CN201293335Y - 一种中储式烟煤锅炉防爆处理所专用的系统 - Google Patents

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吴景兴
邹天舒
冷杰
张永兴
王文生
蒋翀
徐宪斌
梁明文
苏东
刘学增
吴炬
袁德权
李彦龙
宋大勇
高吉录
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Abstract

本实用新型属于发电安全的技术领域,特别是涉及一种在掺烧褐煤的中储式煤粉锅炉上的防爆处理方法及所专用的系统。该系统包括烟煤锅炉、及与该锅炉连接的制粉系统,制粉系统包括给煤机、磨煤机、粗粉分离器、细粉分离器、粉仓、给粉机、排粉机及与它们相连接的管路,其特征在于:在煤烟锅炉的尾部烟道转向室处通过管路与磨煤机的入口相连接;在煤烟锅炉尾部烟道转向室的包墙管过热器处分别插入管路连接到磨煤机的入口处。本实用新型的目的在于解决中储式烟煤锅炉如何有效防爆这方面所存在的问题。

Description

一种中储式烟煤锅炉防爆处理所专用的系统
一、 技术领域:本实用新型属于发电安全的技术领域,特别是涉及一种在 掺烧褐煤的中储式煤粉锅炉上的防爆处理专用系统。
二、 背景技术:在东北地区近60000MW火电容量中,76%为烟煤锅炉, 烟煤锅炉中70%采用中间储仓式制粉系统。东北地区烟煤的挥发分较高,因此, 制粉系统防爆一直是困扰电厂安全运行的技术难题。近年来,东北地区由于烟 煤资源逐渐枯竭和煤炭用量迅猛增加,使得一些机组不得不掺烧蕴藏丰富且价 格较低的褐煤。由于褐煤挥发分较烟煤更高,更易燃易爆,少量掺烧已造成多 台制粉系统发生爆炸,而煤炭市场又决定了必须大量掺烧。
我国燃煤主要以烟煤为主,烟煤挥发分一般为20%〜40°/。之间,而东北地 区烟煤,挥发分均接近40%,甚至个别地区超过40%,属极易爆炸煤种。制 粉系统爆炸严重影响机组安全经济运行,直接威胁发电企业安全生产。据统计 高挥发分烟煤制粉系统爆炸占锅炉各种事故约20%;在阜新发电厂02号锅炉 制粉系统严重爆炸的调査发现,该制粉系统一般每年至少发生1次严重爆炸事 故。
运行过程中,无论中储式烟煤锅炉还是直吹式烟煤锅炉都经常发生爆炸, 尤其是磨制高挥发分烟煤中储式制粉系统更为突出,因为该类型制粉系统设备 繁多、结构特殊、管路复杂,不可避免的存在积粉部位和流动死区,以及由此 引发的阴燃。而且制粉系统大多没有有效的防爆措施,按传统措施装设的防爆 门也为被动措施,仅能一定程度降低爆炸后造成的损失,并不能有效防止爆炸 的发生。根据中南电力设计院的调査,制粉系统爆炸部位以粗、细粉分离器及 磨煤机入口居多。因此中储式制粉系统一直存在着爆炸的隐患,成为长期困扰 电厂安全运行的技术难题。由于制粉系统爆炸具有随机性、突发性以及不可控 等特点,危害极大, 一旦发生容易造成设备的损坏以及非计划停机事故,甚至 人身伤亡事故。因此,中储式烟煤锅炉如何有效防爆成为日益突出和亟待解决 的课题。三、 发明内容:
1、 发明目的:本实用新型提供一种烟煤锅炉防爆处理方法及所专用的系 统,其目的在于解决中储式烟煤锅炉如何有效防爆这方面所存在的问题。
2、 技术方案:本实用新型是通过以下技术方案来实现的: 一种中储式烟煤锅炉防爆处理所专用的系统,该系统包括烟煤锅炉、及与
