CN107013907A - 一种用于煤粉制备的煤粉锅炉尾气余热利用系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于煤粉制备的煤粉锅炉尾气余热利用系统，特征是包括煤粉制备体系，锅炉尾气处理体系，煤粉制备体系主要有磨前仓、给煤机、中速辊磨机、收粉器、热风炉、煤粉塔及热风炉引风机；煤粉锅炉尾气处理体系主要有一台或多台煤粉锅炉的尾气烟道、锅炉联合烟道、与锅炉联合烟道通过脱硫塔入口烟气挡板门依次连的脱硫塔、湿电除尘器及烟囱；联合烟道通过锅炉去制粉烟气挡板门经尾气回收烟道连至热风炉烟气进口；收粉器烟气出口通过引风机分两路回路烟道，一路连至脱硫塔，另一路通过循环旁路阀连至锅炉去制粉烟气挡板门与热风炉烟气进口之间的尾气回收烟道上；热风炉烟气出口连至中速辊磨机的烟气进口。

Description

一种用于煤粉制备的煤粉锅炉尾气余热利用系统

技术领域

本发明涉及一种锅炉尾气余热利用系统，尤其涉及一种用于煤粉制备的煤粉锅炉尾气余热利用系统。

背景技术

煤炭在我国一次能源消费中约占66％，面对我国富煤、贫油、少气的能源结构，以煤炭为主体的能源消费结构短期内难以发生重大改变。能源是经济发展的重要支柱，为满足经济快速发展的需求，节能降耗已然成为国策，对于广泛应用的燃煤锅炉如何提高热效率、减少热能损失，也成为业界广泛关注的问题。

目前，在煤粉锅炉应用中，其烟气系统流程为：煤粉由氮气输送至煤粉塔，经供料器，与一次风混合吹入煤粉锅炉顶部燃烧器。经二、三次风助燃，在炉膛内部充分燃烧，炉膛中部温度约750℃。烟气在炉膛内与水冷壁进行热交换后，通过炉膛底部的回转烟室进入到高温对流受热面与一网回水进行一次热交换，烟气冷却至380℃左右。随后烟气进入SCR脱硝装置进行脱硝，脱硝后的烟气进入低温对流受热面与一网回水进行二次热交换，最后尾气经一级布袋除尘装置后，进一步冷却至120℃，即进入排烟处理系统。实际上，120℃的尾气仍有热能利用空间，如能进一步利用，降低排烟温度、则将获得节能降耗的效果。再者，煤粉为可燃物质，属乙类火灾危险品，粉尘具有爆燃性，如何确保安全生产成为煤粉制备体系的研究的瓶颈。此外，现阶段煤粉制备体系需高温热源进行预热，以及在磨制过程中进行烘干，高温热源一般由热风炉供给，但热风炉排放的烟气中含有大量空气污染物，势必会造成对大气的污染。

鉴于此，如何利用排烟余热节能降耗，提高煤粉制备环节的安全性，并减少煤粉制备体系中热风炉烟气排放量，成为业界关注的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于针对上述问题，提供一种用于煤粉制备的煤粉锅炉尾气余热利用系统，通过将煤粉锅炉的尾气引入煤粉制备体系，进一步利用煤粉锅炉尾气余热作为热源制备煤粉，则能实现节能降耗，降低投资成本，提高煤粉制备环节的安全性并减少污染，利于环保。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种用于煤粉制备的煤粉锅炉尾气余热利用系统，其特征在于包括煤粉制备体系，煤粉锅炉尾气处理体系，所述煤粉制备体系主要由磨前仓、给煤机、中速辊磨机、收粉器、热风炉、热风炉煤粉塔及热风炉引风机构成，所述磨前仓经给煤机连至中速辊磨机的进料口，中速辊磨机的出料口连至收粉器进粉口，收粉器出粉口连至输出煤粉的仓泵；所述煤粉锅炉尾气处理体系主要由一台或多台煤粉锅炉的尾气烟道、与所述尾气烟道连接的煤粉锅炉联合烟道、与煤粉锅炉联合烟道通过脱硫塔入口烟气挡板门依次连接的脱硫塔、湿电除尘器及烟囱构成；所述煤粉锅炉联合烟道通过锅炉去制粉烟气挡板门经尾气回收烟道连至热风炉烟气进口；收粉器的烟气出口通过制粉引风机分为两路回路烟道，其中一路回路烟道依次通过制粉回脱硫烟气挡板门及脱硫塔入口烟气挡板门连至脱硫塔，另一路回路烟道通过循环旁路阀连至锅炉去制粉烟气挡板门与热风炉烟气进口之间的尾气回收烟道上；所述热风炉进料口分别连接热风炉煤粉塔的出料口及热风炉引风机；热风炉烟气出口经烟道连至中速辊磨机的烟气进口。

