回转式空气预热器在线清扫装置及其清扫方法与流程

本发明涉及一种锅炉空气预热器转子清扫设备，具体的说，涉及了一种回转式空气预热器在线清扫装置及其清扫方法。

背景技术：

随着现代电站环保脱硝改造，尤其是采用scr法烟气脱硝，氨气和nox不能全部混合充分反应，氨逃逸是不可避免的，当逃逸率超标时氨气与锅炉烟气中的三氧化硫反应生成硫酸氢铵堵塞空气预热器。硫酸氢铵因其特殊物理性质，极易吸附并粘结在空气预热器换热元件上，即转子的换热面上，导致空气预热器加热效率降低，通风不畅，影响机组带满负荷和经济型指标，严重时影响锅炉安全运行，甚至导致机组临时停机清扫。

目前解决办法有一下几种：

一是采用蒸汽吹灰器在线吹扫清灰。电厂一般设计采用蒸汽作为吹扫汽源，压力一般在1.0-2.0mpa之间，温度300℃左右，吹扫装置安装在空气预热器内部，可以沿径向移动，而吹扫装置的喷汽口沿空气预热器径向布设，运行中靠蒸汽喷射和沿径向移动进行吹灰和清扫。由于电厂采用的厂用蒸汽压力和温度均偏低，而且蒸汽存在一定的湿度和水份，经过吹灰后不仅效果达不到清洁目的，而且预热器的蓄热元件还容易潮湿存水，导致灰尘迅速粘附，一定时间后又会形成新的堵塞。此外，蒸汽吹扫后导致烟气湿度增大，也会影响到烟气的除尘效果。

二是采用在线大流量水冲洗或高压水冲洗除垢。大流量水冲洗一般采用电厂带压力的公用水源和大流量喷嘴，高压水冲洗一般采用高压水泵或大流量柱塞泵进行运行中冲洗。机组运行期间进行大流量水冲洗，对空气预热器及其后电除尘安全有较大影响，极易发生空气预热器急剧热变形导致的电流波动大而跳闸的安全风险，另外，大流量水冲洗后空气预热器会继续吸附烟气灰尘导致迅速结垢，烟气中的水汽还会影响电除尘效率，导致排烟灰尘超标，因此，高压水在线冲洗技术对设备和机组工况要求较为苛刻，一般用于停单侧空气预热器冲洗或者停机后大流量冲洗，不到万不得已电站一般不采用此方法。

三是采用激波吹灰或声波吹灰技术。激波吹灰技术是利用乙炔（液化天然气等）可燃气体，经脉冲点火后释放能量，声波吹灰是利用声波在空气中传递振荡的方式吹灰，这类吹灰存在不同程度地能量不足，清扫效果有限等问题。而且激波吹灰存在现场燃气泄漏爆炸等不安全因素，所以均未取得大量的推广。

四是采用烟气升温使硫酸氢铵升华的方式除垢。针对硫酸氢铵的物理性质，发现根据温度不同，呈现不同的物理状态，在147℃以下，呈现坚固的固态；在147-250℃范围内，其呈现称严重的鼻涕状态，常规的蒸汽吹灰和激波吹灰难以去除，在250℃以上升华。由于空气预热器温度梯度变化从320℃-120℃之间，使得硫酸氢铵极易吸附并粘结沉积在空气预热器换热元件中部。由于这种相变在短时间是可逆的，因此采用提高锅炉烟气运行温度的方式，对已经沉积在受热面的硫酸氢铵再溶解升华，改变其沉积区域，尽量使其粘在灰上，随着烟气冷却，硫酸氢铵固化并随烟尘早电除尘除去。这种方法虽然具有一定的除垢作用，但操作复杂，容易接近设备安全运行温度极限，导致相关设备热变形，而引发动静摩擦或损坏，此外，烟气温度上升还会增加锅炉燃料消耗，并给除尘和脱硫系统增加负担。

