CN117109023A - 细粉分离输送装置、锅炉制粉单元及锅炉系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及锅炉技术领域，提供一种细粉分离输送装置、锅炉制粉单元及锅炉系统，其中，细粉分离输送装置包括：细粉分离部，包括壁部、由壁部围合形成的第一腔体与第一腔体连通的第一出口及第二出口，第一腔体用于接收气固混合物并将气固混合物分离得到乏气和细粉，第一出口用于输出细粉，第二出口用于输出乏气；细粉输送部，与细粉分离部连接，细粉输送部包括相互连通的第一管道和第二管道，第一管道通过第一出口与细粉分离部连通，用于接收细粉，并使细粉与第一气流混合得到匀流风粉混合物；第二管道用于接收匀流风粉混合物，并使匀流风粉混合物与第二气流汇合并被第二气流推送至待燃点。细粉分离输送装置可以提高锅炉运行的安全性和稳定性。

Description

细粉分离输送装置、锅炉制粉单元及锅炉系统

技术领域

本申请涉及锅炉技术领域，具体涉及一种细粉分离输送装置、锅炉制粉单元及锅炉系统。

背景技术

在燃煤锅炉技术领域中，通常采用制粉系统先对煤炭进行破碎筛分获得煤粉，再将煤粉送入锅炉进行燃烧。燃煤锅炉中需要确保煤粉能够连续、均匀和稳定的进行输送，才能使锅炉稳定持续燃烧。

现有技术中的锅炉系统，尤其是使用直吹式制粉单元的锅炉系统，由于风和粉不能均匀混合，导致煤粉流量均匀性较差，从而造成燃烧火焰波动较大，影响锅炉运行的稳定性和安全性。

发明内容

鉴于此，本申请实施例提供一种细粉分离输送装置、锅炉制粉单元及锅炉系统，以提高风粉混合的均匀性。

第一方面，本申请实施例提供一种细粉分离输送装置，包括：细粉分离部，包括壁部、由壁部围合形成的第一腔体与第一腔体连通的第一出口及第二出口，第一腔体用于接收气固混合物并将气固混合物分离得到乏气和细粉，第一出口用于输出细粉，第二出口用于输出乏气；细粉输送部，与细粉分离部连接，细粉输送部包括相互连通的第一管道和第二管道，第一管道通过第一出口与细粉分离部连通，用于接收细粉，并使细粉与第一气流混合得到匀流风粉混合物；第二管道用于接收匀流风粉混合物，并使匀流风粉混合物与第二气流汇合后被第二气流推送至待燃点。

根据本申请第一方面的实施例，第一管道包括相互连接的窄径段和宽径段，窄径段的径向截面面积小于宽径段的径向截面面积，以使第一气流由窄径段进入后，在宽径段与细粉混合。

根据本申请第一方面的实施例，第一管道具有第一进风口，用于引入第一气流，第二管道具有第二进风口，用于引入第二气流，第一进风口的径向截面面积小于第二进风口的径向截面面积。

根据本申请第一方面的实施例，还包括第一导气管，第一导气管连接于第二出口与第一管道和/或第二管道之间，用于将乏气导入细粉输送部以使乏气作为第一气流和/或第二气流。

根据本申请第一方面的实施例，还包括储粉部，储粉部连接于细粉分离部与第一管道之间，储粉部用于容纳细粉。

根据本申请第一方面的实施例，壁部包括底壁和侧壁，底壁具有沿自身延伸方向的第一端和第二端，第一端和第二端分别与侧壁连接，第一端距离底面的高度大于第二端距离底面的高度，底壁和/或侧壁安装有振打组件。

第二方面，本申请实施例提供一种锅炉制粉单元，包括：磨粉装置，用于对煤进行破碎获得破碎物料；粗粉分离装置，与磨粉装置连接，用于对破碎物料进行分离以获取预设粒度的细粉；上述的细粉分离输送装置，与粗粉分离装置连接，用于获取匀流风粉混合物。

根据本申请第二方面的实施例，还包括第二导气管，第二导气管连接于细粉分离输送装置的第二出口和磨粉装置之间，用于将乏气导入磨粉装置。

根据本申请第二方面的实施例，还包括乏气再热装置，乏气再热装置连接于磨粉装置和第二导气管之间，乏气再热装置用于向磨粉装置输送经过加热的乏气。

第三方面，本申请实施例提供一种锅炉系统，包括上述的细粉分离输送装置或上述的锅炉制粉单元。

与现有技术相比，本申请实施例至少具有以下有益效果：

本申请实施例提供的细粉分离输送装置通过细粉分离部将不均匀的气固混合物进行分离得到细粉和乏气，再使细粉在第一管道中与第一气流进行混合，由于第一气流更易控制，可以实现细粉与第一气流的混合，得到均匀的匀流风粉混合物，均匀的匀流风粉混合物在第二通道被第二气流被推送至待燃点。通过第一管道、第二管道与细粉分离单元的配合，可以实现风和细粉均匀混合，从而向锅炉输送均匀的煤粉，降低了燃烧火焰的波动，保证了锅炉运行的安全性和稳定性。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1为本申请提供的细粉分离输送装置的结构示意图。

