CN105864811B - 一种煤粉制备装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于煤炭加工技术领域，涉及一种煤粉制备装置及其方法，煤粉制备装置主体结构包括DCS自动控制系统、磨煤机、原煤供给器、集粉储粉系统和引风负压干燥系统，DCS自动控制系统分别与磨煤机、原煤供给器、集粉储粉系统和引风负压干燥系统电信息连接并控制其运行，煤粉制备方法包括运行调试、正式生产煤粉和后续处理三个步骤，制煤运行数据能够实现一次输入多次输出并且全程自动化控制，DCS自动控制系统控制干燥风温度和风量，利用低温干燥风循环对磨制过程中的煤粉进行干燥，引风负压干燥系统采用全负压煤粉传输方式；其结构简单，原理科学可靠，操作简便、控制精准、制煤效率高、节能减排、安全性能好、成本低廉。

Description

一种煤粉制备装置及其方法

技术领域:

本发明属于煤炭加工技术领域，涉及一种煤粉制备装置及其方法，具有节能环保和全程自动监测控制的功效，特别适合大规模煤粉的加工制备。

背景技术:

煤粉是由不同尺寸和不规则形状的颗粉组成，一般煤粉颗粒直径范围为0-1000um，煤粉的密度较小，新磨制的煤粉堆积密度约为0.45-0.5t/m³，贮存一定时间后堆积密度为0.8-0.9t/m³，煤粉颗粒很细，单位质量的煤粉具有较大的表面积，表面可吸附大量空气，从而使其具有流动性，这一特性使煤粉便于气力输送，缺点是易形成煤粉自流，设备不严密时容易漏粉。煤粉的制备方法包括湿法和干法：湿法具有生产安全性好的特点，应用于水煤浆制备工艺中，缺点是存放运输不便，生产效率低和应用范围窄；干法分为一步法和二步法，一步法是指在对原煤磨制的同时进行干燥，具有工艺步骤简单和安全性要求高的特点，一步法一般采用过热蒸汽、锅炉尾气或氮气等高温惰性气体进行干燥，利用降低干燥气中的氧含量的原理，需要与工业厌氧尾气配合使用，高温气体循环利用时热损失大，对煤粉制备车间的选址造成限制，当附近没有锅炉尾气时，需要长距离管道输送、自设锅炉或者用氮气等惰性气体，需要投入高昂的成本；二步法是指原煤的磨制和干燥步骤分离，对安全性要求低，缺点是流程太长，涉及设备多和比投资较大，适合中小规模的煤粉制备制粉；干法制备煤粉时传输过程中易产生粉尘污染，并且对储存环境的安全性要求极高。因此，研发一种煤粉制备装置及方法，全程自动监测控制，不依赖工业厌氧尾气，适用于大规模煤粉的制备，具有良好的经济效益和社会价值。

发明内容:

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计一种全程自动监测控制煤粉制备装置及方法，生产过程中不需要惰性气体的保护，磨制与干燥同时进行，能够大规模制备煤粉。

