CN103925607A - 基于温度分段控制的正压直吹式制粉系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于温度分段控制的正压直吹式制粉系统及其控制方法，该正压直吹式制粉系统包括空气预热器、送风机、一次风机、密封风机、磨煤机、粗粉分离器、原煤斗、给煤机、煤粉分配器、隔绝门、送粉系统调节风箱、煤粉燃烧器和二次风箱等；该控制方法是将磨煤机进出口温度作为一段，将送粉系统进出口作为另一段，并将冷、热风通过相应的管路，送入这两段各自对应的进口中，并对这两段的温度分别进行监控，从而实现对制粉系统温度的分段控制。本发明可以实现制粉系统和送粉系统温度的独立控制，并且在制粉系统通风量变化的情况下，保证送粉系统风速不降低，满足煤粉输送和防止喷口烧损的需要。

Description

基于温度分段控制的正压直吹式制粉系统及其控制方法

【技术领域】

本发明属于燃煤发电技术领域，具体涉及一种基于温度分段控制的正压直吹式制粉系统及其控制方法。

【背景技术】

传统正压直吹式制粉系统电站锅炉，进入制粉系统的热风在磨煤机内干燥煤粉后，通过送粉管路将煤粉送入炉膛进行燃烧。制粉系统通风量与送粉风量相同，制粉系统出口温度与送粉系统温度相同。当锅炉实际入炉煤质挥发分、水分和锅炉负荷发生较大变化时，要求制粉系统通风量和制粉系统出口风温相应变化，而另一方面粉管内的送粉速度和送粉风温需要满足煤粉输送需求和燃烧器喷口不被烧损，也需要将送粉系统管路内的风温和风速保持在一定范围内。要同时满足制粉和送粉系统风温和风量的要求，往往需要制粉系统掺入冷风，牺牲锅炉运行的经济性。

【发明内容】

本发明的目的在于克服上述问题，提供一种基于温度分段控制的正压直吹式制粉系统及其控制方法，其可以实现制粉系统和送粉系统温度的独立控制，并且在制粉系统通风量变化的情况下，保证送粉系统风速不降低，满足煤粉输送和防止喷口烧损的需要。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

基于温度分段控制的正压直吹式制粉系统，包括空气预热器、送风机、一次风机、密封风机、磨煤机粗粉分离器、原煤斗、给煤机、煤粉分配器、隔绝门、送粉系统调节风箱、煤粉燃烧器和二次风箱；其中，

原煤斗用于为给煤机供煤，给煤机的出口连接磨煤机的原煤入口，磨煤机的煤粉出口连接粗粉分离器的入口，粗粉分离器的出口连接煤粉分配器的入口，煤粉分配器的出口连接煤粉燃烧器的煤粉入口，煤粉燃烧器的出口连接锅炉的风和煤粉入口，隔绝门设置在煤粉分配器与煤粉燃烧器之间；

送风机的出口连接空气预热器的二次风入口，空气预热器的二次风出口连接二次风箱的入口，二次风箱的出口连接煤粉燃烧器的二次风入口；

一次风机的出口包括冷一次风出口和热一次风出口，一次风机的热一次风出口连接空气预热器的热一次风入口，空气预热器的热一次风出口分为两路，一路与磨煤机的一次风入口相连，一路与送粉系统调节风箱的热一次风入口相连，一次风机的冷一次风出口分为三路，一路与磨煤机的一次风入口相连，一路与送粉系统调节风箱的冷一次风入口相连，一路与密封风机的入口相连，密封风机用于给磨煤机和粗粉分离器提供密封空气；送粉系统调节风箱的出口连接煤粉燃烧器的煤粉入口。

本发明进一步改进在于：还包括设置在磨煤机的一次风入口端管路上的风量测量装置。

本发明进一步改进在于：煤粉分配器的出口分为若干路，每一路分别与送粉系统调节风箱对应的若干调节风出口支路连接。

本发明进一步改进在于：一次风机的热一次风出口的主管路及其两个分支管路上均设有调节阀门；一次风机的冷一次风出口的主管路及其三个分支管路上均设有调节阀门；一次风机的热一次风出口的分支管路与冷一次风出口的分支管路合并后进入磨煤机的管路上设有调节阀门；送粉系统调节风箱的出口连接锅炉的风和煤粉入口的管路上设有调节阀门；二次风箱的出口连接煤粉燃烧器的二次风入口的管路上设有调节阀门。

