发电厂锅炉水冷壁防腐协同空预器堵塞治理系统及方法与流程

本发明涉及环保发电技术领域，更具体涉及一种发电厂水冷壁防腐协同空预器堵塞治理系统及方法。

背景技术：

近年来随着国家对环保要求的力度不断加大，燃煤电厂基本全都装设了scr系统，用于对燃煤产生的nox进行脱除，以满足环保标准中对nox排放浓度的要求。scr系统脱除nox的过程需要根据锅炉生成nox量喷入大量的nh3，受现场条件限制，部分nh3未能完全参与反应从而造成一定浓度的氨逃逸；此外，scr系统中的催化剂对烟气中so2氧化成so3具有一定的催化作用，造成scr反应器中0.3～2％的so2被氧化成so3。高温烟气经scr系统反应后进入下游空预器进行一次热风、二次热风换热(一般空预器入口烟气温度为350～400℃)，经空预器整个流程的换热后，空预器冷端出口烟气平均温度一般降至130～160℃，期间烟气中的so3发生凝结进而导致空预器冷端蓄热元件腐蚀，同时，烟气中so3和nh3反应生成具有很强粘性的nh4hso4，nh4hso4极易粘附在空预器换热片表面，同时，较强的粘性也极易粘附烟气中的飞灰，从而造成空预器进出口压差逐渐增大、堵塞逐渐加重，最终影响机组出力。

目前，电站燃煤锅炉均采用了燃煤的低氮燃烧技术，但低氮燃烧的条件下，主燃烧区域属于欠氧燃烧的环境，水冷壁燃烧区域呈还原性气氛，同时目前国内燃煤锅炉为了降低燃煤成本，掺烧高硫煤已经是很普遍的现象。因此水冷壁近壁处存在大量的腐蚀性气体(还原气氛下主要是h2s气体)，造成锅炉水冷壁的严重高温腐蚀问题。

针对水冷壁高温腐蚀问题，电厂通常采用高温防腐喷涂材料进行防腐喷涂和水冷壁贴壁风保护，但是随着锅炉燃用煤种偏离设计值以及高硫煤的掺烧力度加大，导致锅炉的防腐喷涂材料的寿命缩短，维护成本升高；传统的贴壁风设计采用的是引用二次热风作为贴壁风进行水冷壁保护，但是由于二次热风风压较低，甚至是负值，导致水冷壁保护效果不佳。

针对空预器堵塞问题，电厂通常采用增加蒸汽吹灰频次或全年投用暖风器等方式来缓解，在堵塞严重时则需停机用高压水进行冲洗，这种方法增加了煤耗，影响了机组经济性，另一方面堵塞问题无法得到根本解决，影响机组负荷率。

技术实现要素：

本发明需要解决的技术问题是提供一种发电厂锅炉水冷壁防腐协同空预器堵塞治理系统及方法，以解决水冷壁容易被腐蚀、空预器易堵塞的问题，以实现在少一次热风的同时进行空预器防堵的吹扫及水冷壁的贴避风保护。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

一种发电厂锅炉水冷壁防腐协同空预器堵塞治理系统，包括设置在锅炉的尾端、用于将进入锅炉前的空气预热的空气预热器，所述空气预热器包括烟气分仓、一次风分仓、二次风分仓，所述一次风分仓、二次风分仓之间设置有清洗风分仓，所述空气预热器的左端设有空预器防堵系统，所述空预器防堵系统包括与一次风分仓连通的一次风管路、与二次风分仓连通的二次风管路，且一次风管路、二次风管路之间设置有与清洗风分仓连通的清洗风分仓管路；所述清洗风分仓管路的上部设有第三隔离门；清洗风分仓管路的左侧设有与清洗风分仓管路连通的清洗风旁路，清洗风分仓管路的上端与清洗风旁路的上端连通有第一管路，第一管路的左端水平伸出连通贴合在锅炉壁上的贴壁风母管；所述清洗风分仓管路的下端与清洗风旁路的下端连通有第二管路；所述清洗风旁路的上部设有第一隔离门，且清洗风旁路通过设有第二隔离门的第三管路连通一次风管路。

进一步优化技术方案，所述烟气分仓的扇形喷风口的扇形角度为90°，所述一次风分仓的扇形喷风口的扇形角度小于二次风分仓的扇形喷风口的扇形角度。

进一步优化技术方案，所述清洗风分仓的扇形喷风口的扇形角度为2～4°。

本发明还提供了发电厂锅炉水冷壁防腐协同空预器堵塞治理方法，具体步骤如下：

a.在锅炉点火阶段时，若脱硝入口烟气温度值tscr入口＜320℃，关闭第二隔离门、第三隔离门，打开第一隔离门；

b.机组启动并网运行后，监控scr脱硝系统的烟气入口温度值tscr入口；

c.当烟气入口温度值tscr入口>320℃时，关闭第一隔离门，打开第三隔离门。

进一步优化技术方案，所述步骤b中控制一次风管路风量在5～10t/h。

由于采用了以上技术方案，本发明所取得技术进步如下。

本发明中引入热风的清洗分仓的位置在二次风分仓和一次风分仓之间，避免了因为一次热风静压较高导致清洗分仓向烟气侧漏风的问题，也减少了整个系统漏风。本发明将空预器防堵系统和水冷壁贴壁风系统串联起来，实现了少量一次热风同时进行空预器防堵的吹扫及水冷壁的贴避风保护，防止因热风清洗系统及一次风贴壁风改造导致的一次风机出力不足的问题，提高了清洗的效果、实现了锅炉节能和降低厂用电消耗。

