本发明涉及一种用于火电厂低温省煤器的清灰系统及运行方法，属于燃煤电站锅炉、工业锅炉等工业烟气净化及余热回收领域。
背景技术：
燃煤电厂锅炉在运行中排烟热损失所占比重较大，占锅炉总的热损失50％以上，一些火力发电厂运行排烟温度常常高于设计值。因此，降低电站锅炉的排烟温度对于节能减排具有重要的实际意义，在该背景下低温省煤器得到了广泛的应用。目前常采用低温省煤器对排放的高温烟气进行余热回收再利用，低温省煤器回收的热量目前主要用于以下几个方面：1.加热汽机侧凝结水；2.加热脱硫出口尾部烟气；3.加热锅炉二次风。低温省煤器主要安装在电厂锅炉空预器后和电除尘器前的之间烟道上，作为燃煤电厂锅炉空预器出口、电除尘器入口烟道上的换热设备，它的主要作用是:1.降低锅炉排烟温度，回收烟气热量，提高锅炉效率；2.降低粉尘比电阻和实际烟气量，提高除尘效率；3.降低脱硫补水；4.降低脱硫吸收塔出口粉尘浓度，实现电厂超低排放。目前低温省煤器大多布置在空预器出口和电除尘器入口之间的水平烟道上，根据《火力发电厂烟风煤粉管道设计技术规程》及工程经验，为防止此水平段烟道积灰，同时为防止低温省煤器换热管磨损严重；因此，在设计烟道时，此段烟道的烟气流速按9m/s左右进行设计。目前我国大部分电厂锅炉机组运行负荷较低，因此，烟道中烟气流速低于设计值(9m/s)，烟气携带飞灰能力减弱，导致此水平段积灰严重，直接影响锅炉的经济性和安全性。到目前为止，对于低温省煤器系统低负荷积灰严重问题一直没有较为合理的解决方案。
针对上述问题，以往的做法主要是：在低温省煤器水平烟道底部安装灰斗及输灰系统；即在低负荷运行时，由于烟气流速较低，烟气携带飞灰能力大大减弱；当烟气通过低温省煤器时，飞灰落入灰斗，经仓泵等辅助设备将飞灰输送到指定位置，从而解决低温省煤器处由于锅炉机组低负荷运行时造成的积灰问题。该系统主要设备有：仓泵、空压机、空气压缩罐、气化风机、卸灰系统、灰斗加热器、蒸汽系统等组成；系统相对复杂，成本较高且占地面积较大。
技术实现要素：
本发明的目的在于，提供一种用于火电厂低温省煤器的清灰系统，该系统结构简单合理，通过启闭阀门的方式来调节烟气的扰流，进而提高烟气的携灰能力，能够有效减少锅炉机组低负荷运行时低温省煤器段烟道的积灰，提高低温省煤器段烟道流场的均匀性；还提供了一种用于火电厂低温省煤器的清灰系统运行方法，能够有效降低锅炉机组的阻力损失，降低烟气的能量损失，强化换热效果。
为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：
一种用于火电厂低温省煤器的清灰系统，安装在除尘器前的低温省煤器入口段烟道内，烟道内设置有换热器组，所述换热器组包括m个纵向排列(即烟道截面由上到下的方向设置)设置的换热模块、n个横向排列(即烟气流通方向设置)设置的换热模块，m和n均为大于1的自然数。本系统还包括清灰喷嘴、清灰支管、清灰母管和阀门，所述若干个清灰支管的一端连接有清灰母管，所述清灰支管设置于低温省煤器入口烟道的过渡段处，每个清灰支管上均设置有阀门，每个清灰支管上还设有若干个开口朝下的清灰喷嘴。低负荷时开启清灰支管上的阀门对烟道内进行吹扫，强化烟气的扰流，使沉积在烟道底部的飞灰的流动能力增强，进而减少烟道积灰。
前述的用于火电厂低温省煤器的清灰系统，所述清灰支管管道的安装高度l为烟道总高度h的1/5～1/3。
前述的用于火电厂低温省煤器的清灰系统，每个清灰支管上清灰喷嘴之间的距离为100mm～500mm。
前述的用于火电厂低温省煤器的清灰系统，相邻两个清灰支管之间的清灰喷嘴成一定的角度a，a为5°～45°，a的具体角度大小由清灰支管的数量决定。
