CN1311194C - 冷态制粉方法及燃煤电站锅炉冷态制粉装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种燃煤电站锅炉的冷态制粉方法，该方法包括，在至少具有磨煤机、用于向磨煤机供送热空气的送风管道和将所述磨煤机内的煤粉送入锅炉的送煤管道的燃煤制粉装置中，利用热空气，通过送风管道对磨煤机内的煤质材料进行加热，以磨制出达到锅炉燃烧所需要求的煤粉的步骤，该方法还包括在锅炉处于冷态时，采用蒸汽加热器对送风管道内的气流进行加热的步骤。本发明还提供一种燃煤电站锅炉冷态制粉装置，该装置包括磨煤机、用于向磨煤机提供热空气的送风管道和将磨煤机内的煤粉送入锅炉的送煤管道，在所述的送风管道上安装有蒸汽加热器。本发明可节省大量燃油，同时，无需等待冷态的锅炉加热，就能迅速地使磨煤机开始工作，在较短时间内磨制煤粉。
Description
技术领域
本发明涉及一种制粉方法及制粉装置，更具体地涉及一种在燃煤电站锅炉冷态下制取煤粉的方法和装置。
背景技术
现有的燃煤火力发电机组占全国总装机发电容量的70％以上，每台燃煤机组由锅炉、汽轮机和发电机三部分组成。现有的电站锅炉一般都采用燃煤方式，需要把原煤磨制成很小的粉状颗粒，即煤粉，通过空气将其吹入炉膛内悬浮燃烧。因此，电站锅炉都配备有相应的燃煤制粉装置，用于生产锅炉燃烧所需要粒度、温度和干湿度的合格煤粉。
磨煤机一般对送入磨煤机内磨制的煤有粒度、温度及干湿度方面的要求。为了获得所需粒度、温度和干湿度的合格煤粉，在锅炉燃烧的启动阶段，一般大型的火力发电厂先利用燃油(柴油、重油等)燃烧来对锅炉进行加热，并利用由此被加热锅炉的余热，通过连接锅炉与磨煤机的送风管道，将通过加热锅炉获取的热空气送入磨煤机以通过磨煤机磨制出锅炉燃烧所需的所述合格煤粉，再将磨出的煤粉送入锅炉燃烧室，以代替燃油燃烧。然而，这个过程要消耗大量的燃油。原因是，在磨煤机入口的风温到达一定的温度(随煤种不同，该温度也不相同，一般在150℃-200℃)时，才可以启动磨煤机，在这之前，要在磨煤机内进行燃煤的加热干燥，同时磨制出达到温度、粒度和干湿度等要求的合格煤粉，并通过送煤管道将合格的煤粉输送到锅炉内进行燃烧，从而通过在锅炉内燃烧煤粉来代替燃油的燃烧。
特别是，在实际情况中，因为电厂的锅炉体积十分庞大，加热锅炉，使磨煤用的空气被加热到一定的程度需要耗费较长的时间。火力发电厂采用的燃煤电站锅炉，从锅炉点火，到磨煤机开始制粉，随着机组容量、结构的不同，以及锅炉结构型式和磨煤机工作方式的不同，所需时间也不同，一般需4-10小时；在机组启动试运行阶段、机组大小修后启动时，所需时间更长，常达20-70小时，在此期间，锅炉只靠烧油运行，要消耗极大的燃油量。
因此，迫切需要一种节约能源、节省时间，降低成本的制粉装置及制粉方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够节约能源、缩短锅炉启动和磨煤时间、降低成本的燃煤电站锅炉冷态制粉方法及冷态制粉装置。
根据本发明的一个方面，为实现本发明的目，提供一种燃煤电站锅炉的冷态制粉方法，其包括，在至少具有磨煤机、用于向磨煤机供送热空气的送风管道和将所述磨煤机内的煤粉送入锅炉的送煤管道的燃煤制粉装置中，利用热空气，通过送风管道对磨煤机内的煤质材料进行加热以使磨制出的煤粉达到锅炉燃烧所需要求的步骤，该方法还包括在锅炉处于冷态时，采用蒸汽加热器对所述的送风管道内的气流进行加热的步骤。
在锅炉未燃烧或点燃燃烧的初期，锅炉处于冷态，此时靠锅炉加热的磨煤用的空气的温度是不足以加热和干燥磨煤机内的原煤的，根据本发明，若在锅炉处于冷态时就启动所述的蒸汽加热器，则通过送风管道送向磨煤机的空气在进入磨煤机之前经过所述的蒸汽加热器而被加热，从而使进入磨煤机的空气的温度满足加热和干燥原煤的要求，能够尽早地磨制出锅炉燃烧所需的合格煤粉。以此方法，可节省通常点燃锅炉所需的大量燃油，同时，无需等待将冷态的锅炉加热，就能迅速地使磨煤机开始工作，以在较短时间内用煤粉燃烧锅炉。
如上所述的冷态制粉方法，其中将所述的送风管道的远离磨煤机的一端与锅炉连接以在所述锅炉处于非冷态时，由锅炉自身向送风管道提供热空气。
在锅炉与磨煤机之间形成环路，由锅炉向磨煤机提供干燥煤用的空气，而由磨煤机向锅炉提供燃烧用的煤。
