CN106241384B - 一种石灰石粉气力输送系统及控制方法 - Google Patents

一种石灰石粉气力输送系统及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及气力输送技术，公开了一种石灰石粉气力输送系统。具体包括锅炉、粉管和仓泵，所述粉管包括一级大型粉管和一级小型粉管，所述仓泵包括大仓泵和小仓泵，所述大仓泵连接一级大型粉管，所述一级大型粉管通过分配器分流为N根二级大型粉管，所述小仓泵连接一级小型粉管，所述一级小型粉管通过分配器分流为N根二级小型粉管，所述N为大于1的自然数，所述锅炉左右两侧包含等量的大型粉料加入口和等量的小型粉料加入口，所述大型粉料加入口与二级大型粉管相连接，所述小型粉料加入口与二级小型粉管连接。本发明还公开了上述系统的控制方法，根据不同的工况情况，采用大型管道或者小型管道或者大型管道和小型管道搭配的方式进行气力输送。

Description

一种石灰石粉气力输送系统及控制方法
技术领域
本发明涉及气力输送技术领域，特别是一种石灰石粉气力输送系统及控制方法。
背景技术
随着国家的环保政策以及人们的环保意识加强，目前不少电厂采用气力输送技术来输送脱硫剂。石灰石粉作为脱硫剂，既有粉料也有粉粒混合料等，输送过程中会耗损大量的气量，因此怎样在最少的耗气量情况下达到最好的输送效果尤为重要。
目前常见的石灰石粉输送系统通常按满足锅炉最大负荷以及最差煤质时，最大的石灰石粉量要求，石灰石粉气力输送系统按最大系统出力来设计，相应输粉管道的管径也是按此时工况点石灰石粉出力要求计算而得。
然而锅炉在长期运行过程中，该种工况运行的时间是较少的，大部分工程机组正常运行负荷和低负荷的工况是较多的，石灰石粉需求量小于甚至远小于最大石灰石粉需求量，然而一旦输粉管径（按最大石灰石粉量）确定了，石灰石粉在管道里的流速也就确定了。当石灰石粉输送量变小时，输送用压缩空气量仍按最大石灰石粉输送量所对应的耗气量提供，因为耗气量不能相应变小，否则一旦变小，就会引起石灰石粉流速降低，这样会导致堵管。因此，石灰石粉气力输送系统运行时，往往造成较多压缩空气的浪费，极大地影响了整个机组运行的能耗。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种石灰石粉气力输送系统及控制方法。
本发明的技术方案是这样的：一种石灰石粉气力输送系统，包括锅炉、粉管和仓泵，所述粉管包括一级大型粉管和一级小型粉管，所述仓泵包括大仓泵和小仓泵，所述大仓泵连接一级大型粉管，所述一级大型粉管通过分配器分流为N根二级大型粉管，所述小仓泵连接一级小型粉管，所述一级小型粉管通过分配器分流为N根二级小型粉管，所述N为大于1的自然数，所述锅炉左右两侧包含等量的大型粉料加入口和等量的小型粉料加入口，所述大型粉料加入口与二级大型粉管相连接，所述小型粉料加入口与二级小型粉管连接。
进一步地，上述气力输送系统设置2根一级大型粉管分别分布在锅炉左右两侧，左侧一级大型粉管通过分配器引出的2根二级大型粉管连接在锅炉的左侧，引出另1根二级大型粉管连接在锅炉的右侧；右侧的一级大型粉管通过分配器引出2根的二级大型粉管连接在锅炉右侧，引出另1根二级大型粉管连接锅炉左侧。
进一步地，上述气力输送系统设置2根一级小型粉管分别分布在锅炉左右两侧，左侧一级小型粉管通过分配器引出3根二级小型粉管全部连接在锅炉左侧，右侧一级小型粉管通过分配器引出3根二级小型粉管全部连接在锅炉右侧。