为了实现上述目的，本发明涉及的煤粉制备装置的主体结构包括磨煤机、热量表温度传感器、原煤自称重传感器、原煤温湿度传感器、原煤含水量传感器、空气温湿度传感器、引风机、热风炉、干燥风温湿度传感器、干燥风风量传感器、煤粉温度传感器、煤粉含水量传感器、集粉器、储粉器、引风机前烟道、排烟管道、再循环烟气管道、干燥风管道、烟气温湿度传感器、引风机功率传感器、烟气排放量传感器、助燃风风量传感器、热风炉供粉量传感器、空气进风量传感器、排烟阀门、循环阀门、助燃风管道、煤粉供应管道、助燃风阀门、煤粉供应阀门、空气进气管道、干燥风阀门、空气进气阀门、储粉器安全保护器、煤粉输送管路和原煤供给器；集粉器、储粉器和储粉器安全保护器配合构成集粉储粉系统；引风机、热风炉、引风机前烟道、排烟管道、再循环烟气管道、干燥风管道和煤粉输送管路配合构成引风负压干燥系统；热量表温度传感器、原煤自称重传感器、原煤温湿度传感器、原煤含水量传感器、空气温湿度传感器、干燥风温湿度传感器、干燥风风量传感器、煤粉温度传感器、煤粉含水量传感器、烟气温湿度传感器、引风机功率传感器、烟气排放量传感器、助燃风风量传感器、热风炉供粉量传感器和空气进风量传感器配合构成DCS自动控制系统；设置有原煤自称重传感器、原煤温湿度传感器和原煤含水量传感器的原煤供给器与设置有热量表温度传感器的磨煤机固定连接，磨煤机通过煤粉输送管路与集粉器固定连接，煤粉输送管路上靠近磨煤机的一端设置有煤粉温度传感器和煤粉含水量传感器，集粉器的下端与储粉器固定连接，储粉器中设置有储粉器安全保护器，集粉器的上端通过引风机前烟道与引风机的左端固定连接，引风机前烟道上靠近引风机的一端设置有烟气温湿度传感器和引风机功率传感器，引风机的右端与排烟管道固定连接，与大气相通的排烟管道的尾端设置有烟气排放量传感器和排烟阀门，排烟管道的中部通过再循环烟气管道与热风炉固定连接，再循环烟气管道上设置有循环阀门，热风炉的右侧设置有煤粉供应管道，煤粉供应管道上设置有热风炉供粉量传感器和煤粉供应阀门，热风炉的右侧上部设置有助燃风管道，助燃风管道上设置有助燃风风量传感器和助燃风阀门，热风炉的左端通过干燥风管道与磨煤机固定连接，干燥风管道上靠近热风炉的一端设置有与空气相通的空气进气管道，空气进气管道上设置有空气温湿度传感器、空气进风量传感器和空气进气阀门，干燥风管道上靠近磨煤机的一端设置有干燥风温湿度传感器、干燥风风量传感器和干燥风阀门。

本发明涉及的引风机采用变频引风机；热量表温度传感器用于反馈磨制发热量信息和接收控制信号；原煤自称重传感器用于反馈原煤供给量信息和接收控制信号；原煤温湿度传感器用于反馈原煤温度信息和接收控制信号；原煤含水量传感器用于反馈原煤含水量信息和接收控制信号；煤粉温度传感器用于反馈煤粉温度信息和接收控制信号；煤粉含水量传感器用于反馈煤粉含水量信息和接收控制信号；储粉器安全保护器在煤粉生产过程中实时自动监测并调控储粉器的温湿度、一氧化碳、氧气和粉尘的含量，保证储粉器处于煤粉安全存储指标范围。

本发明涉及的DCS自动控制系统分别与磨煤机、原煤供给器、集粉储粉系统和引风负压干燥系统电信息连接，并分别控制磨煤机、原煤供给器、集粉储粉系统和引风负压干燥系统的运行。

本发明涉及的煤粉制备方法在煤粉制备装置中实现，其具体工艺过程包括以下步骤：

(1)、运行调试：DCS自动控制系统记录并收集煤粉制备装置在不同原煤温度、原煤含水量、原煤给煤量、磨制发热量和空气温湿度指标下生产出含水量低于5％和温度低于75℃的煤粉时的干燥风风量、烟气温湿度、烟气排放量、热风炉供粉量、热风炉助燃风量和空气进风量的具体数据，并储存和处理成运行数据曲线；

(2)、正式生产煤粉：启动煤粉制备装置和DCS自动控制系统，磨煤机正常运转1-3min后，原煤供给器开始给煤并逐步增加至设定的供给量，同时，热量表温度传感器、原煤自称重传感器、原煤温湿度传感器、原煤含水量传感器和空气温湿度传感器分别反馈各自探测到的数据至DCS自动控制系统，DCS自动控制系统根据反馈的数据自动寻找运行数据曲线并根据运行数据曲线自动监测控制引风机的功率、热风炉的煤粉供应量和助燃风量、空气进风量和烟气排放量，原煤自称重传感器、干燥风温湿度传感器和干燥风风量传感器分别反馈各自探测到的数据至DCS自动控制系统，DCS自动控制系统将原煤供给量控制在45t/h以下，将干燥风的温度和风量分别控制在110-160℃之间和180000m₃/h以上，煤粉温度传感器和煤粉含水量传感器分别反馈各自探测到的数据至DCS自动控制系统，DCS自动控制系统控制集粉器将煤粉温度和含水量分别在75℃以下和5％以下的煤粉收集后储存至储粉器中，取出煤粉备用，实现批量煤粉的制备；

