一种利用高流速热风自清洁的回转式空气预热器的制作方法

本实用新型涉及一种利用高流速热风自清洁的回转式空气预热器，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“空气预热器”)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。

空气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空气预热器以及整个锅炉系统的安全与经济运行。

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，空气预热器运行环境发生改变，上述堵灰问题变得尤为突出，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，堵灰问题相当突出。

根据上述硫酸和硫酸氢铵的物性确定，硫酸主要沉积在冷端蓄热元件的下部，而硫酸氢铵主要沉积在冷端蓄热元件的中上部。当前，空气预热器采用热风逆流防堵的方案已有应用，但由于设计热风流速较低，热量主要传给冷端蓄热元件，硫酸型的黏灰得以清除，而深入蓄热元件中上部的硫酸氢铵型的黏灰，清除效果不好。究其原因，防堵热风的流速较低时，流经硫酸氢铵沉积带时，热风温降已较大，既不足以气化硫酸氢铵，也因流速随温度降低后不足以携带硫酸氢铵型黏灰。

技术实现要素：

为了解决当前空气预热器堵灰难题，本实用新型提供一种利用高流速热风自清洁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：

一种利用高流速热风自清洁的回转式空气预热器，包括空气预热器转子和设在空气预热器转子外的热一次风母管，空气预热器转子上设有高压一次风分仓和低压二次风分仓，还包括防堵灰分仓、热风自流风道和防堵灰热风箱；

防堵灰热风箱的顶部设有第一密封扇形板，第一密封扇形板上设有扇形喷风口，第一密封扇形板的角度为空气预热器转子一个仓格角度的1～1.2倍，扇形喷风口的角度为空气预热器转子一个仓格角度的1/8～1/3；

防堵灰分仓设在低压二次风分仓内的边缘、且与高压一次风分仓相邻，防堵灰热风箱设在低压二次风分仓冷端的防堵灰分仓的底部，防堵灰分仓和防堵灰热风箱通过扇形喷风口相通；热风自流风道的一端与热一次风母管连通、另一端通向防堵灰热风箱内。

本申请顶部、底部等方位词，均指空气预热器正常使用时的相对位置。

作为常识，空气预热器转子上还设有烟气分仓。空气预热器转子一端为热端、另一端为冷端，也即空气预热器转子上所有的分仓均有热端和冷端，这是非常常规的现有技术。

热风自流风道的一端与热一次风母管连通、另一端通向防堵灰热风箱内，这样高压的热一次风从热一次风母管接出，经热风自流风道，进入防堵灰热风箱，再从扇形喷风口喷出进入防堵灰分仓。

申请人经研究发现，采用上述技术方案，充分利用高压一次风与低压二次风的压差，使热风从狭缝(扇形喷风口)中高流速射出，形成射流，进入冷端蓄热元件内部，仍能保持较高的局部流速，从而增强黏灰的携带能力，且高流速可保证热风流经硫酸氢铵沉积带时，温度仍足够高，提高气化硫酸氢铵的效果。

从热一次风母管取用的热一次风最低流量，最好保证扇形喷风口的流速不低于25m/s，这样能更好的保障自清洁效果。

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。

为进一步提高冷端蓄热元件内部的局部流速，优选，构建射流固定约束壁面，在上述防堵灰分仓和防堵灰热风箱之间设置扇形整流器，扇形喷风口正对扇形整流器，扇形整流器的上端面与冷端蓄热元件下端面相邻，扇形整流器的下端面不超出冷端径向密封片的高度，扇形整流器的角度为空气预热器转子一个仓格角度的1/5～1/3。

也即，扇形整流器设在空气预热器转子冷端、且位于防堵灰分仓和防堵灰热风箱之间。高压的热一次风从热一次风母管接出，经热风自流风道，进入防堵灰热风箱，再从扇形喷风口喷出进入扇形整流器局部提速后，形成射流，进入防堵灰分仓，完成吹扫。

进一步优选，扇形整流器为格栅状扇形整流器。

密封片是空预器防止泄露、减少能耗的常规设置，密封片装设在转子隔板上，为现有常识。

为了兼顾制造成本和自清洁效果，扇形整流器的角度为空气预热器转子一个仓格角度的1/3。

为了降低空气预热器的漏风率，保证空气预热器器运行安全，冷端径向密封片的高度超出扇形整流器下端面5～20mm的距离。

为了尽量减小系统能耗，并提高空气预热器自清洁的效果，第一密封扇形板的角度等于空气预热器转子一个仓格角度，扇形喷风口的角度为空气预热器转子一个仓格角度的1/5。

进一步优选，从热一次风母管取用的热一次风最低流量，应保证扇形喷风口的流速不低于40m/s。

为了尽量减少二次风的流阻，防堵灰分仓位于低压二次风分仓边缘、且与高压一次风分仓相邻。也即沿转子周向依次是低压二次风分仓、防堵灰分仓、高压一次风分仓和烟气分仓。

为了热风自流风道布置方便，防堵灰分仓也可位于低压二次风分仓两边(缘)之间，低压二次风分仓、防堵灰分仓、高压一次风分仓和烟气分仓的横截面均为扇形结构，所有的分仓拼接为横截面为圆的结构，低压二次风分仓的两边(缘)也即扇形的两边，也即与其他风仓相接的边，作为常识，扇形由两条边及一条弧线构成，与弧线正对的为顶角，本申请的角度指各个扇形部件的顶角。

