CN113294799A - 一种热一次风与风粉混合物换热系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热一次风与风粉混合物换热系统，属于锅炉的技术领域，该换热系统包括：炉膛、空预器、风温调节换热器、磨煤机和粉管加热器；所述风温调节换热器的两端通过热一次风道分别连接至空预器和磨煤机；所述粉管加热器的两端通过煤粉管道分别连接至炉膛和磨煤机；其中，所述风温调节换热器和粉管加热器之间通过循环工质进行热交换，且由循环工质将空预器的热一次风的富余热量传递给磨煤机出口的风粉混合物，以达到通过导热介质实现热量传递，实现了热一次风温度的调节和风粉混合物温度的提升，另外还可以通过其他辅助热源增加风粉混合物温度提升幅度，使燃料适应性和调节性能进一步改善的目的。

Description

一种热一次风与风粉混合物换热系统

技术领域

本发明属于锅炉的技术领域，具体而言，涉及一种热一次风与风粉混合物换热系统。

背景技术

大容量煤粉炉机组普遍采用直吹式制粉系统，为了满足干燥出力需要，锅炉空气预热器出口热一次风温度都留有裕度，运行中通过旁路冷风调节进磨煤机的一次风温，这样就造成流过空气预热器的空气量减少，锅炉排烟温度升高，锅炉效率降低。

另一方面，磨煤机出口风粉混合物温度对煤粉着火、燃尽有重要影响。由于磨煤机设备自身安全性的要求以及磨煤机防爆要求，磨煤机出口风粉混合物受到限制，例如：钢球磨煤机一般上限为120℃，制约了煤粉锅炉的稳燃能力和燃烧效率。

发明内容

鉴于此，为了解决现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种热一次风与风粉混合物换热系统以达到通过导热介质实现热量传递，实现了热一次风温度的调节和风粉混合物温度的提升，另外还可以通过其他辅助热源增加风粉混合物温度提升幅度，使燃料适应性和调节性能进一步改善的目的。

本发明所采用的技术方案为：一种热一次风与风粉混合物换热系统，该换热系统包括：炉膛、空预器、风温调节换热器、磨煤机和粉管加热器；

所述风温调节换热器的两端通过热一次风道分别连接至空预器和磨煤机，以通过风温调节换热器在调节热一次风温的同时利用热一次风的富余热量使循环工质升温；

所述粉管加热器的两端通过煤粉管道分别连接至炉膛和磨煤机，粉管加热器利用循环工质使风粉混合物升温；

其中，所述风温调节换热器和粉管加热器之间通过循环工质进行热交换，且由循环工质将空预器的热一次风的富余热量传递给磨煤机出口的风粉混合物，以采用循环工质将热一次风的富余热量传递给风粉混合物。

进一步地，所述磨煤机连接有对其给煤的给粉设备，给粉设备的进口端通过管路连通有原煤仓。

进一步地，所述炉膛与空预器之间连接有热二次风道和烟道。

进一步地，该换热系统还包括：

热一次风旁路风道，所述热一次风旁路风道的一端与磨煤机的入风口连通，另一端与空预器的冷一次风入风口连通，热一次风旁路风道可选择保留，也可以取消。

进一步地，所述风温调节换热器和粉管加热器之间连接有循环工质管路且循环工质管路中流动有循环工质，且循环工质管路上设有加压泵，利用热一次风的富余热量使循环工质升温。

进一步地，所述循环工质管路中循环工质由风温调节换热器流向粉管加热器的管段上设有第一阀门，且第一阀门并联有辅助旁路，辅助旁路上设有辅助热源加热器和第二阀门，辅助热源加热器可利用其他热源(例如汽机抽汽)使工质温度进一步升高，间接提高风粉混合物升温幅度。