图2为本申请提供的一种细粉分离部的结构示意图。

图3为本申请提供的第一导气管的结构示意图。

图4为本申请提供的锅炉制粉单元的连接关系示意图。

附图标记：

10、磨粉装置；20、粗粉分离装置；30、细粉分离输送装置；40、乏气再热装置；60、待燃点；

31、细粉分离部；311、壁部；312、第一腔体；313、第一出口；314、第二出口；315、侧壁；316、底壁；317、第一入口；318、振打组件；32、细粉输送部；321、第一管道；321a、窄径段；321b、宽径段；322、第一进风口；323、第二管道；324、第二进风口；325、出料口；33、储粉部；34、第一导气管；341、第二入口；342、第三出口；343、第四出口；

通过上述附图，已示出本申请明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。

具体实施方式

为了使本申请的申请目的、技术方案和有益技术效果更加清晰，以下结合实施例对本申请进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的实施例仅仅是为了解释本申请，并非为了限定本申请。

需要注意的是，除非另有说明，本申请实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本申请实施例所属领域技术人员所理解的通常意义。

在本申请实施例的描述中，技术术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”

“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，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申请实施例的限制。

此外，技术术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，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或两个元件的相互作用关系。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申请实施例中的具体含义。

在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“以上”、“以下”为包含本数，“一种或多种”中的“多种”的含义是两种及其两种以上。

燃煤锅炉中需要确保煤粉能够连续、均匀和稳定的进行输送，才能使锅炉稳定持续燃烧。

本申请的发明人注意到锅炉系统中由于风和细粉的混合均匀性差，造成燃烧火焰波动较大，尤其是在直吹式制粉单元中，因煤粉分离器出口与燃烧器距离短，各一次风管的煤粉流量均匀性较差，从而造成燃烧火焰波动较大，影响锅炉运行的稳定性和安全性。

为了解决上述问题，本申请实施例提供了一种细粉分离输送装置、锅炉制粉单元及锅炉，以提高风粉混合的均匀性，进而提高锅炉系统燃烧的稳定性。下面首先对本申请实施例所提供的细粉分离输送装置进行介绍。

第一方面，本申请实施例提供一种细粉分离输送装置，请参阅图1，细粉分离输送装置30包括：细粉分离部31，包括壁部311、由壁部311围合形成的第一腔体312与第一腔体312连通的第一出口313及第二出口314，第一腔体312用于接收气固混合物并将气固混合物分离得到乏气和细粉，第一出口313用于输出细粉，第二出口314用于输出乏气；细粉输送部32，与细粉分离部31连接，细粉输送部32包括相互连通的第一管道321和第二管道323，第一管道321通过第一出口313与细粉分离部31连通，用于接收细粉，并使细粉与第一气流混合得到匀流风粉混合物；第二管道323用于接收匀流风粉混合物，并使匀流风粉混合物与第二气流汇合并被第二气流推送至待燃点。

气固混合物指的是由粒度较小的细粉和空气组成的混合物，在锅炉技术领域，细粉可以是待燃物料经破碎得到的粉状固体物质，示例性地，待燃物料是煤，细粉是煤粉，气固混合物的来源可以是由磨粉装置10将待燃物料进行破碎后与一次风或乏气风混合得到的混合物，细粉分离部31的作用是使由细粉和空气组成的气固混合物进行分离，得到细粉和乏气，乏气是指不含或含有少量细粉的气流。

具体地，细粉分离部31包括壁部311、由壁部311围合形成的第一腔体312与第一腔体312连通的第一出口313及第二出口314，可以理解的是，细粉分离部31还包括与第一腔体312连通的第一入口317。气固混合物经第一入口317进入第一腔体312内部，在第一腔体312内部发生分离，示例性地，气固混合物中的细粉受重力作用向下落，经由第一出口313输出，气固混合物中的乏气由于较轻，被后续进入的气固混合物推动后经由第二出口314排出。还可以采用其他方式在第一腔体312内部发生分离，只要能实现风粉分离效果即可，本申请并不局限于此。