(3)、后续处理：关闭煤粉制备装置，对磨煤机、集粉器和储粉器进行充氮密封保护，以备再生产使用。

本发明通过调控烟气排放量与空气进风量的比例控制干燥风温湿度；干燥风包括空气、烟气和热风炉的助燃风。

本发明与现有技术相比，制煤运行数据能够实现一次输入多次输出并且全程自动化控制，DCS自动控制系统控制干燥风温度和风量，不需要控制干燥风的含氧量，利用低温干燥风循环对磨制过程中的煤粉进行干燥，热损失少，不依赖工业厌氧尾气，无需设置惰性气体源，引风负压干燥系统采用全负压煤粉传输方式，最大限度利用负压通风系统的优势，减少了粉尘泄露；其结构简单，原理科学可靠，操作简便、控制精准、制煤效率高、节能减排、安全性能好、成本低廉。

附图说明:

图1为本发明涉及的煤粉制备装置的主体结构原理示意图。

图2为本发明涉及的煤粉制备方法的流程示意框图。

具体实施方式:

下面通过实施例并结合附图对本发明作进一步说明。

实施例：

本实施例涉及的煤粉制备装置的主体结构包括磨煤机1、热量表温度传感器2、原煤自称重传感器3、原煤温湿度传感器4、原煤含水量传感器5、空气温湿度传感器6、引风机7、热风炉8、干燥风温湿度传感器9、干燥风风量传感器10、煤粉温度传感器11、煤粉含水量传感器12、集粉器13、储粉器14、引风机前烟道15、排烟管道16、再循环烟气管道17、干燥风管道18、烟气温湿度传感器19、引风机功率传感器20、烟气排放量传感器21、助燃风风量传感器22、热风炉供粉量传感器23、空气进风量传感器24、排烟阀门25、循环阀门26、助燃风管道27、煤粉供应管道28、助燃风阀门29、煤粉供应阀门30、空气进气管道31、干燥风阀门32、空气进气阀门33、储粉器安全保护器34、煤粉输送管路35和原煤供给器36；集粉器13、储粉器14和储粉器安全保护器34配合构成集粉储粉系统；引风机7、热风炉8、引风机前烟道15、排烟管道16、再循环烟气管道17、干燥风管道18和煤粉输送管路35配合构成引风负压干燥系统；热量表温度传感器2、原煤自称重传感器3、原煤温湿度传感器4、原煤含水量传感器5、空气温湿度传感器6、干燥风温湿度传感器9、干燥风风量传感器10、煤粉温度传感器11、煤粉含水量传感器12、烟气温湿度传感器19、引风机功率传感器20、烟气排放量传感器21、助燃风风量传感器22、热风炉供粉量传感器23和空气进风量传感器24配合构成DCS自动控制系统；设置有原煤自称重传感器3、原煤温湿度传感器4和原煤含水量传感器5的原煤供给器36与设置有热量表温度传感器2的磨煤机1固定连接，磨煤机1通过煤粉输送管路35与集粉器13固定连接，煤粉输送管路35上靠近磨煤机1的一端设置有煤粉温度传感器11和煤粉含水量传感器12，集粉器13的下端与储粉器14固定连接，储粉器14中设置有储粉器安全保护器34，集粉器13的上端通过引风机前烟道15与引风机7的左端固定连接，引风机前烟道15上靠近引风机7的一端设置有烟气温湿度传感器19和引风机功率传感器20，引风机7的右端与排烟管道16固定连接，与大气相通的排烟管道16的尾端设置有烟气排放量传感器21和排烟阀门25，排烟管道16的中部通过再循环烟气管道17与热风炉8固定连接，再循环烟气管道17上设置有循环阀门26，热风炉8的右侧设置有煤粉供应管道28，煤粉供应管道28上设置有热风炉供粉量传感器23和煤粉供应阀门30，热风炉8的右侧上部设置有助燃风管道27，助燃风管道27上设置有助燃风风量传感器22和助燃风阀门29，热风炉8的左端通过干燥风管道18与磨煤机1固定连接，干燥风管道18上靠近热风炉8的一端设置有与空气相通的空气进气管道31，空气进气管道31上设置有空气温湿度传感器6、空气进风量传感器24和空气进气阀门33，干燥风管道18上靠近磨煤机1的一端设置有干燥风温湿度传感器9、干燥风风量传感器10和干燥风阀门32。