本发明的有益效果为：

1.采用本发明所提供的热一次风与风粉混合物换热系统，利用空预器出口一次风富余热量对磨煤机出口风粉混合物加热，同时实现了热一次风温度的调节和风粉混合物温度的提升，避免了通过旁路冷风调节进磨煤机的一次风温，导致流过空气预热器的空气量增加，锅炉排烟温度降低，从整体上提高了锅炉效率，同时，由于风粉混合物温度提升后，着火热减少，稳燃能力改善，对燃低挥发分煤效果更佳。

附图说明

图1是本发明所提供的热一次风与风粉混合物换热系统的整体系统连接图；

附图中标注如下：

1-炉膛；2-空预器；3-磨煤机；4-风温调节换热器；5-粉管加热器；6-辅助热源加热器；7-加压泵；8-烟道；9-热二次风道；10-热一次风道；11-热一次风旁路风道；12-煤粉管道；13-第二阀门；14-原煤仓；15-给粉设备；16-第一阀门；17-第三阀门，18-第四阀门，19-第五阀门。

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。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

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，指示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，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，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”仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

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，术语“设置”、“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；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义；实施例中的附图用以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。

实施例1

在本实施例中具体提供了一种热一次风与风粉混合物换热系统，旨在通过该换热系统利用空预器2出口的热一次风富余热量对磨煤机3出口的风粉混合物进行加热，风粉混合物温度提升后，着火热减少，稳燃能力改善；对燃低挥发分煤效果更佳；着火提前后燃烧效率提高；对燃低挥发分煤效果更佳。如图1所示，该换热系统包括：炉膛1、空预器2、风温调节换热器4、磨煤机3和粉管加热器5，其各个部件之间的连接关系如下：

将风温调节换热器4的进风口通过热一次风道10与空预器2连通，风温调节换热器4的出风口通过热一次风道10与磨煤机3连通，在风温调节换热器4的作用下，对热一次风的温度进行调节后，使其达到磨煤机3的干燥出力要求值，以配合磨煤机3正常工作。

将粉管加热器5的进口端通过煤粉管道12与磨煤机3连通，且粉管加热器5的出口端通过煤粉管道12与炉膛1连通，在粉管加热器5的作用下，将磨煤机3产出的风粉混合物进行加热至合理温度，再进入到炉膛1的内部。其中，磨煤机3的进料口连接有对其给煤的给粉设备15，给粉设备15的进口端通过管路连通有原煤仓14，通过给粉设备15将原煤仓14内部的煤料输送至磨煤机3中，在磨煤机3工作的情况下产生风粉混合物。

在炉膛1与空预器2之间连接有热二次风道9和烟道8，热二次风通过热二次风道9输入炉膛1中参与燃烧，同时，炉膛1产生的烟气经烟道8排放至空预器2，以通过空预器2对烟气的余热进行回收利用。

同时，在所述风温调节换热器4和粉管加热器5之间通过循环工质进行热交换，且由循环工质将空预器2的热一次风的富余热量传递给磨煤机3出口的风粉混合物。其中，在风温调节换热器4和粉管加热器5之间连接有循环工质管路且循环工质管路中流动有循环工质，即：循环工质管路为闭环管路，例如：将循环工质管路的部分管段分别缠绕在风温调节换热器4和粉管加热器5内部的换热部位上，以此在循环工质管路内部的循环工质作用下，实现热量的传递和交换。同时，在循环工质管路上设有加压泵7，在加压泵7的作用下，实现对循环工质的加速流动循环，并且通过循环工质对热一次风的富余热量与经过粉管加热器5的风粉混合物进行热量交换，进而将富余热量传递给磨煤机3出口的风粉混合物。

具体的，循环工质管路包括：循环工质由风温调节换热器4流向粉管加热器5的Ⅰ管段和循环工质由粉管加热器5流向风温调节换热器4的Ⅱ管段。在Ⅰ管段上设有第一阀门16，且第一阀门16并联有辅助旁路，辅助旁路上设有辅助热源加热器6和第二阀门13，辅助热源加热器6利用其他热源(例如汽机抽汽)使工质温度进一步升高，间接提高风粉混合物升温幅度，例如：采用汽机抽汽进一步增加工质换热量不仅提高燃烧效率，还使得能级匹配更好，机组效率进一步提高。在Ⅱ管段上设有加压泵7，加压泵7的出口端通过第三阀门17连接至风温调节换热器4，同时，在Ⅰ管段和Ⅱ管段之间连通有第四阀门18。

