一种用于回转式空气预热器防堵灰的扇形热风箱的安装结构的制作方法

本实用新型涉及一种回转式空气预热器防堵灰分仓构件的具体结构，属于空气预热器防堵灰技术领域。

背景技术：

回转式空气预热器(简称“预热器”)是一种用于大型电站锅炉的热交换设备，它利用锅炉烟气的热量来加热燃烧所需的空气，以此来提高锅炉的效率。

预热器关注的焦点问题主要包括堵灰、漏风率偏高、传热效率低、低温腐蚀严重等，这些问题长期影响着设备的安全和经济运行。

上述问题由来已久，而且相互促进、相互影响。近年来，随着脱硝系统的普遍投运，预热器运行环境发生改变，上述堵灰问题尤为突出，治理困难、复杂。

目前燃煤电厂增设的烟气脱硝设施主要以选择性催化还原(SCR)技术为主。采用SCR脱硝工艺后，烟气中的部分SO2将被脱硝催化剂氧化成SO3，增加了烟气中SO3的体积浓度，加之存在不可避免的氨逃逸现象，导致硫酸氢铵(NH4HSO4)等副产物的大量生成，且提高了烟气酸露点温度，导致低温腐蚀加剧。

上述副产物硫酸氢铵(NH4HSO4)在温度为146～207℃范围内，呈熔融状，会牢固粘附在空气预热器蓄热元件表面，使蓄热元件发生腐蚀和积灰，最终易引发堵灰，给机组的安全运行造成极大隐患。国内已有部分电厂因无法解决或缓解此问题而导致机组限负荷，甚至被迫停机。

当排烟温度低于酸露点时，硫酸蒸汽将凝结，硫酸液滴附着在冷端蓄热元件上，腐蚀蓄热元件。烟气的酸露点随着SO3浓度的升高而提高，一般达130～160℃。由于脱硝系统增加了SO2向SO3的转化率，即提高了烟气中SO3的浓度，且不少电厂为控制发电成本，实际煤种的硫份普遍高于设计煤种，因此，目前不少电厂的酸露点高于排烟温度，导致低温腐蚀(酸露点腐蚀)加剧。

此外，研究表明，上述酸液绝大部分先附着在煤灰上，导致煤灰粘性增强，在烟气流速较低时，附着酸液的煤灰大量沉积，空气预热器堵灰速率增大。

现有技术，包括本申请人已提交一系列空气预热器防堵灰技术的专利申请，但都是基于防堵灰系统工艺流程进行的保护，而对其核心部件扇形热风箱的结构特征涉及较少。

技术实现要素：

为了进一步提高现有技术中空气预热器防堵灰性能，本实用新型提供一种用于回转式空气预热器防堵灰的扇形热风箱及包含它的回转式空气预热器。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种用于回转式空气预热器防堵灰的扇形热风箱的安装结构，扇形热风箱包括扇形热风密封板、第一风箱侧板、第二风箱侧板、风箱底板和端部堵板；扇形热风密封板、第一风箱侧板、风箱底板和第二风箱侧板顺次相接、且围成一端大一端小的喇叭桶状，其中，大的一端为大端、小的一端为小端，大端到小端的方向与扇形热风密封板的弧线到其圆心角的方向一致；端部堵板设在小端端部、并将小端封堵，大端设有热风进风口；风箱底板与扇形热风密封板的径向呈5-25°夹角；扇形热风密封板的扇形角度不小于空气预热器转子一个仓格的角度；扇形热风密封板的其中一条边上沿扇形热风密封板的径向设有一长条缺口；

扇形热风箱安装在回转式空气预热器冷端二次风分仓内，扇形热风密封板的径向与回转式空气预热器转子径向一致；扇形热风密封板在上，第一风箱侧板、第二风箱侧板、风箱底板和端部堵板在下；扇形热风密封板上有缺口的一边与冷端一次风和二次风之间扇形板相邻、形成热风喷风口；扇形热风箱的大端与冷端一次风和二次风之间扇形板固定连接，小端搭接在冷端空气和烟气之间的衔架上、非固定连接。

上述扇形热风密封板、第一风箱侧板、风箱底板和第二风箱侧板顺次相接、且围成一端大一端小的喇叭桶状，其中，扇形热风密封板和风箱底板相对设置，第一风箱侧板和第二风箱侧板相对设置。

本申请提及的上下、顶部、底部等方位词，均指空预器正常运行时的相对位置。扇形热风密封板在上，第一风箱侧板、第二风箱侧板、风箱底板和端部堵板在下，也即正常运行时，热风进风口在扇形热风密封板的下方。

喇叭桶状也即轴向截面为类似于“八”的桶状。

作为常识，扇形由两条边及一条弧线构成，本申请所述的扇形热风密封板的边与现有常规概念中的扇形的边的概念一致，即扇形热风密封板径向的两条边。沿扇形热风密封板的径向设有一长条缺口，即缺口的长度方向与扇形热风密封板的径向一致。

