CN108006689A - 一种适用于预干燥褐煤的中速磨制粉系统和控温控氧方法 - Google Patents

Abstract

本发明为一种适用于预干燥褐煤的中速磨制粉系统和控温控氧方法，包含依次连接的中速磨煤机、锅炉、空气预热器，经过空气预热器的热一次风管路连接中速磨煤机，空气预热器出口后烟道上连接冷烟管路，该冷烟管路连接热一次风管路，将经过燃烧及降温的冷烟气抽出与热一次风混合后引入中速磨煤机，即采用冷烟气+热空气作为中速磨煤机干燥介质，降低磨煤机内的含氧量，减少制粉系统爆炸的危险性，满足防爆的要求，同时对温度的控制更宽松，有效干燥磨煤机内研磨的褐煤，提高锅炉热效率。

Description

一种适用于预干燥褐煤的中速磨制粉系统和控温控氧方法

技术领域

本发明属于火力发电厂锅炉制粉系统领域，具体涉及发电厂采用热力法预干燥褐煤的中速磨煤机制粉系统。

背景技术

现有磨制褐煤的方式为采用风扇磨煤机磨制系统或中速磨煤机磨制系统。

传统的中速磨制粉系统磨制褐煤有两个问题：一个是褐煤的水分高，中速磨受干燥介质（热风）温度的限制，其干燥能力有限；另一个是褐煤挥发份高，易爆，而中速磨采用空气输送煤粉成品，存在防爆的问题，需严格控制磨出口温度和含氧量。

传统的风扇磨煤机采用烟气+空气作为干燥介质和煤粉输送介质，虽不存在上述两个问题，但由于风扇磨的磨损件寿命低，运行维护工作量大，运行可靠性不如中速磨。电厂更希望采用中速磨系统。

褐煤进入中速磨煤机前先进行预干燥，可解决中速磨干燥能力不足的问题。除控制明火火源外，控制煤粉温度和干燥介质含氧量是火力发电厂制粉系统防爆的措施。

火力发电厂中速磨煤机制粉系统，原煤在磨煤机中升温干燥，干燥介质为热空气+冷空气，按照《火力发电厂煤和制粉系统防爆设计技术规程》中制粉系统防爆的要求，对于褐煤，出口风粉混合温度一般不高于70℃。但实际上，在有褐煤预干燥的系统中，干燥后褐煤温度有所上升，根据粒径和停留时间的不同，一般煤粒平均温度会升高至60℃以上，甚至可达90℃左右。在磨煤机中进一步升温干燥，采用传统的中速磨煤机制粉系统的热空气+冷空气作为干燥介质，很难满足制粉系统防爆的要求。同时，磨煤机（或系统末端）最高允许氧含量（体积份额）为12%。而采用热空气+冷空气作为干燥介质的常规中速磨制粉系统，干燥介质空气中的氧含量为21%，是固定值，只能通过控制蒸发水量，进而控制磨煤机出口氧含量。而从煤中蒸发出来的水量，又与磨煤机出口温度和原煤水份及磨煤机内循环率等诸多因素有关，实际运行并不作为磨煤机的运行控制值。所以，常规中速磨系统想控制磨煤机出口12%的含氧量要求，是有很大设计难度和运行难度的。

发明内容

本发明所解决的技术问题即在提供一种可解决中速磨煤机干燥及易爆问题的适用于预干燥褐煤的中速磨制粉系统及采用该系统的控温控氧方法。

本发明所采用的技术手段如下。

一种适用于预干燥褐煤的中速磨制粉系统，包含依次连接的中速磨煤机、锅炉、空气预热器，经过空气预热器的热一次风管路连接中速磨煤机，还包含冷烟管路，该冷烟管路一端连接于所述空气预热器出口后的烟道上，另一端连接经过空气预热器后的热一次风管路。

所述冷烟管路上设置冷烟风机。

所述空气预热器出口后设除尘器，所述冷烟管路连接于除尘器后的烟道上。

热一次风管路与冷烟管路汇合后设风量测量装置。

进入中速磨煤机的原煤温度为60-90℃，通过空气预热器加热后热一次风管路内的一次风温度为320-360℃，冷烟管路内的冷烟气温度为90-140℃，中速磨煤机的出料口温度不高于180℃，且出料口含氧量不高于12%。

本发明所产生的有益效果如下。

1.本发明将燃烧后的冷烟气引入中速磨煤机，即采用冷烟气+热空气作为中速磨煤机干燥介质，通过调配烟气与空气比例实现降低干燥介质含氧量，即控制磨煤机出口气体中氧含量不超过12%，减少制粉系统爆炸的危险性，满足防爆的要求。同时，中速磨煤机出口风粉混合物温度可不受传统的以空气作为干燥介质时70℃的限制，相比风扇磨系统磨制褐煤，采用烟气与空气混合气体作为干燥介质时，磨煤机出口最高允许温度可允许达到180℃，以150℃为佳，可有效提高锅炉热效率。

2.本发明利用空气和烟气的混合物作为中速磨煤机的干燥和输送介质，使经过热力法预干燥的具有一定温度的褐煤在进入中速磨煤机研磨的过程中进一步干燥，并将磨煤机磨制的合格煤粉输送入锅炉炉膛燃烧。

