煙氣再熱系統的泄露與防泄漏措施

更(geng)新(xin)時間：2008-07-14 13:55 來源：作(zuo)者(zhe): 閱(yue)讀：2961

漏(lou)泄(xie)率(lv)(lv)為考核GGH性能的(de)(de)(de)重要指標之一。由于原(yuan)煙氣向凈(jing)煙氣泄(xie)漏(lou)導致了(le)凈(jing)煙氣中硫化物含(han)量的(de)(de)(de)提高，增加了(le)硫化物的(de)(de)(de)排放量，降(jiang)低(di)了(le)整個(ge)FGD系統的(de)(de)(de)脫硫效果。GGH泄(xie)漏(lou)率(lv)(lv)的(de)(de)(de)計(ji)算(suan)方(fang)法同ASME PTC 4．3的(de)(de)(de)漏(lou)風率(lv)(lv)測試(shi)部(bu)分，按(an)下式計(ji)算(suan)：

泄漏(lou)率L( %)=(E2-E1)/E1×100%

式中：E1——GGH凈煙氣入(ru)口煙氣量，kg/h；

E2——GGH凈(jing)煙氣出口(kou)煙氣量，kg／h。

從公式中可以看(kan)出(chu)，降(jiang)低泄漏(lou)率必須降(jiang)低原(yuan)煙(yan)(yan)(yan)氣到凈煙(yan)(yan)(yan)氣的(de)(de)泄漏(lou)量，即(E2-E1)的(de)(de)差(cha)值。但(dan)由于容克式GGH結構的(de)(de)特點，很難(nan)完全消除原(yuan)煙(yan)(yan)(yan)氣向凈煙(yan)(yan)(yan)氣泄漏(lou)。

在理論上(shang)可(ke)以將GGH 的泄(xie)漏(lou)分為攜(xie)帶泄(xie)漏(lou)和直接(jie)泄(xie)漏(lou)2部分：

攜帶泄漏

為了實現GGH 的換熱，其載(zai)有(you)傳(chuan)熱元件的轉(zhuan)子(zi)交替(ti)性地轉(zhuan)過原煙氣側(ce)和凈煙氣側(ce)。轉(zhuan)子(zi)的連續旋轉(zhuan)，將其倉格內的煙氣從一(yi)側(ce)攜(xie)帶到另一(yi)側(ce)。而(er)原煙氣被攜(xie)帶至凈煙氣中去，產生攜(xie)帶泄漏。

攜帶泄漏(lou)量L≈K1×V×R

式(shi)中：K1——系數(shu)；

V—— 轉子容積，m³；

R—— 轉子轉速，rpm。

對于高(gao)海(hai)拔地區，考(kao)慮大氣(qi)壓因素(su)需另加修正。

直接泄漏

當原(yuan)煙(yan)(yan)氣(qi)側(ce)的壓(ya)力(li)高于(yu)凈煙(yan)(yan)氣(qi)側(ce)時，由于(yu)GGH 的徑向和軸向密封(feng)存在著動(dong)靜(jing)間隙(xi)，造成(cheng)原(yuan)煙(yan)(yan)氣(qi)向凈煙(yan)(yan)氣(qi)泄漏(見圖1)。

圖1 直接泄漏原理圖

直接泄漏量(liang)Ld=K2×A×(△p/N)0.5

式中：K2——阻力系數；

A —— 密封間隙總面積，m2；

△P—— 原(yuan)煙(yan)氣(qi)與凈煙(yan)氣(qi)的壓(ya)差，Pa；

N——密封片(pian)道(dao)數。

同樣，對于高海拔地(di)區(qu)，需對大氣(qi)壓因素另(ling)加修正。針對以(yi)上(shang)泄(xie)漏(lou)量(liang)計算公式，為(wei)減(jian)少(shao)原(yuan)煙氣(qi)向凈煙氣(qi)側(ce)的泄(xie)漏(lou)，GGH采取以(yi)下措(cuo)施：

