[发明专利]一种防硫酸氢铵沉积的五分仓回转式空气预热器及其工作方法

说明书

本发明涉及一种防硫酸氢铵沉积的五分仓回转式空气预热器及其工作方法，属于火电厂锅炉辅助设备技术领域，为了解决现有空预器易被硫酸氢铵堵塞的技术问题。本发明中，空预器内设置有空预器转子，空预器转子上设置有换热元件；空预器内包括烟气侧和空气侧，空气侧包括风侧一、风侧二、风侧三和风侧四；风侧一的入口通过管道与烟气侧入口连接，在风侧一的入口与烟气侧入口之间设置有高温风机一；风侧四的出口通过管道与风侧四的入口连接，在风侧四的出口与风侧四的入口之间设置有高温风机二；风侧二的冷端设置有蒸汽吹灰器，风侧三的冷端设置有声波吹灰器。本发明在全负荷工况下，能在线有效缓解空预器堵塞、减少因空预器非计划停机次数。

技术领域

本发明属于火电厂锅炉辅助设备技术领域，尤其涉及一种防硫酸氢铵沉积的五分仓回转式空气预热器。

背景技术

根据GB13223-2011《火电厂大气污染物排放标准》标准要求，自2014年起，火力发电燃煤锅炉氮氧化物排放执行100mg/m³的排放限值，随着超净排放改造，该排放限值为50mg/m³。为了满足排放要求，除少数循环流化床燃煤机组外，国内大多数燃煤机组在锅炉省煤器出口加装了选择性催化还原脱硝装置，在催化剂作用下，氨气将氮氧化物还原为氮气和水的同时，也会伴随着部分二氧化硫（0-3%）被催化氧化成三氧化硫，燃煤产生的三氧化硫和催化氧化生成的三氧化硫与脱硝未参与反应的氨气在合适的温度窗口下反应生成硫酸氢铵和硫酸铵，上述反应如下：

2SO₂+O₂→2SO₃

NH₃+SO₃+H₂O→HN₄HSO₄

2NH₃+SO₃+H₂O→(HN₄)₂SO₄

硫酸铵为无色结晶或白色颗粒，280 ℃以上分解，硫酸氢铵熔点为147 °C，液态时具有高粘性。

回转式空气预热器简称“空预器”作为燃煤/油机组中的热交换转动设备，如申请号为201710557438.3的中国专利，空预器换热元件吸收储存脱硝装置出口高温烟气的热量，通过转动传热将进入磨煤机和炉膛的低温空气加热，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70 ℃-380 ℃。当烟气中NH₃浓度远高于SO₃浓度时，两者之间反应主要生成硫酸铵粉末，粘附性低，不会对脱硝装置后续设备如空预器冷端产生粘附结垢。当烟气中SO₃浓度高于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3 μL/L，所以烟气中的SO₃远高于NH₃，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，由于换热元件一般布置两到三层以上，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，同时吹灰系统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。回转式空预器堵塞严重时，轻则增加风机出力，厂用电上升，重则会导致风机出力不足而使锅炉不能满负荷运行，炉膛负压波动大，锅炉被迫停炉进行清洗。对于堵塞严重的机组，如不采取合理措施，在1-3个月内空预器就需要停炉清洗一次，直接影响锅炉排产计划，造成巨大的经济损失。因此，如何在线预防空预器被硫酸氢铵堵塞，是目前需要解决的一个技术问题。

发明内容