3.本发明的方案解决了褐煤经过热力法预干燥后温度上升，采用常规的热空气+冷空气作为中速磨煤机干燥介质时，所带来的磨煤机出口风粉混合温度超出允许上限的不安全隐患。同时可以改善锅炉配风，有利于降低锅炉氮氧化物的排放值。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

本发明保护一种适用于预干燥褐煤的中速磨制粉系统，特别是一种正压直吹式二介质干燥制粉系统。

常规的采用中速磨煤机系统的火电厂，包含依次连接的给煤机、中速磨煤机9、锅炉1、空气预热器3、除尘器4、引风机5、烟囱。给煤机将燃料煤输送给中速磨煤机9，在磨煤机9内经过热风+冷风的混合干燥介质干燥后，通过煤粉管道送入锅炉燃烧器16。而该系统干燥能力有限，且含氧量不宜控制，不适宜燃用高水分褐煤的火电厂。

对于燃用高水份褐煤的火电厂宜采用风扇磨制粉系统或带热力法预干燥褐煤的中速磨煤机制粉系统。风扇磨制粉系统由于风扇磨磨损件寿命短，运行维护工作量大，电厂一般不爱采用。

基于此，本发明提出一种安全高效的适用于预干燥褐煤的中速磨制粉系统。如图1所示，包含依次连接的中速磨煤机9、锅炉1、空气预热器3，中速磨煤机9连接有经过空气预热器的热一次风管路71。

本发明的重点在于，于除尘器4后抽取部分冷烟气，经过冷烟风机6增压混入热一次风管路71，热空气和冷烟气的混合物作为中速磨煤机的干燥和输送介质。实现上述过程的装置为冷烟管路61，该冷烟管路61一端连接空气预热器3出口后的烟道上，另一端连接经过空气预热器3后的热一次风管路71上，冷烟管路61上设置冷烟风机6，通过冷烟风机6抽引燃烧后经空预器降温的冷烟气进入热一次风管路混合使用，热一次风和冷烟气汇合后的管路上可设风量测量装置12，用以调控、实时监控风量及其他参数值。

空气预热器3出口后一般都设置除尘器4，上述冷烟管路61也可连接于除尘器4后的烟道上，使抽取使用的冷烟气的使用条件更佳。除尘器4后还可设有引风机5，冷烟管路61也可设置在引风机5之后的烟道上。

热一次风管路71进入空气预热器之前设有一次风机7，通过一次风机提供风源及动力。在空气预热器与一次风机7之间连接冷一次风管路72，冷一次风管路72上设置密封风机10，该冷一次风管路72另一端连接中速磨煤机9，用以提供磨煤机密封风。上述冷一次风管路72及密封风机的设置方式可如图1所示，或其他本领域技术人员通用的现有方式。

如图1所示，系统内还可包含送入二次风的送风机8，该送风机8出口连通二次风管路 81，该二次风管路81通过空气预热器3升温后连接于二次风箱15，最终进入燃烧器16。

在上述热一次风管路71、冷烟管路61上均设有阀门，可随时根据中速磨煤机的使用需求控制一次风、冷烟气的流量，从而控制磨煤机出口的温度及含氧量。

应用上述向中速磨煤机内通入冷烟气+热空气的中速磨制粉系统，一般进入中速磨煤机9的原煤温度为60-90℃，通过空气预热器加热后的热一次风温度为320-360℃，抽取的冷烟气温度为90-140℃，通过冷烟管路及热一次风管路上的阀门调配冷烟气和热一次风的不同比例，从而达到将中速磨煤机9出料口温度控制在不高于180℃，且出料口含氧量不高于12%。

预干燥的装置可采用现有的干燥机11，其通过给料阀17将经过预干燥的褐煤送入磨煤机9。中速磨煤机9出料口与锅炉1的燃烧器16连通，其间的煤粉管路可设置煤粉分配器13和隔绝门14。

另外，空气预热器3之前还可根据需要选择增加SCR脱硝装置2。

本发明还保护采用上述系统的控制温度及含氧量的方法。

首先，经过预干燥的60-90℃原煤进入中速磨煤机9进行辗磨、干燥，进入燃烧器16和锅炉1燃烧，燃烧产生的热烟气经过空气预热器3降温后形成90-140℃的冷烟气。

热一次风管路内的一次风经过空气预热器3加热至320-360℃后进入中速磨煤机9，提供干燥介质，同时冷烟风机6抽引一部分冷烟气进入冷烟管路61，与一次风管路71内的热一次风混合，通过管路阀门控制流量和混合比例，混合后进入中速磨煤机9，加热和干燥在中速磨煤机9内辗磨的原煤，且通过阀门调控冷烟气和热一次风的混合比例从而控制磨煤机出口温度不高于180℃，含氧量不高于12%。