本发明的另一个目的，正压直吹式制粉系统的温度分段控制方法，该方法基于上述基于温度分段控制的正压直吹式制粉系统，包括以下步骤：

1）自然冷风经过送风机加压后，进入空气预热器加热到预定温度后，通过管路送入二次风箱，再经煤粉燃烧器送入锅炉；

2）自然冷风通过一次风机升压后，一部分带压力的冷一次风分成三路：一路通过管路送入密封风机，一路通过管路送入磨煤机的一次风入口，一路通过管路送入送粉系统调节风箱的冷一次风入口；

3）自然冷风通过一次风机升压后，一部分经空气预热器加热后形成热一次风，热一次风分成两路：一路通过管路送入磨煤机，一路通过管路送入送粉系统调节风箱的热一次风入口；

4）送粉系统调节风箱将冷一次风和热一次风调节后通过管路送入煤粉燃烧器；

5）冷一次风和热一次风与通过原煤仓和给煤机送入磨煤机的原煤混合，磨制出的煤粉在热风输送下通过煤粉分离器和送粉系统调节风箱的调节后送入煤粉燃烧器，煤粉燃烧器组织锅炉炉内燃烧，实现正压直吹式制粉系统的温度分段控制。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

本发明基于温度分段控制的正压直吹式制粉系统及其控制方法，其能够实现正压直吹式制粉系统，磨煤机和送粉系统风温及风量的分段控制，在由于负荷和煤质变化引起的制粉系统通风量和风温变化的情况下，可以独立调节进入制粉系统的热风温度和风量，保证制粉系统干燥出力和通风出力。通过设置送粉系统调节风系统，将冷一次风和热一次风的混合风作为调节风分别送入对应的送粉管路中，实现独立于制粉系统通风系统的送粉系统风温和风速的调节。

本发明的进一步效果为：本发明可以有效避免直吹式制粉系统掺入冷风而影响机组运行经济性的运行方式；本发明还可以实现在制粉系统运行方式不变的情况下，独立实现各送粉管路的送粉风温和送粉风速的调节，对调整着火距离，防止喷口烧损具有重要作用。

【附图说明】

图1是本发明基于温度分段控制的正压直吹式制粉系统及其控制方法的结构示意图。

其中：1、锅炉；2、空气预热器；3、送风机；4、一次风机；5、密封风机；6、磨煤机；7、粗粉分离器；8、风量测量装置；9、原煤斗；10、给煤机；11、煤粉分配器；12、隔绝门；13、送粉系统调节风箱；14、煤粉燃烧器；15、二次风箱。

【具体实施方式】

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

参见图1，本发明基于温度分段控制的正压直吹式制粉系统，包括空气预热器2、送风机3、一次风机4、密封风机5、磨煤机6、粗粉分离器7、风量测量装置8、原煤斗9、给煤机10、煤粉分配器11、隔绝门12、送粉系统调节风箱13、煤粉燃烧器14和二次风箱15。

其中，原煤斗9用于为给煤机10供煤，给煤机10的出口连接磨煤机6的原煤入口，磨煤机6的煤粉出口连接粗粉分离器7的入口，粗粉分离器7的出口连接煤粉分配器11的入口，煤粉分配器11的出口连接煤粉燃烧器14的煤粉入口，煤粉燃烧器14的出口连接锅炉1的风和煤粉入口，隔绝门12设置在煤粉分配器11与煤粉燃烧器14之间。

送风机3的出口连接空气预热器2的二次风入口，空气预热器2的二次风出口连接二次风箱15的入口，二次风箱15的出口连接煤粉燃烧器14的二次风入口。

一次风机4的出口包括冷一次风出口和热一次风出口，一次风机4的热一次风出口连接空气预热器2的热一次风入口，空气预热器2的热一次风出口分为两路，一路与磨煤机6的一次风入口相连，一路与送粉系统调节风箱13的热一次风入口相连，一次风机4的冷一次风出口分为三路，一路与磨煤机6的一次风入口相连，一路与送粉系统调节风箱13的冷一次风入口相连，一路与密封风机5的入口相连，密封风机5用于给磨煤机6和粗粉分离器7提供密封空气；送粉系统调节风箱13的出口连接锅炉1的风和煤粉入口，密封风机5用于给磨煤机6和粗粉分离器7提供密封空气，其用于防止带有煤粉的气粉混合物漏出设备外污染环境或进入弹簧加载装置磨辊轴承而造成轴承故障；送粉系统调节风箱13的出口连接煤粉燃烧器14的煤粉入口。

