用于发电厂的硫酸氢铵蒸发分解方法与流程

1.本发明属于发电厂的技术领域，特别涉及一种通过发电厂空气预热器的进行硫酸氢铵蒸发分解方法。


背景技术：

2.空气预热器就是锅炉尾部烟道中的烟气通过内部的散热片将进入锅炉前的空气预热到一定温度的受热面，是一种用于提高锅炉的热交换性能，降低能量消耗的设备。空气预热器一般分为板式、回转式和管式三种。
3.空气预热器的应用范围比较广泛，只要产生大量的高温烟气行业都能使用空气预热器，比如燃煤电厂，燃煤发电的过程中煤炭燃烧后会产生大量的热烟余热，这部分余热通过换热器的方式回收。因此，空气预热器会安装在锅炉尾部，将烟道中排出的烟气中携带的热量通过板片导入到锅炉钱的扩弓器中，将空气预热到一定的温度，助燃煤炭帮助升温，可以将电厂空气预热器的作用分为三个主要作用。
4.1、降低热量损失，空气预热器能将锅炉焚烧后尾部烟道的烟气热量加热进入到锅炉中的空气，烟气余热的回收率能达到97％以上，减少了大量余热损失。
5.2、提高锅炉效率，空气预热后回收大烟气温度较高，这部分热量用来预热空气后助燃能帮助锅炉设备提进风温度。不仅能回收烟气热能，又能提高锅炉效率。
6.3、提高燃烧效率，将余热充分回收后，可以降低烟气热量损耗，同时还能降低排烟的温度。提高空气含热温度后，对煤炭的助燃效果较好，煤炭的燃烧效率也会有所提升。
7.如文献《三分仓回转式空气预热器积灰分段监测模型研究》(动力工程学报2016年10月)对此进行了研究，大型电站多数采用三分仓回转式空气预热器，由于传热元件结构紧凑，通道相当较为狭窄，容易产生积灰现象，严重时会堵塞通道，导致传热效率降低。
8.如专利申请201720831231.6中所描述的那样，回转式空气预热器(简称空预器)作为燃煤/油机组中的主要热交换转动设备，回转式空预器布置在脱硝装置烟道出口处，其烟气温度场为110℃～420℃，其换热元件的金属壁温温度场一般在80℃～380℃。当烟气中so3浓度高于逃逸nh3浓度时，主要生成硫酸氢铵。由于要求脱硝出口氨逃逸一般不大于3μl/l，所以烟气中的氨浓度不可能远远高于so3，因此空预器中更容易生成硫酸氢铵。当硫酸氢铵的液相温度区间与回转式空预器换热元件金属壁温重叠时，硫酸氢铵易冷凝沉积在空预器换热元件表面，并粘附烟气中的飞灰颗粒，堵塞换热元件通道，由于换热元件一般至少两层以上，当硫酸氢铵温度区间跨越两层换热元件时，跨层接缝处的硫酸氢铵吸附飞灰结垢搭桥现象更加严重，同时吹灰蒸汽在分层处压力损失很大，无法清理该处的堵塞物，致使空预器阻力上升并影响换热效果。
9.要消除空气预热器的堵塞现象，主要从两个方面入手，一是降低液态硫酸氢铵的存在，二，进行除尘处理。目前的主要技术手段是通过除尘处理来消除堵塞现象，如果能够从液态硫酸氢铵入手尽量减少堵塞现象的发生，则对生产效率来说，更为有利，因此，如何减少液态硫酸氢铵是一个问题。


