[实用新型]一种回转式空气预热器防堵灰协同密封系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种回转式空气预热器防堵灰协同密封系统，属空气预热器防积灰和空气预热器密封领域。

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，上述问题尤为突出，治理更加困难和复杂。

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换热元件表面，使换热元件发生腐蚀和积灰，最终可能引发堵灰，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换热元件上，腐蚀换热元件。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，因此目前不少电厂的酸露点普遍高于排烟温度，导致低温腐蚀(酸露点腐蚀)加剧。

根据上述硫酸氢铵沉积和硫酸蒸汽凝结的温度范围可知，低温腐蚀一般发生在换热元件的低温段区域，而硫酸氢铵沉积一般发生在换热元件的中低温段区域，两者生成的位置区域重叠度较小，生成的大部分硫酸氢铵液滴都在硫酸液滴之上的区域。

预热器一般配备在线蒸汽吹灰和水冲洗来应对上述问题，即双介质吹灰，以期达到防止堵塞的目的。在线蒸汽吹灰一般每个运行班(8小时)投运一次，每次投运时间1～4小时；而水冲洗一般在停机状态下进行；在线高压水冲洗对机组的安全运行造成一定威胁，国内仅少部分电厂尝试使用，且不能保证冲洗效果。运行实践表明，双介质吹灰并不能达到很好的清灰效果，已不能保证设备的安全运行。究其原因，不管是在线蒸汽吹灰还是水冲洗，均为间歇运行，而飞灰因硫酸氢铵沉积或低温腐蚀而粘附在换热元件表面时，若不及时清理，大量的积灰会结成硬块，很难清除。此外，在线蒸汽吹灰不仅消耗大量高品质蒸汽，造成能量损失，而且对设备下游的布袋除尘等设备的运行不利，如蒸汽参数控制不当会造成除尘布袋的阻力急剧上升。

常规的应对低温腐蚀的措施还包括加装暖风器或采用热风再循环系统，但这两种技术方案都是以牺牲空气预热器的利用率为代价的，降低了预热器的换热性能，导致排烟温度升高，排烟损失增大。且事实上，一些电厂采用上述两方案也未能起到明显缓解低温腐蚀的效果。

上述暖风器技术虽然回收了部分热量，可抵消部分增加的排烟损失，但是长期运行存在受热面积灰、腐蚀、阻力增大等问题。此技术仅能应对酸露点腐蚀问题，对缓解或解决硫酸氢铵沉积问题并无明显益处。

此外，根据研究，上述热风再循环技术可以缓解低温腐蚀问题，但对防止硫酸氢铵沉积也并无益处，反而会使硫酸氢铵沉积带往预热器上部偏移，更接近换热元件的最中间段，进而导致蒸汽吹灰效果不佳，增大了预热器堵塞的几率。

随着中国环保要求的日益严格及执法力度的加强，烟气NOx排放的问题越来越受到国家环保部门和公众的重视。目前各大发电集团公司正在进行大型火电燃煤锅炉超低排放的示范改造工程，以烟气NOx排放浓度降低至50mg/Nm³以下为目标。为了实现上述目标，大部分电厂只能被迫采取增大喷氨量的技术措施，但这将导致氨逃逸量加大，加剧空气预热器的低温腐蚀和堵塞问题，造成空气预热器阻力急剧上升，进而导致锅炉限负荷甚至被迫停机，严重威胁了机组的安全运行。