细粉输送部32包括相互连通的第一管道321和第二管道323，其中，第一管道321通过第一出口313与细粉分离部31连通，用于接收细粉并使细粉与第一气流均匀混合，为了避免细粉损失，第一管道321与细粉分离部31的连通位点位于在第一管道321的入口及出口之间的位置，以使细粉在第一管道321入口及出口之间的位置进入第一管道321，细粉在进入第一管道321后与第一管道321中的第一气流进行混合，第一气流可以是由引风机鼓入的空气，也可以是细粉分离部31输出的乏气，第一气流的流速更易调节，可以通过调节第一气流的流速使细粉与第一气流混合得到匀流风粉混合物，第一气流的流速较小时更有利于得到均匀的匀流风粉混合物。

第二管道323的作用是接收并推送匀流风粉混合物。第二管道323与第一管道321连通，匀流风粉混合物可以由第一管道321进入第二管道323，为了避免匀流风粉混合物损失，第二管道323与第一管道321连通的连通位点在第二管道323入口及出口之间的位置，以使匀流风粉混合物在第二管道323入口及出口之间的位置进入第二管道323，匀流风粉混合物在进入第二管道323后与第二气流汇合并被第二气流推送由出料口325输出至待燃点60，待燃点60可以是燃烧器，可以直接被推送至燃烧器，也可以经煤粉分配器分配至燃烧器。第二气流可以是由引风机鼓入的空气，也可以是细粉分离部31输出的乏气，第二气流的流速也可以调节，第二气流的流速较大时更有利于得到输送匀流风粉混合物。

本申请提供的细粉分离输送装置30通过将细粉分离部31将不均匀的风粉混合物进行分离得到细粉和乏气，再使细粉在第一管道321中与第一气流进行混合，由于第一气流更易控制，可以实现细粉与第一气流的混合，得到均匀的匀流风粉混合物，均匀的匀流风粉混合物在第二通道被第二气流被推送至待燃点。通过第一管道321和第二管道323与细粉分离单元的配合，第一气流的流速小于第二气流的流速，可以实现气流和细粉均匀混合，并可以向锅炉输送均匀的煤粉，降低了燃烧火焰的波动，保证了锅炉运行的安全性和稳定性。

在一些实施例中，第一管道321包括相互连接的窄径段321a和宽径段321b，窄径段321a的径向截面面积小于宽径段321b的径向截面面积，以使第一气流由窄径段321a进入后，在宽径段321b与细粉混合。

本申请实施例中，径向截面是与轴线垂直的截面，细粉和第一气流在宽径段321b发生混合，一方面，宽径段321b的轴向截面面积较大，能为细粉和第一气流提供充足的混合空间，有利于细粉和第一气流充分混合，另一方面第一气流由窄径段321a进入宽径段321b后流速会降低后，也利于第一气流与细粉充分混合。

在一些实施例中，第一管道321具有第一进风口322，用于引入第一气流，第二管道323具有第二进风口324，用于引入第二气流，第一进风口322的径向截面面积小于第二进风口324的径向截面面积。

本申请实施例中，径向截面是与轴线垂直的截面，第一进风口322的作用是引入第一气流，第二进风口324的作用是引入第二气流，第一进风口322的截面面积小于第二进风口324的截面面积可以在第一气流与第二气流的气源相同时，例如第一气流与第二气流均为来自细粉分离部31的乏气，使进入第一管道321的气源量小于进入第二管道323的气源量，以使第一管道321更适合均匀混合，第二管道323更适合输送。

在一些实施例中，还包括第一导气管34，第一导气管34连接于第二出口314与第一管道321和/或第二管道323之间，用于将乏气导入细粉输送部32以使乏气作为第一气流和/或第二气流。

第一导气管34可以只连接于细粉分离部31的第二出口314与第一管道321之间，以使第二出口314输出的乏气作为第一气流与落入第一管道321的细粉进行混合；第一导气管34可以只连接于细粉分离部31的第二出口314与第二管道323之间，以使第二出口314输出的乏气作为第二气流用于推送进入第二管道323的匀流风粉混合物。第一导气管34也可以同时连接于第二出口314与第一管道321之间、第二出口314与第二管道323之间，使得一部分乏气作为第一气流，一部分乏气作为第二气流，示例性地，请参阅图3，第一导气管34可以是具有中空部的管状结构体，第一导气管34在自身延伸方向上的两端具有第二入口341、第三出口342和第四出口343。第二入口341与第二出口314连接，以使乏气进入中空部，第三出口342和第四出口343中的一者与第一进风口322连接，另一者与第二进风口324连接。第一导气管34也可以是其他结构，只要能实现将乏气引入第一管道321和第二管道323即可。