进一步的，上述一级大型粉管提供石灰石粉25~37.5t/h，通过大仓泵控制实际石灰石粉通入量，上述一级小型粉管提供石灰石粉5.5~25t/h， 通过小仓泵控制实际石灰石粉通入量，一级大型粉管和一级小型粉管相对于地面均爬高23m，包括45°弯头4个，90°弯头7个。
本发明还公开了上述石灰石粉气力输送系统的控制方法，具体包括以下步骤：步骤一、确定工况所需的脱硫效率；步骤二、根据脱硫效率和锅炉负荷，计算锅炉的石灰石粉耗量；步骤三、选择进行气力输送的粉管，采用2根一级大型粉管或者2根一级小型粉管进行气力输送，未进行气力输送的粉管备用。
进一步地，锅炉的脱硫效率为90%，锅炉负荷≥70%时，采用2根一级大型粉管运行进行气力输送，2根一级小型粉管备用；锅炉的脱硫效率为90%，锅炉负荷≤70%时，采用2根一级小型粉管运行进行气力输送，2根一级大型粉管备用。
进一步地，所述锅炉的脱硫效率为80%时，锅炉负荷≥90%时，采用2根一级大型粉管运行进行气力输送，2根一级小型粉管备用；所述锅炉的脱硫效率为80%时，锅炉负荷≤90%时，采用2根一级小型粉管运行进行气力输送，2根一级大型粉管备用。
进一步地，所述锅炉脱硫效率为70%时，在锅炉任何负荷条件下，采用2根一级小型粉管运行进行气力输送，2根一级大型粉管备用。
相对于在现有技术的基础，采用上述技术的有益效果是：石灰石粉气力输送采用大小管搭配使用，使管道系统大大简化，减少输送粉管管径以及粉管的变径点，同时石灰石粉输送量降低时，通过采用小型粉管输送，可以大大节省气力输送的耗气量；采用该石灰石粉气力输送系统，在运行粉管出现故障的情况下，可以通过采用备用粉管替代，满足系统各工况出力的前提下，保证锅炉2侧石灰石粉进粉量保持相等。
附图说明
图1为本发明气力输送的粉管布置示意图。
具体实施方式
现结合附图，对本发明的具体实施方式做进一步描述。
如图1所示，本发明公开了一种石灰石粉气力输送系统，包括锅炉L、粉管和仓泵（仓泵在附图中未示出），所述粉管包括一级大型粉管和一级小型粉管，所述仓泵包括大仓泵和小仓泵，所述大仓泵连接一级大型粉管，所述一级大型粉管通过分配器分流为N根二级大型粉管，所述小仓泵连接一级小型粉管，所述一级小型粉管通过分配器分流为N根二级小型粉管，所述N为大于1的自然数，所述锅炉L左右两侧包含等量的大型粉料加入口和等量的小型粉料加入口，所述大型粉料加入口与二级大型粉管相连接，所述小型粉料加入口与二级小型粉管连接。
所述气力输送系统设置一级大型粉管1号和一级大型粉管3号分别分布在锅炉L左右两侧，左侧一级大型粉管1号通过分配器引出的二级大型粉管1-2号和二级大型粉管1-3号连接在锅炉L的左侧，引出另1根二级大型粉管1-1号连接在锅炉L的右侧；右侧的一级大型粉管3号通过分配器引出二级大型粉管3-2号和二级大型粉管3-3号连接在锅炉L右侧，引出另1根二级大型粉管3-1号连接锅炉L左侧。
所述气力输送系统设置一级小型粉管2号和一级小型粉管4号分别分布在锅炉L左右两侧，左侧一级小型粉管2号通过分配器引出3根二级小型粉管全部连接在锅炉L左侧，右侧一级小型粉管4号通过分配器引出3根二级小型粉管全部连接在锅炉L右侧。
所述一级大型粉管提供石灰石粉25~37.5t/h，通过大仓泵控制实际石灰石粉通入量，所述一级小型粉管提供石灰石粉5.5~25t/h， 通过小仓泵控制实际石灰石粉通入量，一级大型粉管和一级小型粉管相对于地面均爬高23m，包括45°弯头4个，90°弯头7个（图中未示出）。
本发明还公开了所述石灰石粉气力输送系统的控制方法，下面以600MWCFB工程石灰石粉系统设计为例进行说明。