其中，风量测量装置8设置在磨煤机6的一次风入口端管路上。

进一步地，煤粉分配器11的出口分为若干路，每一路分别与送粉系统调节风箱13对应的若干调节风出口支路连接。

此外，一次风机4的热一次风出口的主管路及其两个分支管路上均设有调节阀门；一次风机4的冷一次风出口的主管路及其三个分支管路上均设有调节阀门；一次风机4的热一次风出口的分支管路与冷一次风出口的分支管路合并后进入磨煤机6的管路上设有调节阀门；送粉系统调节风箱13的出口连接锅炉1的风和煤粉入口的管路上设有调节阀门；二次风箱15的出口连接煤粉燃烧器14的二次风入口的管路上设有调节阀门。

本发明正压直吹式制粉系统的温度分段控制方法，该方法基于上述温度分段控制的正压直吹式制粉系统，包括以下步骤：

1）自然冷风经过送风机3加压后，进入空气预热器2加热到预定温度后，通过管路送入二次风箱15，再经煤粉燃烧器14送入锅炉1；

2）自然冷风通过一次风机4升压后，一部分带压力的冷一次风分成三路：一路通过管路送入密封风机5，一路通过管路送入磨煤机6的一次风入口，一路通过管路送入送粉系统调节风箱13的冷一次风入口；

3）自然冷风通过一次风机4升压后，一部分经空气预热器2加热后形成热一次风，热一次风分成两路：一路通过管路送入磨煤机6，一路通过管路送入送粉系统调节风箱13的热一次风入口；

4）送粉系统调节风箱13将冷一次风和热一次风调节后通过管路送入煤粉燃烧器14；

5）冷一次风和热一次风与通过原煤仓9和给煤机10送入磨煤机6的原煤混合，磨制出的煤粉在热风输送下通过煤粉分离器7和送粉系统调节风箱13的调节后送入煤粉燃烧器14，煤粉燃烧器14组织锅炉1炉内燃烧，实现正压直吹式制粉系统的温度分段控制。

为了对本发明进一步了解，现对其工作过程做一说明：

将一次风机4出口的一次风分为两路，一路通过空气预热器2加热后形成热一次分风，另一路不经过空气预热器2加热是压头较高的压力冷风。压力冷风分为三路，第一路通过管路送入密封风机5入口，第二路通过管路送入磨煤机6入口，第三路通过管路送入送粉系统调节风箱13。热一次风分为两路，一路进入磨煤机6满足煤粉磨制的需要，并将磨制的煤粉通过粗粉分离器7和煤粉分配器11送入各送粉管路；另一路热风通过管路送入送粉系统调节风箱13，与来压力冷风混合后，分别送入送粉管路中，输送煤粉到煤粉燃烧器14，喷入锅炉1进行燃烧。这样磨煤机6入口和煤粉分配器11下游的送粉系统管路，就分别布置有冷热风调节系统，从而实现制粉系统和送粉系统温度和风量的分段控制。

本发明能够突破制粉系统出口温度等于送粉系统温度，制粉系统通风量与送粉系统分量相同的限制，能够根据煤种制粉和燃烧的不同特点，独立调整制粉系统和送粉系统的风温和通风量，使制粉系统和送粉系统在最佳状况下运行，保证制粉和送粉系统安全、经济运行。本发明也可以使得煤粉燃烧器14出口一次风温和风速可以独立于制粉系统进行控制和调节，可以根据需要调节煤粉火焰着火距离，保证煤粉燃烧器14喷口安全，提高燃烧稳定性和燃尽性能。

具体地说，本发明由一套压力冷风系统和送粉热风系统组成。压力冷风来源于一次风机出口的压头较高的冷风，送粉热风来源于经过空气预热器2加热的一次风，压力冷风和热一次风分别通过各自的管路输入送粉系统调节风箱13，并在各自的管路上设置调节阀门，控制冷热风的风量和比例来控制进入送粉系统调节风箱13的风温和风量。送粉系统调节风箱13出口设置对应于各煤粉管路的支路系统，在各支路上设置风门，调节进入各支管的调节风风量，以便控制进入各支路的调节风量。

此外，本发明不仅适用于中速磨直吹式制粉系统，也适用于双进双出钢球磨直吹式制粉系统，用于分段控制磨煤机进出口温度和送粉管路内的温度及风速，提高制粉系统和送粉系统运行的灵活性，也有利于对煤粉燃烧器出口的着火过程进行调节。