如上所述的冷态制粉方法，其中将所述的蒸汽加热器分成数排加热管，并在所述的加热管上开设有导入和导出蒸汽的开口，由此，将蒸汽通入所述的加热管，通过对加热管的加热对送风管道内的空气进行加热。
将蒸汽加热器分成数排加热管可以增大加热管与通过蒸汽加热器的空气的接触面积，使空气的加热更加充分，更易于快速地提高进入磨煤机的空气的温度。
如上所述的冷态制粉方法，还包括下述步骤，在所述的送风管道上开设有将冷风导入其中的可开关的冷风入口，以在需要调节时，打开所述的冷风入口通过所述的冷风入口送入冷风，以对送风管道内空气的温度和/或湿度进行调节。
如上所述的冷态制粉方法，其中在所述的送入冷风的步骤中，还包括控制冷风入口大小，以控制冷风进风量的步骤。
当通入磨煤机的空气温度过高从而需要调节时，可以打开所述的冷风入口送入冷风，以调节空气的温度；并且可以调节所述的冷风入口的打开的大小程度来调节通入的冷风流量的大小，从而更为准确地控制进入磨煤机的空气温度和/或湿度。
根据本发明的另一方面，本发明还提供一种燃煤电站锅炉冷态制粉装置，该装置包括磨煤机、用于向磨煤机供送热空气的送风管道和将磨煤机内的煤粉送入锅炉的送煤管道，在所述的送风管道上安装有蒸汽加热器。
当锅炉内的温度较低，磨煤用的空气的温度不能干燥煤质材料时，例如原煤，或者当锅炉还处于冷态时，利用蒸汽加热器加热，这样磨煤用的空气在通过送风管道进入磨煤机之前先经过蒸汽加热器，被蒸汽加热器加热，从而使进入磨煤机中的空气温度满足干燥原煤的要求。因此磨煤机在锅炉工作的初期就能开始工作，磨制所需的合格煤粉尽早地代替燃油燃烧，从而节约了煤粉磨制的时间，节省了燃油的消耗。
如上所述的燃煤电站锅炉冷态制粉装置，其中所述的送风管道的远离磨煤机的一端与锅炉连接。因此在锅炉与磨煤机之间形成环路，可选择地由锅炉向磨煤机提供干燥煤用的空气，而由磨煤机向锅炉提供燃烧用的煤。例如，可在锅炉处于非冷态时，由锅炉向磨煤机提供干燥煤用的空气。
如上所述的燃煤电站锅炉冷态制粉装置，其中所述的蒸汽加热器包括加热部分和位于加热部分两侧用于与所述的送风管道连接的连接部分，所述的连接部分各自在远离加热部分的端部开有与送风管道连通的连接口。
由此，所述的蒸汽加热器便于与送风管道安装连接，并可将蒸汽加热器制成便于安装和卸除送风管道的标准单元构件。
如上所述的燃煤电站锅炉冷态制粉装置，其中所述的蒸汽加热器的加热部分具有至少一组加热元件，所述的每组加热元件都至少包括数排加热管，所述的加热管具有导入和导出蒸汽的开口，以便蒸汽在流经加热管时对加热管进行加热。
一般的，电厂有自己的蒸汽装置，通过所述的蒸汽开口连通所述的蒸汽加热器与蒸汽装置，这样就可以充分利用电厂自身的资源，而不需要另外寻找能源，提高了蒸汽的利用率，降低生产成本，有良好的经济效益。当然，设置该开口便于外接任意的蒸汽源，为此所述的制粉装置对利用的蒸汽源有较大的可选择性。
如上所述的燃煤电站锅炉冷态制粉装置，其中所述的送风管道上开有可开关的冷风入口。
如上所述的燃煤电站锅炉冷态制粉装置，其中还可以在所述的可开关的冷风入口处设有常规的用于调节所述冷风入口的开启和关闭程度从而调节冷风流量的各种调节装置。
通过设置在冷风入口处的调节装置可以控制通入冷风流量的大小，能更准确地控制通入磨煤机的空气的温度。特别是当进入磨煤机内的空气温度过高可能发生危险时，为了避免煤粉在磨煤机内燃烧，则可以通过可开关的冷风入口通入冷风，降低温度，从而避免发生危险。
综上所述，本发明提供的冷态制粉方法和制粉装置，使得磨煤机在锅炉点火初期就能开始工作，磨制煤粉。因此，与现有技术相比，大大节约了锅炉启动过程中的燃油消耗量，节约了宝贵的石油资源，另外，燃料成本大幅度降低(单位柴油的发热量约为单位燃煤的两倍，但燃油的价格(3000元/吨)却约为燃煤(200元/吨)的15倍)，经济效益显著。特别是，本发明对现有技术的改进，具有节约能源的重大意义。
附图说明
图1是表示根据本发明的燃煤电站锅炉的冷炉制粉装置的示意图；
图2是根据本发明的燃煤电站锅炉的冷炉制粉装置中所应用的蒸汽加热器的一种实施方式的示意图。
具体实施方式
下面根据附图来说明本发明的具体实施例。