上述扇形热风箱的大端与冷端一次风和二次风之间扇形板固定连接，小端搭接在冷端空气和烟气之间的衔架上，非固定连接，即扇形热风箱受热后以大端为相对膨胀死点，向小端自由膨胀。

上述扇形热风箱安装在回转式空气预热器冷端二次风分仓内，冷端二次风分仓内流动的空气温度一般不超过50℃，而扇形热风箱内流通的热风温度高达250-350℃，因此，扇形热风箱相对冷端一次风和二次风之间扇形板存在膨胀差。为了防止空气预热器异常变形以及保证扇形热风箱安装调整方便、固定牢固，上述扇形热风箱的大端设计为固定端，可向小端自由膨胀，小端安装滑动支撑块，约束自由膨胀的方向。

上述缺口扇形板的一侧边围成热风喷风口，防堵灰热风从热风进风口引入，从热风喷风口均匀、高速喷出，从空气预热器冷端加热并吹扫蓄热元件，清除蓄热元件表面的积灰和酸液(包括H2SO4和NH4HSO4)。

为了进一步提高上述热风喷风口流速的均匀性以及减少阻力损失，优选，上述扇形热风箱大端的热风进风口设计平均流速确定为20～35m/s。

扇形热风箱的小端被端部堵板封堵，大端设有热风进风口；进一步优选，大端为敞口结构，也即大端直接作为热风进风口。

为了避免结构装配误差导致密封不完整，优选，扇形热风密封板的扇形角度比空气预热器转子一个仓格的角度大0-1°。

目前大型燃煤电厂空气预热器转子多为36仓格或48仓格结构，各仓格之间通过隔板分隔。

优选，风箱底板与扇形热风密封板的径向呈8～18°夹角。夹角的顶角的一端也即小口端。这样能进一步提高热风喷风口流速的均匀性以及避免扇形热风箱内部积灰。

优选，扇形热风密封板上的缺口的长边与冷端一次风和二次风扇形板相邻边的夹角为1.5-3°，形成热风喷风口。这样能更好的保证出风的均匀性，同时避免扇形热风箱内部积灰。

上述缺口的长边：指缺口长度方向的边，优选，缺口由三条边围成，其中，两条为短边、一条为长边，形成梯形或底边为弧线的梯形状；或缺口由两条边围成，其中一条边为长边一条边为短边，形成三角形或扇形状缺口。

为了保证本实用新型防堵灰的效果并兼顾减少系统阻力损失，优选，扇形热风密封板上的缺口的长边与冷端一次风和二次风扇形板相邻边的夹角为2-2.5°。在上述角度范围内，易保证热风喷风口流速均匀、阻力损失小，且形成的局部高流速有利于提高防堵灰效果。

优选，扇形热风密封板的上表面和与其相邻的冷端一次风和二次风之间扇形板的上表面位于同一水平高度上。

为了进一步减小空气预热器的异常变形量，扇形热风箱的第一风箱侧板与冷端一次风和二次风之间桁架之间设有隔热层。减少传递给冷端一次风和二次风之间桁架的热量，从而减小热变形量。

本申请提及的回转式空气预热器、及其冷端二次风分仓、冷端一次风和二次风之间扇形板、空气和烟气之间的衔架、冷端一次风和二次风之间桁架、仓格等均为现有技术。

优选，第一风箱侧板、第二风箱侧板和风箱底板的长度均小于扇形热风密封板，扇形热风密封板、第一风箱侧板、第二风箱侧板和风箱底板在大口端为齐端设置。齐端即端部齐平的意思。进一步优选，第一风箱侧板、第二风箱侧板和风箱底板在小口端为齐端设置，小口端的扇形热风密封板长度超出第一风箱侧板、第二风箱侧板和风箱底板。

本实用新型未提及的技术均参照现有技术。

本实用新型一种用于回转式空气预热器防堵灰的扇形热风箱的安装结构，结构设计简单合理，具有流动阻力小、配风均匀以及提高防堵灰分仓密封效果的优点，从而提高防堵灰效果。

附图说明：

图1为本实用新型扇形热风箱的立体图；

图2为图1的俯视图；

图3为图1的右视图；

图中，1-扇形热风密封板，2-第一风箱侧板，3-第二风箱侧板，4-风箱底板，5-端部堵板，6-冷端一次风和二次风扇形板，7-热风喷风口。

具体实施方式

为了更好地理解本实用新型，下面结合实施例进一步阐明本实用新型的内容，但本实用新型的内容不仅仅局限于下面的实施例。

如图1-3所示，用于回转式空气预热器防堵灰的扇形热风箱的安装结构，扇形热风箱包括扇形热风密封板、第一风箱侧板、第二风箱侧板、风箱底板和端部堵板；扇形热风密封板、第一风箱侧板、风箱底板和第二风箱侧板顺次相接、且围成一端大一端小的喇叭桶状，其中，大的一端为大端、小的一端为小端，大端到小端的方向与扇形热风密封板的弧线到其圆心角的方向一致；端部堵板设在小端端部、并将小端封堵，大端设有热风进风口，优选，大端为敞口结构，也即大端直接作为热风进风口；风箱底板与扇形热风密封板的径向呈5-25°夹角，优选为8～18°(不同的实践中，分别选用10°、15°和18°)，这样可以进一步提高上述热风喷风口流速的均匀性以及避免扇形热风箱内部积灰；扇形热风密封板的扇形角度不小于空气预热器转子一个仓格的角度，优选，扇形热风密封板的扇形角度比空气预热器转子一个仓格的角度大0-1°(不同的实践中，分别选用0°、0.5°和1°)；扇形热风密封板的其中一条边上沿扇形热风密封板的径向设有一长条缺口；

