CN1205412A - 用于将干褐煤粉配量并输送进蒸汽锅炉炉膛中的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明有关一种将干褐煤粉配量并输送进蒸汽锅炉炉膛的方法,它采用气动输送技术,之前根据干燥器的要求对褐原煤作预磨碎、将褐原煤干燥至含水量低于20%、并对干褐煤作最终磨碎使其颗粒尺寸分布成在筛眼尺寸1mm的筛网上具有少于15%的残留物且在筛眼尺寸0.09mm的筛网上最多具有55%的残留物;以及有关实施该方法的装置。

Description

用于将干褐煤粉配量并输送进 蒸汽锅炉炉膛中的方法和装置

本发明有关一种如权利要求1的前序部分所述采用气动输送技术将干褐煤粉配量并输送进蒸汽锅炉炉膛中的方法以及实施该方法的一种装置。

本发明适用于对干褐煤粉作配量并输送进蒸汽锅炉炉膛，由此来实现高的配料精度和低磨损运作。

由于褐原煤具有相对高的含水量，因此在燃烧褐煤时必须采取特殊的措施。从专利文献DE 42 14496C2中已知有一种燃烧褐原煤的方法，其中从燃烧设备的高热烟气流中将其一部分的气流回吸并输送至一鼓风式磨机，在其中将潮湿的褐原煤吹干并磨碎。

另外在专利文献DE 3433313A1中也已知，为提高用非常湿的褐煤所加热的电站机组效率，在装备有煤粉喷燃器的燃烧设备之前连接有一煤干燥设备。粗破碎了的被烘干煤在一锤式磨机中被磨碎并被输送气体(优选地为去尘的、回送冷烟气)吹散在磨机中且然后被送至煤粉粉燃器中。在专利文献DE 4003499C2中对这样一种配置方式作了描述，其中干燥一步是在一用蒸汽间接加热的流化层干燥器中进行的。作为磨机可采用鼓风式磨机或锤式磨机。其它如用于干燥褐煤的干燥器在文献DE-Z，《褐煤(Braunkohle)》39(1987)第3期第46～56页上有所描述，其中蒸汽流化层干燥法最具有意义。该法中将褐原煤以较粗的颗粒用蒸汽来间接干燥。

已有的方法均具有如下缺点：

在用高热烟气所驱动的鼓风式磨机中对褐原煤的干燥和磨碎对磨碎来说要求很高的专门磨碎力。

在预干燥和在干燥器及炉膛之间接入一磨机的过程中，该磨机的中间接入限制了对燃烧设备的调节能力。

在专利文献DE 19524711A1中介绍了一种燃烧褐煤的方法来克服上述缺点，该法中在将褐原煤粉碎之后采用一种如蒸汽流化层干燥这样的特别有效的方法来干燥褐原煤并在经两级输送之后无需进一步粉碎地将其送入蒸汽锅炉喷燃器。经干燥的褐煤颗粒尺寸分布的范围为：在筛眼尺寸为1mm的筛子上残留物的比例最高为15％，优选地为4～8％。干褐煤的湿度在经干燥之后在10～18％之间，且干褐煤被在每千克输送气体输送4～8kg煤的比例下送入喷燃器。

上述现有技术的缺点是：气动输送以薄流形式进行，且因此采用少量输送气体加载、高输送速度以及高磨损量方式工作，输送管要求有大的尺寸。两级输送过程要求有大的设备场地且每一输送管要求有一配料叶轮，该配料叶轮由于是运动件易受干扰。

因此，本发明的任务是提供一种将干褐煤粉配量并输送进蒸汽锅炉炉膛中的方法，由此来实现高的配料精度和低磨损操作。

这一任务是通过根据权利要求1所述特征的一种方法以及根据权利要求8、9和10所述特征的一种装置来解决的。从属权利要求描述了本发明的优选实施形式。根据本发明的这一方法建议：为采用有效的方法将干褐煤粉进行输送和配量，把褐原煤制备成干褐煤粉，其含水量低于20％、颗粒尺寸分布为在筛眼尺寸为1mm的筛网上具有少于15％的残留物而在筛眼尺寸为0．09mm的筛网上具有最多55％的残留物，用异重流输送系统将干褐煤粉单级输送且无需运动的配料部件而是直接从一馈入容器的部分流化层输出以至少60kg煤粉／kg输送气体的输送气体加载量以及100～350kg／m³的输送流量密度经至少一根、一般为多根输送管配量并且输送至每一蒸汽锅炉喷燃器。对煤粉质量流的调节和对每一根输送管中加载的调节将在输送管中用送料气体分开进行，干褐煤粉在经干燥和磨碎之后无需再经冷却便可直接输往异重流输送系统，且为保持和调节压力、为在馈入容器中产生流化层、也是为进行输送则要使用水蒸汽或诸如烟气、氮气等高热惰性气体，其中将输送气体的温度调至高于干褐煤粉干燥后的最终温度。

