CN102292459B - 生产煤粉的方法 - Google Patents

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Abstract

生产煤粉的方法包括以下步骤：提供在热气体发生器(26)内被加热到预定温度的干燥气体；将加热后的干燥气体供应到粉碎机(20)中；将原煤引入到粉碎机(20)中，粉碎机(20)将原煤研磨成煤粉；从粉碎机(20)收集干燥气体和煤粉的混合物并将混合物供应到过滤器(34)，过滤器(34)将干燥的煤粉与干燥气体分离；收集干燥的煤粉以待进一步使用，并将干燥气体从过滤器(34)供应到排气管线(38)；以及收集离开过滤器(34)的干燥气体并将所收集的干燥气体的一部分供应到再循环管线(42)，以将再循环干燥气体供应到所述热气体发生器(26)。根据本发明的一个重要方面，提供干燥气体的步骤包括将可变流速的热炉废气通过热炉废气管线(46)供应到热气体发生器(26)，以使用作干燥气体的热炉废气的量最大化。通过调节经过热炉废气管线(46)的热炉废气的流速来控制粉碎机气体进口(24)处的干燥气体的压力。

Description

生产煤粉的方法
技术领域
本发明通常涉及生产煤粉的方法，尤其是用于冶金行业中。 
背景技术
在冶金行业中，煤粉通常作为可燃物注入鼓风炉中。重要的是，为了确保鼓风炉的良好运转，煤粉要优质，即煤粉具有合适的粒度分布和最低的湿度等级。煤粉通常在研磨和干燥设备中生产，其中，对原煤进行研磨、干燥和分类，之后将所得到的煤粉在注入鼓风炉之前先供应到一储料仓。通过热干燥气体流将混合物从粉碎机携带到过滤器内，新研磨的煤所包含的水自然地蒸发。在过滤器内，煤粉与干燥气体流分离并供应到储料仓。在将干燥气体重新引入粉碎机之前，干燥气体的一部分再循环并与燃烧废气在热气体发生器内混合。干燥气体的其余部分经由通向烟道的排空管线排出。 
干燥气体的再循环允许在自惰性(self-inert)的基础上操作回路(circuit)，并使干燥气体在粉碎机气体进口处具有大约300℃的合适温度。然而，干燥气体的再循环也具有缺点；这些缺点就是干燥气体的高露点和用于热气体发生器内的燃烧的高可燃气体消耗。 
已经建议使用热炉厂的废气作为研磨和干燥设备内的干燥气体。取决于热炉厂的操作，离开这种热炉厂的废气通常具有大约100至350℃的温度。这种热炉废气在炉废气收集器处由风扇吸走并输送给研磨和干燥设备。更具体地说，热炉废气被供应到再循环管线中并与热气体发生器的再循环干燥气体和燃烧废气混合。将热炉废气以固定的流速添加给回路。热炉废气的固定流速必须足够低，使得通常使用一定流速的再循环干燥气体。这确实需要能够控制粉碎机气体进口处的干燥气体的压力。而且，热炉废气的成分可能存在不期望峰值(peak)的CO和O2。因此，必须能切断热炉废气的供应并切换到只有再循环干燥气体与燃烧废气在热气体发生器内混合的传统操作模式。为了调节粉碎机气体进口处的干燥气体的压力，操作排空管线中的调节风门，以便调整研磨和干燥回路内的压力分布。 
该系统的主要缺点在于热炉废气以固定的流速添加到回路，并且因此，不能以更积极高效的方式使用热炉废气。 
发明目的 
本发明的目的在于提供一种改进的生产煤粉的方法，该方法不存在现有技术方法的缺点。该目的通过根据本发明的方法来实现。 
发明内容
为了实现该目的，本发明提出了一种生产煤粉的方法，该方法包括以下步骤： 
-提供在热气体发生器内被加热到预定温度的干燥气体； 
-将加热后的干燥气体供应到粉碎机中； 
-将原煤引入到粉碎机中，粉碎机将原煤研磨成煤粉； 
-从粉碎机收集干燥气体和煤粉的混合物并将混合物供应到过滤器，过滤器将干燥的煤粉与干燥气体分离； 
-收集干燥的煤粉以待进一步使用，并将干燥气体从过滤器供应到排气管线； 
-收集离开所述过滤器的干燥气体并将所收集的干燥气体的一部分供应到再循环管线，以将再循环干燥气体供应到所述热气体发生器。 
根据本发明的一个重要方面，提供干燥气体的步骤包括将可变流速的热炉废气通过热炉废气管线供应到热气体发生器，选择所述热炉废气的流速，以使用作干燥气体的热炉废气的量最大化；并且通过调节经过热炉废气管线的热炉废气的流速来控制粉碎机气体进口处的干燥气体的压力。 
