阅读说明：本技术 一种复合型回转式空气预热器防堵塞自动控制系统 (A kind of compound rotary regenerative air preheater anti-clogging automatic control system ) 是由 吴天顺 白涛 董珍柱 于 2019-09-20 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种复合型回转式空气预热器防堵塞自动控制系统,包括回转式空气预热器、驱动电机、变速器、压力变送器、控制器以及DCS系统；所述压力变送器包括若干分别设置于所述回转式空气预热器的空气侧的进、出口处和烟气侧的进、出口处的压差传感器；所述控制器分别与所述压差传感器、所述变速器以及所述DCS系统电信号连接；所述驱动电机用于驱动所述回转式空气预热器的转轴转动；所述变速器用于调节所述驱动电机的转速；控制器接收来自压差传感器的信号,通过变速器控制驱动电机的转动,调节回转式空气预热器的转轴的转速。(The present invention relates to a kind of compound rotary regenerative air preheater anti-clogging automatic control systems, including rotary regenerative air preheater, driving motor, speed changer, pressure transmitter, controller and DCS system；The pressure transmitter includes the differential pressure pickup at the import and export of several air sides for being respectively arranged at the rotary regenerative air preheater and at the import and export of fume side；The controller is connect with the differential pressure pickup, the speed changer and the DCS system electric signal respectively；The driving motor is for driving the shaft of the rotary regenerative air preheater to rotate；The speed changer is used to adjust the revolving speed of the driving motor；Controller receives the signal from differential pressure pickup and adjusts the revolving speed of the shaft of rotary regenerative air preheater by the rotation of transmission control driving motor.)

一种复合型回转式空气预热器防堵塞自动控制系统

技术领域

本发明涉及换热器设备清除积灰的技术领域，特别地，涉及一种解决空气预热器积垢清除的方法以及自动控制系统。

背景技术

目前，回转式空气预热器作为助燃空气加热设备在火力发电机组上广泛应用。由于我国火电机组，燃用煤质稳定性较差且负荷频繁波动，易发生蓄热板腐蚀或堵塞的问题。原因主要有三种，一种是燃煤煤质中硫分较高，将造成烟气中SO₃含量升高，当烟气到达空气预热器冷端时，烟温低于烟气酸露点温度，部分酸冷凝造成蓄热板腐蚀；第二种是燃煤煤质中灰分较高，将造成烟气中灰浓度升高，到达空气预热器内容易形成松散积灰；第三种是由于目前环保要求严格，大部分电厂采用SCR脱硝技术，该技术主要采用烟气内喷氨水来降低烟气中氮氧化物含量，脱硝系统长期运行后，催化剂板易磨损以及积灰，将迫使系统过量喷氨，造成系统中氨逃逸量增加，过量氨与烟气中的SO₃会生成硫酸氢氨，空气预热器冷端温度低于硫酸氢氨冷凝温度（硫酸氢氨的露点温度为147℃），硫酸氢氨冷凝为粘性液态并与灰混合冷却板结，造成空气预热器堵塞。

目前，常规解决空气预热器堵塞的方法主要有高压水冲洗、高压蒸汽冲洗、空气预热器增加隔仓以提高冷端空气温度，都起到了一定效果，但是，高压水冲洗压力过高将使蓄热板变形，且冲洗水中混有部分飞灰，作为工业废水处理困难；高压蒸汽冲洗效果明显，但需损失部分高品质蒸汽，造成机组热耗增加；空气预热器增加隔仓技术作为新兴技术正处于推广期，但改造成本高，仍是该技术面临的主要问题。

发明内容

为了克服上述问题，本发明提供一种复合型回转式空气预热器防堵塞自动控制系统，以解决空气预热器结垢清洗过程中的环保和经济问题。

本发明的技术方案如下：

一种复合型回转式空气预热器防堵塞自动控制系统，包括回转式空气预热器、驱动电机、变速器、压力变送器、控制器以及DCS系统；所述压力变送器包括若干分别设置于所述回转式空气预热器的空气侧的进、出口处和烟气侧的进、出口处的压差传感器；所述控制器分别与所述压差传感器、所述变速器以及所述DCS系统电信号连接；所述驱动电机用于驱动所述回转式空气预热器的转轴转动；所述变速器用于调节所述驱动电机的转速；控制器接收来自压差传感器的信号，通过变速器控制驱动电机的转动，调节回转式空气预热器的转轴的转速。