该锅炉连接的制粉系统,制粉系统包括给煤机、磨煤机、粗粉分离器、细粉分 离器、粉仓、给粉机、排粉机及与它们相连接的管路,其特征在于:在煤烟锅 炉的尾部烟道转向室处通过管路与磨煤机的入口相连接。
在煤烟锅炉尾部烟道转向室的包墙管过热器处分别插入两条管路连接到 磨煤机的入口处。
3、 优点及效果:该项技术首次提出了控制制粉系统末端氧量不大于16% 的技术指标,确定了加入惰性气体防止制粉系统爆炸的关键参数,对制粉系统 防爆具有普遍指导意义。该项技术不仅解决了中储式制粉系统磨制褐煤时的防 爆、干燥出力不足的问题,而且解决了中储式制粉系统长期存在的防爆问题, 杜绝了制粉系统爆炸造成的人身伤害事故和重大设备损坏,安全意义十分重 大,社会效益显著。
四、 附图说明:
图1为本实用新型烟煤锅炉主要结构示意图及其在平衡通风时烟风道各 部位正负压分布图;
图2为本实用新型主要结构示意图;
图3为原烟煤锅炉及制粉系统的主要结构示意图;
图4为本实用新型抽取位置的示意图。
五、 具体实施方式:
下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明,但不因具体的实施例 限制本实用新型。
国内、外有从锅炉炉膛以及引风机出口抽取炉烟加入制粉系统的例子,锅 炉炉烟按其工艺流程分为高温炉烟、中温炉烟和低温炉烟。通常高温炉烟取自 炉膛,冷炉烟(即低温炉烟)取自引风机出口。高温炉烟具有高温、低氧的特点,因其温度在100(TC左右,干燥能力过强,若加入制粉系统受钢球磨煤机 出口温度的限制,无法满足防爆要求,主要是增加制粉系统干燥能力。冷炉烟 温约为14(TC,由于尾部烟道设备较多、漏风较大,具有低温、高氧的特点, 其干燥能力有限。而且冷炉烟必须依靠冷烟风机抽取才能实现,需增加动力设 备,实施较复杂,冷炉烟主要作用是调整制粉系统干燥剂温度。因此,上述两 种技术均无法应用。
煤粉爆炸的基本条件是存在煤粉、 一定的煤粉浓度和氧气浓度、足够的点 火能量。制粉系统存在煤粉,其煤粉浓度均处于易爆范围,而且设备繁多、结 构特殊、管路复杂,不可避免的存在积粉部位和流动死区,以及由此引发的阴 燃。因此,若有效消除制粉系统爆炸条件,只有在制粉系统中掺入惰化介质, 大幅度降低氧气浓度,使氧浓度降低至煤粉空气混合物不能点燃的条件,通过 大量的试验证明:降低制粉系统末端氧量水平不超过17%,以此能够提高制粉 系统的防爆能力。通过反复的测算,我们发现在烟煤锅炉平衡通风时烟风道各 部位正负压分布情况,如图1所示。这样,本实用新型提出了屮储式烟煤锅炉 以抽取中温炉烟作为干燥介质的技术路线,不需要外部的抽取动力,既解决了 制粉系统防爆的技术难题,又保证了制粉系统的干燥出力要求。其工作原理就 是利用磨煤机入口和抽取点之间的压差,将约为50(TC的中温炉烟从转向室处 抽出送入磨煤机,改变制粉系统内部的工作介质和成分,增加惰性气体含量, 降低制粉系统末端氧量水平不超过17%,以此提高制粉系统的防爆能力。
增加中温炉烟系统,不用新增动力设备就能实现中温炉烟的抽取,系统简 单,改造工作量少。
具体的措施步骤为:
1、防爆标准的制定:
按DL/T5145-2002《火力发电厂煤和制粉系统防爆设计技术规程》中有关 按惰性气氛设计的标准为14%,但根据相关试验结果,对于霍林河褐煤,当风 扇磨制粉系统末端氧量低于16%时,任何条件下不发生爆炸。烟煤由于爆炸等 级低于褐煤,因此,可适当提高制粉系统终端氧量水平,以17%为宜。但考虑到烟煤锅炉搀烧褐煤,混煤的防爆应按混煤中的易爆煤种选择,因此制粉系统