以下为具体的实施例参数。

实施例1。

经过预干燥的70℃原煤进入中速磨煤机9进行辗磨、干燥，进入燃烧器16和锅炉1燃烧，燃烧产生的热烟气经过空气预热器3降温后形成135℃的冷烟气。

热一次风管路内的一次风经过空气预热器3加热至350℃后进入中速磨煤机9，提供温度和干燥介质，同时冷烟风机6抽引一部分上述冷烟气进入冷烟管路61，与一次风管路71内的热一次风混合后进入中速磨煤机9，加热和干燥在中速磨煤机9内辗磨的原煤，且通过阀门调控冷烟气和热一次风的混合比例从而控制磨煤机出口温度150℃，含氧量10%。

实施例2。

经过预干燥的90℃原煤进入中速磨煤机9进行辗磨、干燥，进入燃烧器16和锅炉1燃烧，燃烧产生的热烟气经过空气预热器3降温后形成140℃的冷烟气。

热一次风管路内的一次风经过空气预热器3加热至330℃后进入中速磨煤机9，提供温度和干燥介质，同时冷烟风机6抽引一部分上述冷烟气进入冷烟管路61，与一次风管路71内的热一次风混合后进入中速磨煤机9，加热和干燥在中速磨煤机9内辗磨的原煤，且通过阀门调控冷烟气和热一次风的混合比例从而控制磨煤机出口含氧量12%。

冷一次风管路72内的冷一次风选择性的通入中速磨煤机9，降低磨煤机出口温度为140℃。

实施例3。

经过预干燥的70℃原煤进入中速磨煤机9进行辗磨、干燥，进入燃烧器16和锅炉1燃烧，燃烧产生的热烟气经过空气预热器3降温后形成120℃的冷烟气。

热一次风管路内的一次风经过空气预热器3加热至340℃后进入中速磨煤机9，提供温度和干燥介质，同时冷烟风机6抽引一部分上述冷烟气进入冷烟管路61，与一次风管路71内的热一次风混合后进入中速磨煤机9，加热和干燥在中速磨煤机9内辗磨的原煤，且通过阀门调控冷烟气和热一次风的混合比例从而控制磨煤机出口含氧量11%。

冷一次风管路72内的冷一次风选择性的通入中速磨煤机9，降低磨煤机出口温度为150℃。

实施例4。

经过预干燥的80℃原煤进入中速磨煤机9进行辗磨、干燥，进入燃烧器16和锅炉1燃烧，燃烧产生的热烟气经过空气预热器3降温后形成90℃的冷烟气。

热一次风管路内的一次风经过空气预热器3加热至360℃后进入中速磨煤机9，提供温度和干燥介质，同时冷烟风机6抽引一部分上述冷烟气进入冷烟管路61，与一次风管路71内的热一次风混合后进入中速磨煤机9，加热和干燥在中速磨煤机9内辗磨的原煤，且通过阀门调控冷烟气和热一次风的混合比例从而控制磨煤机出口含氧量10%。

冷一次风管路72内的冷一次风选择性的通入中速磨煤机9，降低磨煤机出口温度为130℃。

Claims (6)

1.一种适用于预干燥褐煤的中速磨制粉系统，包含依次连接的中速磨煤机（9）、锅炉（1）、空气预热器（3），其特征在于，经过空气预热器的热一次风管路（71）连接中速磨煤机（9），还包含冷烟管路（61），该冷烟管路（61）一端连接于所述空气预热器（3）出口后的烟道上，另一端连接经过空气预热器后的热一次风管路（71）。

2.如权利要求1所述的一种适用于预干燥褐煤的中速磨制粉系统，其特征在于，所述冷烟管路（61）上设置冷烟风机（6）。

3.如权利要求2所述的一种适用于预干燥褐煤的中速磨制粉系统，其特征在于，所述空气预热器（3）出口后设除尘器（4），所述冷烟管路（61）连接于除尘器（4）后的烟道上。

4.如权利要求1所述的一种适用于预干燥褐煤的中速磨制粉系统，其特征在于，热一次风管路（71）与冷烟管路（61）汇合后设风量测量装置（12）。

5.如权利要求1至4任一所述的一种适用于预干燥褐煤的中速磨制粉系统，其特征在于，进入中速磨煤机（9）的原煤温度为60-90℃，通过空气预热器加热后热一次风管路内的一次风温度为320-360℃，冷烟管路（61）内的冷烟气温度为90-140℃，中速磨煤机（9）的出料口温度不高于180℃，且出料口含氧量不高于12%。

6.一种适用于预干燥褐煤的中速磨制粉系统的控氧控温方法，其特征在于，包含：

经过预干燥的60-90℃原煤进入中速磨煤机（9）进行辗磨、干燥，进入燃烧器（16）和锅炉（1）燃烧，燃烧产生的热烟气经过空气预热器3降温后形成90-140℃的冷烟气；

热一次风管路内的一次风经过空气预热器（3）加热至320-360℃后进入中速磨煤机（9），提供温度和干燥介质，冷烟风机（6）抽引一部分所述冷烟气进入冷烟管路（61），与热一次风管路（71）内的热一次风混合，通过管路阀门控制流量和混合比例，混合后进入中速磨煤机（9），加热和干燥在中速磨煤机（9）内辗磨的褐煤，且控制磨煤机出口温度不高于180℃，含氧量不高于12%。