前述的用于火电厂低温省煤器的清灰系统，所述清灰支管经支撑杆支撑于烟道内部，所述支撑杆焊接于烟道内壁上。
前述的用于火电厂低温省煤器的清灰系统，所述阀门的数量与清灰支管的数量相等。
前述的用于火电厂低温省煤器的清灰系统，所述清灰母管中的吹扫介质为电厂一次风、电厂二次风或压缩空气。
一种用于火电厂低温省煤器的清灰系统运行方法，采用前述的用于火电厂低温省煤器的清灰系统，包括以下方法：根据锅炉的负荷信号调节阀门的开启数量和开启频率，从而在锅炉负荷较低、烟气携灰能力较弱时，为防止积灰需要开启阀门，使清灰母管中的吹扫介质经清灰支管和清灰喷嘴进入到烟道内向下吹扫，通过吹扫介质的扰动作用，增强沉积飞灰的扰动能力，重新扬起，在烟气的作用下将沉积的飞灰带走。
前述用于火电厂低温省煤器的清灰系统运行方法，根据锅炉负荷变化调节清灰支管上阀门的启停时间，低负荷时每隔两个小时吹扫一次。
与现有技术相比，本发明的有益之处在于：
1、本发明中的清灰系统结构和工艺简单、改造工程量较小，成本较低，通过启闭阀门的方式，来调节烟气的扰流，进而提高烟气的携灰能力，能够有效减少锅炉机组低负荷运行时低温省煤器段烟道的积灰；
2、通过采用本发明可增强烟气携带飞灰的能力，减少烟道积灰，避免了因烟道积灰造成机组跳机的的危害；当锅炉机组满负荷运行时，由于积灰的影响改变了原有烟道的流场，通过采用本发明后，使原流场不会破坏，使锅炉机组的阻力损失大大减小，提高了锅炉运行的经济性；利用锅炉负荷变化反馈的信号调节吹扫阀门的启停时间和频率，进而减少烟道的积灰，使低温省煤器的换热面积增大，降低了烟气的能量损失，强化换热效果；
3、本发明中清灰系统的运行方法，根据锅炉负荷变化调节清灰支管上阀门的启停时间，低负荷时约每隔两个小时向下吹扫一次；当锅炉负荷较低时，由于烟气流速较低，烟气携带飞灰的能力减弱，导致低温省煤器入口段烟道存在严重积灰现象，因此，当低负荷运行时，为防止积灰需要开启阀门，使吹扫介质经清灰支管和喷嘴进入到烟道内向下吹扫，通过吹扫介质的扰动作用，增强了沉积飞灰的扰动能力，重新扬起，在烟气的作用下将沉积的飞灰带走；
4、本发明中清灰系统的运行方法，根据锅炉的负荷信号调节清灰支管阀门开启的数量和开启频率，从而在锅炉负荷较低，烟气携灰能力较弱时，可以通过调节清灰支管阀门开启的数量和开启频率，来增强烟气的扰流，提高烟气的携灰能力；
5、本发明与同日提交的“新型低低温省煤器的清灰装置及方法”相比，清灰装置只需设置一组即可，清灰喷嘴可选择的种类也更多，适用范围比较广；同时，运行过程中的吹扫次数相对比较少，吹扫介质的消耗量比较低。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中a处局部放大示意图；
图3是本发明的俯视图；
图4为图3中的b-b视图；
图5为图2中的c-c视图；
图6为图5中的d-d视图。
附图标记的含义：1-清灰母管，2-换热模块，3-低温省煤器入口，4-清灰喷嘴，5-清灰支管，6-过渡段，7-阀门。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。
具体实施方式