本解决方案的优选实施例提供：每一输送管道向一喷嘴口混合式喷燃器并将该稠密的干褐煤粉流用含量为λ=0．8的燃烧气体经强化混合和分散将其打松并且分布在炉膛之中。此外优选的是：有多个输送管被通向一个喷燃器。用作输送气体的惰性气体可采用绝热方式不经或经部分中间冷却在约200℃温度上加以压缩。外界制备好的干褐煤粉或经冷却的干褐煤粉可被送入异重流输送系统。接着可把冷惰性气体作为输送气体来加入。对干褐煤粉的配量可在一具有任意压力值的蒸汽锅炉炉膛中进行。在调节蒸汽锅炉的功率方面，可根据蒸汽需要量并与前级工艺流程无关地来调节干褐煤粉的输送量。在采用根据权利要求8所述特征的一种装置来实现本方法方面，本发明的一个重要特点是：气动输送设备具有一异重流输送和配料设备，它具有如下部件：

-至少一个料位控制的干褐煤隔离室，它具有增压和减压气体输入用于对干褐煤粉作用于馈入容器压力值的压力平衡，还具有最大／最小料位测量和控制装置；

-一个异重流馈入容器，它具有一流化床、一在流化层中的机械均化装置、一称量装置用于物质流量测量和调节、以及一根据干褐煤粉流量额定值工作的压力测量和调节装置。

此外，根据本发明采用如图2所示的、带中心煤粉管的一喷嘴口混合式喷燃器作为干褐煤粉喷燃器。根据本发明还采用带围绕中心一次空气输送管的螺旋式煤粉输送管的一喷嘴口混合式喷燃器作为干褐煤粉喷燃器。

以下根据实施例和三张示意图来详细叙述本发明。附图中：

图1为蒸汽锅炉用干褐煤粉异重流输送和配量系统；

图2为带中心煤粉管的干褐煤粉喷嘴口混合式喷燃器；

图3为带螺旋形煤粉管的干褐煤粉喷嘴口混合式喷燃器。

图1示出用于一蒸汽锅炉的干褐煤粉异重流输送和配量系统。蒸汽锅炉的热功率应为540MW而电功率为240MW。为此要准备好提供90t／h的干褐煤，它的温度约为135℃，含水量为10％，颗粒尺寸分布在用1mm筛眼尺寸的筛子之上为4％残留物而用0．09mm筛眼尺寸的筛子之上为50％的残留物，由于直至无压力的蒸汽锅炉之前需要2bar的输送压力，因此在加压隔离室2中借助于温度约为160℃的惰性气体来将干褐煤粉压力提升至2bar。为此，隔离室2通过球旋塞同大气和馈入容器3隔开。对功率为90t／h的情况来说则需要两个加压隔离室2，它们交互地注满馈入容器3。当达到馈入容器3中的最小料位时，加压隔离室2通过压力平衡将物料排放进馈入容器3中。

在馈入容器3的下部产生一个部分流化层4，能流动的、为高热惰性气体弄松散了的干褐煤粉通过部分流化层4和蒸汽锅炉7之间以2bar的质量流相当的压差经输送管5在送入高热输送气体6之后被配量和输送进煤粉喷燃器8中。在此例示的系统中，驱动8个输送管5和8个煤粉喷燃器8。这意味着：每一根输送管5输送能力为11250kg／h干褐煤粉，每一根输送管5被供以18m³N／h的输送气体6，这样物流密度在输送管始端为300kg／m³而在输送管末端为117kg／m³。因此在输送管始端的速度为约5．3m／s而在输送管末端的速度则为约8．1m／s，其中输送管5在起始时具有一标称宽度DN50而在最后的三分之一部分则具有一标称宽度DN65。

在每一煤粉喷燃器8的喷口处，本身流动的干褐煤粉流与部分燃烧空气9(所含量为λ=0．8)进行强化混合和分散。每一煤粉喷燃器8被供给总量为51000m³N／h的一次空气14、二次空气15和三次空气17，高热输送气体16仅当需要时被送进喷燃器煤粉输入管，以提高喷燃器喷口处煤粉流的速度。