通过使用可变流速的热炉废气，如果操作条件允许，则可增加热炉废气的使用。这与现有技术的方法相对照，现有技术的方法中，使用固定流速的热炉废气并且这种流速必须足够低，使得通常使用一定流速的再循环干燥气体来控制干燥气体的压力。 
通过增大热炉废气的流速，可减少使用热气体发生器来进一步加热干燥气体的必要性。因此，通过减少用于热气体发生器内的燃烧的可燃气体的消耗，可相当节约成本。 
优选地，通过布置在热炉废气管线中的热炉废气风扇来调节热炉废气的流速。可通过布置在排气管线中的主风扇来调节干燥气体的整体流速。 
需要注意的是，在本发明上下文中的术语“风扇”应理解为允许改变通过风扇的气体的体积流速的任何风扇。例如，这种风扇可以是带有变频电机的风扇或带有固定频率电机且具有布置在风扇的上游或下游的风门的风扇。 
提供一再循环管线，用于将干燥气体从排气管线供应到热气体发生器，并允许研磨和干燥设备以各种操作模式操作。 
根据本发明的方法优选地包括热炉废气操作模式，其中： 
-切断再循环管线，使得没有再循环干燥气体供应到热气体发生器； 
-打开热炉废气管线，使得只有热炉废气以可变流速供应到热气体发生器； 
-通过设定排气管线中的干燥气体的流速并通过调节经过热炉废气管线的热炉废气的流速来控制粉碎机气体进口处的干燥气体的压力。 
由热炉废气提供研磨后蒸发煤的湿气所需要的大部分能量，其余的能量由热气体发生器提供。通过关闭再循环管线，可使热炉废气的使用最大化，从而将使用热气体发生器来进一步加热干燥气体的必要性降到最小。因此，通过减少用于热气体发生器内的燃烧的可燃气体的消耗，可相当节约成本。可能发生这样的情况：热炉废气足够热，使得不需要通过热气体发生器来进一步加热。可能恰好需要冷却所得到的干燥气体，例如利用水注入系统，以使粉碎机气体进口处的干燥气体达到期望的温度。 
根据本发明的方法优选地进一步包括第一中间操作模式，其中： 
-打开再循环管线，使得再循环干燥气体以可变流速供应到热气体发生器； 
-打开热炉废气管线，使得热炉废气以可变流速供应到热气体发生器； 
-通过设定排气管线中的干燥气体的流速并通过调节经过热炉废气管线的热炉废气的流速来控制粉碎机气体进口处的干燥气体的压力。 
再循环干燥气体与热炉废气混合以形成干燥气体。通过控制这两种气体的混合物，可调节干燥气体的成分。例如，如果热炉废气中的CO或O2的浓度太高，则通过减小热炉废气的流速来增加再循环干燥气体的量，从而减小所得到的干燥气体中的CO或O2的浓度。 
根据本发明的方法优选地进一步包括第二中间操作模式，其中： 
-打开再循环管线，使得再循环干燥气体以可变流速供应到热气体发生器； 
-打开热炉废气管线，使得热炉废气以固定流速供应到热气体发生器； 
-通过设定经过排气管线的干燥气体的流速并通过调节布置在排空管线中的调节风门的位置来控制粉碎机气体进口处的干燥气体的压力。 
再循环干燥气体与热炉废气混合以形成干燥气体。通过控制这两种气体的混合物，可调节干燥气体的成分。例如，如果热炉废气中的CO或O2的浓度太高，则通过减小热炉废气的流速来增加再循环干燥气体的量，从而减小所得到的干燥气体中的CO或O2的浓度。 
根据本发明的方法优选地进一步包括传统操作模式，其中： 
-打开再循环管线，使得再循环干燥气体以可变流速供应到热气体发生器； 
-切断热炉废气管线，使得没有热炉废气供应到热气体发生器； 
-通过设定经过排气管线的干燥气体的流速并通过调节排空管线中的调节风门的位置来控制粉碎机气体进口处的干燥气体的压力。 
热炉废气中的CO或O2的浓度可能太高，以致于不能通过添加再循环干燥气体得到补偿。在这种情况下，在传统模式下操作该方法，其中只使用再循环干燥气体。而且，即使不能得到热炉废气，例如在热炉厂关闭的情况下，传统模式仍允许操作研磨和干燥设备。 
如果热炉废气具有的预定组分的浓度高于第一浓度阈值和/或热炉废气具有的温度低于第一温度阈值，则该方法可从热炉废气操作模式切换到第一中间操作模式。 
如果热炉废气具有的预定组分的浓度高于第二浓度阈值和/或如果热炉废气具有的温度低于第二温度阈值，则该方法可从第一中间操作模式切换到第二中间操作模式。 
如果启动第二中间操作模式后已经过去预定的时间，则该方法可从第二中间操作模式切换到传统操作模式。 
在研磨和干燥设备启动时；或者如果可得到热炉废气；或者如果热炉废气具有的预定组分的浓度低于第三浓度阈值和/或热炉废气具有的温度高于第三温度阈值，则该方法可从传统操作模式切换到热炉废气操作模式。 
