一种硫酸氢铵控制冷凝系统及方法
阅读说明：本技术 一种硫酸氢铵控制冷凝系统及方法 (Ammonium bisulfate condensation control system and method ) 是由 张知翔 徐党旗 赵锋 薛宁 姬海民 魏铜生 张广才 于 2021-09-17 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种硫酸氢铵控制冷凝系统及方法,空气预热器及烟气冷却器沿烟气流动方向依次设置于锅炉尾部烟道内；烟气冷却器的入水口与增压泵的出水口相连通,增压泵的入水口分别与N号低压加热器的入水口及N-1号低压加热器的出水口相连通,N-1号低压加热器的入水口与N号低压加热器的出水口相连通,N-2号低压加热器的入水口与N-1号低压加热器的出水口相连通,烟气冷却器的出水口与N-2号低压加热器的出水口相连通；暖风器的出风口与空气预热器的入风口相连通；锅炉尾部烟道内设置有若干吹灰器,各吹灰器均正对所述烟气冷却器,该系统方法能够降低空气预热器阻力及排烟温度,降低机组的供电煤耗。(The invention discloses a system and a method for controlling condensation of ammonium bisulfate, wherein an air preheater and a flue gas cooler are sequentially arranged in a flue at the tail part of a boiler along the flow direction of flue gas; the water inlet of the flue gas cooler is communicated with the water outlet of the booster pump, the water inlet of the booster pump is respectively communicated with the water inlet of the No. N low-pressure heater and the water outlet of the No. N-1 low-pressure heater, the water inlet of the No. N-1 low-pressure heater is communicated with the water outlet of the No. N-1 low-pressure heater, the water inlet of the No. N-2 low-pressure heater is communicated with the water outlet of the No. N-1 low-pressure heater, and the water outlet of the flue gas cooler is communicated with the water outlet of the No. N-2 low-pressure heater; the air outlet of the air heater is communicated with the air inlet of the air preheater; the system method can reduce the resistance and the smoke exhaust temperature of the air preheater and reduce the power supply coal consumption of the unit.)
技术领域
本发明属于发电机组技术领域，涉及一种硫酸氢铵控制冷凝系统及方法。
背景技术
超低排放政策要求烟囱出口粉尘浓度不大于10mg/m3，NOx浓度不大于50mg/m3，SO2浓度不大于35mg/m3，为打赢蓝天保卫战贡献了力量，为非电行业的超低排放改造起到了表率。脱硝系统基本上都采用SCR技术或者SNCR+SCR技术，利用氨将烟气中的NOx还原为N2，当氨无法完全反应时会造成氨逃逸，逃逸的氨与烟气中的SO3反应将形成硫酸氢铵，显著的增加飞灰的粘性。当氨逃逸超过3ppm时，尾部的空气预热器将会面临堵塞风险。
由于我国火电厂的煤质较差、煤质不稳定、负荷变化范围大，导致机组氨逃逸超标现象很常见，有的甚至超过10ppm，造成尾部的空气预热器堵灰，严重时空气预热器阻力超过3000Pa，有的甚至造成机组带不上负荷。