进一步的，还包括温度变送器；所述温度变送器包括若干分别设置于所述回转式空气预热器的空气侧的进、出口处和烟气侧的进、出口处的温差传感器；所述控制器与所述温差传感器电信号连接；控制器接收来自温差传感器的信号，通过变速器控制驱动电机的转动，调节回转式空气预热器的转轴的转速。

进一步的，所述温差传感器与所述压差传感器交叉布置；所述温差传感器与所述压差传感器在水平面上的投影呈X字形。

进一步的，还包括电流变送器；所述电流变送器包括设置于所述变速器上的电流传感器；所述控制器与所述电流传感器电信号连接；控制器接收来自电流传感器的信号，通过变速器控制驱动电机的转动，调节回转式空气预热器的转轴的转速。

进一步的，还包括转速变送器；所述转速变送器包括设置于所述转轴上的转速传感器；所述控制器与所述转速传感器电信号连接；控制器接收来自转速传感器的信号，通过变速器控制驱动电机的转动，调节回转式空气预热器的转轴的转速。

进一步的，所述变速器可采用变频调速、永磁调速、液耦调速、变极调速、串电阻调速或者齿轮调速的方式进行变速。

本发明具有如下有益效果：

1、本发明清除积垢时，无需冲洗介质，仅依靠改变空气预热器的温度来清除空气预热器内积垢，可实现对回转式空气预热器积垢的自动清除，避免回转式空气预热器因积垢而发生降负荷运行。

2、本发明可根据实际数据，确定空气预热器内部的积垢情况，确定空气预热器转速的控制策略以及空气预热器转速与负荷的匹配度，确保清除效果。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为回转式空气预热器内温差传感器和压差传感器的布置情况示意图。

图3为本发明的自动控制系统的流程图。

图4为本发明的整体结构示意图。

图5为本发明的控制电路部分连接图。

图中附图标记表示为：

1、回转式空气预热器；11、转轴；12、蓄热板；2、驱动电机；3、变速器；4、温度变送器；41、温差传感器；5、压力变送器；51、压差传感器；6、电流变送器；61、电流传感器；7、转速变送器；71、转速传感器；8、控制器；9、DCS系统。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例来对本发明进行详细的说明。

特别的，图1中的A表示空气流动的方向，B表示烟气流动的方向。

参见图1-5，一种复合型回转式空气预热器防堵塞自动控制系统，包括回转式空气预热器1、驱动电机2、变速器3、压力变送器5、控制器8以及DCS系统9；所述压力变送器5包括若干分别设置于所述回转式空气预热器1的空气侧的进、出口处和烟气侧的进、出口处的压差传感器51；所述控制器8分别与所述压差传感器51、所述变速器3以及所述DCS系统9电信号连接；所述驱动电机2用于驱动所述回转式空气预热器1的转轴11转动；所述变速器3用于调节所述驱动电机2的转速；控制器8接收来自压差传感器51的信号，通过变速器3控制驱动电机2的转动，调节回转式空气预热器1的转轴11的转速。

回转式空气预热器的工作原理如下：

可转动的圆筒形转子中装于回转式空气预热器1的受热面上，而转子同时也被分割若干个扇形仓格，并在每个仓内均设置有蓄热板12，而圆形外壳顶部与底部上下则被平分成烟气流通区域、密封区空气流通区主要三个部分。烟气流通区与烟气侧相互连接，而空气流通区与空气侧进行连接，而受热面的转子以1~3r/min转速旋转，此时就会让受热面转到烟气流通区，烟气也会从上到下流过受热面，受热面与烟气热量进行吸收，导致被加热，一旦到达空气流通区域时，受热面就会将吸收来的热量从下到上进行热量传输，而转子每转动一周就会完成一个热交换，而烟气容积比空气大，所以烟气通道占到总面积的40~50%，而空气通道仅占30~40%，剩下部分为密封区。

DCS（Distributed Control System）是分布式控制系统的缩写，在国内自控行业又称之为集散控制系统，是相对于集中式控制系统而言的一种新型计算机系统。DCS系统9与控制器8电信号连接。控制器8传输信号至DCS系统9，工作人员通过DCS系统9下达指令给控制器8，实现该复合型回转式空气预热器防堵塞自动控制系统的运作。