減(jian)小(xiao)攜帶(dai)泄漏量Lc

根(gen)據公式(2)，GGH選型確定后，其轉(zhuan)速R與轉(zhuan)子(zi)倉(cang)格(ge)(ge)的(de)(de)容積V即為定值，無法通(tong)過改(gai)變其參數(shu)而達(da)到減(jian)小攜帶泄漏量的(de)(de)目的(de)(de)，但我們(men)可以在(zai)密(mi)封區增加一些密(mi)封手段。根(gen)據轉(zhuan)子(zi)轉(zhuan)向，在(zai)上游密(mi)封區布置(zhi)(zhi)1套凈(jing)化系統(tong)，由1臺風機、煙(yan)(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)管(guan)道和相(xiang)關擋板組成，從GGH 凈(jing)煙(yan)(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)側(ce)(ce)的(de)(de)出(chu)口處(chu)抽(chou)取一定量的(de)(de)具有一定壓(ya)力(li)的(de)(de)凈(jing)煙(yan)(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)，噴人(ren)密(mi)封區的(de)(de)轉(zhuan)子(zi)內來置(zhi)(zhi)換(huan)轉(zhuan)子(zi)內的(de)(de)原(yuan)煙(yan)(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)，從而達(da)到減(jian)少攜帶原(yuan)煙(yan)(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)的(de)(de)目的(de)(de)(見圖2)。凈(jing)化裝置(zhi)(zhi)通(tong)過布置(zhi)(zhi)在(zai)熱端中(zhong)間梁上原(yuan)煙(yan)(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)側(ce)(ce)(原(yuan)煙(yan)(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)側(ce)(ce)轉(zhuan)向凈(jing)煙(yan)(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)側(ce)(ce)處(chu))的(de)(de)一條布滿整個扇形板長度的(de)(de)長槽中(zhong)噴出(chu)凈(jing)煙(yan)(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)，使經過該處(chu)的(de)(de)轉(zhuan)子(zi)倉(cang)格(ge)(ge)中(zhong)的(de)(de)大部分原(yuan)煙(yan)(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)和灰(hui)粒在(zai)轉(zhuan)子(zi)轉(zhuan)入凈(jing)煙(yan)(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)側(ce)(ce)前被凈(jing)煙(yan)(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)置(zhi)(zhi)換(huan)掉，使轉(zhuan)子(zi)倉(cang)格(ge)(ge)攜帶到凈(jing)煙(yan)(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)側(ce)(ce)的(de)(de)原(yuan)煙(yan)(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)和灰(hui)粒降(jiang)至最少。

圖2 凈化系統示意圖

根據國外制(zhi)造商的大量(liang)(liang)(liang)試驗(yan)及(ji)經驗(yan)，凈化(hua)煙(yan)氣流(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)與(yu)凈化(hua)效率的曲(qu)線(xian)如圖3所(suo)示，該(gai)曲(qu)線(xian)類似于對數曲(qu)線(xian)。為達到某一(yi)凈化(hua)效果(guo)，可以(yi)選擇(ze)適(shi)當的凈化(hua)煙(yan)氣流(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)，在(zai)選擇(ze)凈化(hua)煙(yan)氣流(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)時應當考慮到流(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)與(yu)凈化(hua)效果(guo)的性能價格比，因為隨著凈化(hua)風機的風量(liang)(liang)(liang)增大，凈化(hua)風機的電耗上升很(hen)快。

圖3 凈化煙氣流量與凈化效率曲線圖

增加密封(feng)片的道數N

在(zai)結(jie)構(gou)(gou)上可(ke)采用雙道密封結(jie)構(gou)(gou)，即公式(3)中N=2，在(zai)任何時(shi)刻都(dou)至少有(you)2道密封片與扇形板或軸向圓弧板構(gou)(gou)成密封副。通(tong)過公式(3)的計算可(ke)得(de)，這種結(jie)構(gou)(gou)可(ke)使此處的直接泄漏減少30%左右。但(dan)無限增加N 值是不可(ke)取的，目前一般N 取2。

增加密封區壓(ya)力以隔離原煙氣(qi)與凈煙氣(qi)