本实施例涉及的引风机7采用变频引风机；热量表温度传感器2用于反馈磨制发热量信息和接收控制信号；原煤自称重传感器3用于反馈原煤供给量信息和接收控制信号；原煤温湿度传感器4用于反馈原煤温度信息和接收控制信号；原煤含水量传感器5用于反馈原煤含水量信息和接收控制信号；煤粉温度传感器11用于反馈煤粉温度信息和接收控制信号；煤粉含水量传感器12用于反馈煤粉含水量信息和接收控制信号；储粉器安全保护器34在煤粉生产过程中实时自动监测并调控储粉器14的温湿度、一氧化碳、氧气和粉尘的含量，保证储粉器14处于煤粉安全存储指标范围。

本实施例涉及的DCS自动控制系统分别与磨煤机1、原煤供给器36、集粉储粉系统和引风负压干燥系统电信息连接，并分别控制磨煤机1、原煤供给器36、集粉储粉系统和引风负压干燥系统的运行。

本实施例涉及的煤粉制备在煤粉制备装置中实现，其具体工艺过程如附图2所示，包括以下步骤：

(1)、运行调试：DCS自动控制系统记录并收集煤粉制备装置在不同原煤温度、原煤含水量、原煤给煤量、磨制发热量和空气温湿度指标下生产出含水量低于5％和温度低于75℃的煤粉时的干燥风风量、烟气温湿度、烟气排放量、热风炉供粉量、热风炉助燃风量和空气进风量的具体数据，并储存和处理成运行数据曲线；

(2)、正式生产煤粉：启动煤粉制备装置和DCS自动控制系统，磨煤机1正常运转1-3min后，原煤供给器36开始给煤并逐步增加至设定的供给量，同时，热量表温度传感器2、原煤自称重传感器3、原煤温湿度传感器4、原煤含水量传感器5和空气温湿度传感器6分别反馈各自探测到的数据至DCS自动控制系统，DCS自动控制系统根据反馈的数据自动寻找运行数据曲线并根据运行数据曲线自动监测控制引风机7的功率、热风炉8的煤粉供应量和助燃风量、空气进风量和烟气排放量，原煤自称重传感器3、干燥风温湿度传感器9和干燥风风量传感器10分别反馈各自探测到的数据至DCS自动控制系统，DCS自动控制系统将原煤供给量控制在45t/h以下，将干燥风的温度和风量分别控制在110-160℃之间和180000m₃/h以上，煤粉温度传感器11和煤粉含水量传感器12分别反馈各自探测到的数据至DCS自动控制系统，DCS自动控制系统控制集粉器13将煤粉温度和含水量分别在75℃以下和5％以下的煤粉收集后储存至储粉器14中，取出煤粉备用，实现批量煤粉的制备；

(3)、后续处理：关闭煤粉制备装置，对磨煤机1、集粉器13和储粉器14进行充氮密封保护，以备再生产使用。

本实施例通过调控烟气排放量与空气进风量的比例控制干燥风温湿度；干燥风包括空气、烟气和热风炉8的助燃风。

Claims (5)

1.一种煤粉制备装置，其特征在于主体结构包括磨煤机、热量表温度传感器、原煤自称重传感器、原煤温湿度传感器、原煤含水量传感器、空气温湿度传感器、引风机、热风炉、干燥风温湿度传感器、干燥风风量传感器、煤粉温度传感器、煤粉含水量传感器、集粉器、储粉器、引风机前烟道、排烟管道、再循环烟气管道、干燥风管道、烟气温湿度传感器、引风机功率传感器、烟气排放量传感器、助燃风风量传感器、热风炉供粉量传感器、空气进风量传感器、排烟阀门、循环阀门、助燃风管道、煤粉供应管道、助燃风阀门、煤粉供应阀门、空气进气管道、干燥风阀门、空气进气阀门、储粉器安全保护器、煤粉输送管路和原煤供给器；集粉器、储粉器和储粉器安全保护器配合构成集粉储粉系统；引风机、热风炉、引风机前烟道、排烟管道、再循环烟气管道、干燥风管道和煤粉输送管路配合构成引风负压干燥系统；热量表温度传感器、原煤自称重传感器、原煤温湿度传感器、原煤含水量传感器、空气温湿度传感器、干燥风温湿度传感器、干燥风风量传感器、煤粉温度传感器、煤粉含水量传感器、烟气温湿度传感器、引风机功率传感器、烟气排放量传感器、助燃风风量传感器、热风炉供粉量传感器和空气进风量传感器配合构成DCS自动控制系统；设置有原煤自称重传感器、原煤温湿度传感器和原煤含水量传感器的原煤供给器与设置有热量表温度传感器的磨煤机固定连接，磨煤机通过煤粉输送管路与集粉器固定连接，煤粉输送管路上靠近磨煤机的一端设置有煤粉温度传感器和煤粉含水量传感器，集粉器的下端与储粉器固定连接，储粉器中设置有储粉器安全保护器，集粉器的上端通过引风机前烟道与引风机的左端固定连接，引风机前烟道上靠近引风机的一端设置有烟气温湿度传感器和引风机功率传感器，引风机的右端与排烟管道固定连接，与大气相通的排烟管道的尾端设置有烟气排放量传感器和排烟阀门，排烟管道的中部通过再循环烟气管道与热风炉固定连接，再循环烟气管道上设置有循环阀门，热风炉的右侧设置有煤粉供应管道，煤粉供应管道上设置有热风炉供粉量传感器和煤粉供应阀门，热风炉的右侧上部设置有助燃风管道，助燃风管道上设置有助燃风风量传感器和助燃风阀门，热风炉的左端通过干燥风管道与磨煤机固定连接，干燥风管道上靠近热风炉的一端设置有与空气相通的空气进气管道，空气进气管道上设置有空气温湿度传感器、空气进风量传感器和空气进气阀门，干燥风管道上靠近磨煤机的一端设置有干燥风温湿度传感器、干燥风风量传感器和干燥风阀门。