图1是表示根据本发明的燃煤电站锅炉的冷炉制粉装置的一个实施例的示意图。如图1所示，冷炉制粉装置包括将磨煤用的热空气送入磨煤机3的送风管道1和将磨煤机3中的煤粉输送到锅炉内的送煤管道(送煤管道属于现有技术，此处未示出)。如图所示，根据本发明，在将磨煤用的热空气导入磨煤机3的送风管道1上装有蒸汽加热器2。图中箭头所示的方向为向磨煤机供送热空气的方向。一般在大型的火力发电厂，一台锅炉(图中未示出)可以同时配备几个磨煤机3。图1中A表示一次热风母管，用于为所有的磨煤机3提供热空气，该一次热风母管上可以连有多个一次风热风管道B，用于分别通过送风管道1为相应的一台磨煤机提供热风。为简便起见，图1中只详细示出了一台磨煤机3的冷炉制粉装置，有多台磨煤机的冷炉制粉装置的原理与此类似，所以不再赘述。当然，图1中的蒸汽加热器也可以设在送风管道中而不与锅炉连接。
如图2所示，所述的蒸汽加热器2包括加热部分21，将被加热的空气限定在其内的壳体215和位于加热部分21两侧边作为壳体215一部分的连接部分22。蒸汽加热器2由所述的连接部分22在远离加热部分的端部(图2中的左右两端)，通过所述的与送风管道连通的连接口P与图1中的送风管道1连通，与送风管道1一起形成流通磨煤用的空气的管路的一部分，如图1所示。图2中的箭头表示磨煤用的空气通过蒸汽加热器2的方向。所述的加热部分21具有至少一组加热元件213，所述的各组加热元件213是由数排加热管211组成的，图2中所示为2组加热元件213，每组加热元件有4排加热管211，该加热管211相互之间间隔一定距离。所述的加热管211两端开有可导入和导出蒸汽的开口212、214，可选择开口212、214的其中之一作为蒸汽的导入口，另一个作为导出口，开口212、214可以与例如电厂用的蒸汽装置相连通，从而使蒸汽装置中的蒸汽可以通过开口212、214进入加热管211中，使加热管211被加热，以加热进入蒸汽加热器2中的空气。所述的蒸汽可与壳体215内的被加热空气隔离。
当启动锅炉时，若通过燃油或其他燃料对锅炉进行加热，由于锅炉较大，不可能在短时间内使锅炉整体的温度升高，磨煤用的空气通过与磨煤机3连通的送风管道1进入磨煤机3中。
然而，若所述的空气在进入磨煤机3之前，先通过设置在送风管道1中的蒸汽加热器2，被其中的加热管211加热到高温，例如180℃至200℃，则可使进入磨煤机3内的热空气的温度迅速满足加热和干燥煤粉的要求。这样磨煤机3在锅炉启动的初期就可以投入运行，能较早地磨制出煤粉，从而通过与锅炉连通的送煤管道将磨制出的所要求的合格煤粉送入锅炉内代替燃油进行燃烧，能减少燃油的消耗，降低生产成本。
在实际操作中，可以通过电厂用的蒸汽装置为所述的蒸汽加热器2提供蒸汽热源，从而使蒸汽加热器2中的加热管211处于高温状态加热送风管道1中的空气以送入磨煤机使磨煤机工作。因此，提高电厂的蒸汽利用率，降低生产成本。
优选地，如图1所示，在送风管道1上可开有可开关的冷风入口4，所述的冷风入口4在不使用时为关闭状态。当经过蒸汽加热器2被加热后的空气温度过高时，可以打开冷风入口向送风管道1输送冷风以中和热量，控制温度，以免因为空气温度过高而引燃磨煤机3中的煤粉发生危险。
另外，还可以在上述的冷风入口4处设置调节开口大小的常规调节装置，通过控制冷风入口开口程度的大小来调节输送到送风管道1中的冷风的气流量。例如，冷风入口由一种转动门形成，通过调节门的转动角度来调节冷风的进入量。
为了进一步节约燃油，可以在点燃锅炉之前就利用所述的蒸汽加热器预先加热空气，并将热空气送入磨煤机，使磨煤机开始工作，以在锅炉点燃时就可以开始烧煤。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而其并非用以限定本发明，任何本领域普通技术人员，在不脱离本发明的构思和保护范围内，当可作些许的变换与修改，均应以限定和体现本发明内容的权利要求范围为准。
Claims (13)
1、一种燃煤电站锅炉的冷态制粉方法，该方法包括，在至少具有磨煤机、用于向磨煤机供送热空气的送风管道和将所述磨煤机内的煤粉送入锅炉的送煤管道的燃煤制粉装置中，利用热空气，通过送风管道对磨煤机内的煤质材料进行加热，以使磨制出的煤粉达到锅炉燃烧所要求的步骤，其特征在于，该方法还包括在锅炉处于冷态时，采用蒸汽加热器对所述的送风管道内的气流进行加热的步骤。
2、一种如权利要求1所述的冷态制粉方法，其特征在于，将所述的送风管道的远离磨煤机的一端与锅炉连接以在所述锅炉处于非冷态时，由锅炉自身向送风管道提供热空气。