扇形热风箱安装在回转式空气预热器冷端二次风分仓内，扇形热风密封板的径向与回转式空气预热器转子径向一致；扇形热风密封板在上，第一风箱侧板、第二风箱侧板、风箱底板和端部堵板在下；扇形热风密封板上有缺口的一边与冷端一次风和二次风之间扇形板相邻、形成热风喷风口；扇形热风箱的大端与冷端一次风和二次风之间扇形板固定连接，小端搭接在冷端空气和烟气之间的衔架上，非固定连接，即扇形热风箱受热后以大端为相对膨胀死点，向小端自由膨胀；扇形热风箱的第一风箱侧板与冷端一次风和二次风之间桁架之间设有隔热层，减少传递给冷端一次风和二次风之间桁架的热量，从而减小热变形量。

上述扇形热风密封板、第一风箱侧板、风箱底板和第二风箱侧板顺次相接、且围成一端大一端小的喇叭桶状，其中，扇形热风密封板和风箱底板相对设置，第一风箱侧板和第二风箱侧板相对设置。

优选，扇形热风密封板上的缺口的长边与冷端一次风和二次风扇形板相邻边的夹角为1.5-3°，形成热风喷风口；进一步优选，扇形热风密封板上的缺口的长边与冷端一次风和二次风扇形板相邻边的夹角为2-2.5°(不同的实践中，分别选用2°、2.3°或2.5°)。在上述角度范围内，易保证热风喷风口流速均匀、阻力损失小，且形成的局部高流速有利于提高防堵灰效果。前述缺口的长边：指缺口长度方向的边，优选，缺口由三条边围成，其中，两条为短边、一条为长边，形成梯形或一条边为弧线的梯形状；或缺口由两条边围成，其中一条边为长边一条边为短边，形成三角形或扇形状缺口。

第一风箱侧板、第二风箱侧板和风箱底板的长度均小于扇形热风密封板，且第一风箱侧板、第二风箱侧板和风箱底板均为等腰梯形状，扇形热风密封板、第一风箱侧板、第二风箱侧板和风箱底板在大口端为齐端设置，第一风箱侧板、第二风箱侧板和风箱底板在小口端为齐端设置，小口端的扇形热风密封板长度超出第一风箱侧板、第二风箱侧板和风箱底板。

扇形热风密封板的上表面和与其相邻的冷端一次风和二次风之间扇形板的上表面位于同一水平高度上。扇形热风箱大端的热风进风口设计平均流速确定为20～35m/s，这样能进一步提高上述热风喷风口流速的均匀性以及减少阻力损失。

防堵灰热风从大端设有热风进风口引入，从热风喷风口均匀、高速喷出，从空气预热器冷端加热并吹扫蓄热元件，清除蓄热元件表面的积灰和酸液(包括H2SO4和NH4HSO4)。

对于300MW机组空气预热器防堵灰改造，按如下步骤进行：

1.根据空气预热器内部结构，设计并制造扇形热风密封板，其长度满足要求，即扇形热风密封板的大端与原扇形板大端边缘对齐，小端正好位于转子桁架上。

2.扇形热风密封板在制造时开设好缺口，缺口与冷端一次风和二次风之间扇形板相邻，形成喷风口。

3.在原扇形板(与冷端一次风和二次风之间扇形板)底部支撑面上安装定位板，作为扇形热风密封板的支撑和定位参考。

4.在原扇形板底部支撑面上铺设保温层，并安装焊接第一风箱侧板。

5.将制作好的扇形热风密封板放置在定位板上，并与原扇形板边缘贴齐，上表面调平，保持与原扇形板的上表面在同一水平高度上。

6.固定扇形热风密封板的大端，将其与大端与原扇形板的侧面焊接固定在一起，形成膨胀死点，小端设置膨胀限位滑块，保证热风密封板能够在限位滑块的导向下自由膨胀。

7.安装扇形热风箱的底板、堵板和第二风箱侧板，将其焊接为一个整体组成防堵灰扇形热风箱。

8.在防堵灰扇形热风箱底部安装支撑槽钢承重。

经过实践证明，上述用于回转式空气预热器防堵灰的扇形热风箱，结构设计简单合理，具有流动阻力小、配风均匀以及提高防堵灰分仓密封效果的优点，从而提高了防堵灰效果。