一种独立分仓式空气预热器传热元件加热和吹扫系统
阅读说明：本技术 一种独立分仓式空气预热器传热元件加热和吹扫系统 (Heating and purging system for heat transfer element of independent bin-divided type air preheater ) 是由 孙洪坤 陈岩 王玉平 朱立舒 陈云卿 于 2021-05-28 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种独立分仓式空气预热器传热元件加热和吹扫系统,其结构包括：外壳、烟气风道、扇形板调整螺栓、烟气与一次风间轴向弧形板、一次风风道、烟气与一次风间径向热端扇形板、一次风与二次风间轴向弧形板、一次风与二次风间径向热端扇形板、二次风风道、烟气与二次风间径向热端扇形板、烟气与二次风间轴向弧形板、吹灰器,本发明所带来的经济效益：如果避免了因为空气预热器长时间烟气出入口压差高造成的机组达不到预期负荷问题,按照每日影响上网电量万kwh,边际利润按元/兆瓦时计算,可避免影响利润约万元/日。如果有效避免一次机组停机,按照每日影响上网电量万kwh,边际利润按元/兆瓦时计算,可避免影响利润约万元/日。(The invention discloses an independent bin-divided type heating and purging system for a heat transfer element of an air preheater, which structurally comprises: the flue gas and secondary air axial arc-shaped plate comprises a shell, a flue gas air duct, a fan-shaped plate adjusting bolt, a flue gas and primary air axial arc-shaped plate, a primary air duct, a flue gas and primary air radial hot end fan-shaped plate, a primary air and secondary air axial arc-shaped plate, a primary air and secondary air radial hot end fan-shaped plate, a secondary air duct, a flue gas and secondary air radial hot end fan-shaped plate, a flue gas and secondary air axial arc-shaped plate and a soot blower, and the economic benefits brought by the invention are as follows: if the problem that the set cannot reach the expected load due to the fact that the pressure difference of the flue gas inlet and the flue gas outlet of the air preheater is high for a long time is avoided, the influence on the profit of about ten thousand yuan/day can be avoided according to the influence on the power supply of ten thousand kwh on the internet every day and the marginal profit is calculated according to yuan/megawatt hour. If one-time unit halt is effectively avoided, the net surfing electric quantity is influenced by ten thousand kwh every day, the marginal profit is calculated according to yuan/megawatt hour, and influence on profit of about ten thousand yuan/day can be avoided.)
技术领域
