空气预热器、使用该空气预热器的烟气处理系统及烟气处理方法技术方案

本发明专利技术涉及一种具有分区自清洁功能的空气预热器、烟气处理系统及烟气处理方法。所述空气预热器具有若干换热模块，第1传热模块的冷流体入口集箱被冷流体入口分隔板分为若干子集箱，每个子集箱内均设置有可独立控制开启的冷流体入口切断机构。通过控制子集箱内的冷流体入口切断机构的开闭，可实现空气预热器箱体内全部传热模块的自清洁功能，解决现有技术中因采用回转式空气预热器而存在的漏风、堵塞、腐蚀问题，以及由此带来的排烟温度高、烟气余热利用率低、锅炉效率低、能耗大及下游除尘装置和脱硫装置负荷大的问题。装置和脱硫装置负荷大的问题。装置和脱硫装置负荷大的问题。

【技术实现步骤摘要】
空气预热器、使用该空气预热器的烟气处理系统及烟气处理方法


[0001]本专利技术涉及空气预热器领域，具体涉及一种具有分区自清洁功能的空气预热器、使用该空气预热器的烟气处理系统及烟气处理方法。

技术介绍

[0002]燃煤电厂锅炉在运行过程中通常会配备相应的余热利用装置及脱硫、脱销装置以对锅炉排放的烟气进行处理，实现节能减排的目的。
[0003]常规燃煤电厂锅炉的烟气处理系统如图1所示，该系统包括：锅炉1、给煤机2、一次风风机3、二次风风机4、除尘装置5、引风机6、脱硫装置7、烟囱8、脱硝装置9；空气预热器10及低低温省煤器11。
[0004]空气预热器10是烟气处理系统的核心部件，空气预热器10的运行效果直接影响锅炉的效率。通过空气预热器10回收烟气中热量，回收的热量可预热进入锅炉1的一次风和二次风，提高锅炉热效率，降低能量消耗。
[0005]目前，燃煤电厂最常见的空气预热器是回转式空气预热器，回转式空气预热器具有传热面密度高、结构紧凑、体积小、布置灵活的优点。回转式空气预热器通常以金属波纹板作为蓄热芯体，一般分为三仓室，三个仓室分别为烟气仓室、一次风仓室和二次风仓室。蓄热芯体转至烟气仓室时，烟气中热量被蓄热体吸收并蓄积起来，蓄热芯体转至一次风仓室和二次风仓室时，蓄积的热量释放给一次风和二次风，蓄热芯体温度降低，实现烟气与一次风和二次风的换热。
[0006]回转式空气预热器的缺点之一是存在严重的漏风问题，漏风的原因是，一次风侧操作压力高于烟气侧和二次风侧操作压力，这样一次风就会通过回转式空气预热器动静部件之间的间隙漏到烟气侧，形成漏风，一次风大约有20％的漏量，随着设备使用时间的延长，漏风问题会更加严重。为了维持一次风量，要增加一次风风机功率，同时为了维持锅炉系统负压，烟气引风机功率也相应增加。一次风风机和烟气引风机功率增加导致系统电耗增加，回转式空气预热器下游的除尘装置、脱硫装置负荷也增大。
[0007]回转式空气预热器的缺点之二是容易发生堵塞和腐蚀。如图1所示，空气预热器10 为回转式空气预热器，其上游设置有脱硝装置9，脱硝装置一般采用SCR脱硝工艺，SCR 脱硝装置不可避免的会有NH3逃逸，SCR催化剂在促进NH3和NO
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反应脱除氮氧化物的同时也会促进SO2向SO3的转化率，逃逸的NH3与SO3及H2O反应生成硫酸氢铵，硫酸氢铵为黏状物，具有吸湿性，吸湿后呈酸性具有腐蚀性，硫酸氢铵熔点为147℃，当回转式空气预热器的排烟温度低于147℃时，硫酸氢铵会出现凝固，具有很强的粘性，极易沉积黏附在回转式空气预热器的换热板片表面，造成回转式空气预热器的堵塞，又因硫酸氢铵吸湿后呈酸性具有腐蚀性，容易造成回转式空气预热器腐蚀。
[0008]为了解决回转式空气预热器的漏风问题，CN210463080U提供了一种燃煤电厂空气预热器系统，将管式空气预热器和二分仓回转式空气预热器并列组合成新型空气预热器系
统，实现一次风系统和烟气隔绝，降低了较大压力的一次风对空气预热器漏风率的影响。该系统虽然能在一定程度上缓解漏风问题，但结构复杂，设备组装及维护困难，并且无法解决堵塞和腐蚀的问题。
[0009]为了解决回转式空气预热器的堵塞和腐蚀的问题，通常采取的措施包括：一、控制回转式空气预热器的排烟温度高于硫酸氢铵熔点；其缺点是会减少烟气余热回收量，不利于提高锅炉效率；二、设置吹灰器，吹灰器主要有声波吹灰器、蒸汽吹灰器、激波吹灰器等形式，受吹灰器清灰原理限制，其清灰范围与清灰效果有限，空气预热器即使在设有吹灰器的前提下，依然存在积灰、难以长周期运行等问题。为了保证吹灰器有效吹灰范围全覆盖，CN108662927A公开了板式气气换热器，包括一个或多个长方体换热单元，每个长方体换热单元包括板束模块及板束模块四角或四角延伸板与矩形柱边缘形成的四个换热腔，板束模块相对侧的换热腔流经相同的介质。由于两侧通道长度基本相当，流道行程短，可保证吹灰器有效吹灰范围全覆盖，但该换热器仍需要使用吹灰器进行吹灰除尘，无法实现换热器的自清洁功能，且频繁吹灰，不但吹灰效果不理想，还会对传热元件冲蚀严重。三、在线水洗，在线水洗会浪费水资源，且后续废水的处理也存在问题，且容易造成设备的腐蚀问题。
[0010]由此可知，现有措施均不能有效地解决采用回转式空气预热器的烟气处理系统存在的漏风、堵塞及腐蚀问题，以及由此带来的烟气余热回收率低、能耗大，下游除尘装置及脱硫装置负荷大的问题。如何克服上述缺陷已成为当前烟气处理领域亟待解决的问题。

