一种回转式空气预热器实时除灰装置及方法

本发明涉及回转式空气预热器除灰，具体而言是一种回转式空气预热器实时除灰装置及方法。

背景技术：

1、回转式空气预热器在火力发电厂中发挥重要作用，但由于其特殊的工作环境和工作原理，容易形成积灰问题。这主要源于燃料中的灰分、烟气中的灰尘和颗粒物以及特定温度下化学反应等因素，这些灰尘和颗粒物在经过回转式空气预热器时会沉积在蓄热元件板表面，逐渐形成积灰。空气预热器积灰不仅会引起烟气侧和空气侧流动阻力增加，而且会使回转式空气预热器整体换热效率下降，排烟温度升高，严重积灰甚至可能导致锅炉限负荷甚至停机、引发风压波动、风机喘振或失速等不利影响。

2、发明专利cn112710004a公开了一种防止回转式空气预热器硫酸氢铵积灰堵塞的系统和方法，其工作原理是在scr出口烟道处布置烟气增压风机和烟气加热器，进而提高空气预热器出口烟气温度防止硫酸氢氨积灰堵塞。但是，烟气增压风机和烟气加热器的增加，不仅大幅增加了火力电厂的运行成本，而且烟气出口温度的提高，降低了回转式空气预热器的传热效率。

3、发明专利cn113339836a公开了一种回转式空气预热器蓄热元件的吹扫装置，主要原理是在回转式空气预热器下端布置压缩空气储存罐及加热装置，通过加热压缩空气对下端蓄热元件进行吹扫，达到清除积灰的目的。但是通过这种方式进行吹灰，势必会造成回转式空气预热器底部漏风率增加以及造成灰尘颗粒随一次风、二次风从回转式空气预热器上端吹出，且由于该装置的存在，会影响回转式空气预热器正常工况运行。

4、目前对于回转式空气预热器积灰的问题，虽然提出了多种解决方式，但是却难以在不增加成本和改变漏风率的情况下，实时的处理积灰问题，并保证回转式空气预热器正常运行工况下的传热效率。

技术实现思路

1、根据上述技术问题，而提供一种回转式空气预热器实时除灰装置及方法。

2、本发明采用的技术手段如下：

3、一种回转式空气预热器实时除灰装置，包括位于回转式空气预热器的冷端仓室内，并沿所述冷端仓室的径向方向交错叠放的多个蓄热元件波纹板和蓄热元件定位板，所述蓄热元件波纹板和所述蓄热元件定位板竖直设置；

4、所述冷端仓室的两个侧壁的上部和下部分别安装有第一驱动机构，位于所述冷端仓室其中一个侧壁的两个所述第一驱动机构分别与所有所述蓄热元件波纹板的上部和下部连接，位于所述冷端仓室另外一个侧壁的两个所述第一驱动机构分别与所有所述蓄热元件定位板的上部和下部连接，所述第一驱动机构用于带动所述蓄热元件波纹板或所述蓄热元件定位板沿垂直于所述冷端仓室径向方向移动，使所述蓄热元件波纹板和所述蓄热元件定位板之间在垂直于所述冷端仓室径向方向上发生相对位移；

5、位于上部的两个所述第一驱动机构上分别具有第二驱动机构，所述第二驱动机构用于带动所述蓄热元件波纹板或所述蓄热元件定位板的上端在径向方向上运动，调节所述蓄热元件波纹板和所述蓄热元件定位板上端开口的距离；

6、至少一个相邻两个所述蓄热元件波纹板和所述蓄热元件定位板之间的上端开口处布置有第一速度传感器；至少一个相邻两个所述蓄热元件波纹板和所述蓄热元件定位板之间的下端开口处布置有压力传感器和第二速度传感器；所述第一速度传感器、所述第二速度传感器、所述压力传感器用于监测相邻两个所述蓄热元件波纹板和所述蓄热元件定位板之间的积灰程度；

7、所述第一速度传感器、所述第二速度传感器、所述压力传感器、所述第一驱动机构和所述第二驱动机构与控制系统电连接。

8、优选地，所述回转式空气预热器包括位于上层扇形板和下层扇形板之间的多个转子仓室，多个所述转子仓室均呈扇形，并拼接为圆形，多个所述转子仓室的内端与竖直设置的转子转轴连接，所述转子转轴用于带动所述转子仓室转动，且所述转子仓室的上部为热端仓室，下部为所述冷端仓室。

9、优选地，所述第一驱动机构包括：伺服电机、导轨、丝杠、滑块、第一矩形杆、板槽、固定块和底座；

10、所述底座固定于所述冷端仓室，所述伺服电机、所述导轨和所述丝杠与所述底座固定，所述导轨沿垂直于所述冷端仓室径向方向延伸，所述丝杠与所述伺服电机连接，且所述丝杠的输出端与所述滑块连接，所述滑块与所述导轨滑动连接，所述滑块与所述第一矩形杆的中部固定连接，所述第一矩形杆沿所述冷端仓室的径向延伸，多个所述固定块与所述第一矩形杆连接，且所述固定块上固定有用于夹紧所述蓄热元件波纹板或所述蓄热元件定位板的板槽，所述伺服电机与所述控制系统电连接。