为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种设计科学、实用性强、清扫效率高、清扫质量可靠的回转式空气预热器在线清扫装置；本发明还提供了一种回转式空气预热器在线清扫装置的清扫方法。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种回转式空气预热器在线清扫装置，它包括安装固定架、滑动设置在所述安装固定架上的滑动架和驱动装置，所述滑动架上安装有至少一个高压水射流喷嘴管道和连通所述高压水射流喷嘴管道的高压水输送管道，所述高压水射流喷嘴管道位于转子上方且底部设置有多个高压水射流喷嘴，所述高压水射流喷嘴管道的一侧或两侧设置有热空气喷射管道和连通所述热空气喷射管道的热空气输送管道，所述热空气喷射管道底部设置有多个热空气喷嘴；所述驱动装置驱动所述滑动架沿所述转子径向往复滑动，且所述高压水输送管道和所述热空气输送管道随所述滑动架移动用于输送高压水和热空气。

基于上述，所述高压水输送管道包括固定在预热器外壳体上的进水管、连通所述高压水射流喷嘴管道的出水管和多根转动管道，所述进水管与所述转动管道之间、相邻所述转动管道之间和所述出水管与所述转动管道之间分别通过旋转接头连通，所述进水管作为高压水输入端。

基于上述，所述热空气输送管道包括进气管、连通所述热空气喷射管道的出气管和套装在所述进气管上的输气外管，所述输气外管的内壁与所述进气管的外壁密封设置，所述输气外管作为热空气输入端。

基于上述，所述安装固定架包括固定在预热器外壳体内的支持架和设置在所述支撑架上的滑轨，所述滑动架底部安装有滑设在所述滑轨上的滑轮，所述出气管固定在所述滑动架上，所述驱动装置包括固定在所述预热器外壳体上的驱动支撑架，所述驱动支撑架上固定有驱动电机，所述驱动电机的输出轴上安装有传动丝杠，所述传动丝杆上套装有丝杠丝筒，所述输气外管安装在所述驱动支撑架上，所述丝杠丝筒上设置有滑动轴套，所述进气管穿设在所述滑动轴套内。

基于上述，所述驱动支撑架上还设置有与所述传动丝杠平行的滑动杆，所述丝杠丝筒两侧通过轴套滑动套设在所述滑动杆上。

基于上述，它还包括高压水输送系统，所述高压水输送系统包括储水罐和至少一个高压柱塞泵，所述高压柱塞泵分别通过电磁阀连通所述进水管。

基于上述，它还包括热空气输送系统，所述热空气输送系统包括至少一个储气罐、加热装置和加压气罐，所述储气罐分别通过所述加热装置连通所述加压气罐，所述加压气罐两端分别安装有气体电磁阀，所述加压气罐通过所述气体电磁阀连通所述输气外管。

基于上述，所述高压水射流喷嘴管道是弧形高压水射流喷嘴管道，所述弧形高压水射流喷嘴管道垂直所述转子的径向设置，所述热空气喷射管道是弧形热空气喷射管道。

本装置相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说，该装置通过驱动装置驱动所述滑动架往复滑动，进而使得呈多段式分布的所述高压水射流喷嘴和所述热空气喷嘴，能够对空气预热器转子换热面进行全面清扫，同时由于转子回转使得转子换热面的各个部分，均能经过热空气喷吹预热、高压水射流冲洗和热空气清洁干燥等三次清扫阶段，热空气能保证对硫酸氢铵加热升华，高压水射流由于流量小，压力高，具有较强的穿透性能，从而大大提高了清扫效果，保证了清扫质量，而热空气又具有干燥作用，避免预热器二次粘附灰尘和结垢，进而实现空气预热器清灰除垢，具有节约能源、快速在线清扫，使用操作简便，对预热器的安全运行和烟气系统除灰影响小等优点，适用于大中型电站回转式空气预热器在线清扫和停机清扫。

一种回转式空气预热器在线清扫装置的清扫方法，它包括以下步骤：

步骤1将所述安装固定架固定在转子壳体内部，使得所述高压水射流喷嘴和所述热空气喷嘴位于所述转子上方；所述驱动装置固定在所述转子壳体外部，所述驱动装置与所述滑动架连接处、所述高压水输送管道和所述热空气输送管道穿过所述转子壳体密封设置；

