CN104566430A - 一种火力发电厂制粉系统及其扩容方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种火力发电厂制粉系统及其扩容方法，该火力发电厂制粉系统包括多台煤斗、多台给煤机和多台磨煤机，该多台煤斗中的一台煤斗包括一个进煤口和两个出煤口，该一个进煤口用于接收煤，该两个出煤口分别给两台给煤机供煤，且该两台给煤机分别给两台磨煤机供煤。通过本发明可以解决机组扩容后由于耗煤量增加造成的制粉系统需要扩容的问题，而且在不影响运行及检修模式的情况下投资最低。

Description

一种火力发电厂制粉系统及其扩容方法

技术领域

本发明涉及火力发电领域，具体涉及一种扩容后的火力发电厂制粉系统。

背景技术

目前我国正在设计建造首台二次再热超超临界火力发电工程，该技术对第三代超超临界火力发电采用二次再热新配置，进一步提高了发电效率，可以称为三代加技术。

针对我国已运行较长时间的亚临界机组煤耗高、热效率低的现状，结合国外前置机(Topping Turbine)概念，华东院研究开发了亚临界火电机组二次再热升级更新技术。主要技术要点是：二次再热升级更新技术将前置机技术与二次再热超超临界技术充分结合，达到了大幅提高机组热效率并只小幅增加改造成本的效果。即提高主蒸汽压力和温度，通过前置机做功后排汽经再热升温，该再热蒸汽进入原亚临界机组继续做功，维持原亚临机组汽机侧主辅机及厂房结构保持不变，并增加机组出力，比如600MW机组升级至大约800～850MW等级机组。

初步分析，该技术对亚临界机组，将主汽跨越超临界参数，达到超超临界参数，再热蒸汽参数维持不变，整体供电煤耗接近超超临界机组的煤耗水平，实现利用先进技术大幅降低煤耗、节能减排的目标。比如，设置前置机组后，机组的容量可从大约600MW扩容至800～850MW，随着机组容量的扩大，机组耗煤量增加约20～30％。

按照《大中型火力发电厂设计规范》GB50660-2011要求：“对于中速磨煤机，在磨制设计煤种时，除备用外的磨煤机总计算出力不小于锅炉最大连续蒸发量时燃煤消耗量的110％，在磨制校核煤种时，全部磨煤机的总计算出力不应小于锅炉最大连续蒸发量时的燃煤消耗量”。

例如，常规600MW采种中速磨冷一次风机正压直吹式制粉系统的机组，磨煤机按照6台设置，其中燃用设计煤种时，5台运行，1台备用，除备用外的磨煤机总计算出力不小于锅炉最大连续蒸发量时燃煤消耗量的110％。一般600MW在进行亚临界机组升级跨代至超超临界参数后，耗煤量约增加20～30％左右，原600MW机组制粉系统的磨煤机按照5运1备运行，仍按照上述运行模式，不能满足新的制粉系统的要求。

为了满足新的制粉系统的要求，目前的方案有三个：

(1)改造工程，不设备用磨煤机，现有多台磨煤机全部运行；

(2)将全部的多台磨煤机全部更换，更换为大型号的磨煤机或者更换为其它形式的磨煤机。

(3)新建一台磨煤机及对应的煤斗和给煤机。

对于方案(1)，例如针对600MW机组，由于磨煤机不改造，6台磨煤机全部运行，制粉系统的运行可靠性明显下降。磨煤机状态难以保证，改造后磨煤机检修无非采用两种方式，要么仍沿用现有定检策略，每台磨煤机每年检修约需24天，每年机组将有144天有磨煤机停役，在加上零星因缺陷停运时间，总天数将达160～170天，如果按照每台磨煤机组影响机组高限出力150MW计算，根据目前的两项细则考核的力度来看，新机组如采用“6+0”的磨组配置，根据上述预估的每年磨组停运的时间计算，将会被考核的金额达到0.25458亿/年～0.27049亿/年。要么在极短时间内(3～4天)更换磨辊装置等主要部件，磨煤机无法调整到最佳状态，制粉系统经济性下降的同时将导致设备缺陷增多，零星停运时间就会增多。