本发明涉及空气预热器与扫吹的领域，具体的是一种独立分仓式空气预热器传热元件加热和吹扫系统。
背景技术
回转式空气预热器工作时，转子在电机的带动下旋转，转子内的换热元件依次转过烟气风道、一次风道、二次风道后再转回烟气风道，转子的转速为0.96r/min。将烟气、一次风和二次风的出口挡板全部打开，烟气从上至下穿过并加热转子内的换热元件，一次风和二次风从下至上穿过并冷转子内的换热元件。转子中的换热原件周而复始的将烟气中的热量吸收后传递给一次风和二次风。被加热的一次风被送入制粉系统用于干燥和携带颗粒度足够小的煤粉进入炉膛，被加热的二次风直接进入炉膛为锅炉助燃。空气预热器一方面降低了锅炉出口烟气温度，另一方面为锅炉燃烧提供了高温空气，大大提高了锅炉的经济效益。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种独立分仓式空气预热器传热元件加热和吹扫系统主要解决的是回转式空气预热器虽然具有金属耗量小、运行稳定、维护量小等优点，但是火力发电厂运行周期较长，特别是我国北方供热机组，整个供热季基本都在运行，在经历了5～6个月运行后，回转式空气预热器都会发生烟气出入口压差高问题，也就是俗称的运行阻力加大。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种独立分仓式空气预热器传热元件加热和吹扫系统，其结构包括：外壳、烟气风道、扇形板调整螺栓、烟气与一次风间轴向弧形板、一次风风道、烟气与一次风间径向热端扇形板、一次风与二次风间轴向弧形板、一次风与二次风间径向热端扇形板、二次风风道、烟气与二次风间径向热端扇形板、烟气与二次风间轴向弧形板、吹灰器,所述外壳与烟气风道为一体，所述扇形板调整螺栓嵌入于烟气与一次风间轴向弧形板之中，所述一次风风道安装于烟气与一次风间轴向弧形板的侧边，所述烟气与一次风间径向热端扇形板与烟气与一次风间轴向弧形板相通，所述一次风与二次风间轴向弧形板安装于烟气与一次风间径向热端扇形板的前端，所述一次风与二次风间径向热端扇形板与烟气与一次风间径向热端扇形板进行间隙配合，所述二次风风道与一次风与二次风间径向热端扇形板相通，所述烟气与二次风间径向热端扇形板与烟气与一次风间径向热端扇形板形成对称状态，所述烟气与二次风间轴向弧形板与烟气与二次风间径向热端扇形板进行活动连接，所述吹灰器嵌入于外壳之中。
更进一步的，所述吹灰器内部设有烟气入口挡板、转子、烟气出口挡、一二次风出口挡板、冷端径向扇形、一二次风入口挡板，所述气入口挡板与转子相通，所述烟气出口挡安装于转子的下端，所述一二次风出口挡板与转子相通，所述冷端径向扇形与二次风出口挡板进行活动连接，所述一二次风入口挡板与冷端径向扇形相通。
更进一步的，所述一次风与二次风间径向热端扇形板所改进后设有小分仓与一次风之间热端扇形板、小分仓与一次风之间冷端扇形板、小分仓热端密封板、小分仓冷端密封板、小分仓热端与循环风机出口连接风道、循环风机入口、循环风机、循环风机出口、小分仓冷端与循环风机入口连接风道、磨料控制阀，所述小分仓与一次风之间热端扇形板与小分仓与一次风之间冷端扇形板为一体，所述小分仓热端密封板与小分仓与一次风之间冷端扇形板进行间隙配合，所述小分仓冷端密封板与小分仓热端密封板为一体，所述小分仓热端与循环风机出口连接风道安装于小分仓冷端密封板的外侧，所述循环风机入口嵌入于循环风机出口连接风道之中，所述循环风机与循环风机入口进行风力配合，所述循环风机出口与循环风机相通，所述小分仓冷端与循环风机入口连接风道与循环风机出口进行风力交汇，所述磨料控制阀嵌入于循环风机入口连接风道的侧边之中。
更进一步的，所述吹灰器所改进后设有小分仓热端循环风出口、磨料管、小分仓冷端循环风入口，所述小分仓热端循环风出口与磨料管相通，所述小分仓冷端循环风入口与磨料管进行活动连接。更进一步的，发生回转式空气预热器烟气出入口压差高问题的主要原因有烟气带灰堵塞换热元件和烟气中硫元素在换热元件上结露两方面。烟气中携带大量煤炭在炉膛后形成的飞灰，这些飞灰经过换热原件时会有一部分留在其中，会造成空气预热器堵灰；煤炭中的元素经过燃烧形成三氧化硫，锅炉的脱硝系统会向烟气中输入氨气，氨气、三氧化硫和水在合适的温度条件下发生化学反应会形成硫酸氢氨，硫酸氢氨的结露点是℃，液态的硫酸氢氨具有较强的吸附性和腐蚀性，换热元件被硫酸氢氨结露后会被腐蚀，并且加剧换热元件堵灰。
