[发明专利]一种基于空气预热器旁路烟道的节能增效防堵方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于空气预热器旁路烟道的节能增效防堵方法及系统。基于空气预热器旁路烟道的节能增效防堵方法，通过旁路热烟气加热空气至烟气酸露点温度以上，然后送至空气预热器冷端，独立流经蓄热元件以防止蓄热元件堵灰。本发明通过旁路热烟气加热空气来防堵，有效克服了现有利用热风循环防堵所存在的缺陷，且具有降低排烟温度、降低厂用电、降低维护工作量等显著优势，进一步，还解决了脱硫废水零排以及烟囱脱白等相关问题，产生协同效应，降低投资总造价，提高锅炉风烟系统运行的安全性、环保性与经济性；基于空气预热器旁路烟道的节能增效防堵系统，运行能耗小、运行稳定可靠、维护工作量小，空气预热器防堵灰效果好。

技术领域

本发明涉及一种基于空气预热器旁路烟道的节能增效防堵方法及系统，属于电站锅炉辅机系统综合优化技术领域。

背景技术

回转式空气预热器(简称“空气预热器”)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。经空气预热器后，烟气温度一般由300～400℃冷却至100～150℃，相应空气温度一般由0～50℃加热至 280～380℃。

空气预热器利用装载蓄热元件的转子连续旋转，实现空气侧的连续吸热和烟气侧的连续放热，根据锅炉燃料系统的需要，空气侧分仓可进一步划分为一次风分仓和二次风分仓，相应的，烟气侧由引风机驱动烟气流动，空气侧由一次风机和送风机驱动空气流动。

空气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，排烟温度过高等，这些问题长期影响着空气预热器以及整个锅炉系统的安全与经济运行。

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，空气预热器运行环境发生改变，上述堵灰和排烟温度过高问题变得尤为突出，治理困难、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蓄热元件表面，使蓄热元件发生腐蚀和积灰，最终易引发堵灰，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蓄热元件上，腐蚀蓄热元件。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，且不少电厂为控制发电成本，实际煤种的硫份普遍高于设计煤种，因此，目前不少电厂的酸露点高于排烟温度，导致低温腐蚀(酸露点腐蚀)加剧，堵灰问题相当突出。

为解决空气预热器堵灰难题，近年来本技术领域兴起了一种利用热风循环加热冷端蓄热元件并建立局部高流速防堵的新技术，如专利号201721510369.2所公开的内容。该技术可有效解决空气预热器堵灰难题，但新增的热循环风机功耗较高，且因长期处于高温、粉尘环境下，维护工作量也相对较大，同时因热风循环的作用，导致锅炉排烟温度上升(与空气预热器无堵灰的情形相比，排烟温度上升，若与堵灰较严重的情形相比，排烟温度是下降的)。

此外，随着环保要求逐步提高，深度脱除NOx给空气预热器带来的负面影响越来越大，结合考虑燃煤机组脱硫废水零排以及烟囱脱白等行业政策的深入，未来电站燃煤锅炉的风烟系统越来越复杂，尾部烟气热量的合理利用成为行业关注的焦点问题。