技术实现思路

[0011]本专利技术的目的是提供一种具有分区自清洁功能的空气预热器，以及采用该空气预热器的烟气处理系统及烟气处理方法，以解决现有锅炉烟气处理系统中采用回转式空气预热器时，存在的漏风、堵塞、腐蚀问题，以及由此带来的排烟温度高、烟气余热利用率低、锅炉效率低、能耗大及下游除尘装置和脱硫装置负荷大的问题。
[0012]为解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案如下：
[0013]本专利技术的目的之一是提供一种具有分区自清洁功能的空气预热器，所述空气预热器包括n个传热模块，n≥2，其特征在于：
[0014]所述传热模块是将两张传热板片的一组对边焊接形成板对，多个板对组叠形成传热模块。板对内部形成冷流体通道，板对的另一组对边不组焊，形成传热模块冷流体入口和传热模块冷流体出口；板对与板对之间沿组焊的一组对边方向形成热流体通道；传热模块中的热流体流向和冷流体流向垂直，为交错流换热。
[0015]第1、2、
……
n
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1、n个传热模块依次布置；每两个传热模块之间通过过渡集箱连接，过渡集箱内不设置传热模块。
[0016]第1传热模块的传热模块冷流体入口2
’
处，设置有冷流体入口集箱2；
[0017]在第1传热模块的传热模块冷流体出口5
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处设置有第1翻转集箱，第1翻转集箱连接第1传热模块的传热模块冷流体出口和第2传热模块的传热模块冷流体入口；以同样的方式，在第n
‑
1传热模块的传热模块冷流体出口处设置第n
‑
1翻转集箱，第n
‑
1翻转集箱连接第n
‑
1传热模块的传热模块冷流体出口和第n传热模块的传热模块冷流体入口；在第n传热模块的传热模块冷流体出口处设置有冷流体出口集箱5；
[0018]所述冷流体入口集箱2内设置有与第1传热模块的传热板片平行的冷流体入口集
箱分隔板4，冷流体入口集箱分隔板4将冷流体入口集箱2分隔为若干个子集箱，各个子集箱之间不串漏，在每个子集箱内均设置有相应的冷流体入口切断机构3，每个冷流体入口切断机构3可独立控制开启。
[0019]所述翻转集箱内设置有翻转集箱分隔板10，翻转集箱分隔板10与冷流体入口集箱分隔板4数量相同且一一对应，每一翻转集箱分隔板10均与相应的一件冷流体入口集箱分隔板4在同一平面内。
[0020]由此，冷流体经由冷流体入口集箱2进入空本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有分区自清洁功能的空气预热器，包括n个传热模块，n≥2，其特征在于：在第1传热模块的传热模块冷流体入口2
’
处，设置有冷流体入口集箱2；在第1传热模块的传热模块冷流体出口5
’
处设置有第1翻转集箱，所述第1翻转集箱连接第1传热模块的传热模块冷流体出口和第2传热模块的传热模块冷流体入口；以同样的方式，在第n
‑
1传热模块的传热模块冷流体出口处设置第n
‑
1翻转集箱，第n
‑
1翻转集箱连接第n
‑
1传热模块的传热模块冷流体出口和第n传热模块的传热模块冷流体入口；在第n传热模块的传热模块冷流体出口处设置有冷流体出口集箱5；所述冷流体入口集箱2内设置有与传热模块的传热板片平行的冷流体入口集箱分隔板4，将冷流体入口集箱2分隔为若干个子集箱，在每个子集箱内均设置有相应的冷流体入口切断机构3，冷流体入口切断机构3可独立控制开启；翻转集箱内设置有翻转集箱分隔板10，翻转集箱分隔板10与冷流体入口集箱分隔板4数量相同且一一对应，每一翻转集箱分隔板10均与相应的一件冷流体入口集箱分隔板4在同一平面内；第n传热模块设置有热流体入口集箱6，热流体经热流体入口集箱6进入第n传热模块的热流体通道，然后流经过渡集箱后进入第n