步骤2启动所述高压水输送系统向所述进水管输送水压为30-50mpa的高压水；启动所述热空气输送系统向所述输气外管输送温度为250-350℃的且经过所述加压气罐加压的热空气；

步骤3所述驱动装置驱动所述滑动架沿所述转子径向往复滑动，同时所述转子回转，所述高压水射流喷嘴和所述热空气喷嘴对所述预热器转子进行清扫和冲洗。

基于上述，所述步骤3中，所述高压水射流喷嘴和所述热空气喷嘴以脉冲方式进行冲洗，清扫时长为60-180分钟；所述转子回转时，所述热空气喷射管道和所述高压水射流喷嘴管道对所述转子的各个部分进行热空气喷吹预热、高压水射流冲洗和热空气清洁干燥。

本方法相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说，本方法利用高压水射流和热空气，对转子换热面进行脉冲形式的冲洗，清除电站锅炉空气预热器灰垢，对回转式空气预热器转子起到高压穿透和快速冲洗作用，所述热空气通过所述热空气喷嘴喷出，对空气预热器中堵塞物起到加热升华和和干燥作用，配合高压水射流以此形成加热、冲洗、清洁干燥过程；具有安全可靠、能源消耗少、运行操作方便等特点，能够很好地解决大中型电站锅炉烟气系统设备堵灰和结垢带来影响经济性和安全性的问题。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明安装在空气预热器上的结构示意图。

图3是本发明中所述驱动装置的结构示意图。

图中：1.安装固定架；2.滑动架；3.驱动装置；4.高压水射流喷嘴管道；5.热空气喷射管道；6.高压水输送管道；7.热空气输送管道；8.转子；11.滑轨；21.滑轮；31.驱动电机；32.传动丝杠；33.丝杠丝筒；34.滑动杆；61.进水管；62.出水管；63.转动管道；64.旋转接头；71.进气管；72.出气管；73.输气外管。

具体实施方式

下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

实施例1

如图1、图2和图3所示，一种回转式空气预热器在线清扫装置，该装置能够安装在空气预热器的壳体内，进行相应的密封处理保证空气预热器转子正常工作，同时能够对转子进行在线或者停机清扫。进而实现空气预热器转子换热面的高效清扫，整个装置采用热空气和高压水射流进行清扫，通过控制热空气和高压水的喷洗时长和停机时长，形成脉冲清扫，根据需要对热空气进行加压保证清洗喷吹效果；空气与水相结合清除电站锅炉空气预热器灰垢，解决电站锅炉烟气系统设备堵灰和结垢带来影响经济性和安全性的问题。

具体结构如图2所示，该回转式空气预热器在线清扫装置它包括安装固定架1、滑动设置在所述安装固定架1上的滑动架2和驱动装置3，所述安装固定架1安装在所述转子8的壳体内，位于转子换热面的上方，所述驱动装置3设置在所述转子8的壳体外部，以便驱动所述滑动架2。

为了保证清扫质量和效率，本实施例中所述滑动架2上安装有两个高压水射流喷嘴管道4和连通所述高压水射流喷嘴管道4的高压水输送管道6，利用所述高压水输送管道6外接高压水源进行清扫高压水的输送，所述高压水射流喷嘴管道4位于所述转子8上方且底部设置有多个高压水射流喷嘴，输入的高压水通过所述高压水射流喷嘴对转子换热面进行清扫。

为了提高清扫质量，每个所述高压水射流喷嘴管道4的两侧分别设置有热空气喷射管道5和连通所述热空气喷射管道5的热空气输送管道7，利用所述热空气输送管道7外接热空气进行热空气的输送，所述热空气喷射管道5底部设置有多个热空气喷嘴，输入的空气通过所述热空气喷嘴对转子换热面进行喷吹、预热和干燥。

