锅炉的水平烟道吹灰系统的制作方法

[0001]
本实用新型涉及锅炉的水平烟道吹灰处理，尤其是一种利用回转式空气预热器漏风完成吹灰处理的系统。


背景技术：

[0002]
大中型煤粉锅炉普遍采用π型布置结构并标配回转式空气预热器，基本上都存在锅炉水平烟道积灰问题以及回转式空气预热器漏风的问题。
[0003]
在水平烟道区域，由于紧邻折焰角，高温烟气流经折焰角后发生急转向形成回流区，烟气中的飞灰被分离并沉积在水平烟道底部形成积灰。现有的技术一般是在水平烟道底部加装一定数量的吹灰风帽，通入一定的介质对积灰进行扰动，将积灰扬起使其被烟气带走。通入的介质一般是蒸汽或压缩空气或热一、二次热风。但是三种介质吹灰方式都存在一定的问题：
[0004]
第一种，蒸汽吹灰。蒸汽吹灰的汽源一般取自屏式过热器或低温再热器，经减温减压站后，喷管末端压力约1mpa，温度约300℃。由于耗汽量与煤耗量有关，蒸汽吹灰一般采用间断吹扫且频次不高。因此固定置于炉内的喷管不工作的时候，喷管温度与水平烟道区域烟温基本相同约1000℃左右，而在工作状态时其壁温与吹扫蒸汽温度基本一致约300℃左右，长期运行后喷管本体会因冷热交替交变应力形成裂纹发生断裂，吹扫蒸汽从断裂部位直接喷射到受热面上吹损管子，威胁到受热面的安全。
[0005]
第二种，采用压缩空气（压力0.6～0.8mpa）连续吹扫。此种方式可以有效缓解水平烟道积灰且喷管本体得到压缩空气连续冷却，一般不会出现喷管断裂等现象，但是，压缩空气连续吹扫相当于增加了锅炉漏风率，造成排烟温度上升，增加发电煤耗，经济性有一定影响。
[0006]
第三种，热一、二次热风进行连续吹扫。此种方式虽避开喷管折断及锅炉漏风问题，但是热一、二次风风压较低、动能不足，需配置增压风机提升风压才能达到较好的吹扫效果，但配置增压风机又提高厂用电率，影响经济性。
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因此水平烟道吹灰技术还需要持续改进，寻求新的解决方案，改善系统的可靠性、经济性及有效性等问题。
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回转式空气预热器，具有较高的换热效率，是大中型煤粉锅炉的理想选择。其蓄热元件在自身转动的过程中交替与烟气、空气换热，存在膨胀变形，同时又因为密封间隙的存在及空气正压和烟气负压的影响，因此漏风问题成为回转式空气预热器的突出问题之一。
[0009]
早期的回转式空气预热器引进苏联技术，漏风率高达20%左右，后吸纳了西方的密封技术能将预热器漏风控制到10%左右，目前在役的回转式空气预热器采用了柔性密封、多道密封等新技术后，可将漏风率控制到5%左右，但如果要想再进一步将漏风率控制到2%以下，则必须采用加压密封或者漏风回收方式，加压密封在烟气换热器（ggh）上广泛应用，漏风回收方式在少量的回转式空气预热器上有应用。漏风回收即在预热器间隙密封缝隙处设置负压风室，配置吸风机将原本漏入烟气侧的空气引导至负压风室，再通过风机将漏风转
移送入到热二次风中。漏风回收技术虽然可以将预热器漏风控制到很低（漏风率可降低至2～3%），但是转移到热二次风的漏风一方面会拉低热二次风温度，另一方面由于新增风机，也提升了厂用电率，因此该技术的经济性存在较大争议，还需要进一步优化改进。