11、优选地，所述第二驱动机构包括：多个球形杆、第二矩形杆、多个倾斜铰杆、电动缸；

12、所述电动缸竖直设置，并固定于所述滑块上，输出端向下设置与所述第二矩形杆的中部连接，所述固定块通过所述球形杆与所述第一矩形杆连接，所述球形杆与所述固定块球铰，位于两侧的多个所述固定块的顶部分别与所述倾斜铰杆铰接，所述倾斜铰杆的顶部与所述第二矩形杆铰接，且两侧的多个所述倾斜铰杆于所述第二矩形杆的中部对称设置，且多个所述倾斜铰杆的倾斜角度又中间至两侧逐渐增大；

13、所述电动缸与所述控制系统电连接。

14、本发明还公开了一种回转式空气预热器实时除灰方法，包括如下步骤：

15、步骤1、初始状态下传感器数据的收集：

16、在所述回转式空气预热器初始正常工况运行过程中，通过所述控制系统收集所述第一速度传感器所获取的气体流速数据v1、所述第二速度传感器所获取的气体流速数据v2、所述压力传感器所获取的压强数据p1；

17、步骤2、流速差与压强差的设定与积灰过程中的实时数据监测：

18、步骤2.1、所述控制系统9通过设定所述第一速度传感器和所述第二速度传感器的流速差，以及所述压力传感器的压强差，判定所述蓄热元件波纹板和所述蓄热元件定位板之间的积灰程度，所设定流速差与压强差代表所述蓄热元件波纹板和所述蓄热元件定位板之间的积灰程度为中度，所设定0.8倍的流速差与压强差代表所述蓄热元件波纹板和所述蓄热元件定位板之间的积灰程度为轻度；

19、步骤2.2所述控制系统实时监测所述第一速度传感器所获取的气体流速数据v3、所述第二速度传感器所获取的气体流速v4、所述压力传感器所获取的压强数据p2；

20、步骤3、所述控制系统控制所述第一驱动机构和所述第二驱动机构除灰：

21、步骤3.1、第一阶段除灰：当δv1、δv2、δp1中任一项大于所设定气体流速差与压强差时，在所述冷端仓室旋入进入烟气侧时，所述控制系统使所述第一驱动装置工作，使所述蓄热元件波纹板和所述蓄热元件定位板之间在垂直于所述冷端仓室径向方向上发生相对位移，进而附着于所述蓄热元件波纹板和所述蓄热元件定位板之间的灰尘颗粒发生推移，灰尘颗粒受切向力及气体流速影响从所述冷端仓室底部吹出，其中δv1＝v3-v1、δv2＝v4-v2、δp1＝p2-p1；当所述冷端仓室旋转进入一次风侧时，第一阶段除灰完成，所述控制系统控制所述第一驱动机构使所述蓄热元件波纹板和所述蓄热元件定位板恢复初始状态；

22、步骤3.2、除灰程度第一阶段判断：

23、所述控制系统监测第一阶段除灰完成状态下所述第一速度传感器所获取的气体流速数据v5、所述第二速度传感器所获取的气体流速v6、所述压力传感器所获取的压强数据p3；

24、当δv3、δv4、δp2均小于所设定气体流速差与压强差的0.8倍时，则代表除灰完成，其中δv3＝v5-v1、δv4＝v6-v2、δp2＝p3-p1；

25、当δv3、δv4、δp2任一项仍大于所设定气体流速差与压强差的0.8倍时，执行步骤3.3；

26、步骤3.3、第二阶段除灰：

27、在所述冷端仓室旋转进入烟气侧时，所述控制系统控制所述第二驱动机构工作，使所述蓄热元件波纹板和所述蓄热元件定位板上端开口的距离增大，此时灰尘颗粒受重力、高流速烟气及增大压强的影响，灰尘颗粒随烟气从所述冷端仓室的底部吹出，当所述冷端仓室旋转进入一次风侧时，第二阶段除灰完成，所述第二驱动机构使所述蓄热元件波纹板和所述蓄热元件定位板恢复初始状态；

28、步骤3.4、除灰程度第二阶段判断

29、所述控制系统监测第二阶段除灰完成状态下所述第一速度传感器所获取的气体流速数据v6、所述第二速度传感器所获取的气体流速v7、所述压力传感器所获取的压强数据p4；

30、当δv5、δv6、δp3中三项均小于所设定气体流速差与压强差的0.8倍时，则代表除灰完成，其中δv5＝v7-v1、δv6＝v8-v2、δp3＝p4-p1；

31、当δv5或δv6或δp3中任意一项仍大于所设定气体流速差与压强差的0.8倍时，则返回步骤3.1，直至δv5、δv6、δp3均小于所设定气体流速差与压强差的0.8倍，停止除灰。

32、较现有技术相比，本发明具有以下优点：

33、本发明所述一种回转式空气预热器实时除灰装置及方法，通过设置传感器、驱动装置、控制系统等，可实时的对回转式空气预热器的冷端仓室的蓄热元件(蓄热元件波纹板和蓄热元件定位板)内积灰进行监测和清理。本发明相比于传统的停机清洗积灰和通过增加加热装置、增压风机等设备进行积灰清理，不仅省去大量财力物力，更节约了大量时间。

34、本发明中，驱动装置、速度及压力传感器均沿转子仓室布置并与控制系统相连接，由于器件与装置相对较小，不会影响回转式空气预热器的漏风率，不改变回转式空气预热器整体传热效率。

35、基于上述理由本发明可在回转式空气预热器等领域广泛推广。