在一些实施例中，还包括储粉部33，储粉部33连接于细粉分离部31与第一管道321之间，储粉部33用于容纳细粉。

储粉部33可以接收来自细粉分离部31的输出的细粉，并将细粉输送至第一管道321，储粉部可以起到暂时容纳细粉的作用，在一些实施例中，储粉部与第一管道321之间设置有闸门机构，闸门机构能够使得操作人员对储粉部中的细粉输出进行控制，当需要输送细粉时，操作人员可以通过控制阀门机构开启以实现细粉输出，当不需要进行物料输送或者发生意外需要进行停止细粉输送时，操作人员可以通过控制阀门机构关闭以停止细粉输出。

可选地，闸门机构可以是机械手控闸门，也可以是电控闸门，上述技术方案中，通过在储粉部33与第一管道321之间之间设置闸门机构，能够进一步提高锅炉系统的可控性以及安全性。

在一些实施例中，请参阅图1和图2，壁部311包括底壁316和侧壁315，底壁316具有沿自身延伸方向的第一端和第二端，第一端和第二端分别与侧壁315连接，第一端距离底面的高度大于第二端距离底面的高度，底壁316和/或侧壁315安装有振打组件318。

第一端距离底面的高度大于第二端距离底面的高度，是指在工作状态下第一端高于第二端以使底壁316设置成斜坡式结构，再配合通过振打结构代替原本的自然滑落结构，振打组件318用于通过振动方式使细粉下落，提高了细粉分离部31的运行速度，同细度下制粉单元出力度提高10％，同时通过使用振打结构，可以降低细粉分离部31的设备高度，使得设备更加紧凑，节省空间，请参阅图1和图2，振打组件318可以位于底壁316，也可以位于侧壁上靠近底壁的位置，还可以同时设置于侧壁和底壁处，振打组件318可以具有一套或多套，本申请不对此具体限定。

第二方面，请参阅图4，本申请实施例提供一种锅炉制粉单元，包括：磨粉装置10，用于对煤进行破碎获得破碎物料；粗粉分离装置20，与磨粉装置10连接，用于对破碎物料进行分离以获取预设粒度的细粉；上述的细粉分离输送装置30，与粗粉分离装置20连接，用于获取均匀风粉混合物。

磨粉装置10的作用是对煤进行破碎获得破碎物料，示例性地，磨粉装置10可以采用现有技术中的磨煤机，只要能满足破碎效果即可。煤在磨粉装置10中被破碎后，通过一次风或乏气风将破碎物料送至粗粉分离装置20。

粗粉分离装置20的作用是接收并分离破碎物料得到预设粒度的细粉，示例性地，粗粉分离装置20可以采用现有技术中的粗粉分离装置20，只需满足分离效果即可。预设粒度是指细粉粒度的与燃烧器的燃烧要求相匹配。细粉在粗粉分离装置20中完成分离输出后是细粉和一次风或乏气风形成的气固混合物。

在一些实施例中，粗粉分离装置20包括粗粉回流管，使得较大粒度的破碎物料能从粗粉回流管回到磨粉装置10继续破碎，有利于精细研磨，更易混合，使得燃烧更为充分。

细粉分离输送装置30接收到来自粗粉分离装置20的气固混合物后，通过细粉分离部31将不均匀的气固混合物进行分离得到细粉和乏气，再使细粉在第一管道321中与第一气流进行混合，由于第一气流更易控制，可以实现细粉与第一气流的混合，得到均匀的匀流风粉混合物，均匀的匀流风粉混合物在第二通道被第二气流被推送待燃。通过第一管道321和第二管道323与细粉分离单元的配合，可以实现风和细粉均匀混合，可以向锅炉输送均匀的煤粉，降低了燃烧火焰的波动，保证了锅炉运行的安全性和稳定性。

在一些实施例中，还包括第二导气管，第二导气管连接于细粉分离输送装置30的第二出口314和磨粉装置10之间，用于将乏气导入磨粉装置10。

第二导气管可以将细粉分离部31输出的乏气引入磨粉装置10，代替部分一次风。第二导气管可以是第一导气管34的分支，即第一导气管34包括至少两个支管，例如，可以是三个支管，乏气从第二入口41进入后，形成三条支路，分别向第一管道321、第二管道323、磨粉装置10同时输入乏气，可以综合利用空间，使设备更加紧凑。