本设计针对以上两种导致回转式空气预热器烟气出入口压差高原因，在原设备(如图-1)基础上新增了一套独立分仓式空气预热器传热元件自加热和吹扫系统(如图-2)，新系统增加一个相对密闭的小分仓、一个循环风机以及循环风道。新分仓的位置在二次风道内靠近烟气侧，分仓的大小是15°。分仓的入口在空气预热器冷端，通过风道与循环风机的出口相连接；分仓的出口在空气预热器热端，通过风道与循环风机的入口相连接。独立分仓式空气预热器传热元件自加热和吹扫系统运行时，在小分仓内热端的空气在风机的作用下被吸出并送入冷端的小分仓，被热端换热元件加热后的空气在此过程中又加热冷端的换热元件。通过空气在热端加热、冷端放热的不断循环，提高冷端换热元件温度，确保空气预热器换热元件整体保持在高于硫酸氢氨的结露点温度下运行，有效的避免因硫酸氢氨结露造成的空气预热器堵塞。独立分仓式空气预热器传热元件自加热和吹扫系统还引入了磨料系统，就是在循环风道内加入磨料，在循环风的携带下对换热元件进行冲刷，每次磨料冲刷可控制在15分钟以内。磨料可以选取锅炉省煤器输灰管路内的细灰，磨料投入后最终会被烟气排走。
有益效果
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1.本发明所带来的经济效益：如果避免了因为空气预热器长时间烟气出入口压差高造成的机组达不到预期负荷问题，按照每日影响上网电量50万kwh，边际利润按140元/兆瓦时计算，可避免影响利润约7万元/日。如果有效避免一次机组停机，按照每日影响上网电量450万kwh，边际利润按140元/兆瓦时计算，可避免影响利润约63万元/日。
2.本发明所带来的社会效益：在我国北方，火力发电厂都是供热机组，不但为社会提供源源不断的电力，还在冬季为千家万户提供赖以度过寒冬的热源，能够及时解决空气预热器卡涩避免停机，就是避免了发生停供热事件，就是为冬季百姓的供暖工作提供了可靠保障。
附图说明
图1为本发明一种独立分仓式空气预热器传热元件加热和吹扫系统的结构示意图。
图2为本发明的改造前空气预热器结构示意图。
图3为本发明的改造后带独立分仓式空气预热器传热元件加热结构示意图。
图4为本发明的改造后吹扫系统的空气预热器结构示意图。
图中：外壳-1、烟气风道-2、扇形板调整螺栓-3、烟气与一次风间轴向弧形板-4、一次风风道-5、烟气与一次风间径向热端扇形板-6、一次风与二次风间轴向弧形板-7、一次风与二次风间径向热端扇形板-8、二次风风道-9、烟气与二次风间径向热端扇形板-10、烟气与二次风间轴向弧形板-11、吹灰器-12、烟气入口挡板-13、转子-14、烟气出口挡-15、一(二)次风出口挡板-16、冷端径向扇形-17、一(二)次风入口挡板-18；
小分仓与一次风之间热端扇形板-a1、小分仓与一次风之间冷端扇形板-a2、小分仓热端密封板-a3、小分仓冷端密封板-a4、小分仓热端与循环风机出口连接风道-a5、循环风机入口-a6、循环风机-a7、循环风机出口-a8、小分仓冷端与循环风机入口连接风道-a9、磨料控制阀-a10、小分仓热端循环风出口-b1、磨料管-b2、小分仓冷端循环风入口-b3。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
实施例
如图1-图4所示，本发明提供一种独立分仓式空气预热器传热元件加热和吹扫系统，其结构包括：外壳1、烟气风道2、扇形板调整螺栓3、烟气与一次风间轴向弧形板4、一次风风道5、烟气与一次风间径向热端扇形板6、一次风与二次风间轴向弧形板7、一次风与二次风间径向热端扇形板8、二次风风道9、烟气与二次风间径向热端扇形板10、烟气与二次风间轴向弧形板11、吹灰器12,所述外壳1与烟气风道2为一体，所述扇形板调整螺栓3嵌入于烟气与一次风间轴向弧形板4之中，所述一次风风道5安装于烟气与一次风间轴向弧形板4的侧边，所述烟气与一次风间径向热端扇形板6与烟气与一次风间轴向弧形板4相通，所述一次风与二次风间轴向弧形板7安装于烟气与一次风间径向热端扇形板6的前端，所述一次风与二次风间径向热端扇形板8与烟气与一次风间径向热端扇形板6进行间隙配合，所述二次风风道9与一次风与二次风间径向热端扇形板8相通，所述烟气与二次风间径向热端扇形板10与烟气与一次风间径向热端扇形板6形成对称状态，所述烟气与二次风间轴向弧形板11与烟气与二次风间径向热端扇形板10进行活动连接，所述吹灰器12嵌入于外壳1之中。
所述吹灰器12内部设有烟气入口挡板13、转子14、烟气出口挡15、一二次风出口挡板16、冷端径向扇形17、一二次风入口挡板18，所述气入口挡板13与转子14相通，所述烟气出口挡15安装于转子14的下端，所述一二次风出口挡板16与转子14相通，所述冷端径向扇形17与二次风出口挡板16进行活动连接，所述一二次风入口挡板18与冷端径向扇形17相通。