末端氧量按褐煤选取为不大于16%。
2、 混煤煤粉水分的选取:
煤粉水分的选取非常关键,干燥介质确定之后,它直接影响制粉系统干燥 能力,由于褐煤本身水分难以确定,因此,综合了其它电厂掺烧褐煤试验的数 据,将混煤煤粉水分选为6%左右。
3、 抽取位置的选取:
电站锅炉普遍采用平衡通风方式,烟风通道系统原则性示意图见图1。
图1中的上部分是烟煤锅炉的主要结构示意图,下部分相对应的点为正负压 分布图。标注l为燃烧器,2是炉膛,3是过热器和在热器,4是省煤器,5是空 气预热器,6是送风机,7是除尘器,8是引风机,9是烟囱,19是转向室。标注 a、 b……p分别是煤烟锅炉中某些点位的正负压值。
由图l可以看出,锅炉各部位正负压有很大区别,而且各个受热面的烟气温 度也有很大区别,因此,烟气参数的选取直接影响制粉系统改造的效果,对烟气 参数应全面考虑,同时具备以下条件:
(1) 抽取位置的烟气压力尽可能高。由于利用磨煤机入口负压与抽取位置 之间形成的压差抽取烟气,压差必须足以克服系统中的阻力抽取足够的烟气量, 抽取位置负压应远小于磨煤机入口负压。
(2) 含02量尽可能低。抽取位置的02量必须满足制粉系统防爆要求,越低
防爆效果越佳。
(3) 抽取位置的烟温必须适中。抽取位置烟气应具有合适的温度,以满 足制粉系统干燥要求。
经过计算分析,发现唯有尾部烟道转向室处烟气参数满足上述条件,因 此,把转向室处作为抽取中温炉烟的地点。具体见图2。
图2是烟煤锅炉的部分结构与制粉系统的连接关系示意图。图中的标注 IO为给煤机,ll是粗粉分离器,12是磨煤机,13是排粉机,14是细粉分离器,15是粉仓,16是给粉机,17是二次风管路,18是燃烧器,19是转向室, 20是磨煤机入口。
图3是没有采用本技术的烟煤锅炉的部分结构与制粉系统的连接关系示 意图。在转向室处没有任何设备或手段抽取中温炉烟进行对制粉系统处理防 爆和干燥等方面的措施。
中温炉烟的温度在炉体平稳运行后一般为50(TC左右,但中温炉烟的温度 在400〜600'C、含氧量按体积计低于16%,就可以实现本实用新型目的,中 温炉烟的温度在480〜53(TC为最佳,既能满足干燥和出力的需要,又能实现 在任何情况下避免爆炸的危险。
图4是抽取位置的示意图,如果在煤烟锅炉尾部烟道转向室的包墙管过热器 处分别插入两条管路连接到磨煤机的入口处,能够满足制粉系统中掺入惰化介质 的供应量,有效降低氧浓度,达到防爆的目的。图中标注22为包墙管过热器, 23是抽烟口, 24是烟气流动的方向,25是管路,26是关断门,27是调节门。
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Claims (2)

1、一种中储式烟煤锅炉防爆处理所专用的系统,该系统包括烟煤锅炉、及与该锅炉连接的制粉系统,制粉系统包括给煤机、磨煤机、粗粉分离器、细粉分离器、粉仓、给粉机、排粉机及与它们相连接的管路,其特征在于:在煤烟锅炉的尾部烟道转向室处通过管路与磨煤机的入口相连接。
2、 根据权利要求1所述的中储式烟煤锅炉防爆处理所专用的系统,其特 征在于:在煤烟锅炉尾部烟道转向室的包墙管过热器处分别插入两条管路连接 到磨煤机的入口处。
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