锅炉空预器在线清盐系统及方法

技术领域

本发明涉及锅炉脱硝技术领域，特别是一种锅炉空预器在线清盐系统及方法。

背景技术

在现有技术中，锅炉是重要的动力设备，广泛应用在电力、石油化工、化纤纺织、有色冶炼和余热余能回收行业。锅炉通常需要燃用化石燃料或者工业过程副产废气，为了控制锅炉烟气中氮氧化物浓度，需要设置脱硝装置。SCR脱硝催化剂在促进氮氧化物还原反应的同时，也促进了SO2向SO3的转化，SO3和脱硝过程未反应的NH3发生化学反应生成硫酸氢铵。硫酸氢铵具有腐蚀性、吸湿性和粘性，跟锅炉烟气中的灰尘沉积在空预器上，对锅炉的安全经济运行造成巨大威胁。

传统的处理方式是定期停炉，进行炉内清洗以除去积盐。但停炉会造成较大的经济损失；并且积盐沉积时间长了之后跟锅炉积灰混合，硬度变大，很难去除。也有通过烟气加热来蒸发和分解空预器内积盐的方法。但是这类方法存在烟气温度控制不精准、管壁过热损坏、无法适应不同负荷等问题。

因此，如何实现空预器积盐的在线清除，避免停炉检修，是目前亟待解决的技术问题。现有技术中的各种处理方式要么无法实现在线除盐，要么控制粗糙，难以满足工程应用需求。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种避免了停炉检修带来的经济损失，同时精准控制气化过程、适应负荷变化，实现自动连续运行的锅炉空预器在线清盐系统及方法。

为了达到上述目的，本发明设计的锅炉空预器在线清盐系统，包括：

空预器，设于锅炉尾部烟道内，用于回收锅炉尾部烟气中的余热，所述空预器内设有多个管组，多个管组相互独立，用于烟气流经所述空预器；

烟气抽取装置，从锅炉尾部烟道的高温烟气段抽取高温烟气；

烟管，其与空预器不同管组相连接，用于将所述烟气抽取装置抽取的高温烟气引入所述空预器的不同管组；

控制装置，用于控制烟气抽取装置的抽气量和向不同管组引入烟气的温度，以对不同管组进行分区加热到积盐的气化温度，实现在线除盐。

为了对烟气抽取流量进行控制，所述控制装置包括烟气风门和烟气阀门，所述烟气风门用于调节烟气抽取装置的抽气量，所述烟气阀门设于不同的烟管内，用于控制不同烟管的开闭。

为了对不同管组进行精准加热，所述控制装置还包括设置在空预器的不同管组的温度传感器，所述温度传感器用于检测管组温度，所述控制装置控制向不同管组引入烟气的温度是根据所述温度传感器的检测结果控制所述烟气风门的开度，以控制向不同管组引入烟气的量。

进一步的方案是，所述烟气阀门按照预先设置的管组加热顺序和时间开启或关闭，以依次对不同管组进行分区加热。

为了确保对空预器管组加热的稳定，所述空预器具有与不同管组相连接的空气输入管，所述空气输入管用于与冷风道相连接，以利用锅炉尾部烟气中余热对输入空预器的空气进行预热，所述空气输入管上设有空气阀门，对应同一管组的空气阀门和烟气阀门的开闭状态反向。所述空气输入管上的空气阀门关闭之后，减少了冷风在空预器中的吸热量，促进了空预器管组的加热除盐。

为了提高热能利用效率，还包括省煤器，所述省煤器和空预器沿烟气流向依次设于锅炉尾部烟道内，所述空预器用于二次回收经省煤器换热后烟气中的余热，所述烟气抽取装置用于从省煤器之前的烟气段抽取烟气。

为了提高控制的一致性和稳定性，还包括设于空预器进口的一体式挡板门，所述一体式挡板门具有与多个管组相对应的挡板，对应同一管组的挡板和烟气阀门的开闭状态反向。

为了使得烟气抽取过程能够独立地进行，所述烟气抽取装置为与锅炉尾部烟道连通的烟气旁路。

为了有效气化和清除积盐，针对同一管组，引入同一管组的烟气温度大于270℃且加热时间维持5-10分钟。

一种锅炉空预器在线清盐方法，使用上述方案中所述的锅炉空预器在线清盐系统，按以下步骤对锅炉空预器在线清盐：

S1.在空预器的进口和空预器的出口分别设置压力传感器，利用两个压力传感器检测空预器进出口之间的压差值；

S2.当检测到的压差值高于预设压差阈值时，启动烟气抽取装置从锅炉尾部烟道的高温烟气段抽取高温烟气送入空预器待除盐的管组内，同时关闭相应待除盐管组的空气入口；

S3.控制装置控制烟气抽取装置的抽气量和入口温度，将空预器的管组的温度提高到积盐的气化温度；

S4.当检测到的压差值降低到预设压差阈值时，关闭烟气抽取装置，完成对该管组的在线除盐；

S5.重复上述步骤S2-S4依次对空预器的各管组进行处理，直至完成对所有管组的在线除盐。

本发明所设计的锅炉空预器在线清盐系统及方法，避免了停炉检修带来的经济损失，同时精准控制气化过程、适应负荷变化，实现自动连续运行，简化操作，保护设备并提高锅炉热效率，为锅炉系统的安全高效运行提供了全面的有益效果。