清扫时，所述驱动装置3驱动所述滑动架2沿所述转子径向往复滑动，以此实现转子换热面的全面清扫，所述滑动架2移动时，所述高压水输送管道6和所述热空气输送管道7随所述滑动架2移动，用于输送高压水射流和热空气，以此完成转子的清扫。

所述高压水和所述热空气可采用现有技术进行输送，保证清扫的脉冲频率，同时形成高温空气能脉冲与高压水射流喷射相结合，清除电站锅炉空气预热器灰垢，解决电站锅炉烟气系统设备堵灰和结垢带来影响经济性和安全性的问题。

为了保证清扫效果，所述高压水射流喷嘴管道4是弧形高压水射流喷嘴管道，所述弧形高压水射流喷嘴管道垂直所述转子的径向设置，所述热空气喷射管道5是弧形热空气喷射管道。利用弧形结构与转子换热面接触更加充分准确。

所述驱动装置3驱动所述滑动架2沿所述转子径向往复滑动，空气预热器内部设置有两组喷嘴管道，每组喷嘴管道由两段所述热空气喷射管道5和一段所述高压水射流喷嘴管道4构成，形成三段式喷洗管道。

高压水从两组所述高压水射流喷嘴管道4上的多个高压水喷嘴喷出，对空气预热器转子起到高压穿透和快速冲洗作用，热空气通过两段所述热空气喷射管道5上的多个热空气喷嘴中喷出，对空气预热器换热面分别起到加热和干燥作用。由于转子回转作用的存在，使得换热面各个部分完成热空气喷吹预热、高压水射流冲洗和热空气清洁干燥的清扫过程。该装置具有往返连续移动和定点移动功能，通过该装置的往复移动清扫，结合机组运行中空气预热器的回转，完成整个空气预热器的在线清扫过程。

本实施例中采用了对称结构的双排高压水射流喷嘴管道结构，保证清扫效果和质量，同时所述高压水射流喷嘴管道4的两侧分别设置热空气喷射管道5，以此形成三段式清扫；需要说明的是在其它实施例中可以根据转子的面积和管道的大小设置所述高压水射流喷嘴管道的个数和所述热空气喷射管道的个数，以满足不同空气预热器的清扫需求。

实施例2

本实施例在实施例1的基础上，提供了一种具体的高压水输送管道和热空气输送管道，如图1、图2和图3所示，所述高压水输送管道6包括固定在转子壳体上的进水管61、连通所述高压水射流喷嘴管道4的出水管62和多根转动管道63，所述进水管61与所述转动管道63之间、相邻所述转动管道63之间和所述出水管62与所述转动管道63之间分别通过旋转接头64连通，所述进水管61作为高压水输入端。

利用上述结构形成可随所述滑动架2往复滑动的高压水输送管道6，其中所述旋转接头64采用现有技术即可，保证所述滑动架2往复滑动时，所述高压水输送管道6自由伸展即可，以此保证高压水输送的质量。

如图3所示，所述热空气输送管道7包括进气管71、连通所述热空气喷射管道5的出气管72和套装在所述进气管71上的输气外管73，所述输气外管73的内壁与所述进气管71的外壁密封设置，防止气体泄漏；所述输气外管73作为热空气输入端。

利用上述结构形成可随所述滑动架2往复滑动的热空气输送管道7，其中所述输气外管73套装在所述进气管71上，且所述进气管71能够在所述输气外管73内来回滑动，保证所述滑动架2往复滑动时，所述热空气输送管道7自由伸展即可，以此保证热空气输送的质量。

实施例3

本实施例在实施例2的基础上，提供了一种具体的驱动装置，如图1、图2和图3所示，所述安装固定架1包括固定在预热器外壳体内的支持架和设置在所述支撑架上的滑轨11，所述滑动架2底部安装有滑设在所述滑轨11上的滑轮21，所述出气管72固定在所述滑动架2上，以此保证所述滑动架2带动所述高压水射流喷嘴管道4和所述热空气喷射管道5，往复滑动，实现全面清扫。

