CN112146121A - 一种电站煤粉管道均匀扩散系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电站煤粉管道均匀扩散系统，包括磨煤机，第一级煤粉分配器，第二煤粉分配器以及扩散装置：磨煤机通过主管道与第一级煤粉分配器相连；第一煤粉分配器的出口连接两路一分二管道，两路一分二管道的出口分别连接一个第二煤粉分配器；每个第二煤粉分配器的出口均连接两路二分四管道，四个二分四管道的出口均与锅炉炉膛相连通；扩散装置设置在主管道和两个一分二管道上。本发明可使管道中的浓侧煤粉气流和淡侧煤粉气流彼此混合，可布置在煤粉分配器的下游管道内，可使煤粉气流在管道横截面方向上均匀分布。本发明适用于方管道也适用于圆管道，其中圆管道需要配置方改圆接头。

Description

一种电站煤粉管道均匀扩散系统

技术领域

本发明属于电力及动力工程技术领域，涉及一种电站煤粉管道均匀扩散系统。

背景技术

在火力发电厂中，磨煤机将块状原煤磨制成粉状煤粉，煤粉与一次风在磨煤机内结合成为煤粉气流，经由煤粉管道输送至燃烧器，之后在炉膛内燃烧。

在煤粉管道内输送煤粉气流时，要求各煤粉管道内的煤粉气流是相对均匀的。如果部分燃烧器煤粉浓度不均匀，会造成部分煤粉颗粒在炉内燃烧不完全，固体未完全燃烧热损失增加，锅炉效率降低；如果部分燃烧器煤粉浓度不均匀，会发生炉内燃烧不完全，造成氮氧化物排放增加的情况；如果部分燃烧器煤粉浓度不均匀，会发生炉内火焰刷墙，使得水冷壁管束减薄爆管。如果在煤粉管道内发生煤粉堆积，可能会引起粉管爆燃事故。

目前常用煤粉分配器来将煤粉气流从主干管分配至各分支管，煤粉分配器通常在管道分支处布置一系列不同角度的导流板和导流条。煤粉分配器的示意图如图1和图2所示，实际运行情况表明，在煤粉分配器的下游各分管道中，煤粉的分布并不均匀，存在比较明显的浓侧煤粉气流和淡侧煤粉气流的浓淡分区。图1为现有磨煤管道系统整体结构示意图，在磨煤机1出口设置主管道2，主管道2后设置有第一煤粉分配器4，并在煤粉分配器4后连接两个一分二管道5，一分二管道5后设置有第二煤粉分配器25，并在第二煤粉分配器25后连接两个二分四管道6。图2为制粉系统及出口煤粉管道布置情况，其中煤粉输送管道的分支处都设置有一个煤粉分配器，描述煤粉分配器对煤粉分离的效果情况。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中的问题，提供一种电站煤粉管道均匀扩散系统，该系统可使管道中的浓侧煤粉气流和淡侧煤粉气流彼此混合，可布置在煤粉分配器的下游管道内，可使煤粉气流在管道横截面方向上均匀分布。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种电站煤粉管道均匀扩散系统，包括：

磨煤机，所述磨煤机通过主管道与第一级煤粉分配器相连；

第一级煤粉分配器，所述第一煤粉分配器的出口连接两路一分二管道，两路一分二管道的出口分别连接一个第二煤粉分配器；

第二煤粉分配器，每个第二煤粉分配器的出口均连接两路二分四管道，四个二分四管道的出口均与锅炉炉膛相连通；

扩散装置，所述扩散装置设置在主管道和两个一分二管道上。

本发明进一步的改进在于：

所述扩散装置包括外壳，所述外壳为两端开口的煤粉通道，所述外壳与主管道的形状和尺寸相匹配；所述外壳内设置有若干扩散元件。

所述煤粉通道的前端入口设置有预扩散导流板，所述预扩散导流板包括为若干等高齿对称布置的齿形挡板，布置在浓侧煤粉气流流经的位置。

扩散元件为静态扩散元件，所述静态扩散元件上下游交错布置，每一个静态扩散元件包括两端的固定件，所述固定件固定在外壳的内壁上，两个固定件之间设置齿形挡板，所述齿形挡板的上下表面均设置有若干用于对煤粉起扩散作用的高齿和低齿，所述高齿与低齿交替布置。