所述石灰石粉气力输送系统的控制方法，具体包括以下步骤：步骤一、确定工况所需的脱硫效率；步骤二、根据脱硫效率和锅炉负荷，计算锅炉的石灰石粉耗量；步骤三、选择进行气力输送的粉管，采用一级大型粉管1号和一级大型粉管3号或者一级小型粉管2号和一级小型粉管4号进行气力输送，未进行气力输送的粉管备用。
确定所需的脱硫效率为70%、80%和90%，锅炉BMCR工况下（100%负荷）石灰石粉耗量为：
（1）炉内脱硫效率为90%时：设计煤种石灰石粉耗量：56.81t/h每炉，校核煤种石灰石粉耗量：65.11 t/h每炉；
（2）炉内脱硫效率为70%时：设计煤种石灰石粉耗量：36.27t/h每炉，校核煤种石灰石粉
耗量： 41.57 t/h每炉；
（3）炉内脱硫效率为80%时：设计煤种石灰石粉耗量：~46.54t/h每炉，校核煤种石灰石
粉耗量：~53.34 t/h每炉。
每台锅炉L具有12个粉料加入口，每侧各6个粉料加入口。锅炉不同负荷下石灰石粉量需求如下：
锅炉内脱硫效率为90%时：（1）锅炉90%负荷时：设计煤种石灰石粉耗量： 51.13t/h每炉，校核煤种石灰石粉耗量： 58.59t/h每炉；（2）锅炉80%负荷时：设计煤种石灰石粉耗量： 45.45t/h每炉，校核煤种石灰石粉耗量： 52.09t/h每炉；（3）锅炉≤70%负荷时：设计煤种石灰石粉耗量： ≤39.77t/h每炉，校核煤种石灰石粉耗量： ≤45.58t/h每炉。
锅炉内脱硫效率为80%时：（1）锅炉≤90%负荷时：设计煤种石灰石粉耗量： ≤41.88t/h每炉，校核煤种石灰石粉耗量： ≤48.01t/h每炉。
锅炉内脱硫效率为70%时，在不同负荷下，石灰石粉量均：设计煤种石灰石粉耗量：≤36.27t/h每炉，校核煤种石灰石粉耗量：≤41.57 t/h每炉。
优选地，锅炉的脱硫效率为90%，锅炉负荷≥70%时，此时锅炉L的石灰石粉输送系统出力需求为≥50t/h，采用一级大型粉管1号和一级大型粉管3号运行进行气力输送，一级小型粉管2号和一级小型粉管4号备用，输送过程中的耗气量为244.9Nm3/min；锅炉的脱硫效率为90%，锅炉负荷≤70%时，此时锅炉L的石灰石粉输送系统出力需求为≤50t/h，采用一级小型粉管2号和一级小型粉管4号运行进行气力输送，一级大型粉管1号和一级大型粉管3号备用，输送过程中的耗气量为172Nm3/min，比采用两个一级大型粉管的耗气量节省72.9Nm3/min。
优选地，所述锅炉的脱硫效率为80%时，锅炉负荷≥90%时，此时锅炉L的石灰石粉输送系统出力需求为≥50t/h，采用一级大型粉管1号和一级大型粉管3号运行进行气力输送，一级小型粉管2号和一级小型粉管4号备用，输送过程中的耗气量为244.9Nm3/min；所述锅炉的脱硫效率为80%时，锅炉负荷≤90%时，此时锅炉L的石灰石粉输送系统出力需求为≤50t/h，采用一级小型粉管2号和一级小型粉管4号运行进行气力输送，一级大型粉管1号和一级大型粉管3号备用，输送过程中的耗气量为172Nm3/min，比采用两个一级大型粉管的耗气量节省72.9Nm3/min。
优选地，所述锅炉脱硫效率为70%时，在锅炉任何负荷条件下，此时锅炉L的石灰石粉输送系统出力需求为≤50t/h，采用一级小型粉管2号和一级小型粉管4号运行进行气力输送，一级大型粉管1号和一级大型粉管3号备用，输送过程中的耗气量为172Nm3/min，比采用两个一级大型粉管的耗气量节省72.9Nm3/min。
锅炉运行要求： 在满足不同工况粉量要求情况下，当输送系统正常运行时，锅炉2侧进粉总量应相等，进料应均匀；当输送系统产生故障，需采用备用管道运行时，至少应保证锅炉2侧进粉总量相等。
备用调节方式如下：
