一种自动控制空预器密封和防堵的系统及控制方法与流程

本发明属于火力发电厂节能环保领域，涉及一种自动控制空预器密封和防堵的系统及控制方法。

背景技术：

空预器利用锅炉烟气中的热量来加热燃烧所需的空气，达到降低排烟温度、提高送风温度的目的，空预器已成为现在大型电站锅炉必不可少的重要组成部分。回转式空预器具有结构紧凑、金属耗量少、重量轻、布置灵活等优点，被普遍用于高参数、大容量电站锅炉上。

回转式空预器转动的转子和静止的外壳之间存在一定的间隙，烟气侧和空气侧存在较大压差，空气通过动、静之间的密封间隙由空气侧向烟气侧泄漏，而且空预器转子在垂直方向上存在很大的温度梯度，热端膨胀量大于冷端，导致转子在热态运行时呈“蘑菇状”变形，由此造成空预器漏风率升高，导致排烟热损失增加、锅炉效率降低，风机耗电率升高。

随着目前对环境保护要求的日趋严格，燃煤电厂烟气脱硝已成为燃煤电厂环保工作的重点。为满足超净排放改造的要求，目前绝大部分电厂安装选择性催化还原(scr)脱硝装置，在催化剂作用下，烟气中由so2向so3的转化率增加，so3与脱硝系统逃逸的nh3反应，生成硫酸氢铵。硫酸氢氨在不同的温度下分别呈现气态、液态、固态，对于燃煤机组，烟气中飞灰含量较高，硫酸氢氨在146℃-207℃温度范围内为液态。空预器中低温段正好处于这个温度区间，液态硫酸氢氨捕捉飞灰能力极强，与烟气中的飞灰粒子相结合，附着于预热器传热元件上形成融盐状的积灰，造成空预器腐蚀、堵塞。空预器堵塞增大了空预器漏风率，降低了空预器换热能力，导致排烟温度升高，风机耗电率增加，甚至造成风机失速、影响机组带负荷能力，严重影响机组安全、稳定、经济运行。

为降低空预器漏风，防止空预器堵塞，保证空预器安全、高效、经济运行，目前亟待一种有效的空预器密封及防堵装置。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种自动控制空预器密封和防堵的系统及控制方法，该装置能够有效降低空预器漏风，防止空预器堵塞、腐蚀，提高空预器换热能力，降低排烟温度，提高锅炉效率，降低机组煤耗，具有较好的经济效益。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种自动控制空预器密封和防堵的系统，包括压缩空气罐，以及布置于空预器冷端和热端两道密封片之间的气封喷射装置，压缩空气罐的高压气体经加热装置加热后，通过压缩空气管路输送至气封喷射装置；所述压缩空气管路上布置有调节器，气封喷射装置上安装有漏风率测量装置和阻力测量装置，二者将测量的信号输入给信号处理器进行处理，得到能够保证空预器密封及防堵的压缩空气温度和压力信号，并转化为控制信号输出至加热装置、调节器进行调节。

本发明进一步的改进在于：

信号处理器将温度、压力以及流量值输出给电子控制单元，电子控制单元根据温度、压力以及流量值生成加热装置和调节器的控制信号。

调节器与气封喷射装置之间的压缩空气管路上还设置有温度/压力测量装置，温度/压力测量装置将采集到的实时压力和温度信号反馈给电子控制单元实现反馈控制。

气封喷射装置包括六块扇形板，每块扇形板中间设置有狭缝，狭缝中布置有喷嘴，内部设导流装置。

喷嘴长条形。

喷嘴面积占转子通流面的1/3～1/2仓格。

每块扇形板通过支路与压缩空气管路相连通。

加热装置采用表面式加热器，加热热源为电、热风、烟气或蒸汽中的一种或多种组合，通过调节加热热源，能够将压缩空气温度控制在220℃～320℃。

一种自动控制空预器密封和防堵系统的控制方法，包括以下步骤：

步骤1：压缩空气罐产生压力为0.2mpa～1.5mpa的高压空气进入加热装置进行加热，将压缩空气加热至220℃-320℃；

步骤2：加热后的高温、高压空气导入气封喷射装置，在空预器冷端和热端扇形板处形成高温、高压风幕，与两道密封片共同形成三道密封；

步骤3：漏风率测量装置和阻力测量装置实时测量空预器漏风率信号s1和空预器阻力信号s2，并将空预器漏风率信号s1和空预器阻力信号s2输入至信号处理器中，信号处理器通过对输入信号进行处理，输出保证空预器密封及防堵的压缩空气温度和压力信号d1；