本发明的实施例1：如图1-图6所示，一种用于火电厂低温省煤器的清灰系统，安装在除尘器前的低温省煤器入口3段烟道内，烟道内设置有换热器组，所述换热器组包括m个纵向排列(即烟道截面由上到下的方向设置)设置的换热模块2、n个横向排列(即烟气流通方向设置)设置的换热模块2，m和n均为大于1的自然数，具体的，m为4，n为2。本系统还包括清灰喷嘴4、清灰支管5、清灰母管1和阀门7，所述三个清灰支管5的一端连接有清灰母管1，所述清灰支管5设置于低温省煤器入口3烟道的过渡段6处，每个清灰支管5上均设置有阀门7，每个清灰支管5上还设有二十四个清灰喷嘴4。所述清灰母管1中的吹扫介质为电厂一次风、电厂二次风或压缩空气。
实施例2：如图1-图6所示，一种用于火电厂低温省煤器的清灰系统，安装在除尘器前的低温省煤器入口3段烟道内，烟道内设置有换热器组，所述换热器组包括m个纵向排列(即烟道截面由上到下的方向设置)设置的换热模块2、n个横向排列(即烟气流通方向设置)设置的换热模块2，m和n均为大于1的自然数。本系统还包括清灰喷嘴4、清灰支管5、清灰母管1和阀门7，所述若干个清灰支管5的一端连接有清灰母管1，所述清灰支管5设置于低温省煤器入口3烟道的过渡段6处，每个清灰支管5上均设置有阀门7，所述阀门7的数量与清灰支管5的数量相等。每个清灰支管5上还设有若干个开口朝下的清灰喷嘴4。低负荷时开启清灰支管5上的阀门7对烟道内进行吹扫，强化烟气的扰流，使沉积在烟道底部的飞灰的流动能力增强，进而减少烟道积灰。
所述清灰支管5管道的安装高度l为烟道总高度h的1/5～1/3，每个清灰支管5上清灰喷嘴4之间的距离为100mm～500mm。相邻两个清灰支管5之间的清灰喷嘴4成一定的角度a，a为5°～45°，a的具体角度大小由清灰支管5的数量决定。进一步的，所述清灰支管5经支撑杆支撑于烟道内部，所述支撑杆焊接于烟道内壁上。所述清灰母管1中的吹扫介质为电厂一次风、电厂二次风或压缩空气。
实施例3：如图1-图6所示，一种用于火电厂低温省煤器的清灰系统运行方法，采用前述的用于火电厂低温省煤器的清灰系统，包括以下方法：根据锅炉的负荷信号调节阀门7的开启数量和开启频率，从而在锅炉负荷较低、烟气携灰能力较弱时，为防止积灰需要开启阀门7，使清灰母管1中的吹扫介质经清灰支管5和清灰喷嘴4进入到烟道内向下吹扫，通过吹扫介质的扰动作用，增强沉积飞灰的扰动能力，重新扬起，在烟气的作用下将沉积的飞灰带走。根据锅炉负荷变化调节清灰支管5上阀门7的启停时间，低负荷时每隔两个小时吹扫一次。
实施例4：如图1-图6所示，一种用于火电厂低温省煤器的清灰系统，安装在空气预热器后和除尘器前的低温省煤器入口段烟道过渡段6内，烟道内设置有低温省煤器，低温省煤器包括m个纵向排列(即烟道截面由上到下的方向设置)的换热模块2、n个横向排列(即烟气流通方向设置)的换热模块2，该装置包括清灰支管5、清灰喷嘴4、清灰母管1和阀门7。所述若干个清灰支管5的一端连接有清灰母管1，所述清灰支管5设置于低温省煤器入口3烟道的过渡段6处，每个清灰支管5上均设置有阀门7，每个清灰支管5上还设有若干个开口朝下的清灰喷嘴4。低负荷时开启清灰支管5上的阀门7对烟道内进行吹扫，强化烟气的扰流，使沉积在烟道底部的飞灰的流动能力增强，进而减少烟道积灰。
本发明中一种实施例的工作原理：图1-图5表示本发明低温省煤器的清灰系统用于现有低温省煤器系统时的安装结构示意图。低温省煤器由m×n个换热模块2呈积木型式组成。如图1所示高温烟气离开空气预热器后，经过烟道90°弯头进入水平的烟道。低负荷时开启支管上的阀门7对烟道内进行向下吹扫，强化烟气的扰流，使沉积在烟道底部的飞灰的流动能力增强，进而减少烟道积灰。本发明装置能够有效减少锅炉机组低负荷运行时低温省煤器段烟道的积灰，提高低温省煤器段烟道流场的均匀性。本发明还提供了一种清灰装置的运行方法，该方法可有效降低锅炉机组的阻力损失，降低烟气的能量损失，强化换热效果。