（1）当一级大型粉管1号故障，启用备用一级小型粉管2号，并调节仓泵出力，使管2出力与管1中二级大型粉管1-2和二级大型粉管1-3出力总和相等；启用备用的一级小型粉管4号，并关闭二级大型粉管3-2号和二级大型粉管3-3号进料阀，在满足出力前提下，保证锅炉2侧进粉量相等。
（2）当一级小型粉管2号故障，启用备用一级大型粉管1号，并关闭二级大型粉管1-1号进料阀，使二级大型粉管1-2和二级大型粉管1-3出力与一级小型粉管2号出力相等。
（3）当一级大型粉管3号、一级小型粉管4号故障时，分别同一级大型粉管1号和以及小型粉管2号故障时备用管调节方式相同。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，应当指出的是，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种石灰石粉气力输送系统，其特征在于：包括锅炉、粉管和仓泵，所述粉管包括一级大型粉管和一级小型粉管，所述仓泵包括大仓泵和小仓泵，所述大仓泵连接一级大型粉管，所述一级大型粉管通过分配器分流为N根二级大型粉管，所述小仓泵连接一级小型粉管，所述一级小型粉管通过分配器分流为N根二级小型粉管，所述N为大于1的自然数，所述锅炉左右两侧包含等量的大型粉料加入口和等量的小型粉料加入口，所述大型粉料加入口与二级大型粉管相连接，所述小型粉料加入口与二级小型粉管连接；
所述气力输送系统设置2根一级大型粉管分别分布在锅炉左右两侧，左侧一级大型粉管通过分配器引出的2根二级大型粉管连接在锅炉的左侧，引出另1根二级大型粉管连接在锅炉的右侧；右侧的一级大型粉管通过分配器引出2根的二级大型粉管连接在锅炉右侧，引出另1根二级大型粉管连接锅炉左侧；
所述气力输送系统设置2根一级小型粉管分别分布在锅炉左右两侧，左侧一级小型粉管通过分配器引出3根二级小型粉管全部连接在锅炉左侧，右侧一级小型粉管通过分配器引出3根二级小型粉管全部连接在锅炉右侧；
所述一级大型粉管提供石灰石粉25~37.5t/h，通过大仓泵控制实际石灰石粉通入量，所述一级小型粉管提供石灰石粉5.5~25t/h，通过小仓泵控制实际石灰石粉通入量。
2.如权利要求1所述的石灰石粉气力输送系统，其特征在于：所述一级大型粉管和一级小型粉管相对于地面均爬高23m，包括45°弯头4个，90°弯头7个。
3.如权利要求2所述的石灰石粉气力输送系统的控制方法，其特征在于：步骤一、确定工况所需的脱硫效率；步骤二、根据脱硫效率和锅炉负荷，计算锅炉的石灰石粉耗量；步骤三、选择进行气力输送的粉管，采用2根一级大型粉管或者2根一级小型粉管进行气力输送，未进行气力输送的粉管备用。
4.如权利要求3所述的石灰石粉气力输送系统的控制方法，其特征在于：锅炉的脱硫效率为90%，锅炉负荷≥70%时，采用2根一级大型粉管运行进行气力输送，2根一级小型粉管备用；锅炉的脱硫效率为90%，锅炉负荷≤70%时，采用2根一级小型粉管运行进行气力输送，2根一级大型粉管备用。
5.如权利要求4所述的石灰石粉气力输送系统的控制方法，其特征在于：所述锅炉的脱硫效率为80%时，锅炉负荷≥90%时，采用2根一级大型粉管运行进行气力输送，2根一级小型粉管备用；所述锅炉的脱硫效率为80%时，锅炉负荷≤90%时，采用2根一级小型粉管运行进行气力输送，2根一级大型粉管备用。
6.如权利要求5所述的石灰石粉气力输送系统的控制方法，其特征在于：所述锅炉脱硫效率为70%时，在锅炉任何负荷条件下，采用2根一级小型粉管运行进行气力输送，2根一级大型粉管备用。
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