步骤4：信号处理器将温度和压力信号d1输入至电子控制单元，控制加热装置、调节器，调整压缩空气温度、压力和流量。

其进一步的改进在于：

温度/压力测量装置将实测的压缩空气温度和压力信号s3作为反馈信号，反馈给电子控制单元实现反馈控制。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明采用高温、高压的压缩空气在扇形板处形成风幕，有效阻止空气向烟气侧泄漏。高温、高压空气进一步到达空预器换热元件内部，使硫酸氢铵受热由液态转变为气态，并对积灰进行吹扫，防止空预器发生堵塞。本发明气封喷射装置布置于两道密封片之间，形成由两道机械密封和一道气密封组成的三道密封，可有效适应转子的蘑菇状变形，并降低扇形板和密封片的磨损。本发明具有自动控制的功能，根据空预器阻力、漏风率，自动调节压缩空气温度、压力、流量，实现对空预器密封和防堵的闭环控制。

【附图说明】

图1为本发明实施例燃煤电厂采用的自动控制空预器密封及防堵装置示意图。

其中：1-压缩空气罐；2-加热装置；3-调节器；4-温度/压力测量装置；5-电子控制单元；6-信号处理器；7-漏风率测量装置；8-阻力测量装置；9-气封喷射装置。

【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各种结构示意图。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。

本发明公开的上下文中，当将一层/元件称作位于另一层/元件“上”时，该层/元件可以直接位于该另一层/元件上，或者它们之间可以存在居中层/元件。另外，如果在一种朝向中一层/元件位于另一层/元件“上”，那么当调转朝向时，该层/元件可以位于该另一层/元件“下”。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参见图1，本发明自动控制空预器密封及防堵装置，包括压缩空气罐1，加热装置2，调节器3，温度/压力测量装置4，电子控制单元5，信号处理器6，漏风率测量装置7，阻力测量装置8，气封喷射装置9。

压缩空气罐1用于产生压缩的高压空气，高压空气进入加热装置2进行加热，将压缩空气加热至220℃-320℃，加热后的高温、高压空气导入气封喷射装置9，在空预器冷端和热端扇形板处形成高温、高压风幕，与两道密封片共同形成三道密封，有效阻止空气向烟气侧泄漏，降低空预器漏风。

高温、高压空气进一步到达空预器换热元件内部，对其进行加热，达到硫酸氢铵气化温度，硫酸氢铵由液态转变为气态，并对换热元件内部积灰进行吹扫，降低空预器阻力，防止空预器发生堵塞。

加热装置2为表面式加热器，加热热源可采用电、热风、烟气、蒸汽，通过调节加热热源，将压缩空气温度控制在220℃～320℃。

气封喷射装置9布置于空预器冷端和热端扇形板处两道密封片之间，扇形板中间开狭缝，布置长条形喷嘴，内部设导流装置，喷嘴面积占转子通流面的1/3～1/2仓格。压缩空气管路上布置调节器、温度/压力测量装置，并在进入气封喷射装置前分为六个支路。

通过漏风率测量装置7、阻力测量装置8得到空预器漏风率信号s1和空预器阻力信号s2，输入至信号处理器6中，信号处理器6对输入信号进行处理，输出保证空预器密封及防堵的压缩空气温度和压力信号d1，并将处理后的信号输入至电子控制单元5，控制加热装置2、调节器3，调整压缩空气温度、压力、流量，将温度/压力测量装置4实测的压缩空气温度和压力信号s3作为反馈信号，从而实现反馈控制，实现对空预器密封和防堵的精准控制。

本发明控制系统的输入信号为空预器阻力和漏风率，输出信号为保证空预器密封和防堵的压缩空气温度和压力，控制加热装置2、调节器3，调整压缩空气温度、压力以及流量，在保证空预器密封和阻力良好的条件下，降低系统能耗。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。