进一步的，还包括温度变送器4；所述温度变送器4包括若干分别设置于所述回转式空气预热器1的空气侧的进、出口处和烟气侧的进、出口处的温差传感器41；所述控制器8与所述温差传感器41电信号连接；控制器8接收来自温差传感器41的信号，通过变速器3控制驱动电机2的转动，调节回转式空气预热器1的转轴11的转速。温差传感器41作为调整回转式空气预热器1的转轴11的转速的重要依据，与压差传感器51互为备用，向控制器8发送数据；同时，温差传感器41也将用于测量回转式空气预热器1内各区域温差的变化，作为回转式空气预热器1内部是否堵塞的依据，为空气预热器吹灰系统的工作提供参考。

进一步的，所述温差传感器41与所述压差传感器51交叉布置；所述温差传感器41与所述压差传感器51在水平面上的投影呈X字形。

进一步的，还包括电流变送器6；所述电流变送器6包括设置于所述变速器3上的电流传感器61；所述控制器8与所述电流传感器61电信号连接；控制器8接收来自电流传感器61的信号，通过变速器3控制驱动电机2的转动，调节回转式空气预热器1的转轴11的转速。电流传感器61用于采集转轴11的驱动电机2的电流，一方面用于对比转轴11的转速与控制器8调节的匹配程度，另一方面用于对比转轴11与机组负荷的匹配程度，确保回转式空气预热器1的正常运行。

进一步的，还包括转速变送器7；所述转速变送器7包括设置于所述转轴11上的转速传感器71；所述控制器8与所述转速传感器71电信号连接；控制器8接收来自转速传感器71的信号，通过变速器3控制驱动电机2的转动，调节回转式空气预热器1的转轴11的转速。转速传感器71用于测量转轴11在不同工况下的转速，并将转速信号返回控制器8。在控制器8内，将转速传感器71的信号与驱动电机2的电流信号进行对比，实时调整转轴11的转速，确保回转式空气预热器1内的温度高于硫酸氢氨凝结温度，防止积垢、堵塞。

进一步的，所述变速器3可采用变频调速、永磁调速、液耦调速、变极调速、串电阻调速或者齿轮调速的方式进行变速。

特别的，压差传感器51和温差传感器41将信号传输给控制器8，控制变速器3向驱动电机2发送转速指令；同时，压差传感器51、温差传感器41、驱动电机2的电流传感器61、转速传感器71以及DCS系统9将信号反馈给控制器8，以保证回转式空气预热器1的压差减小时，回转式空气预热器1转轴11的转速与机组负荷的匹配度。

参见图5，一种复合型回转式空气预热器防堵塞自动控制系统，还包括控制电路，控制电路包括单片机P1、显示屏CMP1、触摸屏CMP2和驱动器P2。单片机P1采用51单片机；驱动器P2可采用继电器驱动芯片，其型号为XC2023；所述显示屏CMP1和触摸屏CMP2与单片机P1的通讯接口双向连接，驱动器P2的输入端接单片机P1的控制信号输出端，单片机P1直接读取压差传感器51、温差传感器41、电流传感器61、转速传感器71的数据以及机组的负荷信号，经PLC内置判别程序判断，驱动器P2输出控制信号控制变速器3，显示屏CMP1用于实时温度、压力、电流、转速等参数的显示，触摸屏CMP2用于手动参数的输入。

本发明的工作原理：

参见图1-5，当压差传感器51测得回转式空气预热器1的进出口压差高于当前负荷下的设计值1.2-1.5倍时，压差传感器51将信号发送给控制器8，控制器8向变速器3发出指令，降低转速，回转式空气预热器1的冷端温度开始升高，蓄热板12间硫酸氢氨受热分解，被流动的烟气携带离开蓄热板12。当板间积垢开始减少后，回转式空气预热器1的两端压差开始减小，压差传感器51、温差传感器41、驱动电机2的电流传感器61、转速传感器71、DCS系统9将数据发送至控制器8，由控制器8确定转速调整指令后，发送给变速器3，使回转式空气预热器1的转速与当前运行的负荷相匹配。此外，当压差传感器51故障时，可采用温差传感器41进行替代，向控制器8发送信号。当自动控制系统出现故障时，也可切换到手动调节，由DCS系统9直接进行控制。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。