在一些实施例中，还包括乏气再热装置40，乏气再热装置40连接于磨粉装置10和第二导气管之间，乏气再热装置用于向磨粉装置10输送经过加热的乏气。

乏气再热装置可以是独立插电热源，也可以与锅炉系统的烟气单元连接，有效用排出烟气的热量，减少热量损失从而达到降低能耗的作用，在锅炉系统中增加乏气再热装置40，可以对乏气进行加热，加热后的乏气进入磨粉装置10，可以减少锅炉系统燃烧时温降，有利于稳定燃烧。第三方面，本申请实施例提供一种锅炉系统，包括上述的细粉分离输送装置30或上述的锅炉制粉单元。

本申请提供的锅炉系统包括上述的细粉分离输送装置30，通过细粉分离部31将不均匀的风粉混合物进行分离得到细粉和乏气，再使细粉在第一管道321中与第一气流进行混合，可以使细粉与第一气流的混合，得到均匀的匀流风粉混合物，均匀的匀流风粉混合物在第二通道被第二气流被推送待燃。通过第一管道321和第二管道323与细粉分离单元的配合，可以实现风和细粉均匀混合，可以向锅炉输送均匀的煤粉，降低了燃烧火焰的波动，保证了锅炉系统运行的安全性和稳定性。

本申请的上述申请内容并不意欲描述本申请中的每个公开的实施方式或每种实现方式。如下描述更具体地举例说明示例性实施方式。在整篇申请中的多处，通过一系列实施例提供了指导，这些实施例可以以各种组合形式使用。在各个实例中，列举仅作为代表性组，不应解释为穷举。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种细粉分离输送装置，其特征在于，包括：

细粉分离部，包括壁部、由所述壁部围合形成的第一腔体与所述第一腔体连通的第一出口及第二出口，所述第一腔体用于接收气固混合物并将所述气固混合物分离得到乏气和细粉，所述第一出口用于输出所述细粉，所述第二出口用于输出所述乏气；

细粉输送部，与所述细粉分离部连接，所述细粉输送部包括相互连通的第一管道和第二管道，所述第一管道通过所述第一出口与所述细粉分离部连通，用于接收所述细粉，并使所述细粉与第一气流混合得到匀流风粉混合物；所述第二管道用于接收所述匀流风粉混合物，并使所述匀流风粉混合物与第二气流汇合后被所述第二气流推送至待燃点。

2.根据权利要求1所述的细粉分离输送装置，其特征在于，所述第一管道包括相互连接的窄径段和宽径段，所述窄径段的径向截面面积小于所述宽径段的径向截面面积，以使所述第一气流由所述窄径段进入后，在所述宽径段与所述细粉混合。

3.根据权利要求1所述的细粉分离输送装置，其特征在于，所述第一管道具有第一进风口，用于引入第一气流，所述第二管道具有第二进风口，用于引入第二气流，所述第一进风口的径向截面面积小于所述第二进风口的径向截面面积。

4.根据权利要求1所述的细粉分离输送装置，其特征在于，还包括第一导气管，所述第一导气管连接于所述第二出口与所述第一管道和/或第二管道之间，用于将所述乏气导入所述细粉输送部以使所述乏气作为第一气流和/或第二气流。

5.根据权利要求1所述的细粉分离输送装置，其特征在于，还包括储粉部，所述储粉部连接于所述细粉分离部与第一管道之间，所述储粉部用于容纳所述细粉。

6.根据权利要求1所述的细粉分离输送装置，其特征在于，所述壁部包括侧壁和底壁，所述底壁具有沿自身延伸方向的第一端和第二端，所述第一端和第二端分别与所述侧壁连接，所述第一端距离底面的高度大于所述第二端距离底面的高度，所述底壁和/或所述侧壁安装有振打组件。

7.一种锅炉制粉单元，其特征在于，包括：

磨粉装置，用于对煤进行破碎获得破碎物料；

粗粉分离装置，与所述磨粉装置连接，用于对所述破碎物料进行分离以获取预设粒度的细粉；

权利要求1-6任一项所述的细粉分离输送装置，与所述粗粉分离装置连接，用于获取匀流风粉混合物。

8.根据权利要求7所述的锅炉制粉单元，其特征在于，还包括第二导气管，所述第二导气管连接于所述细粉分离输送装置的所述第二出口和磨粉装置之间，用于将所述乏气导入所述磨粉装置。

9.根据权利要求8所述的锅炉制粉单元，其特征在于，还包括乏气再热装置，所述乏气再热装置连接于所述磨粉装置和所述第二导气管之间，所述乏气再热装置用于向所述磨粉装置输送经过加热的乏气。

10.一种锅炉系统，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的细粉分离输送装置或权利要求7-9任一项所述的锅炉制粉单元。