由于密封片兩側(ce)(ce)存在壓差△P，當(dang)(dang)原煙(yan)(yan)(yan)(yan)氣(qi)側(ce)(ce)的壓力高于凈(jing)煙(yan)(yan)(yan)(yan)氣(qi)側(ce)(ce)時，就存在了原煙(yan)(yan)(yan)(yan)氣(qi)向凈(jing)煙(yan)(yan)(yan)(yan)氣(qi)泄漏的趨勢(shi)。為(wei)改變這種情況，可布置1套加壓密封系統，從熱端扇(shan)形(xing)板的中(zhong)心線上(shang)向轉子噴出具有比原煙(yan)(yan)(yan)(yan)氣(qi)壓力高的凈(jing)煙(yan)(yan)(yan)(yan)氣(qi)流(liu)，形(xing)成(cheng)一道局部高壓區，將(jiang)原煙(yan)(yan)(yan)(yan)氣(qi)與凈(jing)煙(yan)(yan)(yan)(yan)氣(qi)進行隔(ge)離(見圖4)。當(dang)(dang)轉子部件(jian)轉到(dao)此處(chu)時，高壓凈(jing)煙(yan)(yan)(yan)(yan)氣(qi)流(liu)將(jiang)阻止原煙(yan)(yan)(yan)(yan)氣(qi)向凈(jing)煙(yan)(yan)(yan)(yan)氣(qi)泄漏，起(qi)到(dao)密封隔(ge)離作用。

為達到最(zui)為經濟的(de)布置(zhi)方式，加壓密(mi)封系(xi)統與凈(jing)(jing)(jing)化裝置(zhi)通常合二(er)為一，共用1臺風(feng)機(ji)，從GGH 的(de)凈(jing)(jing)(jing)煙(yan)氣出口(kou)煙(yan)道中抽取適(shi)量的(de)凈(jing)(jing)(jing)煙(yan)氣對轉子進行凈(jing)(jing)(jing)化、加壓密(mi)封。我(wo)們通常又(you)稱其(qi)為低泄漏系(xi)統。

圖4 加壓密封系統結構示意

減小密封間隙總面積A

由于(yu)轉動的(de)密封片與靜止的(de)扇形(xing)板(ban)(ban)或(huo)軸(zhou)向圓弧板(ban)(ban)間(jian)(jian)必定存在著(zhu)間(jian)(jian)隙(xi)。通(tong)過(guo)冷態的(de)間(jian)(jian)隙(xi)設(she)定，減少冷端和(he)軸(zhou)向的(de)運行(xing)間(jian)(jian)隙(xi)。GGH 在熱態時(shi)，轉子產生熱變(bian)形(xing)而使(shi)轉子熱端間(jian)(jian)隙(xi)增大，對(dui)大直(zhi)徑GGH 為GGH 配套(tao)自動間(jian)(jian)隙(xi)跟(gen)蹤(zong)系(xi)統(tong)(tong)，通(tong)過(guo)傳感器(qi)(qi)來使(shi)得扇形(xing)板(ban)(ban)/軸(zhou)向圓弧板(ban)(ban)跟(gen)蹤(zong)轉子的(de)熱變(bian)形(xing)，采用溫(wen)度(du)和(he)定時(shi)控制系(xi)統(tong)(tong)使(shi)扇形(xing)板(ban)(ban)和(he)/或(huo)軸(zhou)向圓弧板(ban)(ban)與密封片的(de)間(jian)(jian)隙(xi)自動保(bao)持(chi)在一(yi)個極(ji)小(xiao)值。由于(yu)GGH 的(de)工作(zuo)溫(wen)度(du)低，本(ben)系(xi)統(tong)(tong)的(de)工作(zuo)性能好于(yu)空氣預熱器(qi)(qi)。

以(yi)上減小(xiao)泄漏(lou)的措施(shi)可根(gen)據用(yong)戶對(dui)GGH所要求的泄漏(lou)率并根(gen)據GGH 的型號進(jin)行適當(dang)使用(yong)。針對(dui)某一項目的具體工況及(ji)對(dui)泄漏(lou)率的不同要求水平，分別采用(yong)不同的防(fang)泄漏(lou)措施(shi)進(jin)行了對(dui)比(bi)計(ji)算，在表中可以(yi)看(kan)出各(ge)種防(fang)泄漏(lou)措施(shi)的特點及(ji)效果。

表1 各種不同防泄漏措施的對比