本例示异重流配量系统根据蒸汽需要量来进行调节。馈入容器3中的输送压力对应于等效的干褐煤粉流，该输送压力要被调节。输送压力在基于装置12的称量结果的基础上连续地经对干褐煤粉流量的额定和实际值作比较来进行平衡。按图2所示的煤粉喷燃器，一般被插入有中心煤粉管13，而按图3所示的煤粉喷燃器，装有螺旋形煤粉管13，在它们放置的位置上在煤粉燃烧器轴上应安装一点火喷嘴和／或一火焰监控装置。

附图标记表1干褐煤粉／产生器或制备器2加压隔离室3馈入容器4部分流化层5干褐煤输送管6输送气体7蒸汽锅炉8干褐煤粉喷燃器9送往干褐煤粉喷嘴的燃烧空气10称量装置11蒸汽锅炉炉膛12干褐煤粉13喷燃器煤粉送入管14一次空气15二次空气16输送空气17三次空气18减压气体排出装置19增压气体输入装置

Claims (10)

1．一种采用气动输送技术将干褐煤粉配量并输送进蒸汽锅炉炉膛中的方法，它包括如下步骤：

-根据干燥器的要求将褐原煤作预磨碎；

-将褐原煤干燥至含水量低于20％；

-将干褐煤作最终磨碎使之具有的颗粒尺寸分布为在筛眼尺寸1mm的筛网上其残留物少于15％质量且在筛眼尺寸0．09mm的筛网上最多具有55％质量的残留物；

其特征为：

-将干褐煤粉配量输送进蒸汽锅炉炉膛是采用一异重流输送系统在加载输送气体且每千克输送气体输送至少60kg干褐煤粉以及输送流密度为100～350kg／m³的条件下进行的；

-将馈入容器下部流化层出来的干褐煤粉配量进至少一根、通常为多根输送管中，输送管根数对应于蒸汽锅炉喷燃器数，流化层因此在其中的任务是：制造干褐煤粉的一种准流体的、易流动的且可连续输送的状态，其形式为一种载体气体-煤粉的悬浮体；

-对煤粉质量流的调节以及对每根输送管的加载是用输送气体在输送管中分开进行的；

-干褐煤粉在经干燥和磨碎后无需被冷却即可被送至异重流输送系统，并被用于保持和调节压力，用于产生馈入容器中的流化层以及运送水蒸汽或诸如烟气、氮气等高热惰性气体，其中输送气体的温度被调至高于干褐煤粉被干燥后的温度。

2．如权利要求1所述的方法，其特征为：每一输送管通向蒸汽锅炉炉膛中的一独立的喷嘴口混合式喷燃器，经属于喷燃器的燃烧气体通道将高速一次空气和经扭转的二次空气直至到达一约为λ=0．8的空气消耗量指数的程度送进喷燃器，该空气通过强化混合和分散将干褐煤粉打松并分布于炉膛之中。

3．如权利要求1和2所述的方法，其特征为：多根输送管可被导向一个喷燃器。

4．如权利要求1～3所述的方法，其特征为：用作输送气体的惰性气体被绝热地、亦即无需中间冷却或采用部分中间冷却地在约200℃的温度上被压缩。

5．如权利要求1～4所述的方法，其特征为：外部制备好的干褐煤粉或冷却了的干褐煤粉被送进异重流输送系统；一种冷惰性气体被用作输送气体。

6．如权利要求1～5所述的方法，其特征为：对干褐煤粉的配量是在具任意压力值的蒸汽锅炉炉膛中进行的。

7．如权利要求1和5所述的方法，其特征为：作为对蒸汽锅炉功率的调节，干褐煤粉量的输入是根据蒸汽需要量且独立于前级工艺流程被调节的。

8．实施如权利要求1～7所述方法的装置，其特征为：气动输送设备具有带下述部件的一异重流输送和配量设备：

-至少一个物位控制的干褐煤隔离室，它具有增压和减压气体输入装置用于对干褐煤粉作用于馈入容器压力值的压力平衡，还具有最大／最小物位测量和控制装置；

-一个异重流馈入容器，它具有一流化床、一在流化层中的机械均化装置、一用于物质流量测量和调节的称量装置、以及一根据干褐煤粉流量额定值工作的压力测量和调节装置。

9．实现如权利要求1～7所述方法的干褐煤粉喷燃器，其特征为：采用带中心煤粉输送管的一喷嘴口混合式喷燃器作为干褐煤粉喷燃器。

10．实现如权利要求1～7所述方法的干褐煤粉喷燃器，其特征为：采用带围绕中心一次空气输送管的螺旋式煤粉输送管的一喷嘴口混合式喷燃器作为干褐煤粉喷燃器。

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