附图说明

图1为本发明中发电厂锅炉水冷壁防腐协同空预器堵塞治理系统的结构示意图；

图2为本发明中空气预热器的截面图；

其中：1、锅炉，2、空气预热器，21、烟气分仓，22、清洗风分仓，23、一次风分仓，24、二次风分仓，3、一次风管路，4、二次风管路，5、清洗风分仓管路，6、清洗风旁路，7、贴壁风母管，8、第一隔离门，9、第二隔离门，10、第三隔离门。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例对本发明进行进一步详细说明。

一种发电厂锅炉水冷壁防腐协同空预器堵塞治理系统，结合图1至2所示，包括锅炉、空气预热器、一次风管路、二次风管路、清洗风分仓管路、清洗风旁路、贴壁风母管。

空气预热器设置在锅炉的尾端，对将进入锅炉前的空气进行预热，用于提高锅炉的热交换性能，降低能量消耗。空气预热器包括烟气分仓、一次风分仓、二次风分仓，一次风分仓、二次风分仓之间设置有清洗风分仓。烟气分仓的扇形喷风口的扇形角度为90°；一次风分仓的扇形喷风口的扇形角度小于二次风分仓的扇形喷风口的扇形角度，一次风压力高于二次风入口压力，以压差作为动力来源，不需要设置增压风机；清洗风分仓的扇形喷风口的扇形角度为2～4°。

空气预热器的左端设有空预器防堵系统，空预器防堵系统包括一次风管路、二次风管路、清洗风分仓管路。一次风管路与一次风分仓连通，二次风管路与二次风分仓连通，清洗风分仓管路与清洗风分仓连通，且清洗风分仓管路设置于一次风管路、二次风管路之间。清洗风分仓管路的上部设有第三隔离门，清洗风分仓管路的左侧设有清洗风旁路，清洗风旁路与清洗风分仓管路连通。清洗风分仓管路的上端与清洗风旁路的上端连通有第一管路，第一管路的左端水平伸出连通贴合在锅炉壁上的贴壁风母管；所述清洗风分仓管路的下端与清洗风旁路的下端连通有第二管路。清洗风旁路的上部设有第一隔离门，且清洗风旁路连通一次风管路，清洗风旁路与一次风管路通过设有第二隔离门的第三管路连通。

一种发电厂锅炉水冷壁防腐协同空预器堵塞治理方法，其具体操作步骤如下：

a.锅炉点火阶段时，若脱硝入口烟气温度值tscr入口＜320℃，关闭第二隔离门、第三隔离门，打开第一隔离门；scr脱硝系统未投入，空预器防堵系统可无需投入，系统所需一次热风通过旁路进入贴壁风母管，保护水冷壁受热面。

b.机组启动并网运行后，监控scr脱硝系统的烟气入口温度值tscr入口；并控制一次风管路风量在5～10t/h。

c.当烟气入口温度值tscr入口>320℃时，关闭第一隔离门，打开第三隔离门；scr脱硝系统投入运行，热风清洗系统投入，退出旁路。

本发明在实际使用时，在空气预热器出口的一次风管路上抽取热风，进入冷端加热二次风侧低温区的清洗风分仓，提高清洗分仓内的流体的温度到硫酸氢氨结露温度(按207℃)以上，使硫酸氢氨在此区域内迅速由液态转化为气态，同时利用流体的高流速，能够使飞灰无粘附基础随热风带走。由于空气预热器出口热一次风压力高于冷二次风入口压力，有压差作为动力来源，不需要设置增压风机。清洗热风完成空气预热器吹扫后，由第一管路的左端伸出端管路进入贴壁风母管，作为贴壁风在水冷壁附近形成风膜，防止水冷壁高温腐蚀。

本发明提供的发电厂锅炉水冷壁高温腐蚀预防及空预器防堵协同治理的控制方法，采用水冷壁防腐协同空预器防堵同时进行的方法，能够解决因二次风风压低导致的贴壁风刚性不足，进一步导致的水冷壁防腐效果不佳的问题，同时能够解决因贴壁风改造和空预器防堵改造同时进行导致的一次风机出力不足的问题，提高了清洗的效果、实现了锅炉节能和降低厂用电消耗。

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