如果不能得到热炉废气，例如在热炉厂关闭的情况下，则该方法可从任何操作模式切换到传统模式。虽然该方法优选地直接切换到传统模式，但不排除该方法可经由中间模式切换到传统模式。 
如果确定预定组分的浓度以高于预定速率阈值的速率变化，则该方法可从任何操作模式切换到传统操作模式。如果热炉废气中CO或O2的浓度出现突然的峰值，则该系统可在传统模式下操作，从而避免了通过研磨和干燥设备供应具有过高的CO或O2浓度的干燥气体。虽然该方法优选地直接切换到传统模式，但不排除该方法可经由中间模式切换到传统模式。 
有利地，通过布置在热炉废气管线中的气体分析器来监测热炉废气中的预定组分的浓度。有利地，通过布置在热炉废气管线中的温度传感器来监测热炉废气的温度。 
附图说明
从以下参照附图对一个非限制性实施方式的描述中，本发明将更显而易见，其中图1示出了用于执行根据本发明的方法的研磨和干燥设备的示意图。 
具体实施方式
图1示出了利用根据本发明的方法生产煤粉的研磨和干燥设备。 
这种研磨和干燥设备10包括粉碎机20，原煤经由输送机22从原煤 储料仓21供应到该粉碎机。在粉碎机20中，原煤在内部移动件(未示出)之间或任何其他传统的研磨装置之间被压碎成细粉。同时，通过粉碎机20供应热干燥气体，以干燥煤粉。干燥气体通过粉碎机气体进口24进入粉碎机20。在粉碎机20的上游，研磨和干燥设备10包括热气体发生器26，干燥气体在热气体发生器内可被加热到预定温度。这种热气体发生器26通过燃烧器27供以动力，例如多个喷枪燃烧器。经加热的干燥气体从热气体发生器26经由管道28传送到粉碎机20。当经加热的干燥气体经过粉碎机20时，即从粉碎机气体进口24到达粉碎机出口30，就携带了煤粉。煤粉和干燥气体的混合物从粉碎机20经由管道32传送到过滤器34，在过滤器中，煤粉再次从干燥气体中移除并供应到煤粉储料仓36，以备进一步使用。离开过滤器34的干燥气体被供应到分成排空管线40和再循环管线42的排气管线38。排空管线40可用来将干燥气体从排气管线38供应到用于排空干燥气体的烟道44，而再循环管线42可用来将再循环干燥气体从排气管线38供应回热气体发生器26。 
研磨和干燥设备10进一步包括用于将废气从次级源供应到热气体发生器26的热炉废气管线46。这种废气通常是从一个或多个热炉厂48、48′回收的热炉废气。 
在操作中，通过热炉废气管线46将热炉废气供应到热气体发生器26并在热气体发生器26内达到预定温度，然后作为干燥气体供应通过粉碎机20。干燥气体的温度在粉碎机20内降低，因为来自干燥气体的热量用于干燥煤粉。原煤的湿度等级决定了干燥气体的温度损失。为了防止损坏过滤器34，监测离开粉碎机20的煤粉和干燥气体的混合物的温度，后文称为出口温度，例如通过温度传感器(未示出)。 
在热炉废气操作模式中，也就是本发明的优选操作模式，利用布置在再循环管线42内的再循环风门52切断再循环管线42，并且由通过热炉废气管线46供应到设备内的热炉废气提供所有的干燥气体。在布置于热炉废气管线46内的热炉废气风扇54的帮助下，将热炉废气吹入设备内。主 风扇56布置在排气管线38内，以调节通过粉碎机20的气体流速。以这种方式控制主风扇56的操作，使得通过粉碎机20的气体流速基本恒定。通过调节经过热炉废气风扇54的流速来控制粉碎机20的粉碎机气体进口24处的干燥气体的压力。 
粉碎机出口30处的温度通常由热气体发生器26的燃烧器27的输出功率来控制。 
由于热炉废气受配于由热炉厂的操作导致的温度变化，所以需要平衡这种温度变化。如果出口温度降低，则必须由热气体发生器26提供更多的热量，并且如果出口温度升高，则必须由热气体发生器26提供更少的热量。如果热气体发生器26提供的热量达到最少但出口温度依然很高，那么可通过布置在热气体发生器下游的水注入系统60来冷却干燥气体。 
这种水注入系统60也可用来提高加热过程的响应时间。实际上，由热气体发生器26产生的热量的增加和减少相对较慢。通过在热气体发生器26内过度加热干燥气体并随后通过水注入系统60冷却至期望的温度，可提高响应时间，该响应时间在设备的启动阶段尤其重要。如果出口温度突然降到正好低于期望的出口温度，通常是在开始将原煤引入到粉碎机20时，快速地调配供应给粉碎机20的干燥气体的温度，以保持期望的出口温度基本上稳定。 
