力提供摆动的动力。依靠两侧限位触动换向阀交替开启动力喷嘴，实现吹灰枪往复摆动。

本发明的工作原理为：在保证原有回转式空预器(传统)原有传热效率不变的情况下，重新布置各仓格内传热元件的高度位置，使转子元件内部留出一层空间，加装吹灰器。每个分隔仓内留出的空间加装一杆吹灰器。该吹灰器的数量与空预器仓格的数量相同。每个仓格内的吹灰枪，其前端有可以变换喷吹方向的矢量喷头，该喷头可以提供使吹灰枪进行扇面摆动的动力，实现吹灰枪在扇形通流截面的全覆盖吹扫。该吹灰器布置位置介于ABS集中形成的阶段，可以用于对断面之间的堵塞物集中区进行重点吹洗。

空预器吹灰器高温蒸汽入口管道加装保密技术的超声波发生器，使吹灰器运行时不仅带有吹堵功能，同时利用超声波在介质中的空化作用，达到一定换热元件表面污物剥离，使得蒸汽吹灰带有清洗功能，最终结果换热原件表面不会积灰，ABS结晶体不能粘附在换热元件表面。

上述布置的吹灰器气(汽)源通过转子中心筒引入，再连接到分配集箱，各吹灰枪通过旋转接头与角阀联接到分配集箱。每个角阀的开启由空预器外置的执行器动作完成，执行器通过伸缩杆深入空预器内部触发对应的角阀，从而使角阀开启。通过空预器转子角速度与执行器动作时间的配合，可以对任意一个角阀进行开启，从而实现精准吹灰动作。为了实现吹灰器的精准吹灰，避免过吹和欠吹问题，在空预器气流通道上加装了阵列式流场传感器组，用以反馈空预器通过的气流流场的均布性，从而判断空预器元件的堵塞情况，根据堵塞情况，用程序对吹灰器进行控制，从而实现智能闭环精准吹扫。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.带有吹洗功能、智能控制、中间加装吹灰器的防堵型空预器，其特征在于：所述带有吹洗功能、智能监测控制系统及转子内部加装吹灰器的防堵型回转式空气预热器在回转式空预器转子冷热端传热元件之间加装吹灰器；

转子内部加装吹灰器的数量与回转式空预器分仓的数量相同，每个仓均配置一杆吹灰枪；吹灰器介质管路从转子中心筒内通过旋转接头将吹灰介质接入环形分配箱，每杆吹灰枪通过旋转接头及角阀与分配箱连接；

空预器转子介质烟气出口端加装阵列型流场传感器组；在吹灰器管道入口加装有超声波发生器。

2.根据权利要求1所述的带有吹洗功能、智能监测控制系统及转子内部加装吹灰器的防堵型回转式空气预热器，其特征在于：回转式空预器转子内部每个仓内配置的吹灰枪，在转子仓格内做近似仓格扇面摆动吹扫。

3.根据权利要求2所述的带有吹洗功能、智能监测控制系统及转子内部加装吹灰器的防堵型回转式空气预热器，其特征在于：每杆吹灰枪在仓内的摆动是依靠枪杆端部可调式喷嘴喷出介质产生的反作用力提供摆动的动力；依靠两侧限位触动换向阀交替开启动力喷嘴，实现吹灰枪往复摆动。

4.根据权利要求2所述的带有吹洗功能、智能监测控制系统及转子内部加装吹灰器的防堵型回转式空气预热器，其特征在于：吹灰枪的开启依靠空预器外的执行器动作，执行器动作后，伸缩杆伸入空预器内部，触动对应的吹灰枪的角阀，使角阀打开，根据空预器转子角速度，将每个角阀对应的位置编入控制系统程序，实现对每杆吹灰枪的精准对位控制，自由选择要开启的吹灰枪。

5.根据权利要求1所述的带有吹洗功能、智能监测控制系统及转子内部加装吹灰器的防堵型回转式空气预热器，其特征在于：空预器吹灰器高温蒸汽入口管道加装超声波发生器，使得蒸汽吹灰带有清洗功能。

6.一种回转式空气预热器，其特征在于：所述回转式空气预热器安装有权利要求1～5任意一项所述的带有吹洗功能、智能监测控制系统及转子内部加装吹灰器的防堵型回转式空气预热器。

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