Claims (5)

1.基于温度分段控制的正压直吹式制粉系统，其特征在于：包括空气预热器（2）、送风机（3）、一次风机（4）、密封风机（5）、磨煤机（6）、粗粉分离器（7）、原煤斗（9）、给煤机（10）、煤粉分配器（11）、隔绝门（12）、送粉系统调节风箱（13）、煤粉燃烧器（14）和二次风箱（15）；其中，

原煤斗（9）用于为给煤机（10）供煤，给煤机（10）的出口连接磨煤机（6）的原煤入口，磨煤机（6）的煤粉出口连接粗粉分离器（7）的入口，粗粉分离器（7）的出口连接煤粉分配器（11）的入口，煤粉分配器（11）的出口连接煤粉燃烧器（14）的煤粉入口，煤粉燃烧器（14）的出口连接锅炉（1）的风和煤粉入口，隔绝门（12）设置在煤粉分配器（11）与煤粉燃烧器（14）之间；

送风机（3）的出口连接空气预热器（2）的二次风入口，空气预热器（2）的二次风出口连接二次风箱（15）的入口，二次风箱（15）的出口连接煤粉燃烧器（14）的二次风入口；

一次风机（4）的出口包括冷一次风出口和热一次风出口，一次风机（4）的热一次风出口连接空气预热器（2）的热一次风入口，空气预热器（2）的热一次风出口分为两路，一路与磨煤机（6）的一次风入口相连，一路与送粉系统调节风箱（13）的热一次风入口相连，一次风机（4）的冷一次风出口分为三路，一路与磨煤机（6）的一次风入口相连，一路与送粉系统调节风箱（13）的冷一次风入口相连，一路与密封风机（5）的入口相连，密封风机（5）用于给磨煤机（6）和粗粉分离器（7）提供密封空气；送粉系统调节风箱（13）的出口连接煤粉燃烧器（14）的煤粉入口。

2.根据权利要求1所述的基于温度分段控制的正压直吹式制粉系统，其特征在于：还包括设置在磨煤机（6）的一次风入口端管路上的风量测量装置（8）。

3.根据权利要求1所述的基于温度分段控制的正压直吹式制粉系统，其特征在于：煤粉分配器（11）的出口分为若干路，每一路分别与送粉系统调节风箱（13）对应的若干调节风出口支路连接。

4.根据权利要求1所述的基于温度分段控制的正压直吹式制粉系统，其特征在于：一次风机（4）的热一次风出口的主管路及其两个分支管路上均设有调节阀门；一次风机（4）的冷一次风出口的主管路及其三个分支管路上均设有调节阀门；一次风机（4）的热一次风出口的分支管路与冷一次风出口的分支管路合并后进入磨煤机（6）的管路上设有调节阀门；送粉系统调节风箱（13）的出口连接锅炉（1）的风和煤粉入口的管路上设有调节阀门；二次风箱（15）的出口连接煤粉燃烧器（14）的二次风入口的管路上设有调节阀门。

5.正压直吹式制粉系统的温度分段控制方法，其特征在于，该方法基于权利要求1至4中任一项所述的基于温度分段控制的正压直吹式制粉系统，包括以下步骤：

1）自然冷风经过送风机（3）加压后，进入空气预热器（2）加热到预定温度后，通过管路送入二次风箱（15），再经煤粉燃烧器（14）送入锅炉（1）；

2）自然冷风通过一次风机（4）升压后，一部分带压力的冷一次风分成三路：一路通过管路送入密封风机（5），一路通过管路送入磨煤机（6）的一次风入口，一路通过管路送入送粉系统调节风箱（13）的冷一次风入口；

3）自然冷风通过一次风机（4）升压后，一部分经空气预热器（2）加热后形成热一次风，热一次风分成两路：一路通过管路送入磨煤机（6），一路通过管路送入送粉系统调节风箱（13）的热一次风入口；

4）送粉系统调节风箱（13）将冷一次风和热一次风调节后通过管路送入煤粉燃烧器（14）；

5）冷一次风和热一次风与通过原煤仓（9）和给煤机（10）送入磨煤机（6）的原煤混合，磨制出的煤粉在热风输送下通过煤粉分离器（7）和送粉系统调节风箱（13）的调节后送入煤粉燃烧器（14），煤粉燃烧器（14）组织锅炉（1）炉内燃烧，实现正压直吹式制粉系统的温度分段控制。