设置密封加热风机，所述密封加热风机分别连至所述联合烟道烟气挡板门和脱硫塔入口烟气挡板门。

所述给煤机是称重式全封闭给煤机；所述收粉器是袋式收粉器。

本发明的有益效果是：充分利用了煤粉锅炉尾气的余热，节省了热风炉的燃料消耗，减小了热风炉容量，减少了煤粉输送保护系统氮气的制备量，从而降低煤粉制备成本，实现低品位热能的梯级利用；再者，为防止煤粉在磨制过程中爆燃，需要保证烟气氧含量在12％以下，而煤粉锅炉尾气的技术优势在于，在煤粉锅炉满负荷运行状态下，煤粉锅炉尾气的氧含量一般为4％-5％，该尾气在充分满足煤粉制备体系的生产需求同时，大幅提高了煤粉制备环节的安全性；此外，还减少了热风炉烟气排放量，减少对大气的污染，利于环保。

附图说明

图1是本发明的结构及系统流程图；

图中：01 1#煤粉锅炉烟道，02 2#煤粉锅炉烟道，03 3#煤粉锅炉烟道；1磨前仓，2给煤机，3中速辊磨机，31中速辊磨机进料口,32中速辊磨机出料口,33中速辊磨机烟气进口，4收粉器，41进粉口,42收粉器烟气出口,43出粉口，5仓泵，6制粉引风机，61、62回路烟道，7热风炉,71热风炉烟气进口，72热风炉进料口，73热风炉烟气出口，8热风炉引风机，9热风炉煤粉塔,91煤粉塔出料口，10电磁调节蝶阀，11循环旁路阀,12锅炉去制粉烟气挡板门,13制粉回脱硫烟气挡板门，14脱硫塔入口烟气挡板门，15煤粉锅炉联合烟道，16密封加热风机，17脱硫塔，18湿电除尘器，19烟囱，20尾气回收烟道

以下结合附图和实施例对本发明详细说明。

具体实施方式

图1示出一种用于煤粉制备的煤粉锅炉尾气余热利用系统，其特征在于包括煤粉制备体系，煤粉锅炉尾气处理体系，所述煤粉制备体系主要由磨前仓1、给煤机2、中速辊磨机3、收粉器4、热风炉7、热风炉煤粉塔9及热风炉引风机8构成，所述磨前仓1经给煤机2连至中速辊磨机3的进料口31，中速辊磨机的出料口32连至收粉器的进粉口41，收粉器的出粉口43连至输出煤粉的仓泵5。所述煤粉锅炉尾气处理体系主要由一台或多台煤粉锅炉的尾气烟道、与所述尾气烟道连接的煤粉锅炉联合烟道15、与煤粉锅炉联合烟道15通过脱硫塔入口烟气挡板门14依次连接的脱硫塔17、湿电除尘器18及烟囱19构成，本例中，设置了三台煤粉锅炉(1#-3#煤粉锅炉)的尾气烟道01、02、03，联合烟道15分别与尾气烟道01、02、03连接。

所述煤粉锅炉联合烟道15通过锅炉去制粉烟气挡板门12经尾气回收烟道20连至热风炉烟气进口71；收粉器4的烟气出口42通过制粉引风机6分为两路回路烟道61、62，其中一路回路烟道61依次通过制粉回脱硫烟气挡板门13及脱硫塔入口烟气挡板门14连至脱硫塔17，另一路回路烟道62通过循环旁路阀11连至锅炉去制粉烟气挡板门12与热风炉烟气进口71之间的尾气回收烟道20上；所述热风炉进料口72分别连接热风炉煤粉塔9的出料口91及热风炉引风机8；热风炉烟气出口73经烟道连至中速辊磨机的烟气进口33。

本发明还设置了密封加热风机16，所述密封加热风机16分别连至所述联合烟道烟气挡板门12和脱硫塔入口烟气挡板门13。

参见图1，在系统各处的烟道上，如在收粉器烟气出口42引至制粉引风机6的烟道上、制粉引风机6的出口烟道上、尾气回收烟道20上、自热风炉烟气出口73连至中速辊磨机3的烟气进口33的烟道上等，均设置了用于开闭、调节烟气量大小的电磁调节蝶阀10，在热风炉引风机8与热风炉进料口72间连接的管道上，也设置了电磁调节蝶阀10，以控制风量的开闭、大小。