当防堵灰分仓位于低压二次风分仓的两边之间，防堵热风箱的顶部为由第一密封扇形板和第二密封扇形板拼接而成扇形结构，第一密封扇形板和第二密封扇形板的拼接处设有扇形喷风口，第二密封扇形板与第一密封扇形板的形状相同、大小相等，扇形喷风口的角度为空气预热器转子一个仓格角度的1/8～1/3。

本申请中所有分仓的轴向均一致。

为了便于调节防堵热风的流量以及提高运行的灵活性，热风自流风道上设有热风隔绝门和热风调节门。

本实用新型未提及的技术均参照现有技术。

本实用新型利用高流速热风自清洁的回转式空气预热器，具有如下有益效果：结构简单，投资省，运行可靠性高，对防治硫酸型黏灰和硫酸氢铵型黏灰，均有较好效果，有利于提高锅炉系统运行的安全性与经济性。

附图说明

图1为实施例1利用高流速热风自清洁的回转式空气预热器示意图。

图2为实施例1中包含扇形整流器的防堵灰分仓的结构示意图。

图3为扇形整流器的结构示意图。

图4为实施例3利用高流速热风自清洁的回转式空气预热器示意图。

图中，1为热一次风母管，2为热风自流风道，3为防堵灰热风箱，4为扇形喷风口，5为第一密封扇形板，6为扇形整流器，7为一个转子仓格轮廓，8为第二密封扇形板，9为热风隔绝门，10为热风调节门，11冷端径向密封片，12冷端蓄热元件下端；G为烟气分仓，A1为高压一次风分仓，A2为低压二次风分仓，AF为防堵灰分仓。

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。

实施例1

如图1所示，300MW机组空气预热器，包括空气预热器转子、热一次风母管、热风自流风道和防堵灰热风箱，空气预热器转子为36分仓结构，每个转子仓格角度为10°，空气预热器转子沿周向依次分为低压二次风分仓、防堵灰分仓、高压一次风分仓和烟气分仓；

防堵灰热风箱的顶部设有第一密封扇形板，第一密封扇形板上设有扇形喷风口，第一密封扇形板的角度为空气预热器转子一个仓格角度，扇形喷风口的角度为2°；

防堵灰分仓位于低压二次风分仓内的边缘、且与高压一次风分仓相邻，防堵灰热风箱设在低压二次风分仓冷端的防堵灰分仓的底部，防堵灰分仓和防堵灰热风箱通过扇形喷风口相通；热风自流风道的一端与热一次风母管连通、另一端通向防堵灰热风箱内，热风自流风道上设有热风隔绝门和热风调节门；

高压的热一次风从热一次风母管接出，经热风自流风道，进入防堵灰热风箱，再从扇形喷风口喷出进入防堵灰分仓，从热一次风母管取用的热一次风最低流量，应保证扇形喷风口的流速不低于40m/s，这样能起到更好的自洁净效果。

上述技术方案，充分利用高压一次风与低压二次风的压差，使热风从狭缝(扇形喷风口)中高流速射出，形成射流，进入冷端蓄热元件内部，仍能保持较高的局部流速，从而增强黏灰的携带能力，且高流速可保证热风流经硫酸氢铵沉积带时，温度仍足够高，提高气化硫酸氢铵的效果。

实施例2

如图2-3所示，与实施例1基本相同，所不同的是：空气预热器转子冷端设有格栅状扇形整流器，扇形整流器的角度为3.3°，扇形整流器的上端面与冷端蓄热元件下端面相邻，扇形整流器的下端面不超出冷端径向密封片的高度，冷端径向密封片的高度超出扇形整流器下端面5～20mm(不同的实践中，分别选用8mm、12mm和18mm)的距离；扇形整流器位于防堵灰分仓和防堵灰热风箱之间，扇形喷风口正对扇形整流器。这样进一步提高了进入防堵灰分仓内的射流流速。

实施例3

与实施例2基本相同，所不同的是：采用600MW机组空气预热器，空气预热器转子为48分仓结构，每个转子仓格角度为7.5°，扇形喷风口角度设计为1.5°，扇形整流器的角度设计为2.5°。

经实践证明：经上述改进后，对防治硫酸型黏灰和硫酸氢铵型黏灰效果显著，提高了锅炉系统运行的安全性与经济性。

实施例4

如图4所示，与实施例1基本相同，所不同的是：采用1000MW机组，防堵灰分仓也位于低压二次风分仓两边(缘)之间，也即空气预热器转子沿周向依次分为低压二次风分仓、防堵灰分仓、低压二次风分仓、高压一次风分仓和烟气分仓；防堵热风箱的顶部为由第一密封扇形板和第二密封扇形板拼接而成扇形结构，第一密封扇形板和第二密封扇形板的拼接处设有扇形喷风口，第二密封扇形板与第一密封扇形板的形状相同、大小相等，第一密封扇形板和第二密封扇形板的角度均为空气预热器转子一个仓格角度，扇形喷风口的角度为2°。

经实践证明：经上述改进后，对防治硫酸型黏灰和硫酸氢铵型黏灰的效果也非常显著，使锅炉系统运行的安全性和经济性提升非常明显。