所述固定件通过螺栓固定在外壳的内壁上。

所述外壳的底部开设有用于检查静态扩散元件的检查口。

扩散元件为动态扩散元件，所述动态扩散元件上下游交错布置，每一个动态扩散元件包括两端的法兰，所述法兰固定在外壳的外壁上，两个法兰之间设置转轴，所述转轴上设置有若干条齿片，每条齿片上设置若干高齿和低齿，若干条齿片沿圆周均匀布置在转轴上；所述高齿与低齿交替布置；所述转轴的一端连接电动机，所述电动机设置在法兰的外侧。

所述法兰通过螺栓固定在外壳的外壁上。

所述外壳上安装动态扩散元件的位置开设有安装孔。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明煤粉管道扩散系统，原煤经过给煤机运送至磨煤机内部，在磨煤机内经热一次风干燥，被磨煤机研磨成煤粉，并由一次风送至出口煤粉输送管道。煤粉气流在煤粉管道内的分布经常出现不均匀的情况，较重的颗粒汇入浓侧煤粉气流中，较轻的颗粒汇入淡侧煤粉气流中，主干管和分支管都有这种情况出现。浓淡不均匀的煤粉首先流经预扩散导流板，使煤粉气流以一定角度从管道四周流向管道中心，这样煤粉气流在流经管道内部布置的扩散元件时，可使煤粉气流在管道内扩散时更加均匀，在管道出口处基本可达到均匀分布。这样各分支管内的煤粉浓度相对均匀，使得炉膛内各燃烧器的煤粉浓度基本相同，有利于煤粉在炉内的着火与燃烧，同时使得各燃烧器的热负荷基本相同，炉膛整体火焰比较稳定，有利于改善锅炉的燃烧状态。本发明的布置原理简单、施工安装难度小、可用于机组改造也可用于新机组建设、有较高的实用性。

进一步的，本发明包括两种形式，在第一种形式中，在管道中煤粉流动路线上安装有静态的扩散元件，元件横向安装在煤粉管道上，为多排齿形挡板，相互交错和重叠排列。在第二种形式中，在管道中煤粉流动路线上安装有动态的扩散元件，元件可以以不同的速度和不同的方向旋转。

进一步的，本发明齿形挡板扩散元件可以是尖的、方形的或圆形的，在扩散单元的横向方向上在高度连续变化的高低齿，即齿形挡板具有高低交替的高度，可将煤粉气流扰动成均匀分布的形态。在煤粉气流密度较大，煤粉气流聚集的区域，设置有较大齿的扩散元件。

进一步的，本发明适用于方管道也适用于圆管道，其中圆管道需要配置方改圆接头。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为现有技术中磨煤管道系统的整体结构示意图；

图2为现有技术中制粉系统及出口煤粉管道布置情况，其中煤粉输送管道的分支处都设置有一个煤粉分配器，描述煤粉分配器对煤粉分离的效果情况；

图3为本发明磨煤管道系统的整体结构示意图；

图4为本发明实施例1的煤粉管道均匀扩散系统的剖视图；

图5为本发明实施例1的煤粉管道均匀扩散系统的内部结构示意图；

图6为本发明实施例2的煤粉管道均匀扩散系统的剖视图；

图7为本发明实施例2的煤粉管道均匀扩散系统的内部结构示意图；

其中：1-磨煤机，2-主管道，3-扩散装置，4-第一煤粉分配器，5-一分二管道，6-二分四管道，7-浓侧煤粉气流，8-淡侧煤粉气流，9-调节挡板，10-均匀煤粉气流，11-外壳，12-外壳入口截面，13-外壳出口截面，14-静态扩散元件，15-螺栓，16-高齿，17-低齿，18-预扩散导流板，19-检查口，20-动态扩散元件，21-电动机，22-转轴，23-法兰，24-安装孔，25-第二煤粉分配器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“水平”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，若出现术语“水平”，并不表示要求部件绝对水平，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参见图3，本发明电站煤粉管道均匀扩散系统，包括磨煤机1，及在磨煤机1出口设置的主管道2，主管道2上设置有扩散装置3，主管道2后设置有第一煤粉分配器4，并在第一煤粉分配器4后连接两个一分二管道5，在一分二管道5上设置有扩散装置3，一分二管道5后设置有第二煤粉分配器25，并在第二煤粉分配器25后连接两个二分四管道6。

如图2所示，现有磨煤机及其出口煤粉输送管道系统，在各分支管道处设有煤粉分配器，分配器的作用是使煤粉均匀分配。目前常用煤粉分配器来将煤粉气流从主干管分配至各分支管，煤粉分配器通常在管道分支处布置一系列不同角度的导流板和导流条。实际运行情况表明，在煤粉分配器的下游各分管道中，煤粉的分布并不均匀，存在比较明显的浓侧煤粉气流和淡侧煤粉气流的浓淡分区。