本实施例中，上述给煤机2采用了称重式全封闭给煤机，上述收粉器4采用了袋式收粉器，循环旁路阀11也采用了上述电磁调节蝶阀9。

本发明的工作原理：

如图1所示，原煤储存在磨前仓1内，经称重式全封闭给煤机2定量给入中速辊磨机3。制粉过程中，随着中速辊磨机3转盘的转动，原煤在离心力的作用下，移向磨盘边缘被风环高速气流带起，大颗粒直接落到磨盘上重新粉磨，气流中的原料煤进入上部分离器，在旋转转子的作用下，粗粉从锥斗落到磨盘重新粉磨，合格细粉随气流一起出磨，通过袋式收粉器4收集，即为煤粉。磨制过程采用边磨制边烘干的“一步法”操作方式，一次磨制即可生产出相对干燥的煤粉。

煤粉锅炉部分尾气可通过煤粉锅炉联合烟道15经由脱硫塔入口烟气挡板门14直接进入脱硫塔17，剩余部分烟气则被引回进入煤粉制备体系。煤粉烘干的热源为热风炉7内经煤粉塔9提供的煤粉燃烧生成的900℃烟气和引回的120℃煤粉锅炉尾气混合组成。

从煤粉锅炉联合烟道15引出一路尾气回收烟道20，将120℃煤粉锅炉尾气引入热风炉7的混合室。同时热风炉7依靠热风炉煤粉塔9中的煤粉燃烧，生成900℃高温烟气，与煤粉锅炉尾气混合，混合后烟气温度达230℃左右，进入中速辊磨机3烘干煤粉。

煤粉经收粉器4收集后，采用氮气循环输粉系统，由仓泵5输送到锅炉房煤粉仓内。整个煤粉制备体系全程为负压运行，负压由该体系尾部制粉引风机6产生。由制粉引风机6引回的乏气温度为80℃、压力为3500Pa，以此克服脱硫塔17、湿电除尘器18等设施的阻力，并需要通过制粉回脱硫烟气挡板门13来调节进入脱硫塔17的烟气量。在此过程中，制粉引风机6需变频调节引风机扬程来与煤粉锅炉的尾气烟道01-03送入脱硫塔17的烟气压力相适应。

本发明在运行时，根据煤粉锅炉开启数量的不同会出现不同工况，当仅有1台煤粉锅炉满负荷运行时，煤粉锅炉尾气烟气量小于煤粉制备体系需求的烟气量，此时，开启循环旁路阀11，使得煤粉制备体系的烟气经旁路烟道，形成自循环，自行对不足的烟气量进行补充。当2台以上煤粉锅炉满负荷运行时，煤粉锅炉尾气烟气量大于煤粉制备体系需求的烟气量，因此，关闭循环旁路阀11。

采用上述用于煤粉制备的煤粉锅炉尾气余热利用系统的操作步骤如下：

(1)检查整个系统管道密闭性，检查锅炉去制粉烟气挡板门12,制粉回脱硫烟气挡板门13，脱硫塔入口烟气挡板门14，是否正常动作，开闭是否到位。

(2)询问煤粉锅炉主控室，确定煤粉锅炉处于正常燃烧情况，并确定煤粉制备体系可以引入煤粉锅炉尾气。

(3)开启密封加热风机16，对锅炉去制粉烟气挡板门12和制粉回脱硫

烟气挡板门13进行密封。

(4)启动制粉引风机6，同时开启锅炉去制粉烟气挡板门12、制粉回脱硫烟气挡板门13，引入煤粉锅炉尾气，对整个煤粉制备体系进行预热。

(5)待中速辊磨机3的烟气进口33的烟气温度达到80℃，氧气含量降至12％以下时，准备启动煤粉制备体系。

(6)开启热风炉引风机8，并利用柴油点燃热风炉7，通过热风炉煤粉塔9中煤粉进行烘炉升温。

(7)告知煤粉锅炉主控室上述操作步骤，并确认煤粉锅炉开启台数。

(7.1)当仅有1台煤粉锅炉满负荷运行时煤粉锅炉烟道尾气量小于煤粉制备体系需求烟气量，此时，开启循环旁路阀11。

本例中为3台煤粉锅炉不适宜此条操作步骤。

(7.2)当2台以上煤粉锅炉满负荷运行时，煤粉锅炉烟道尾气量大于煤粉制备体系需求烟气量，需关闭循环旁路阀11。本例中为3台煤粉锅炉,即提供出1#-3#煤粉锅炉的烟道01-03的尾气量，因此执行此条操作步骤。