对于方案(2)，例如针对600MW机组，磨煤机仅设备费用达600～700万/台磨煤机，全部更换磨煤机的费用达到了约4000万/炉，同时，新型号的磨煤机，现有基础需要改造以满足新磨煤机的需要，土建的投资费用也较大。

对于方案(3)，由于煤斗中储存煤重量很大，例如针对600MW机组，储煤重量约700t左右，采用此种方案后对于煤仓间的框架影响极大，现有的煤仓间框架结构、地基不能满足新增上述荷载的要求。

发明内容

本发明的目的是解决机组扩容后由于耗煤量增加造成的制粉系统需要扩容的问题，而且在不影响运行及检修模式的情况下投资最低。

为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种扩容后的火力发电厂制粉系统，包括多台煤斗、多台给煤机和多台磨煤机，所述多台煤斗中的一台煤斗包括一个进煤口和两个出煤口，所述一个进煤口用于接收煤，所述两个出煤口分别给两台给煤机供煤，且所述两台给煤机分别给两台磨煤机供煤。

较佳地，所述两个出煤口分别与两台给煤机连接，且所述两台给煤机分别给两台磨煤机供煤。

较佳地，所述的扩容后的火力发电厂制粉系统包括6台煤斗、7台给煤机和7台磨煤机。

较佳地，在每一台煤斗与每一台给煤机之间以及在每一台给煤机与每一台磨煤机之间设有煤闸门。

根据本发明的另一个方面，提供了一种扩容后的火力发电厂制粉系统，包括现有的火力发电厂制粉系统，所述现有的火力发电厂制粉系统包括多台原煤斗、多台原给煤机和多台原磨煤机，每台原煤斗包括一个进煤口和一个出煤口，所述多台原煤斗中的一台煤斗改造为具有一个进煤口和两个出煤口的改造煤斗，以及所述扩容后的火力发电厂制粉系统还包括一台新增的给煤机和一台新增的磨煤机，所述两个出煤口中的一个出煤口给所述新增的给煤机供煤并通过该新增的给煤机给所述新增的磨煤机供煤，另一个出煤口给一台原给煤机供煤并通过该原给煤机给一台原磨煤机供煤。

较佳地，所述两个出煤口中的一个出煤口与所述新增的给煤机连接，并通过该新增的给煤机给所述新增的磨煤机供煤，另一个出煤口与一台原给煤机连接并通过该原给煤机给一台原磨煤机供煤。

较佳地，所述改造煤斗、新增的给煤机和新增的磨煤机布置在所述扩容后的火力发电厂制粉系统的扩建端。

较佳地，所述改造煤斗、新增的给煤机和新增的磨煤机布置在所述扩容后的火力发电厂制粉系统的固定端。

较佳地，在每一台煤斗与每一台给煤机之间以及每一台给煤机与每一台磨煤机之间设有煤闸门。

根据本发明的再一个方面，提供了一种火力发电厂制粉系统扩容方法，所述制粉系统包括多台原煤斗、多台原给煤机和多台原磨煤机，所述方法包括以下步骤：

将所述多台原煤斗中的一台原煤斗改造为具有一个进煤口和两个出煤口；

增加一台新增给煤机和一台新增磨煤机；

通过所述两个出煤口中的一个出煤口为所述新增给煤机供煤，并通过所述新增给煤机给所述新增磨煤机供煤。

本发明有以下优点：

(1)在能满足机组运行及检修要求的前提下，现有的磨煤机检修模式基本不变，机组的运行功能不变；

(2)现有的煤斗、给煤机和全部的磨煤机基本保持不变，可以最大程度的利用旧的设备，大大降低了改造的费用；

(3)煤仓间荷载增加不多，现有的结构框架可以保持不变，大大降低了土建投资费用。

附图说明

图1是本发明的扩容后的火力发电厂制粉系统示意图。

图2是本发明的扩容后的火力发电厂制粉系统的部分示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本发明范围的限制，而只是为了说明本发明技术方案的实质精神。