附图说明

图1是本发明实施例1结构示意图；

图2是本发明实施例1中锅炉空预器在线清盐方法的流程示意图。

其中：空预器1、管组11、空气输入管12、空气阀门13、烟气抽取装置2、烟管3、烟气风门41、烟气阀门42、省煤器5、一体式挡板门6。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1。

本实施例提供一种锅炉空预器在线清盐方法，如图2所示，按以下步骤对锅炉空预器在线清盐：

S1.在空预器的进口和空预器的出口分别设置压力传感器，利用两个压力传感器检测空预器进出口之间的压差值；

S2.当检测到的压差值高于预设压差阈值时，启动烟气抽取装置从锅炉尾部烟道的高温烟气段抽取高温烟气送入空预器待除盐的管组内，同时关闭相应待除盐管组的空气入口；

S3.控制装置控制烟气抽取装置的抽气量和入口温度，将空预器的管组的温度提高到积盐的气化温度；

S4.当检测到的压差值降低到预设压差阈值时，关闭烟气抽取装置，完成对该管组的在线除盐；

S5.重复上述步骤S2-S4依次对空预器的各管组进行处理，直至完成对所有管组的在线除盐。

在本实施例中，设压差阈值为500Pa，控制装置通过监测两个压力传感器的反馈信号，实时获取空预器烟气侧进出口之间的压差值，当检测到空预器进出口之间的压差高于500Pa时(即空预器管组内积盐较多)，会发出信号控制所述烟气抽取装置工作，并控制烟气抽取装置的抽气量和入口温度，将空预器的管组的温度提高到积盐的气化温度，随着空预器内管组内积盐的去除，空预器进出口之间的压差会越来越小，直至空预器进出口之间的压差低于500Pa，关闭烟气抽取装置，完成对该管组的在线除盐，最后重复上述步骤对空预器内各个管组进行除盐。这样，通过这种自动化的控制方式，能够准确捕捉积盐的除去过程，确保除盐完成后及时停止抽气，避免过度抽气和能耗浪费，以在确保除盐效果的前提下，不影响空预器的正常换热运行，提高了系统的操作便捷性、节能性和稳定性。

如图1所示，本实施例还提供一种锅炉空预器在线清盐系统，包括：

空预器1，设于锅炉尾部烟道内，用于回收锅炉尾部烟气中的余热，所述空预器1内设有多个管组11，多个管组11相互独立，用于烟气流经所述空预器1；

烟气抽取装置2，从锅炉尾部烟道的高温烟气段抽取高温烟气；

烟管3，其与空预器1不同管组11相连接，用于将所述烟气抽取装置2抽取的高温烟气引入所述空预器1的不同管组11；

控制装置，用于控制烟气抽取装置2的抽气量和向不同管组11引入烟气的温度，以对不同管组11进行分区加热到积盐的气化温度，实现在线除盐。在本实施例中，管组11可以设置2-6个，本实施例中优选为4个，控制装置(图未示出)可采用工业PLC，工作时，锅炉系统启动后，控制装置开始工作，它监测烟气抽取装置2的抽气量，并根据需要调节烟气的抽取量，以确保有足够的高温烟气可供后续处理，同时高温烟气从烟气抽取装置2经过烟管3被引导到空预器1内的不同管组11，在控制装置的控制下逐步升高管组11内的烟气温度，确保高温烟气达到硫酸氢铵积盐的气化温度，在管组11中，高温烟气与积聚在其中的硫酸氢铵等化合物发生气化反应，这个过程在每个管组11中分别依次进行，即多个管组11中同一时间只有其中某一管组11在除盐，其余管组11确保空预器1正常换热功能的运行，从而实现在不停炉的情况下彻底清除各个管组11内的积盐，有效避免空预器1腐蚀和堵塞，延长空预器1使用寿命，减小锅炉烟气侧阻力，减小引风机电耗，且采用这种结构设计，无需外加热源和其他设备，实现了利用锅炉自身烟气即可实现清盐，结构简单成本低。在本实施例中，针对同一管组11，引入同一管组11的烟气温度大于270℃并保持加热时间在5-10分钟，以有效气化和清除积盐。