2.根据权利要求1所述的煤粉制备装置，其特征在于所述引风机采用变频引风机；热量表温度传感器用于反馈磨制发热量信息和接收控制信号；原煤自称重传感器用于反馈原煤供给量信息和接收控制信号；原煤温湿度传感器用于反馈原煤温度信息和接收控制信号；原煤含水量传感器用于反馈原煤含水量信息和接收控制信号；煤粉温度传感器用于反馈煤粉温度信息和接收控制信号；煤粉含水量传感器用于反馈煤粉含水量信息和接收控制信号；储粉器安全保护器在煤粉生产过程中实时自动监测并调控储粉器的温湿度、一氧化碳、氧气和粉尘的含量，保证储粉器处于煤粉安全存储指标范围。

3.根据权利要求1所述的煤粉制备装置，其特征在于所述DCS自动控制系统分别与磨煤机、原煤供给器、集粉储粉系统和引风负压干燥系统电信息连接，并分别控制磨煤机、原煤供给器、集粉储粉系统和引风负压干燥系统的运行。

4.一种煤粉制备方法，其特征在于煤粉制备在煤粉制备装置中实现，其具体工艺过程包括以下步骤：

(1)、运行调试：DCS自动控制系统记录并收集煤粉制备装置在不同原煤温度、原煤含水量、原煤给煤量、磨制发热量和空气温湿度指标下生产出含水量低于5％和温度低于75℃的煤粉时的干燥风风量、烟气温湿度、烟气排放量、热风炉供粉量、热风炉助燃风量和空气进风量的具体数据，并储存和处理成运行数据曲线；

(2)、正式生产煤粉：启动煤粉制备装置和DCS自动控制系统，磨煤机正常运转1-3min后，原煤供给器开始给煤并逐步增加至设定的供给量，同时，热量表温度传感器、原煤自称重传感器、原煤温湿度传感器、原煤含水量传感器和空气温湿度传感器分别反馈各自探测到的数据至DCS自动控制系统，DCS自动控制系统根据反馈的数据自动寻找运行数据曲线并根据运行数据曲线自动监测控制引风机的功率、热风炉的煤粉供应量和助燃风量、空气进风量和烟气排放量，原煤自称重传感器、干燥风温湿度传感器和干燥风风量传感器分别反馈各自探测到的数据至DCS自动控制系统，DCS自动控制系统将原煤供给量控制在45t/h以下，将干燥风的温度和风量分别控制在110-160℃之间和180000m₃/h以上，煤粉温度传感器和煤粉含水量传感器分别反馈各自探测到的数据至DCS自动控制系统，DCS自动控制系统控制集粉器将煤粉温度和含水量分别在75℃以下和5％以下的煤粉收集后储存至储粉器中，取出煤粉备用，实现批量煤粉的制备；

(3)、后续处理：关闭煤粉制备装置，对磨煤机、集粉器和储粉器进行充氮密封保护，以备再生产使用。

5.根据权利要求4所述的煤粉制备方法，其特征在于通过调控烟气排放量与空气进风量的比例控制干燥风温湿度；干燥风包括空气、烟气和热风炉的助燃风。