本发明可用于已经安装有煤粉分配器的制粉系统也可用于未安装煤粉分配器的系统，安装在煤粉管道上均可取得较好的煤粉均匀分布效果。原煤经过给煤机运送至磨煤机内部，在磨煤机内经热一次风干燥，被磨煤机研磨成煤粉，并由一次风送至出口煤粉输送管道2。煤粉输送管道2内可设置有调节挡板9，用于将煤粉气流从管道的一侧导流至另一侧。调节挡板9通常与煤粉分配器4一起使用，其目的是为了使分布不均匀的煤粉气流能够相对均匀地流向下游管道，但是实际煤粉均匀效果不能达到预期。煤粉气流在煤粉管道内的分布经常出现不均匀的情况，较重的颗粒汇入浓侧煤粉气流7中，较轻的颗粒汇入淡侧煤粉气流8中，主干管和分支管都有这种情况出现。从图2中可以看出，煤粉分配器不能有效地消除由于离开磨煤机的粉煤气流中较重的颗粒和较轻的颗粒分离所造成的原始不均匀分布问题。本发明可有效解决这个问题，本发明适用于钢球磨煤机，也适用于中速磨煤机。

实施例1

如图4、图5所示，本实施例中扩散装置为静态扩散元件14，静态扩散元件14设置的位置大致对应于图2中调节挡板9位于输送管道的位置。本发明的外壳为一个与煤粉输送管道2相匹配的外壳11。所述外壳11与管道相匹配，本发明也适用于圆形和其他形状管道。

本实施例中静态扩散元件14设置有多个，布置在外壳11中煤粉气流流动的横向方向上，优选地可如图4和图5中所示的上下游交错布置。静态扩散元件14是由多个横向的高齿16和低齿17交替布置，总体上对称布置。所述高齿16和低齿17可以是三角形尖型，也可以是圆形或方形的。本实施例中静态扩散元件14的材料为耐磨金属材质。

外壳11的外壳入口截面12和外壳出口截面13与输送管道的连接方式采用螺栓、法兰连接或者采用焊接。当静态扩散元件14不与外壳11配套使用时，静态扩散元件14可以作为输送管道的一部分，直接安装在输送管道内。

在外壳入口截面12处安装有预扩散导流板18，预扩散导流板18是由等高齿对称布置的齿形挡板构成，应布置在浓侧煤粉气流7所要流经的那一面。

在管道的入口处安装预扩散导流板18，使得煤粉气流进入管道时首先经过预扩散导流板，使煤粉气流以一定角度从管道四周流向管道中心，这样面煤粉气流在流经管道内部布置的静态扩散元件14时，可使煤粉气流在管道内扩散时更加均匀，在管道出口处基本可达到均匀分布。安装在管道入口的预扩散导流板18为静态扩散元件14起到一定的预扩散作用，确保煤粉主气流可以流经管道内布置的所有三个静态扩散元件14，来以实现均匀扩散。预扩散导流板18的最佳角度为朝向管道中心点，通常是朝向布置在最前面的扩散元件。预扩散导流板18的另一种布置方式是在外壳入口的其余三面均布置有预扩散导流板18，即外壳四周全部布置预扩散导流板18。三个静态扩散元件14可以单独使用而不布置预扩散导流板18，也可以同时布置静态扩散元件14和预扩散导流板18，这取决于管道中煤粉的分布情况和需要达到的扩散效果。

静态扩散元件14可以被放置在从磨煤机出口到炉膛燃烧器之间的煤粉输送管道系统中的任何位置，扩散元件所布置的最佳位置是主管道至分管道的煤粉分配器的上游位置。

静态扩散元件14是用螺栓15固定在外壳11的两侧，静态扩散元件14也可以用焊接等其他方式固定在外壳上。为了更换磨损的静态扩散元件、对静态扩散元件进行检修维护，在外壳11上布置有检查口19，可通过检查口对静态扩散元件检修维护更换。

实施例2

如图6、图7所示，本实施例中扩散装置为动态扩散元件20，动态扩散元件20设置的位置大致对应于图2中调节挡板9位于输送管道的位置。

动态扩散元件20和静态扩散元件14的主要区别是动态扩散元件20可通过手动或电机进行旋转调节。动态扩散元件在磨煤机运行时可实现连续旋转，使得煤粉气流均匀扩散。在本实施例中，动态扩散元件20由三条齿片构成，每条齿片由高齿16和低齿17组成，每条高低齿片的布置角度间隔为120°。本实施例中动态扩散元件20由三条齿片构成，也可为2条、4条、5条齿片等。