对于该换热系统还包括：热一次风旁路风道11，所述热一次风旁路风道11的一端与磨煤机3的入风口连通，另一端与空预器2的冷一次风入风口连通，且热一次旁路风道上设有第五阀门19。实际应用时，热一次风旁路风道11可选择保留，也可以取消。若保留热一次风旁路风道，在循环工质换热部分出现故障或不能投运时，可作为备用调节手段，以通过热一次风旁路风道将空预器2出口的热一次风和冷风进行掺混，进而对热一次风的风温进行调节。

实施例2

在实施例1的基础上，在本实施例中具体提供了采用上述换热系统的案例，具体如下：

以某660MW超超临界锅炉为例，该项目采用中速磨煤机冷一次风机直吹式制粉系统，燃用低水分高挥发分高热值烟煤，磨煤机3干燥出力计算显示，磨煤机3的入口热一次风温为233℃，空预器2的出口热一次风温为324℃，热二次风温为334℃。磨煤机3入口风温要求较低，必须设置旁路风道将空预器2出口热一次风和冷风进行掺混，从而导致空预器2的热一次风的风量减少，排烟温度无法再进一步降低。另外，考虑磨煤机3设备自身安全性的要求以及磨煤机3防爆要求，磨煤机3出口风粉混合物温度取值70℃。

基于实施例1中的换热系统，考虑取消旁路风道，热一次风全部经空预器2吸热后(温度提升至334℃)，经过风温调节换热器4将富余热量传递给循环工质(温度降低至干燥出力要求值233℃)，再进入磨煤机3进行煤粉干燥和输送。循环工质吸收一次风富余热量后，经设置在煤粉管道12上的粉管加热器5中将热量传递给风粉混合物，将风粉混合物温度由70℃进一步提升至125℃，风粉混合物温度提升后，着火热减少，稳燃能力改善。另外，由于热一次风在空预器2中吸收的热量更多，排烟温度由120℃降低至105℃，提升锅炉效率约0.8％。

计算结果如下：

本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种热一次风与风粉混合物换热系统，其特征在于，该换热系统包括：炉膛、空预器、风温调节换热器、磨煤机和粉管加热器；

所述风温调节换热器的两端通过热一次风道分别连接至空预器和磨煤机；

所述粉管加热器的两端通过煤粉管道分别连接至炉膛和磨煤机；

其中，所述风温调节换热器和粉管加热器之间通过循环工质进行热交换，且由循环工质将空预器的热一次风的富余热量传递给磨煤机出口的风粉混合物。

2.根据权利要求1所述的热一次风与风粉混合物换热系统，其特征在于，所述磨煤机连接有对其给煤的给粉设备，给粉设备的进口端通过管路连通有原煤仓。

3.根据权利要求1所述的热一次风与风粉混合物换热系统，其特征在于，所述炉膛与空预器之间连接有热二次风道和烟道。

4.根据权利要求1所述的热一次风与风粉混合物换热系统，其特征在于，该换热系统还包括：

热一次风旁路风道，所述热一次风旁路风道的一端与磨煤机的入风口连通，另一端与空预器的冷一次风入风口连通。

5.根据权利要求1所述的热一次风与风粉混合物换热系统，其特征在于，所述风温调节换热器和粉管加热器之间连接有循环工质管路且循环工质管路中流动有循环工质，且循环工质管路上设有加压泵。

6.根据权利要求5所述的热一次风与风粉混合物换热系统，其特征在于，所述循环工质管路中循环工质由风温调节换热器流向粉管加热器的管段上设有第一阀门，且第一阀门并联有辅助旁路，辅助旁路上设有辅助热源加热器和第二阀门。

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