CN203628687U - 中储式烟煤锅炉烟气惰化与干燥装置 - Google Patents

中储式烟煤锅炉烟气惰化与干燥装置 Download PDF

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袁德权
吴景兴
邹天舒
王力
冷杰
蒋翀
张幼明
由庆安
李宏毅
梁明文
苏东
刘学增
张振杰
王文生
高继录
李彦龙
张家维
綦明明
丛日成
徐绍宗
李含琼
李伟佳
李健
郝佳
伍志朋
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Abstract

本实用新型提供一种中储式烟煤锅炉烟气惰化与干燥装置。为了保证抽热炉烟管道的安全以及掺烧褐煤时给煤机断煤或停磨过程中制粉系统的安全运行,引入一定量的低温烟气,混入到热炉烟管道内部,降低热烟介质温度和管道壁温,同时在断煤或停磨等极端工况,能够及时将低温烟气送入制粉系统,使制粉系统终端保持惰化,降低磨煤机出口温度,保证断煤或停磨时制粉系统的安全防爆。

Description

中储式烟煤锅炉烟气惰化与干燥装置
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种中储式烟煤锅炉烟气惰化与干燥装置,是高温烟气与低温烟气混合惰化与干燥的一种新型设计技术。
背景技术
[0002] 浑江发电有限责任公司I号锅炉设计为300丽机组锅炉,燃用煤种按照设计煤种掺烧50%霍林河褐煤进行设计。自投产以来,高负荷下热炉烟烟气温度偏高,最高在640^650 0C (设计抽烟口烟温为667°C),高于管道材质(12CrIMoV)的许用温度570°C约7(T80°C,直接影响管道材质的使用寿命,无法保证设备的安全运行,为了控制管道材质的工作温度,需要降低热烟温度。另外在给煤机断煤或停磨时,制粉系统的安全运行存在隐患。针对以上问题,需要研究开发能够降低热烟气温度,同时还可保证制粉系统终端惰化,保证给煤机断煤或停磨等极端工况下制粉系统安全运行的改造方案。
发明内容
[0003] 实用新型目的:本实用新型提供了一种中储式烟煤锅炉烟气惰化与干燥装置,其目的是解决以往热烟气温度过高和制粉系统终端无法惰化所带来的给煤机断煤或停磨时制粉系统存在安全隐患的问题。
[0004] 技术方案:本实用新型是通过以下技术方案来实现的:
[0005] 中储式烟煤锅炉烟气惰化与干燥装置,包括引风机和热炉烟管道,其特征在于:在引风机的出口处引出低温冷炉烟管道至增压风机入风口,从增压风机出风口引出低温冷炉烟管道至热炉烟管道。
[0006] 与热炉烟管道连接`的低温冷炉烟管道深入到热炉烟管道内部平均150mm处或使冷炉烟管道中心插入到热炉烟管道中心部分。
[0007] 低温冷炉烟管道深入热炉烟管道内的出口处设置有十字扁钢。
[0008] 低温冷炉烟管道伸进热炉烟管道内的方向与热炉烟管道内热炉烟方向一致。
[0009] 低温冷炉烟管道与热炉烟管道的连接处设置有5_间隙,在该间隙的外部密闭的设置有内部填满耐火密封胶泥的密封构件,耐火密封胶泥填满该5mm间隙。
[0010] 优点及效果:
[0011] 本实用新型提供一种中储式烟煤锅炉烟气惰化与干燥装置。为了保证抽热炉烟管道的安全以及掺烧褐煤时给煤机断煤或停磨过程中制粉系统的安全运行,引入一定量的低温烟气,混入到热炉烟管道内部,降低热烟介质温度和管道壁温,同时在断煤或停磨等极端工况,能够及时将低温烟气送入制粉系统,使制粉系统终端保持惰化,降低磨煤机出口温度,保证断煤或停磨时制粉系统的安全防爆。
[0012] 附图说明:
[0013] 图1为本实用新型的整体结构示意图;
[0014] 图2为本实用新型的低温冷炉烟管道与热炉烟管道的连接处示意图;[0015] 图3为本实用新型的低温冷炉烟管道出口处的示意图,也就是图2的B-B剖视图;
[0016] 图4为管道连接固定件示意图,也是图2的A —A剖视图;
[0017] 图5为冷炉烟管道俯视布置图;
[0018] 图6为54m处冷炉烟管道平面布置图。
[0019] 具体实施方式:下面结合附图对本实用新型做进一步的描述:
[0020] 如图1所示,本实用新型提供一种中储式烟煤锅炉烟气惰化与干燥装置,该装置利用增压风机3从引风机I出口抽取低温冷炉烟送入热炉烟管道2。图中5为烟囱,6为低温过热器,7为抽烟口,8为烟气,9为转向室,箭头F处为氧气=6-9%,温度为=140°C ^150°C。
[0021] 从引风机出口抽取烟温在140°C ~150°C,烟气含氧量在6%~9%的低温冷炉烟送入热炉烟管道。
[0022] BMCR工况下抽取约19000mVh的低温烟气混入到650°C的热炉烟中将热炉烟烟气温度降低80°C,热炉烟管道壁温控制在570°C以下。引风机出口静压在_300Pa~-500Pa,热炉烟抽烟口静压为_170Pa。冷炉烟出口流动方向与热炉烟流动方向一致,使低温烟气流速不低于热烟气流速。
[0023] 实施上述方法所专用的中储式烟煤锅炉烟气惰化与干燥装置,包括引风机和热炉烟管道,在引风机的出口处引出低温冷炉烟管道至增压风机入风口,从增压风机出风口引出低温冷炉烟管4道至热炉烟管道。与热炉烟管道连接的低温冷炉烟管道深入到热炉烟管道内部平均150mm处或使冷炉烟管道中心插入到热炉烟管道中心部分。低温冷炉烟管道深入热炉烟管道内的出口处设置有十字扁钢3 3 3。低温冷炉烟管道伸进热炉烟管道内的方向与热炉烟管道内热炉烟方向一致。