在本实施例中，动态扩散元件20通过电动机21驱动而转动，电动机21与动态扩散元件20通过转轴22连接。当需要在外壳11内安装或者拆除动态扩散元件时，可以打开固定法兰23，通过安装孔24，将动态扩散元件20和电动机21作为一个整体安装或拆除。

相较于静态扩散元件，动态扩散元件20可实现动态、旋转作用同时具有横向排列的扩散齿，可使得煤粉气流迅速的在外壳11内扩散，增强了煤粉颗粒的扩散效果。通过以不同的速度和不同的方向旋转来旋转扩散元件20，可以得到不同的扩散效果。因而，最好使用可实现正转和反转切换的电机。

与第一种形式的静态扩散元件类似，动态扩散元件20可直接安装在输送管道内，作为输送管道的一部分。也可以将动态扩散元件20安装在外壳11内作为一个整体部件与煤粉输送管道2相匹配。在图6、图7中，动态扩散元件20还可以与预扩散导流板18一起使用，在外壳入口处提供预扩散效果以增加管道内煤粉气流的均匀性。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电站煤粉管道均匀扩散系统，其特征在于，包括：

磨煤机(1)，所述磨煤机(1)通过主管道(2)与第一级煤粉分配器(4)相连；

第一级煤粉分配器(4)，所述第一煤粉分配器(4)的出口连接两路一分二管道(5)，两路一分二管道(5)的出口分别连接一个第二煤粉分配器(25)；

第二煤粉分配器(25)，每个第二煤粉分配器(25)的出口均连接两路二分四管道(6)，四个二分四管道(6)的出口均与锅炉炉膛相连通；

扩散装置(3)，所述扩散装置(3)设置在主管道(2)和两个一分二管道(5)上。

2.根据权利要求1所述的电站煤粉管道均匀扩散系统，其特征在于，所述扩散装置(3)包括外壳(11)，所述外壳(11)为两端开口的煤粉通道，所述外壳(11)与主管道(2)的形状和尺寸相匹配；所述外壳(11)内设置有若干扩散元件。

3.根据权利要求2所述的电站煤粉管道均匀扩散系统，其特征在于，所述煤粉通道的前端入口设置有预扩散导流板(18)，所述预扩散导流板(18)包括为若干等高齿对称布置的齿形挡板，布置在浓侧煤粉气流(7)流经的位置。

4.根据权利要求2或3所述的电站煤粉管道均匀扩散系统，其特征在于，扩散元件为静态扩散元件(14)，所述静态扩散元件(14)上下游交错布置，每一个静态扩散元件(14)包括两端的固定件，所述固定件固定在外壳(11)的内壁上，两个固定件之间设置齿形挡板，所述齿形挡板的上下表面均设置有若干用于对煤粉起扩散作用的高齿(16)和低齿(17)，所述高齿(16)与低齿(17)交替布置。

5.根据权利要求4所述的电站煤粉管道均匀扩散系统，其特征在于，所述固定件通过螺栓(15)固定在外壳(11)的内壁上。

6.根据权利要求4所述的电站煤粉管道均匀扩散系统，其特征在于，所述外壳(11)的底部开设有用于检查静态扩散元件的检查口(19)。

7.根据权利要求2或3所述的电站煤粉管道均匀扩散系统，其特征在于，扩散元件为动态扩散元件(20)，所述动态扩散元件(20)上下游交错布置，每一个动态扩散元件(20)包括两端的法兰(23)，所述法兰(23)固定在外壳(11)的外壁上，两个法兰(23)之间设置转轴(22)，所述转轴(22)上设置有若干条齿片，每条齿片上设置若干高齿(16)和低齿(17)，若干条齿片沿圆周均匀布置在转轴(22)上；所述高齿(16)与低齿(17)交替布置；所述转轴(22)的一端连接电动机(21)，所述电动机(21)设置在法兰(23)的外侧。

8.根据权利要求7所述的电站煤粉管道均匀扩散系统，其特征在于，所述法兰(23)通过螺栓固定在外壳(11)的外壁上。

9.根据权利要求7所述的电站煤粉管道均匀扩散系统，其特征在于，所述外壳(11)上安装动态扩散元件(20)的位置开设有安装孔(24)。

Images