在一些实施例中，如图1所示，为所述控制装置包括烟气风门41和烟气阀门42，所述烟气风门41用于调节烟气抽取装置2的抽气量，所述烟气阀门42设于不同的烟管3内，用于控制不同烟管3的开闭。这样，控制装置中的烟气风门41通过调整抽气量来控制从锅炉尾部烟道抽取的烟气流量，这确保了系统内高温烟气的稳定供应，满足后续处理的需求；而烟气阀门42位于不同的烟管3内，通过适时地打开或关闭烟气阀门42，配合烟气风门41的使用，可以实现对烟气分配的精确控制，确保每个管组11都能达到气化温度，有效清除积盐，且能精确控制烟气供应，避免了不必要的能源浪费，提高了锅炉尾部烟气余热的最大化利用。

在一些实施例中，如图1所示，所述控制装置还包括设置在空预器1的不同管组11的温度传感器，所述温度传感器用于检测管组11温度，所述控制装置控制向不同管组11引入烟气的温度是根据所述温度传感器的检测结果控制所述烟气风门41的开度，以控制向不同管组11引入烟气的温度。设置在不同管组11内的温度传感器(图未示出)能够实时监测每个管组11的温度情况，根据这些温度传感器的反馈，控制装置可以精确地调节烟气风门41的开度，从而控制向不同管组11引入烟气的流量以控制温度，这样，可以确保每个管组11都在适宜的温度范围内进行积盐气化，在确保最大程度地提高除盐效率的前提下，最大化利用锅炉尾部烟气余热。这种自动温度控制无需人工干预，能够根据实时的温度情况自动调整管组11内温度，降低了操作复杂性，减少了操作员的负担。

在一些实施例中，如图1所示，所述烟气阀门42按照预先设置的管组11加热顺序和时间开启或关闭，以依次对不同管组11进行分区加热。通过按照预先设置的管组11加热顺序和时间，这确保了整个过程中每个管组11都得到适当的加热时间，从而均衡地实现了积盐的气化和清除，同时防止烟气在管组11之间产生不必要的冷却，减少了因冷凝而导致的湿度和积盐堆积。

在一些实施例中，如图1所示，所述空预器1具有与不同管组11相连接的空气输入管12，所述空气输入管12用于与冷风道相连接，以利用锅炉尾部烟气中余热对输入空预器1的空气进行预热，所述空气输入管12上设有空气阀门13，对应同一管组11的空气阀门13和烟气阀门42的开闭状态反向。空气输入管12的存在确保空预器1正常工作的运行，而空气阀门13的使用，可以协调烟气抽取和空气预热，当某一管组11需要进行除盐操作时，对应的空气阀门13会关闭，即终止该管组11的换热，这样可以加速该管组11在高温烟气作用下达到适宜的温度，从而有效促进积盐的气化反应，这样的设计不仅确保了积盐气化的高效性和稳定性，还确保了其余管组11在整个除盐过程中对空气预热的作用，提升了系统的整体性能。

在一些实施例中，如图1所示，为了提高热能利用效率，还包括省煤器5，所述省煤器5和空预器1沿烟气流向依次设于锅炉尾部烟道内，所述空预器1用于二次回收经省煤器5换热后烟气中的余热，所述烟气抽取装置2用于从省煤器5之前的烟气段抽取烟气。省煤器5的引入，以进一步提高热能利用效率，通过将省煤器5和空预器1沿烟气流向依次设置在锅炉尾部烟道内，实现了对烟气中余热的双重回收，具体而言，空预器1用于二次回收省煤器5换热后烟气中的余热，从而最大限度地利用了烟气中的热能，而烟气抽取装置2则从省煤器5之前的烟气段抽取烟气，确保了烟气有足够的温度支持后续的除盐过程。

在一些实施例中，如图1所示，为了提高控制的一致性和稳定性，还包括设于空预器1进口的一体式挡板门6，所述一体式挡板门6具有与多个管组11相对应的挡板，对应同一管组11的挡板和烟气阀门42的开闭状态反向。一体式挡板门6的设置，一方面，它可以有效隔离不同管组11之间的烟气流动，确保各管组11在除盐过程中的热能不会相互干扰，另一方面，一体式挡板门6的挡板与烟气阀门42的开闭状态反向，这意味着当某一管组11进行除盐操作时，对应的挡板会关闭，确保积盐气化反应在该管组11内得到充分进行，这种设计可提高除盐过程的一致性，确保各管组11在相同条件下获得相似的处理效果，从而进一步提升系统的除盐效率和稳定性。

在一些实施例中，如图1所示，为了使得烟气抽取过程能够独立地进行，所述烟气抽取装置2为与锅炉尾部烟道连通的烟气旁路。

本实施例提供的锅炉空预器在线清盐系统，避免了停炉检修带来的经济损失，同时精准控制气化过程、适应负荷变化，实现自动连续运行，简化操作，保护设备并提高锅炉热效率，为锅炉系统的安全高效运行提供了全面的有益效果。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。