技术实现要素：

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为克服现有技术的漏风回收方式和水平烟道吹灰方式各自的不足之处，本实用新型提出将目前回转式空气预热器的漏风回收与水平烟道吹灰进行耦合优化的一种锅炉的水平烟道吹灰系统。
[0011]
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：锅炉的水平烟道吹灰系统，包括吹灰喷管和与吹灰喷管的入口连接的吹灰风道，所述吹灰喷管的出口布置在水平烟道内，所述锅炉配置有回转式空气预热器，在回转式空气预热器的密封缝隙处设置有通过漏风汇集风道与增压风机的入口连接的负压风室，所述增压风机的出口与吹灰风道连接。利用预热器漏风经增压后送入水平烟道吹灰，利用的是经过预热器的风量，几乎不新增机组漏风率。
[0012]
所述漏风汇集风道上设置有调节挡板，用于调节对应管路的风量。
[0013]
有旁路风道接入至所述增压风机的入口与漏风汇集风道之间，可以在对回转式预热器进行检修时将旁路风道的来风作为吹灰风道的补充或备用风源。
[0014]
可选择以热二次风作为所述的风源。
[0015]
所述旁路风道上也设置有调节挡板，根据需要调节吹灰气流的流量。
[0016]
所述负压风室与漏风汇集风道连接的开口正对回转式空气预热器的空气侧间隙密封片。
[0017]
所述调节挡板均配置有由控制器控制的电动执行机构，方便实现远程流量控制。
[0018]
所述增压风机为并联的三台，每台增压风机按总风量的50%的容量进行配置，三台风机两用一备，保证持续的可靠工作。
[0019]
所述增压风机配备有变频器，实现调速和节能。
[0020]
所述吹灰喷管采用连续吹扫运行方式。吹灰喷管将得到吹扫风连续冷却，改善其工作环境，增加了喷管的可靠性，可降低吹灰喷管材质等级，节省成本。
[0021]
本实用新型的有益效果是：具有较好的经济性，吹灰喷管的可靠性好，节能降耗作用明显。
附图说明
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图1是本实用新型锅炉的水平烟道吹灰系统的结构示意图。
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图中标记为：1-水平烟道；2-吹灰喷管；3-吹灰风道；4-增压风机；5-调节挡板；6-旁路风道；7-热二次风道；8-负压风室；9-回转式预热器；10-漏风汇集风道。
具体实施方式
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下面结合附图对本实用新型进一步说明。
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如图1所示，本实用新型的锅炉的水平烟道吹灰系统包括吹灰喷管2和与吹灰喷管2的入口连接的吹灰风道3，所述吹灰喷管2的出口布置在水平烟道1内，所述锅炉配置有回
转式空气预热器9，在回转式空气预热器9的密封缝隙处设置有通过漏风汇集风道10与增压风机4的入口连接的负压风室8，负压风室8与漏风汇集风道10连接的开口正对回转式空气预热器9的空气侧间隙密封片，所述增压风机4的出口与吹灰风道3连接，热二次风道7通过旁路风道6接入至所述增压风机4的入口与漏风汇集风道10之间。所述旁路风道6上也设置有调节挡板5。所述各漏风汇集风道10、旁路风道6上均分别设置有调节挡板5，各调节挡板5均配置有由控制器控制的电动执行机构。以上系统将目前回转式空气预热器的漏风回收与水平烟道吹灰进行耦合优化，在不增加漏风率的前提下，实现了水平烟道的连续吹扫，有利于降低水平烟道受热面的传热热阻，降低排烟温度，提升锅炉效率，有利于机组的连续可靠运行。
[0026]
所述增压风机4为并联的三台，每台增压风机4按总风量的50%的容量进行配置，每台增压风机4均相应配备有变频器，风机两用一备，吹灰喷管2采用连续吹扫运行方式，吹灰喷管2不至于过热损坏。
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实施例：
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以某600mw等级超临界燃煤发电机组，应用图1所示的本实用新型的锅炉的水平烟道吹灰系统进行计算论证如下。
[0029]
所述锅炉机组包括两台回转式空气预热器，设计预热器出口工况烟气量为2626823m3/h，排烟温度为119℃，换算为标准状态体积烟气量为1883313nm3/h，烟气的质量流量约为2505t/h，根据目前回转式预热器密封技术现状，在未设置密封风系统的回转式预热器中，漏风能控制到5%，根据上述条件可计算出漏风风量为94165 nm3/h；安装了密封风系统后，按目前较为先进的密封技术预热器漏风率可控制到2%，则进入负压风室的风量为56499 nm3/h；根据风量，计算出将负压风室的风压增大至满足吹扫要求的风机功率为100kw/台，采用两运一备的方式，则每小时电耗量≤200kw，可配备380v的低压电源，则三台增压风机含变频控制器，预计投资费用约30万元；按机组年运行5000小时考虑，则系统年运行费用约为20万元。
[0030]
对比应用本实用新型吹灰系统前后的设备运行成本和投入如下。
[0031]
水平烟道区域积灰如未能及时清除掉，积灰使得受热面传热热阻增加、热交换恶化，致使排烟温度升高，锅炉效率降低，同时水平烟道底部大量积灰会造成烟道下部受热面变形和水平烟道上方对流受热面磨损加剧；高温再热器区域异常积灰、积焦，使高温再热器管排向下膨胀受阻，增加了管子焊口及滑块焊缝区域的附加应力，容易在滑块处产生裂纹，严重影响机组安全可靠运行。但应用本实用新型后，采用综合平均温度约200℃的预热器漏风进行连续吹灰，一方面不增加机组额外漏风，另一方面使装置得到可靠冷却，延长吹灰系统使用寿命。水平烟道积灰清除后，被积灰遮挡的高温再热器及水冷壁吸热增加，改善再热汽温不足问题同时并降低排烟温度，提高机组效率。根据同类型机组调研情况，有效清除水平烟道积灰后，机组效率提升相当于排烟温度降低约5℃。
[0032]
回收漏风的收益同样按56499 nm3/h考虑，假设进入预热器冷空气平均温度20℃，回收的漏风平均温度为200℃，则回收热量为3767.32kw。而排烟温度每降低1℃，烟气放热量约736kw，折算回收的漏风热量3767.32/736=5.12℃，考虑不可预见因素，平均按3℃收益考虑。
[0033]
综合上述两项收益，新增本实用新型吹灰系统后，排烟收益为8℃，按电力行业每
降低排烟温度20℃，系统效率提升1个百分点考虑，则本实用新型技术实施后相对于提升系统收益0.4个百分点，折算发电煤耗降低1.2g/kw.h，按机组年运行小时5000小时考虑，年节约煤耗3600t，按每吨800元计算，年收益288万元。也即，系统改造投入约50万元，年收益达288万元，经济效益明显。

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