目前采取的方法为喷氨优化调整、空气预热器改造或双介质吹灰。喷氨优化调整能够短时间内降低机组的氨逃逸，但机组变负荷和变煤种后，效果会降低。空气预热器改造后，冷端采用大通道换热板，会导致空气预热器出口烟气温度升高，锅炉效率降低，且长时间运行阻力仍然较高。双介质吹灰采用高压水和蒸汽吹灰，吹灰频率高会造成受热面损坏，阻力会进一步提高。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种硫酸氢铵控制冷凝系统及方法，该系统方法能够降低空气预热器阻力及排烟温度，降低机组的供电煤耗。
为达到上述目的，本发明所述的硫酸氢铵控制冷凝系统包括烟气冷却器、暖风器、空气预热器、烟气冷却器、N号低压加热器、N-1号低压加热器及N-2号低压加热器，空气预热器及烟气冷却器沿烟气流动方向依次设置于锅炉尾部烟道内；
烟气冷却器的入水口与增压泵的出水口相连通，增压泵的入水口分别与N号低压加热器的入水口及N-1号低压加热器的出水口相连通，N-1号低压加热器的入水口与N号低压加热器的出水口相连通，N-2号低压加热器的入水口与N-1号低压加热器的出水口相连通，烟气冷却器的出水口与N-2号低压加热器的出水口相连通；
暖风器的出风口与空气预热器的入风口相连通；
锅炉尾部烟道内设置有若干吹灰器，各吹灰器均正对所述烟气冷却器。
还包括烟气处理系统，其中，所述烟气处理系统包括电除尘器、引风机、脱硫塔及烟囱，其中，锅炉尾部烟道的出口依次经电除尘器、引风机及脱硫塔与烟囱相连通。
所述烟气冷却器分为高温段及低温段，其中，高温段的入口及出口处和低温段的入口及出口处均设置有吹灰器。
低温段分为若干段，其中，各段的入口处口出口处均设置有吹灰器。
所述除灰器包括声波吹灰器及蒸汽吹灰器。
所述高温段及低温段均采用H翅片管，其中，所述H型翅片管的高度与外径之比小于等于2，H翅片管中翅片节距及高度之比大于等于0.30。
烟气冷却器布置于锅炉尾部烟道的垂直段内，且烟气自上到下通过烟气冷却器。
相邻声波吹灰器之间的距离小于等于1.5m，相邻蒸汽吹灰器之间的距离小于等于2m。
一种硫酸氢铵控制冷凝方法包括以下步骤：
计算传热指标T＝tpy-XtA，其中，tpy为空气预热器出口处的排烟温度，X为空气预热器1的X比，tA为暖风器出口处的风温，当T大于空气预热器出口的设计指标T0时，则说明空气预热器1的换热性能变差，则利用吹灰器对烟气冷却器进行清灰处理；当T小于T0时，则说明空气预热器的换热性能较好。
当空气预热器的阻力超过设定阻力值，则提高暖风器出口处的风温，提高空气预热器出口处的烟温，降低空气预热器的阻力；
当空气预热器的阻力达到设定阻力值时，则不需要持续提高暖风器出口处的风温，此时计算风温指标W＝a(tA-tA 0)-b(ty-ty 0)，当W大于0，则提高风温，当W小于0，则降低风温，其中，tA为实际风温，tA 0为设计风温，ty为烟气冷却器出口处的实际烟气温度，ty 0为烟气冷却器出口处的设计烟气温度，a为暖风器出口处的风温对机组供电煤耗的影响系数，b为烟气冷却器出口处的烟气温度对机组供电煤耗的影响系数。
T0＝tpy 0-X0tA 0，tpy 0为空气预热器处的设计排烟温度，X0为空气预热器的设计X比、tA 0为暖风器出口处的设计风温。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的硫酸氢铵控制冷凝系统及方法在具体操纵时，利用暖风器提高空气预热器冷端平均壁温，从而减少硫酸氢铵冷凝，再对烟气冷却器采取清灰措施，通过吹灰器消除硫酸氢铵积灰影响，同时通过指标T评估空气预热器的传热性能，当空气预热器的传热性能较差时，则提高暖风器出口风温。在调暖风器出口风温时，利用指标W在保证机组供电煤耗不降低的情况下，达到空气预热器冷端平均壁温最高的目的，降低空气预热器阻力，提高机组效率，降低机组的供电煤耗。
附图说明
图1为本发明的示意图；
图2为本发明中烟气冷却器2的结构示意图。
其中，1为空气预热器、2为烟气冷却器、3为电除尘器、4为引风机、5为脱硫塔、6为烟囱、7为暖风器、8为N-2号低压加热器、9为N-1号低压加热器、10为N号低压加热器、11为增压泵、12为高温段、13为低温段、14为检修通道、15为声波吹灰器、16为蒸汽吹灰器。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本发明公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本发明公开的概念。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，都应当属于本发明保护的范围。