热炉废气的成分可能存在不期望峰值的CO和O2。热炉废气管线46包括用于确定热炉废气中CO和/或O2的含量的气体分析器62。根据本发明的方法优选地包括监测热炉废气中CO和/或O2的含量，并且应该达到预定的阈值，该方法切换到其他的操作模式，例如，为了避免通过研磨和干燥设备供应具有过高的CO或O2浓度的干燥气体。 
例如，如果热炉废气具有的预定组分的浓度高于第一浓度阈值和/或如果热炉废气具有的温度低于第一温度阈值，则该方法从热炉废气操作模 式切换到第一中间操作模式。这种切换可包括打开再循环风门52到固定位置，以获得干燥气体的再循环。也可改变排空管线40内的调节风门66的位置。改变热炉废气风扇54的操作点，以降低通过热炉废气管线46的热炉废气的流速，从而保持粉碎机进口24处的干燥气体的压力恒定。也可变更热炉废气风门64的位置。最后，增加热气体发生器26的热量输出，以补偿由于热炉废气的减少带来的热量损失。 
例如，如果热炉废气具有的预定组分的浓度高于第二浓度阈值和/或如果热炉废气具有的温度低于第二温度阈值，则该方法从第一中间操作模式切换到第二中间操作模式。这种切换可包括调配再循环风门52和调节风门66的位置。热炉废气的流速通过热炉废气风扇54设定为固定的流速。也可变更热炉废气风门64的位置。此外，粉碎机气体进口处的干燥气体压力的控制不再由热炉废气风扇54执行，而是由调节风门66执行。 
如果启动第二中间操作模式后已经过去预定的时间，则该方法从第二中间操作模式切换到传统操作模式。这种切换可包括停止热炉废气风扇54和关闭热炉废气风门64，从而切断热炉废气管线46。也可变更再循环风门52的位置。最后，增加热气体发生器26的热量输出，以补偿由于切断热炉废气管线46带来的热量损失。 
在研磨和干燥设备启动时；或者如果可得到热炉废气；或者如果热炉废气具有的预定组分的浓度低于第三浓度阈值和/或如果热炉废气具有的温度高于第三温度阈值，则该方法从传统操作模式切换回热炉废气操作模式。这种切换可包括启动热炉废气风扇54和打开热炉废气风门64；关闭再循环风门52并调配调节风门66。粉碎机气体进口处的干燥气体压力的控制再次由热炉废气风扇54执行，而不是由调节风门66执行。同样地，减少热气体发生器26的热量输出，以补偿供应到热气体发生器26的热炉废气的增加。 
例如，如果不能得到热炉废气或者如果得到的热炉废气不能使用，则 该方法从热炉废气操作模式切换到传统操作模式。例如在热炉厂关闭的情况下，不能得到热炉废气。例如在热炉废气中的CO或O2的浓度突然有峰值的情况下，热炉废气不能使用。 
需要注意的是，通常需要至少一个热炉厂48来给研磨和干燥设备10提供热炉废气。两个或更多个热炉厂48、48′可经由管道68、68′连接到热炉废气管线46，每个管道包括一个热炉厂风门70、70′。热炉厂风门70、70′的操作可用来控制热炉废气的温度，或者控制热炉废气中的CO或O2的浓度，或者将超出可接受范围(例如温度太低或者CO或O2浓度太高)的产生热炉废气的一个热炉厂隔离出来。 
参考标号 
10    研磨和干燥设备        42    再循环管线 
20    粉碎机                44    烟道 
22    输送机                46    热炉废气管线 
24    粉碎机气体进口        48    热炉厂 
26    热气体发生器          52    再循环风门 
27    燃烧器                54    热炉废气风扇 
28    管道                  56    主风扇 
30    粉碎机出口            60    水注入系统 
32    管道                  62    气体分析器 
34    过滤器                64    热炉废气风门 
36    煤粉储料仓            66    调节风门 
38    排气管线              68    管道 
40    排空管线              70    热炉厂风门。 

Claims (10)

1.一种生产煤粉的方法，所述方法包括以下步骤：
-提供在热气体发生器内被加热到预定温度的干燥气体；
-将加热后的干燥气体供应到粉碎机中；