技术实现要素：

10.鉴于以上现有技术的缺点，本发明提供一种用于发电厂的硫酸氢铵蒸发分解方法，该方法利用的硫酸氢铵受热分解的物理特性，从而从根源上治理硫酸氢铵引起的空气预热器堵塞问题。
11.申请人研究发现：燃煤机组液态硫酸氢铵的生成温度一般在146℃-207℃。液态硫酸氢铵遇热会分解，如果能够提高硫酸氢铵的环境温度，使其快速分解，就不会粘结飞灰附着在金属板上沾污的受热面，能够对堵塞的根本上进行治理，从而实现电站锅炉安全、经济、可靠长期运行。
12.一种用于发电厂的硫酸氢铵蒸发分解方法，该方法在空气预热器冷端隔离出一个清洗区域，并引入热风到清洗区域中将该清洗区域内的温度场迅速提高，热风温度到硫酸氢氨结露温度以上，当转子转入清洗区域时，使转子分仓内的硫酸氢氨由液态迅速转化为气态，使飞灰无粘结基础随热风带走，避免液态硫酸氢氨的生成，从而避免硫酸氢氨与飞灰的粘洁，避免堵塞现象的发生。
13.所述引入热风，是空气预热器出口的热一次风管道上抽取热风，引入冷端二次风侧，通过喷风箱加热二次风侧低温区，二次风侧低温区为清洗区域。
14.本发明提高清洗区域内的热风温度到硫酸氢氨结露温度以上，使硫酸氢氨在此区域内迅速由液态转化为气态，同时利用热风吹扫转子受热面使飞灰随热风带走，从而不会粘结飞灰附着在金属板上沾污的受热面，能够对堵塞的根本上进行治理，从而实现电站锅炉安全、经济、可靠长期运行。
15.进一步，所述热风从热一次风抽取出来，从冷端清洗区域进入预热器，高速流经受热面气化硫酸氢铵后，混入热二次风直接排走。
16.由此，本发明通过提升清洗区间内的流场温度，就可以使硫酸氢铵的结露现象消失，使附着在元件上的硫酸氢铵从液态变为气态，气态的硫酸氢铵可以直接流走，飞灰也将随着气态的硫酸氢铵一起流出，同时通过高流速的热风对附着在传热元件上的顽固积灰进行吹扫，从而使堵塞现象消失，达到热风自动清洗的目的，实现电站锅炉安全、经济、可靠长期运行。
17.进一步，热风对应空气预热器清洗区域的角度3度，拟取热风量为空气预热器出口风量的12％。
18.进一步，清洗区域内的热风温度保持207℃以上。207℃为硫酸氢铵从液态变为气态的结露温度，高于这个温度，能够使硫酸氢铵快速变成气态。
19.本发明的有益效果在于：
20.本发明利用空气预热器出口热一次风，在预热器冷端巧妙设计，隔离出一个清洗区域，引入热风到清洗分仓中将分仓内的温度场迅速提高，当转子转入清洗分仓时，使转子分仓内的硫酸氢氨由液态迅速转化为气态，使飞灰无粘结基础随热风带走，避免液态硫酸氢氨的生成，从而改善堵塞状况。
附图说明
21.图1为扇形仓内部流体温度场示意图。
22.图2为发明所实现的热清洗风系统示意图。
具体实施方式
23.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
24.图1所示，在扇形仓内部流体温度场基本保持在215℃以上，众所周知，硫酸氢铵从液态变为气态的结露温度为207℃，高于这个温度，能够使硫酸氢铵快速变成气态。
25.因此，为本发明所实现的用于发电厂的硫酸氢铵蒸发分解方法，该方法在空气预热器冷端隔离出一个清洗区域，并引入热风到清洗区域中将该清洗区域内的温度场迅速提高，热风温度到硫酸氢氨结露温度以上，当转子转入清洗区域时，使转子分仓内的硫酸氢氨由液态迅速转化为气态，使飞灰无粘结基础随热风带走，避免液态硫酸氢氨的生成，从而避免硫酸氢氨与飞灰的粘洁，避免堵塞现象的发生。具体地说，如图2所示，该方法在空气预热器出口的热一次风管道上抽取热风，引入冷端二次风侧(图中箭头所示)，通过喷风箱加热二次风侧低温区的3度清洗风仓(即清洗区域)，提高清洗分仓内的热风温度到硫酸氢氨结露温度以上，使硫酸氢氨在此区域内迅速由液态转化为气态，热风从热一次风抽取出来，从冷端清洗风仓进入预热器，高速流经受热面气化硫酸氢铵后，混入热二次风直接排走。
26.这样，清洗分仓内的热风温度保持在207℃以上。使硫酸氢铵快速变成气态，从而避免硫酸氢铵与飞尘在粘结。
27.为了更好地促使硫酸氢铵变成气态，热风对应空气预热器清洗区域的角度3度，拟取热风量为空气预热器出口风量的12％。
28.现有设备中，锅炉采用北京巴布科克
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威尔科克斯有限公司生产的b&wb－1025/17.5－m型、亚临界参数、自然循环、一次中间再热、固态排渣全悬吊结构、单炉膛单汽包平衡通风、露天布置、全钢构架的п型煤粉锅炉。尾部分烟道底部设置了烟气调节挡板装置。烟气通过调节挡板后又汇集在一起经两个尾部烟道引入左右各一的回转式空气预热器。锅炉设计燃料为山西阳泉无烟煤和晋中地区贫煤，采用钢球磨中间储仓式热风送粉系统，每台炉配备4台mg3570b.00型钢球磨煤机。锅炉燃烧采用一次风机热风送粉系统，对冲燃烧方式，24台双调风燃烧器，分三层对称布置于矩形燃烧室的前后墙上，配有高能自动点火装置的24支点火油枪，分别布置于各燃烧器中。
29.总之，本发明通过提升清洗区间内的流场温度，就可以使硫酸氢铵的结露现象消失，使附着在元件上的硫酸氢铵从液态变为气态，气态的硫酸氢铵可以直接流走，飞灰也将随着气态的硫酸氢铵一起流出，从而使堵塞现象消失，实现电站锅炉安全、经济、可靠长期运行。这样，利用的硫酸氢铵受热分解的物理特性，从根源上治理硫酸氢铵引起的空气预热器堵塞问题。
30.以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。