在附图中示出了根据本发明公开实施例的结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
参考图1，本发明所述的参考图1，本发明所述的硫酸氢铵控制冷凝系统包括暖风器7、空气预热器1、N号低压加热器10、N-1号低压加热器9、N-2号低压加热器8及烟气处理系统，烟气冷却器2及空气预热器1均位于锅炉尾部烟道内；
烟气冷却器2的入水口与增压泵11的出水口相连通，增压泵11的入水口分别与N号低压加热器10的入水口及N-1号低压加热器9的出水口相连通，N-1号低压加热器9的入水口与N号低压加热器10的出水口相连通，N-2号低压加热器8的入水口与N-1号低压加热器9的出水口相连通，烟气冷却器2的出水口与N-2号低压加热器8的出水口相连通。
暖风器7的出风口与空气预热器1的入风口相连通，锅炉尾部烟道与烟气处理系统的入口相连通。
所述烟气处理系统包括电除尘器3、引风机4、脱硫塔5及烟囱6，锅炉尾部烟道的出口依次经电除尘器3、引风机4及脱硫塔5与烟囱6相连通。
所述暖风器7的热源为烟气冷却器2输出的热水及低压加热器输出的热水或蒸汽；
暖风器7的入气口处连通有送风机。
烟气冷却器2布置在垂直烟道中，烟气自上而下流过烟气冷却器2。
烟气冷却器2采用H翅片管，H翅片管的高度与H翅片管的外径比小于等于2，H翅片管中翅片的节距与翅片的高度之比大于等于0.30。
所述烟气冷却器2分为高温段12及低温段13，高温段12沿烟气方向的管排数小于等于8排，当低温段13沿烟气方向的管排数大于12排时，则低温段13分为多段，且各段沿着烟气方向的排数小于等于12排。
高温段12与低温段13之间设置有检修通道14，检修通道14的宽度大于等于0.8m，当低温段13分为多段，则相邻两段之间也设置有检修通道14。
高温段12的进出口处及低温段13的进出口处均布置有声波吹灰器15及蒸汽吹灰器16，当低温段13分为多段时，则各段进出口处均需布置声波吹灰器15及蒸汽吹灰器16，其中，相邻声波吹灰器15之间的间距小于等于1.5m，相邻蒸汽吹灰器16之间的间距小于等于2m。
蒸汽吹灰器16采用半伸缩式，声波吹灰器15的声功率大于等于150dB。
烟气冷却器2的入口还设置有导流板。
本发明的控制过程为：
利用T＝tpy-XtA的指标来判断空气预热器1的传热性能，其中，tpy为空气预热器1出口处的排烟温度、X为空气预热器1的X比、tA为暖风器7出口处的风温，当T大于空气预热器1出口设计指标T0时，T0＝tpy 0-X0tA 0，tpy 0为空气预热器1处的设计排烟温度，X0为空气预热器1的设计X比、tA 0为暖风器7出口处的设计风温，则说明空气预热器1的换热性能变差，需要对空气预热器1进行清灰处理；当T小于T0时，则说明空气预热器1的换热性能较好。
若空气预热器1的阻力超过设定阻力值，则提高暖风器7出口处的风温，提高空气预热器1出口处的烟温，降低空气预热器1的阻力。
当空气预热器1的阻力达到设定阻力值时，则不需要持续提高暖风器7出口处的风温，此时通过W＝a(tA-tA 0)-b(ty-ty 0)的指标来控制暖风器7出口处的风温，即当W大于0，则提高风温，当W小于0，则降低风温，其中，tA为实际风温，tA 0为设计风温，ty为烟气冷却器2出口处的实际烟气温度，ty 0为烟气冷却器2出口处的设计烟气温度；a为暖风器7出口处的风温对机组供电煤耗的影响系数，由优化试验或计算得出；b为烟气冷却器2出口处的烟气温度对机组供电煤耗的影响系数。
在实际操作时，利用暖风器7提高空气预热器1入口处的风温，以提高空气预热器1出口处的排烟温度，继而提高空气预热器1冷端的平均壁温，将部分硫酸氢铵冷凝区域转移到烟气冷却器2的区域，再利用烟气冷却器2处理硫酸氢铵积灰，利用蒸汽吹灰器16、声波吹灰器15、翅片管设计及换热器布置方式对烟气冷却器2进行清灰，设定评判空气预热器1传热性能的指标T，当指标T较差时，则提高暖风器7出口处的风温，降低空气预热器1的阻力，提高空气预热器1的传热性能。当提高暖风器7出口处的风温时，则锅炉效率提高，同时烟气冷却器2出口处的烟温提高，机组煤耗升高，因此本发明通过W＝a(tA-tA 0)-b(ty-ty 0)的指标在保证机组供电煤耗不降低的情况下，达到空气预热器1冷端平均壁温最高的目的，有效降低空气预热器1的阻力，提高机组效率。