`[0024] 低温冷炉烟管道与热炉烟管道的连接处设置有5mm间隙J,也就是说低温冷炉烟管道与热炉烟管道之间不直接接触,在该间隙的外部密闭的设置有内部填满耐火密封胶泥的密封构件I I I,密封构件I I I密封该5mm间隙,留有间隙的目的是防止高温管道与低温管道焊接成一体,因温差产生焊口拉裂、管道变形,直接影响烟气惰化与干燥系统的投入。图中的2 2 2为膨胀节。图2中的箭头为热炉烟。图4中的4 4 4为加强板,5 5 5为与热炉烟管道满焊(含对边)
[0025] 下面对本实用新型做详细的说明:
[0026] 从图1可以看到,从引风机出口抽取冷炉烟送入热炉烟管道内,引风机出口烟温最高在140°C~150°C,烟气含氧量在6%~9%,经过计算得知,BMCR工况下抽取约19000mVh的低温烟气混入到650°C的热炉烟中后可将热炉烟烟气温度降低80°C左右,热炉烟管道壁温可以控制在570°C以下,同时热炉烟烟气含氧量上升幅度较小,制粉系统终端含氧量仍然能够维持较低水平,在制粉系统断煤和停磨时通过加入冷炉烟可以维持较低的磨煤机出口温度和终端氧量水平,有效防止制粉系统发生爆炸等事故。
[0027] 引风机出口静压在_300Pa~_500Pa左右,热炉烟抽烟口静压为_170Pa左右,为了保证所需要的低温烟气量,仍然需要增设增压风机以克服管道阻力。低温炉烟通过增压风机送入热炉烟抽吸口附近部位,达到小幅降低热烟气温度进而降低热炉烟管道壁温的目的。
[0028] 为保证热炉烟管道安全运行,电厂计划将该段材质更换为高温耐热钢0Cr25Ni20。设计方案中与热炉烟管道连接的约5米冷炉烟管道材质选用与热炉烟管道材质相同,其他冷炉烟管道选用Q235-A。连接时冷炉烟管道深入到热炉烟管道内部平均约150mm,且设计冷炉烟管道中心基本插入到热炉烟管道中心部分时效果最好,冷炉烟出口流动方向设计与热炉烟流动方向基本一致,并使低温烟气流速略高于热烟气流速,尽可能减小对热烟气产生的阻力,同时在冷炉烟管道出口截面焊接十字扁钢,增加对冷烟气的扰动使之能够迅速与热烟气混合。热炉烟管道与冷炉烟管道外壁留出宽约5_间隙,四周分别与热炉烟管道和冷炉烟管道焊接高约200_的密闭空间,内部填满耐火密封胶泥密封,防止产生漏风。实际设计方案见图2。
[0029] 冷炉烟管道截面积占热炉烟管道截面积较小,在8%左右,通过合理设计,在混合点附近区域基本不会产生温度梯度变化较大而导致管道受热不均等问题。
[0030] 改造设计计算
[0031] 主要参数选取
[0032] 煤质的选取选取设计煤质掺烧50%褐煤进行改造计算。
[0033] 烟温的选取在300MW机组负荷下,热炉烟气温度平均为645°C左右,引风机出口烟气温度平均在140°C左右,因此烟温分别选取645°C和140°C进行计算。
[0034] 风温的选取额定负荷时预热器出口热二次风温度设计值为332°C,实际运行中热一次风温度在320°C左右,因此热风温度选取320°C进行计算。
[0035] 管材的选取实测抽取点处冷炉烟温度最高在14(T145°C,因此选取普通碳素钢Q235-A作为炉烟管道材质。
[0036] 抽取点氧量选取在300丽机组负荷时,实测引风机出口氧量平均值为6.9%左右,因此抽取点氧量选取6.9%进行计算。
[0037] 煤粉水分的选取煤粉水分的选取直接影响制粉系统的干燥能力,若煤粉水分选取过高,实际运行中可能会出现干燥出力不足的问题。为合理选取煤粉水分,参考该厂锅炉掺烧褐煤改造后的试验数据,煤粉水分选取8%。
[0038] 磨煤机出力选取《火力发电厂制粉系统设计计算技术规定》中规定,磨煤机的计算出力应该有备用裕量,按照校核煤种计算时,磨煤机计算总出力应不小于锅炉最大连续蒸发量时的燃料消耗量。
[0039] 制粉系统终端温度《火力发电厂制粉系统设计计算技术规定》规定,制粉系统的终端温度t2应不高于设备(磨煤机)轴承允许的温度和防爆要求的温度,但应高于干燥剂中水蒸汽的露点tdp。这是因为制粉系统终端温度降低时,煤粉容易发生结露,在制粉系统设备和部件上粘结,给制粉系统运行带来安全隐患。初步确定按照t2为60°C进行计算,依据求出的tdp进行校核,至少应使tdp ( (t2-5 ) V。
[0040] 热炉烟占干燥剂质量份额约为18.1%,冷炉烟占干燥剂质量份额约为3.5%,需要抽取实际工况下冷炉烟量约为18355m3/h,可将热炉烟温降低到563°C,烟温下降幅度为82°C,改造后基本不影响制粉系统的干燥出力,此时制粉系统终端含氧量为15.3%,满足制粉系统的安全防爆要求。
[0041] 应用情况
[0042] 通过上述技术措施,圆满解决了中储式制粉系统烟煤锅炉施工中的关键技术难题,锅炉主、再热蒸汽参数正常,中温烟气管道未出现异常,制粉系统防爆能力和干燥能力得到充分保证,锅炉实现了大比例褐煤掺烧,锅炉综合性能得到全面提高,达到了预期目标,中温烟气惰化与干燥技术在东北地区得到广泛推广。
[0043] 2012年,该技术在吉林浑江发电公司2台300丽达到了预期效果。I台300丽机组改造后,每年可节约燃料成`本3000-5(ΚΚ)万元。经济、社会效益、环保效益巨大。