(8)告知煤粉锅炉主控室上述步骤，并注意煤粉锅炉燃烧情况，保证煤粉锅炉尾气氧含量4％-5％，煤粉锅炉如有停机计划需告知煤粉制备体系。

(9)告知脱硫主控室上述步骤，并观察脱硫塔17入口烟气压力，并由制粉引风机6变频调节风机扬程来与1#-3#煤粉锅炉烟道01-03送入脱硫塔17的烟气压力相适应。

(10)观察中速辊磨机的烟气进口33的烟气数据情况，正常情况，烟气氧含量小于12％，烟气量大于8.8万Nm³/h，温度230℃左右。

(11)依次启动中速辊磨机3，称重式全封闭给煤机2，正式进入制粉环节，并时刻观察烟气氧含量，烟气量及温度等重要参数。

综上所述，本发明提供的用于煤粉制备的煤粉锅炉尾气余热利用系统，由制粉引风机形成局部负压，将煤粉锅炉烟道01-03的锅炉尾气用作热源经过煤粉锅炉烟气联合烟道引入煤粉制备体系，对煤粉制备体系进行预热；进而，将120℃煤粉锅炉尾气，引入热风炉7，与热风炉中煤粉燃烧生成的900℃高温烟气进行混合，混合后烟气温度达230℃左右，利用该混合烟气温度高、氧含量低的特点，在中速辊磨机3内烘干煤粉。经过磨制、烘干后的煤粉进入收粉器4，煤粉被收粉器收集，烟气则经管道重新回到煤粉锅炉侧，进行脱硫、湿电除尘处理后排放至大气。由此，煤粉锅炉尾气的余热得到充分利用。生产实践证明，采用上述煤粉锅炉尾气余热利用系统每套煤粉制备体系一个采暖季能节省约113.9万元。其中：一台中速辊磨机需要烟气量8.8万Nm³/h，全年运行146天，每天运行13小时，原煤价格900元/吨，节煤量667kg/h，因此，极具推广价值。

此外，利用煤粉锅炉尾气氧含量4％-5％的特点，将磨制过程中的烟气氧含量控制在12％以下，以满足煤粉制备体系的生产需求，大幅提高煤粉制备环节安全性、节能性，且减排效果明显，运行平稳可靠。还节省了热风炉的燃料消耗，减少了保护系统氮气的制备量，降低了运行成本，实现低品位热能的梯级利用。该项技术在一定程度上降低热风炉负荷，减少了热风炉的排放，确保排放指标达标，有利于保护环境。

以上所述，仅是本发明的优选实施例而已，并非对本发明的结构作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (3)

1.一种用于煤粉制备的煤粉锅炉尾气余热利用系统，其特征在于包括煤粉制备体系，煤粉锅炉尾气处理体系，所述煤粉制备体系主要由磨前仓、给煤机、中速辊磨机、收粉器、热风炉、热风炉煤粉塔及热风炉引风机构成，所述磨前仓经给煤机连至中速辊磨机的进料口，中速辊磨机的出料口连至收粉器进粉口，收粉器出粉口连至输出煤粉的仓泵；所述煤粉锅炉尾气处理体系主要由一台或多台煤粉锅炉的尾气烟道、与所述尾气烟道连接的煤粉锅炉联合烟道、与煤粉锅炉联合烟道通过脱硫塔入口烟气挡板门依次连接的脱硫塔、湿电除尘器及烟囱构成；所述煤粉锅炉联合烟道通过锅炉去制粉烟气挡板门经尾气回收烟道连至热风炉烟气进口；收粉器的烟气出口通过制粉引风机分为两路回路烟道，其中一路回路烟道依次通过制粉回脱硫烟气挡板门及脱硫塔入口烟气挡板门连至脱硫塔，另一路回路烟道通过循环旁路阀连至锅炉去制粉烟气挡板门与热风炉烟气进口之间的尾气回收烟道上；所述热风炉进料口分别连接热风炉煤粉塔的出料口及热风炉引风机；热风炉烟气出口经烟道连至中速辊磨机的烟气进口。

2.根据权利要求1所述的一种用于煤粉制备的煤粉锅炉尾气余热利用系统，其特征在于设置密封加热风机，所述密封加热风机分别连至所述联合烟道烟气挡板门和脱硫塔入口烟气挡板门。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于煤粉制备的煤粉锅炉尾气余热利用系统，其特征在于所述给煤机是称重式全封闭给煤机；所述收粉器是袋式收粉器。