所述驱动装置3包括固定在所述转子壳体外部的驱动支撑架，所述驱动支撑架固定有驱动电机31，所述驱动电机31的输出轴上安装有传动丝杠32，所述传动丝杆32上套装有丝杠丝筒33，所述输气外管73安装在所述驱动支撑架上，所述丝杠丝筒33上设置有滑动轴套，所述进气管71穿设在所述滑动轴套内。

所述驱动电机31传动所述传动丝杆32，使得所述丝杠丝筒33往复滑动，进而能够使得所述进气管71沿所述输气外管73往复滑动，实现所述滑动架2往复滑动时空气的输送。

同时由于所述高压水射流喷嘴管道4固定在所述滑道架2上，当所述进气管71沿所述输气外管73往复滑动时，所述转动管道63沿所述旋转接头64，反复拉伸和收缩，进而保证高压水输送。

本实施例中为了保证传动稳定，所述驱动支撑架上还设置有与所述传动丝杠32平行的滑动杆34，所述丝杠丝筒33两侧通过轴套滑动套设在所述滑动杆34上，以此保证驱动装置的稳定性。

实施例4

本实施例与实施例3的区别在于：该回转式空气预热器在线清扫装置还包括高压水输送系统和热空气输送系统。

具体的，所述高压水输送系统包括储水罐和两个高压柱塞泵，所述高压柱塞泵分别通过电磁阀连通所述进水管。需要说明的是在其它实施例中可根据需要设置所述高压柱塞泵的个数。

利用两个高压柱塞泵保证水压，通过所述电磁阀控制水流实现脉冲清扫。

所述热空气输送系统包括一个储气罐、加热装置和加压气罐，所述储气罐分别通过所述加热装置连通所述加压气罐，所述加压气罐两端分别安装有气体电磁阀，所述加压气罐通过所述气体电磁阀连通所述输气外管。需要说明的是在其它实施例中可根据需要设置所述储气罐的个数。

整个热空气输送系统既可以结合锅炉烟气余热进行加热，也可采用电加热，通过控制所述加压气罐内充气和放气的时长，保证空气以脉冲形式进行输送。

本实施例中是一台空气预热器为清扫对象设置的，需要说明的是在其它实施例中可以根据需要在多个空气预热器内部设置该清扫装置，采用同一套高压水输送系统和热空气输送系统，进行空气和水源的供应。

如图1、图2和图3所示，本实施例还提供了一种回转式空气预热器在线清扫装置的清扫方法，它包括以下步骤：

步骤1将所述安装固定架1固定在转子壳体内部，使得所述高压水喷嘴5和所述热空气喷嘴4位于所述转子8上方；所述驱动装置3固定在所述转子壳体外部，所述驱动装置3与所述滑动架2连接处、所述高压水输送管道6和所述热空气输送7穿过所述转子壳体密封设置；以此保证空气预热器的密封性，保证换热质量。

步骤2启动所述高压水输送系统向所述进水管61输送水压为30-50mpa的高压水；启动所述热空气输送系统向所述输气外管73输送温度为250-350℃的且经过所述加压气罐加压的热空气，所述加压气罐的充放强度和频率根据空气预热器的堵塞情况设定；以此获得合适的高压水射流和热空气。

步骤3所述驱动装置3驱动所述滑动架2沿所述转子8径向往复滑动，同时所述转子8回转，所述高压水喷嘴和所述热空气喷嘴对所述转子8进行冲洗。

为了保证清扫质量，所述步骤3中，所述高压水喷嘴和所述热空气喷嘴以脉冲方式进行冲洗，每台次清扫时长控制在60-180分钟（具体时间根据堵塞情况可以设定）；所述转子8回转时，前后两个所述热空气喷射管道5和所述高压水射流喷嘴管道4对所述转子8的各个部分进行空气喷吹预热、高压水射流冲洗和空气清洁干燥。

该方法主要采用压缩空气加热升压，形成高温空气能脉冲，与高压水射流喷射相结合，清除电站锅炉空气预热器灰垢，解决电站锅炉烟气系统设备堵灰和结垢带来影响经济性和安全性的问题。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。