术语解释：

制粉系统：火力发电厂中将原煤经煤斗、给煤机以及磨煤机磨制成满足燃烧细度要求的系统，主要设备包括煤斗、给煤机和磨煤机。

锅炉设计燃煤量：单位时间内锅炉消耗的燃煤量。燃烧系统设计计算中通常以锅炉在最大连续出力工况和平均环境温度条件下的燃煤量为基准。

发明人经过深入研究，开发了一种在现有火力发电厂制粉系统基础上进行扩容的扩容后的火力发电厂制粉系统。以下为方便叙述，将现有火力发电厂制粉系统称为扩容前的系统，将扩容前的系统中的各设备称为原设备，例如原煤斗指现有火力发电厂制粉系统中的煤斗，原磨煤机指现有火力发电厂制粉系统中的磨煤机，原给煤机指现有火力发电厂制粉系统中的给煤机。将扩容后的火力发电厂制粉系统称为扩容后的系统。

如图1所示，扩容前的系统包括多台原煤斗10、多台原给煤机13、多台原磨煤机14以及输送皮带12。扩容后的系统100包括多台原煤斗10、多台原给煤机13、多台原磨煤机14以及输送皮带12，还包括新增磨煤机17、新增给煤机14，以及在一台原煤斗10的基础上改造的改造煤斗11。

其中，煤斗10包括进煤口101和出煤口102，进煤口101用于从输送皮带12接收煤，出煤口102与给煤机13连接并通过给煤机13给磨煤机16供煤。

其中，改造煤斗11具有一个进煤口111和两个出煤口112、113。其中，进煤口111用于从皮带12接收煤，出煤口112、113分别与给煤机14、15连接，并通过给煤机14、15给磨煤机16、17供煤。

在煤斗与给煤机之间以及给煤机与磨煤机之间皆设有煤闸门18，从而控制从煤斗中向磨煤机中供应煤的速率和作为供煤开关。

其中，改造煤斗11由一台原煤斗10改造而来，具体来说，通过将一台原煤斗10的出煤口端部割下，换上具有两个出煤口的端部，并通过焊接的方式将该具有两个出煤口的端部与原煤斗10的剩余部分连接。

在本实施例中，以600MW机组为例，扩容前的系统包括6台原煤斗，6台给煤机、以及6台磨煤机。扩容后的系统100包括5台原煤斗10、6台磨煤机16、6台给煤机13、1台改造煤斗11、1台新增给煤机14、1台新增磨煤机17、以及输送皮带12。然而，本领域的技术人员可以理解，本发明也可以用于其它容量的机组。

本发明保持制粉系统原有的n-1台煤斗、给煤机和全部n台磨煤机不变，对于固定端或者扩建端的煤斗进行改造，改造为具有一个进煤口和两个出煤口的改造煤斗，在两个出煤口下方配置2台给煤机，新增一台磨煤机布置在原有检修场地，保留检修通道。最终形成n只煤斗配n+1磨煤机的配置方式，满足《大中型火力发电厂设计规范》GB50660-2011及实际运行检修的要求。原有的大多数设备都能利旧，且煤仓间框架荷载基本不增加，对结构的影响较小。具有很好的经济性。

本发明还涉及一种对现有火力发电厂制粉系统(下文简称扩容前的系统)扩容改造的方法。

在本实施例中，以600MW机组为例，如图1所示，扩容前的系统包括6台煤斗，6台给煤机、6台磨煤机以及输送皮带。其中，每一台煤斗都有且仅有一个进煤口和一个出煤口。在每一台煤斗与每一台给煤机之间以及每一台给煤机与每一台磨煤机之间皆设置有煤闸门。其中，每一台煤斗配置一台给煤机，每一台给煤机配置一台磨煤机，皮带上传输的煤通过煤斗进入给煤机，然后再经由给煤机供应给磨煤机。现在详细描述该对现有火力发电厂制粉系统进行扩容改造的方法。该方法主要包括以下步骤：