Claims (5)

1.中储式烟煤锅炉烟气惰化与干燥装置,包括引风机和热炉烟管道,其特征在于:在引风机的出口处引出低温冷炉烟管道至增压风机入风口,从增压风机出风口引出低温冷炉烟管道至热炉烟管道。
2.根据权利要求1所述的中储式烟煤锅炉烟气惰化与干燥装置,其特征在于:与热炉烟管道连接的低温冷炉烟管道深入到热炉烟管道内部平均150mm处或使冷炉烟管道中心插入到热炉烟管道中心部分。
3.根据权利要求2所述的中储式烟煤锅炉烟气惰化与干燥装置,其特征在于:低温冷炉烟管道深入热炉烟管道内的出口处设置有十字扁钢。
4.根据权利要求3所述的中储式烟煤锅炉烟气惰化与干燥装置,其特征在于:低温冷炉烟管道伸进热炉烟管道内的方向与热炉烟管道内热炉烟方向一致。
5.根据权利要求4所述的中储式烟煤锅炉烟气惰化与干燥装置,其特征在于:低温冷炉烟管道与热炉烟管道的连接处设置有5_间隙,在该间隙的外部密闭的设置有内部填满耐火密封胶泥的密封构件,耐火密封胶泥填满该5mm间隙。
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