3、一种如权利要求1或2所述的冷态制粉方法，其特征在于，其中将所述的蒸汽加热器分成数排加热管，并在所述的加热管上开设有导入和导出蒸汽的开口，由此，将蒸汽通入所述的加热管，并通过加热的加热管对送风管道内的空气进行加热。
4、一种如权利要求1或2所述的冷态制粉方法，其特征在于，其还包括下述步骤，在所述的送风管道上开设将冷风导入其中的可开关的冷风入口，以在需要调节时，打开所述的冷风入口并通过所述的冷风入口送入冷风。
5、一种如权利要求3所述的冷态制粉方法，其特征在于，其还包括下述步骤，在所述的送风管道上开设将冷风导入其中的可开关的冷风入口，以在需要调节时，打开所述的冷风入口并通过所述的冷风入口送入冷风。
6、一种如权利要求4所述的冷态制粉方法，其特征在于，在所述的送入冷风的步骤中，还包括控制冷风入口大小，以控制冷风进风量的步骤。
7、一种如权利要求5所述的冷态制粉方法，其特征在于，在所述的送入冷风的步骤中，还包括控制冷风入口大小，以控制冷风进风量的步骤。
8、一种燃煤电站锅炉冷态制粉装置，该装置包括磨煤机、用于向磨煤机提供热空气的送风管道和将磨煤机内的煤粉送入锅炉的送煤管道，其特征在于：在所述的送风管道上安装有蒸汽加热器。
9、如权利要求8所述的燃煤电站锅炉冷态制粉装置，其特征在于，所述的送风管道的远离磨煤机的一端与锅炉连接。
10、如权利要求8或9所述的燃煤电站锅炉冷态制粉装置，其特征在于，所述的蒸汽加热器包括加热部分和位于加热部分两侧的用于与所述的送风管道连接的连接部分，所述的连接部分在远离加热部分的端部开有与送风管道连通的连接口。
11、如权利要求8或9所述的燃煤电站锅炉冷态制粉装置，其特征在于，所述的蒸汽加热器的加热部分具有至少一组加热元件，所述的每组加热元件都至少包括数排加热管，所述的加热管具有导入和导出蒸汽的开口，以便蒸汽流经加热管时对加热管进行加热。
12、如权利要求8或9所述的燃煤电站锅炉冷态制粉装置，其特征在于，所述的送风管道上开有可开关的冷风入口。
13、如权利要求12所述的燃煤电站锅炉冷态制粉装置，其特征在于，在所述的冷风入口处设有用于调节所述冷风入口的开启和关闭程度，从而调节风量的调节装置。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C56 | Change in the name or address of the patentee |
Owner name: NORTH CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE CO., Free format text: FORMER NAME OR ADDRESS: NORTH CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE CO., LTD.; LONGYUAN ELECTRIC TECHNOLOGY CO., LTD., YANTAI |
|
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: Zhuan Zang Nan Lane 1, Fuxing gate, Beijing, zip code: 100045 Co-patentee after: YANTAI LONGYUAN POWER TECHNOLOGY Co.,Ltd. Patentee after: NORTH CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE Co.,Ltd. Address before: Zhuan Zang Nan Lane 1, Fuxing gate, Beijing, zip code: 100045 Co-patentee before: Yantai Longyuan Power Technology Co.,Ltd. Patentee before: NORTH CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE Co.,Ltd. |
|
| CX01 | Expiry of patent term | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20070418 |