(1)对扩容前系统的固定端或扩建端的一台原煤斗进行改造，具体为将该一台原煤斗改造为具有一个进煤口和两个出煤口的改造煤斗；

(2)新增一台给煤机，该一台给煤机布置在改造煤斗的两个出煤口的一个下方，在改造煤斗的两个出煤口的另一个下方布置一台原给煤机；

(3)新增一台磨煤机，该新增磨煤机与新增给煤机连接，系统扩容前的磨煤机中的任意一台与布置在改造煤斗的两个出煤口的另一个下方的原给煤机连接。

本方法将固定端侧或扩建端的煤斗改造为一个进煤口两个出煤口的煤斗，改造时保持储煤量不变，煤斗荷载变化不大；同时在改造后的煤斗下方配置2台给煤机，新增一台磨煤机布置在原有检修场地，保留检修通道。新增加一台磨煤机后，原有制粉系统的出煤口增加20％，最终形成n+1磨煤机的配置方式，能够满足《大中型火力发电厂设计规范》GB50660-2011及机组运行和检修要求。原有的大多数设备都能利旧，且煤仓间框架荷载基本不增加，对结构的影响较小。本发明可以对现有的磨煤机进行全部利用，n-1只煤斗和给煤机保持不变，土建煤仓间框架荷载基本不变，可以不考虑加固，投资费用最低。

以上已详细描述了本发明的较佳实施例，但应理解到，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改。这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种扩容后的火力发电厂制粉系统，包括多台煤斗、多台给煤机和多台磨煤机，其特征在于，所述多台煤斗中的一台煤斗包括一个进煤口和两个出煤口，所述一个进煤口用于接收煤，所述两个出煤口分别给两台给煤机供煤，且所述两台给煤机分别给两台磨煤机供煤。

2.根据权利要求1所述的扩容后的火力发电厂制粉系统，其特征在于，所述两个出煤口分别与两台给煤机连接，且所述两台给煤机分别给两台磨煤机供煤。

3.根据权利要求1所述的扩容后的火力发电厂制粉系统，其特征在于，所述的扩容后的火力发电厂制粉系统包括6台煤斗、7台给煤机和7台磨煤机。

4.根据权利要求1所述的扩容后的火力发电厂制粉系统，其特征在于，在每一台煤斗与每一台给煤机之间以及在每一台给煤机与每一台磨煤机之间设有煤闸门。

5.一种扩容后的火力发电厂制粉系统，包括现有的火力发电厂制粉系统，所述现有的火力发电厂制粉系统包括多台原煤斗、多台原给煤机和多台原磨煤机，每台原煤斗包括一个进煤口和一个出煤口，其特征在于，所述多台原煤斗中的一台煤斗改造为具有一个进煤口和两个出煤口的改造煤斗，以及所述扩容后的火力发电厂制粉系统还包括一台新增的给煤机和一台新增的磨煤机，所述两个出煤口中的一个出煤口给所述新增的给煤机供煤并通过该新增的给煤机给所述新增的磨煤机供煤，另一个出煤口给一台原给煤机供煤并通过该原给煤机给一台原磨煤机供煤。

6.根据权利要求5所述的扩容后的火力发电厂制粉系统，其特征在于，所述两个出煤口中的一个出煤口与所述新增的给煤机连接，并通过该新增的给煤机给所述新增的磨煤机供煤，另一个出煤口与一台原给煤机连接并通过该原给煤机给一台原磨煤机供煤。

7.根据权利要求5所述的扩容后的火力发电厂制粉系统，其特征在于，所述改造煤斗、新增的给煤机和新增的磨煤机布置在所述扩容后的火力发电厂制粉系统的扩建端。

8.根据权利要求5所述的扩容后的火力发电厂制粉系统，其特征在于，所述改造煤斗、新增的给煤机和新增的磨煤机布置在所述扩容后的火力发电厂制粉系统的固定端。

9.根据权利要求5所述的扩容后的火力发电厂制粉系统，其特征在于，在每一台煤斗与每一台给煤机之间以及每一台给煤机与每一台磨煤机之间设有煤闸门。

10.一种火力发电厂制粉系统扩容方法，所述制粉系统包括多台原煤斗、多台原给煤机和多台原磨煤机，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

将所述多台原煤斗中的一台原煤斗改造为具有一个进煤口和两个出煤口；

增加一台新增给煤机和一台新增磨煤机；

通过所述两个出煤口中的一个出煤口为所述新增给煤机供煤，并通过所述新增给煤机给所述新增磨煤机供煤。