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1传热模块的热流体通道，最终经第1传热模块的热流体出口集箱1流出。2.如权利要求1所述的空气预热器，其特征在于：所述冷流体入口切断机构为具有开启、关闭功能的翻板阀、插板阀或百叶阀。3.如权利要求1所述的空气预热器，其特征在于：在烟气处理过程中，通过交替关闭冷流体入口切断机构，利用热流体可以实现全部传热板片的自清洁。4.如权利要求1所述的空气预热器，其特征在于：所述空气预热器采用的是全焊接结构的板式换热器结构。5.如权利要求4所述的空气预热器，其特征在于：所述传热模块是将两张传热板片的一组对边焊接形成板对，多个板对组叠形成传热模块；板对内部形成冷流体通道，板对的另一组对边不组焊，形成传热模块冷流体入口和传热模块冷流体出口；板对与板对之间沿组焊的一组对边方向形成热流体通道；传热模块中的热流体流向和冷流体流向垂直，为交错流换热。6.如权利要求5所述的空气预热器，其特征在于：所述传热板片为波纹板片。7.一种烟气处理系统，其特征在于，所述烟气处理系统设置有如权利要求1
‑
6任一项所述的具有分区自清洁功能的空气预热器。8.如权利要求7所述的烟气处理系统，其特征在于：所述烟气处理系统包括锅炉、给煤机、一次风风机、二次风风机、第一空气预热器和第二空气预热器；所述第一空气预热器是回转式空气预热器，用以实现烟气与一次风、二次风热量交换；所述第二空气预热器是所述具有分区自清洁功能的空气预热器。9.如权利要求8所述的烟气处理系统，其特征在于：锅炉烟气从锅炉出口经第一空气预热器及第二空气预热器热交换后，最终排入大气。10.如权利要求9所述的烟气处理系统，其特征在于：所述烟气处理系统还设置有脱硝装置、第一低低温省煤器、除尘装置、引风机、脱硫装置和烟囱；烟气从锅炉出口依次经脱硝装置、第一空气预热器、第二空气预热器、第一低低温省煤器、除尘装置、引风机、脱硫装置
及烟囱排入大气。11.如权利要求8所述的烟气处理系统，其特征在于：一次风经所述一次风风机进入系统，然后通过第一空气预热器、给煤机进入锅炉；二次风经所述二次风风机进入系统，然后通过第二空气预热器、第一空气预热器进入锅炉。12.如权利要求11所述的烟气处理系统，其特征在于：在所述第一空气预热器和第二空气预热器之间的二次风风道中还设置有第二低低温省煤器，二次风经二次风风机进入系统，然后通过第二空气预热器、第二低低温省煤器、第一空气预热器进入锅炉。13.如权利要求8所述的烟气处理系统，其特征在于：在进行烟气处理时，控制第一空气预热器的烟气出口温度高于硫酸氢铵熔点。14.如权利要求13所述的烟气处理系统，其特征在于：在进行烟气处理时，控制第二空气预热器的烟气温度低于硫酸氢铵熔点。15.如权利要求7所述的烟气处理系统，其特征在于：所述烟气处理系统包括：锅炉、给煤机、一次风风机、二次风风机、第一空气预热器、第二空气预热器和第三空气预热器；所述第一空气预热器采用常规的二仓回转式空气预热器，用于实现烟气与二次风的热量交换；所述第二空气预热器及第三空气预热器均采用所述的具有分区自清洁功能的空气预热器。16.如权利要求15所述的烟气处理系统，其特征在于：烟气从锅炉出来后分为两路：一路烟气依次经过第一空气预热器、第二空气预热器，此路烟气与二次风进行热量交换；另一路烟气经过第三空气预热器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋秉棠，马倩，王凯，王树凯，
申请(专利权)人：天津华赛尔传热设备有限公司，
类型：发明
国别省市：