所述一次风与二次风间径向热端扇形板8所改进后设有小分仓与一次风之间热端扇形板a1、小分仓与一次风之间冷端扇形板a2、小分仓热端密封板a3、小分仓冷端密封板a4、小分仓热端与循环风机出口连接风道a5、循环风机入口a6、循环风机a7、循环风机出口a8、小分仓冷端与循环风机入口连接风道a9、磨料控制阀a10，所述小分仓与一次风之间热端扇形板a1与小分仓与一次风之间冷端扇形板a2为一体，所述小分仓热端密封板a3与小分仓与一次风之间冷端扇形板a2进行间隙配合，所述小分仓冷端密封板a4与小分仓热端密封板a3为一体，所述小分仓热端与循环风机出口连接风道a5安装于小分仓冷端密封板a4的外侧，所述循环风机入口a6嵌入于循环风机出口连接风道a5之中，所述循环风机a7与循环风机入口a6进行风力配合，所述循环风机出口a8与循环风机a7相通，所述小分仓冷端与循环风机入口连接风道a9与循环风机出口a8进行风力交汇，所述磨料控制阀a10嵌入于循环风机入口连接风道a9的侧边之中。
所述吹灰器12所改进后设有小分仓热端循环风出口b1、磨料管b2、小分仓冷端循环风入口b3，所述小分仓热端循环风出口b1与磨料管b2相通，所述小分仓冷端循环风入口b3与磨料管b2进行活动连接。
发生回转式空气预热器烟气出入口压差高问题的主要原因有烟气带灰堵塞换热元件和烟气中硫元素在换热元件上结露两方面。烟气中携带大量煤炭在炉膛后形成的飞灰，这些飞灰经过换热原件时会有一部分留在其中，会造成空气预热器堵灰；煤炭中的S元素经过燃烧形成三氧化硫，锅炉的脱硝系统会向烟气中输入氨气，氨气、三氧化硫和水在合适的温度条件下发生化学反应会形成硫酸氢氨，硫酸氢氨的结露点是124℃，液态的硫酸氢氨具有较强的吸附性和腐蚀性，换热元件被硫酸氢氨结露后会被腐蚀，并且加剧换热元件堵灰。
本设计针对以上两种导致回转式空气预热器烟气出入口压差高原因，在原设备(如图-1)基础上新增了一套独立分仓式空气预热器传热元件自加热和吹扫系统(如图-2)，新系统增加一个相对密闭的小分仓、一个循环风机以及循环风道。新分仓的位置在二次风道内靠近烟气侧，分仓的大小是15°。分仓的入口在空气预热器冷端，通过风道与循环风机的出口相连接；分仓的出口在空气预热器热端，通过风道与循环风机的入口相连接。独立分仓式空气预热器传热元件自加热和吹扫系统运行时，在小分仓内热端的空气在风机的作用下被吸出并送入冷端的小分仓，被热端换热元件加热后的空气在此过程中又加热冷端的换热元件。通过空气在热端加热、冷端放热的不断循环，提高冷端换热元件温度，确保空气预热器换热元件整体保持在高于硫酸氢氨的结露点温度下运行，有效的避免因硫酸氢氨结露造成的空气预热器堵塞。独立分仓式空气预热器传热元件自加热和吹扫系统还引入了磨料系统，就是在循环风道内加入磨料，在循环风的携带下对换热元件进行冲刷，每次磨料冲刷可控制在15分钟以内。磨料可以选取锅炉省煤器输灰管路内的细灰，磨料投入后最终会被烟气排走。
下面对本发明的工作原理做如下说明：独立分仓式空气预热器传热元件加热和吹扫系统工作时，被图1的转子14热端加热后的空气进入空气预热器热端的图1的烟气与二次风间径向热端扇形板10、图2的小分仓与一次风之间热端扇形板a1和图2的小分仓热端密封板a3形成的腔室时，在图2的循环风机a7的作用下，先后经过图2的小分仓热端循环风出口b1进入图2的小分仓热端与循环风机出口连接风道a5、图2的循环风机入口a6、图2的循环风机a7、图2的循环风机出口a8、图2的小分仓冷端与循环风机入口连接风道a9、图2的小分仓冷端循环风入口b3进入的空气预热器冷端的图1的冷端径向扇形板17(靠近烟气侧的扇形板)、图2的小分仓与一次风之间冷端扇形板a2与图2的小分仓冷端密封板a4围成的腔室后在进入图1的转子14冷端，这部分热空气在冲刷和加热图1的转子14冷端后，又进入了图1的转子14的热端，再次被图1的转子14的热端加热后重新进入到空气预热器热端的图1的烟气与二次风间径向热端扇形板10、图2的小分仓与一次风之间热端扇形板a1和图2的小分仓热端密封板a3形成的腔室内，重新开始下一个循环。硫酸氢氨的结露点是124℃，在独立分仓式空气预热器传热元件加热和吹扫系统的作用下，能够提高冷端换热元件温度，确保空气预热器换热元件整体保持在高于硫酸氢氨的结露点温度下运行，有效的避免因硫酸氢氨结露造成的空气预热器堵塞。同时，磨料系统可以通过打开图2的磨料控制阀a10，让锅炉省煤器灰斗的输灰管路内的炉灰经过图2的磨料管b2、图2的小分仓冷端与循环风机入口连接风道a3、图2的小分仓冷端循环风入口b3进入的空气预热器冷端的图1的冷端径向扇形板17(靠近烟气侧的扇形板)、图2的小分仓与一次风之间冷端扇形板a2与图2的小分仓冷端密封板a4围成的腔室后在进入图1的转子14冷端，对转子14进行冲刷，最后在图1的转子14旋转携带下进入图1的烟气风道2，被烟气带走。炉灰在此过程中也会对空气预热器转子进行冲刷和清理。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
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