-将原煤引入到粉碎机中，所述粉碎机将原煤研磨成煤粉；
-从所述粉碎机收集干燥气体和煤粉的混合物并将所述混合物供应到过滤器，所述过滤器将干燥的煤粉与干燥气体分离；
-收集干燥的煤粉以待进一步使用，并将干燥气体从所述过滤器供应到排气管线；
-收集离开所述过滤器的干燥气体并将所收集的干燥气体的一部分供应到再循环管线，以将再循环干燥气体供应到所述热气体发生器，
其特征在于：
提供干燥气体的步骤包括将可变流速的热炉废气通过热炉废气管线供应到所述热气体发生器，以使用作干燥气体的热炉废气的量最大化；并且
通过调节经过所述热炉废气管线的所述热炉废气的流速来控制粉碎机气体进口处的所述干燥气体的压力，
其中，通过布置在所述热炉废气管线中的热炉废气风扇来调节所述热炉废气的所述流速，
其中，所述方法包括热炉废气操作模式，其中：
-切断所述再循环管线，使得没有再循环干燥气体供应到所述热气体发生器；
-打开所述热炉废气管线，使得只有热炉废气以可变流速供应到所述热气体发生器；
-通过设定所述排气管线中的干燥气体的流速并通过调节经过所述热炉废气管线的所述热炉废气的流速来控制所述粉碎机气体进口处的干燥气体的压力，
并且，所述方法包括第一中间操作模式，其中：
-打开所述再循环管线，使得再循环干燥气体以可变流速供应到所述热气体发生器；
-打开所述热炉废气管线，使得热炉废气以可变流速供应到所述热气体发生器；
-通过设定所述排气管线中的干燥气体的流速并通过调节经过所述热炉废气管线的所述热炉废气的流速来控制所述粉碎机气体进口处的干燥气体的压力，
其中，如果所述热炉废气具有的预定组分的浓度高于第一浓度阈值和/或所述热炉废气具有的温度低于第一温度阈值，则所述方法从所述热炉废气操作模式切换到所述第一中间操作模式。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，通过布置在所述排气管线中的主风扇来调节所述干燥气体的所述流速。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法包括第二中间操作模式，其中：
-打开所述再循环管线，使得再循环干燥气体以可变流速供应到所述热气体发生器；
-打开所述热炉废气管线，使得热炉废气以固定流速供应到所述热气体发生器；
-通过设定经过所述排气管线的干燥气体的流速并通过调节布置在排空管线中的调节风门的位置来控制所述粉碎机气体进口处的干燥气体的压力。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述方法包括传统操作模式，其中：
-打开所述再循环管线，使得再循环干燥气体以可变流速供应到所述热气体发生器；
-切断所述热炉废气管线，使得没有热炉废气供应到所述热气体发生器；
-通过设定经过所述排气管线的干燥气体的流速并通过调节布置在排空管线中的调节风门的位置来控制所述粉碎机气体进口处的干燥气体的压力。
5.根据权利要求3所述的方法，其中，如果所述热炉废气具有的预定组分的浓度高于第二浓度阈值和/或所述热炉废气具有的温度低于第二温度阈值，则所述方法从所述第一中间操作模式切换到所述第二中间操作模式。
6.根据权利要求4所述的方法，其中，如果启动所述第二中间操作模式后已经过去预定的时间，则所述方法从所述第二中间操作模式切换到所述传统操作模式。
7.根据权利要求4所述的方法，其中，在以下情况下，所述方法从所述传统操作模式切换到所述热炉废气操作模式：
在研磨和干燥设备启动时；或者
如果可得到热炉废气；或者
如果所述热炉废气具有的预定组分的浓度低于第三浓度阈值和/或所述热炉废气具有的温度高于第三温度阈值。
8.根据权利要求4所述的方法，其中，如果不能得到热炉废气，则所述方法切换到所述传统操作模式。
9.根据权利要求4所述的方法，其中，如果确定预定组分的浓度以高于预定速率阈值的速率变化，则所述方法切换到所述传统操作模式。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中，通过布置在所述热炉废气管线中的气体分析器来监测所述热炉废气中的预定组分的浓度和/或通过布置在所述热炉废气管线中的温度传感器来监测所述热炉废气的温度。
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