CN203700296U - 煤粉输送装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种煤粉输送装置，它包括磨煤机，磨煤机上设置有原煤入口，磨煤机出口连接煤粉过滤器入口；位于煤粉过滤器下方，煤粉过滤器出口经管路由上至下依次连接螺旋给料器、常压仓和锁斗；锁斗出口管路与载气管路连通，经载气管路连接位于煤粉过滤器上方的给料仓进口；给料仓底部出口连接机械给料装置，机械给料装置位于给料仓下方；位于机械给料装置下方，机械给料装置出口经管路由上至下依次连接气锥和气化炉的烧嘴，煤粉经烧嘴喷射进入气化炉；气化炉烧嘴的位置低于给料仓的位置，锁斗位于气化炉烧嘴下方。本实用新型具有煤粉输送稳定、计量准确、节能降耗等特点，并能减少入炉载气。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种煤化工领域中的输送装置，特别是关于一种应用在气流床煤粉气化中的煤粉输送装置。
背景技术
煤气化是煤炭清洁高效利用的核心技术，也是煤化工、整体煤气化联合循环发电、直接还原炼铁等过程工业的龙头。煤粉气化具有煤种适应性宽，有效气成分高，比煤耗和比氧耗低等优势，是目前气流床气化发展的重要方向，而连续、稳定、精确可控的煤粉供给技术则是煤粉气流床气化技术中的关键技术。现有应用于气流床煤粉气化的输送装置主要有两种方式：一种是以Shell为代表；另一种是以GSP为代表的。这两种煤粉输送装置均采用锁斗技术，即通过锁斗将煤粉从常压仓输送至给料仓，煤粉在给料仓内流化后，再采用载气（N2或CO2）将煤粉通过密相输送的方式送至气化炉烧嘴。两者不同的是给料仓的出料方式不同，即Shell采用从给料仓底部出料的形式，而GSP采用从给料仓顶部出料。密相输送目前在气流床煤粉输送应用较广，技术相对成熟，其输送气速在8～15m/s之间，煤粉在管道内分布并不均匀，而是呈明显的分层流动，上层为悬浮流层，下层为颗粒群沿管壁的滑动层，输送固气质量比一般在10～100kg/kg之间。Shell和GSP煤粉输送系统均是从位于低位处的给料仓通过密相输送的方式，直接输送至位于高位处的气化炉，整个煤粉输送过程采用复杂的顺序逻辑控制，因此对煤粉输送过程中煤粉分布的均匀性和稳定性要求很好，为确保整套系统的稳定运行，对煤粉输送固气比较为敏感。若固气比较低，则能耗高、经济性差，管道磨损严重；如果固气比超过密相输送固气比范围，则输送不稳定，流量波动剧烈。但是，现有采用密相输送方式的煤粉输送装置尚存在一些不足：1、煤粉输送不稳定，波动性较大，影响气化炉稳定运行。2、煤粉计量精确度较低且难以控制。3、输送载气使用量较大，固气比难以提高，由于输送煤粉的载气全部进入气化炉内，因此最终影响气化炉产气品质。4、装置设备多，尤其是检测与控制设备多，采用了复杂的顺序控制，调节回路及工艺联锁，整个输送装置鲁棒性较差。5、现有的煤粉输送装置，难以突破4MPa以上输送压力。6、现有的煤粉输送装置，由低位的给料仓向高位气化炉输送，因此增加输送难度。7、锁斗向给料仓加料时，由于煤粉料位瞬时受到锁斗煤粉重力冲击，“煤粉静压差”剧增，会瞬时严重影响给料仓气锥的煤粉流化，给料量剧减，气化炉压力剧烈波动。
发明内容
针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种煤粉输送装置，该装置能有效提高入炉煤粉输送的稳定性和计量的精确性，并且有效解决入炉载气大等问题。
为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种煤粉输送装置，其特征在于：它包括磨煤机、煤粉过滤器、螺旋给料器、常压仓、锁斗、给料仓、机械给料装置、气锥、气化炉和气化炉内的烧嘴；所述磨煤机上设置有原煤入口，且所述磨煤机出口通过管路连接所述煤粉过滤器入口；位于所述煤粉过滤器下方，所述煤粉过滤器出口经管路由上至下依次连接所述螺旋给料器、常压仓和锁斗；所述锁斗出口管路与用于输入载气传输煤粉用的载气管路连通，经所述载气管路连接位于所述气化炉内烧嘴上方的所述给料仓进口；所述给料仓底部出口连接所述机械给料装置，所述机械给料装置位于所述给料仓下方；位于所述机械给料装置下方，所述机械给料装置出口经管路由上至下依次连接所述气锥和气化炉的烧嘴，煤粉经所述烧嘴喷射进入所述气化炉；所述气化炉的烧嘴位置低于所述给料仓的位置，所述常压仓水平安装位置高于所述锁斗，所述给料仓水平安装位置高于所述锁斗，且所述锁斗位于所述气化炉内烧嘴下方。
所述机械给料装置采用星形给料器或螺旋给料器；所述机械给料装置采用螺旋给料器时，所述螺旋给料器一端置于所述给料仓内，另一端连接所述气锥。
所述给料仓和机械给料装置与所述气锥设置成一体式结构，所述给料仓下部包含在所述气锥内部，所述机械给料装置全部包含在所述气锥内部，且位于所述气锥内上部；且所述机械给料装置一端连接所述给料仓，另一端位于所述气锥内。
所述气锥采用金属烧结方式制成夹层结构，所述气锥顶部还连接有排气管，并在所述气锥内设置有用于与所述给料仓平衡压力并将过多煤粉经所述排气管返回至所述给料仓的平衡管以及用于检测所述气锥内煤粉料位是否超出预定料位范围的煤粉液位检测装置。
在所述常压仓与所述锁斗之间的管路上、所述锁斗出口处管路上以及所述载气管路与所述给料仓之间的管路上均设置有煤粉控制阀；在所述常压仓与所述锁斗之间还连接有压力平衡管路，所述压力平衡管路上设置有压力平衡阀；所述锁斗上还设置有泄压管路和充压管路。
所述给料仓底部设置有锥形流化装置，且所述给料仓底部出口为锥形出口，该锥形出口为一个以上，每一个所述锥形出口相应地设置有一个所述机械给料装置；所述给料仓内也设置有泄压管路、充压管路和压力平衡阀，所述给料仓内的煤粉料位和压力须维持定值且压力高于所述气化炉内的压力。
本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本实用新型采用的技术方案克服了现有煤粉输送装置的不足，解决了气流床气化入炉煤粉输送不稳定，计量与控制精确度不高，入炉载气大等问题，最终使煤粉输送系统满足气化炉运行要求。2、本实用新型由于载气管路中用于输送煤粉用的载气以栓塞流的方式将煤粉从锁斗输送至位于气化炉上方的给料仓内，固气比更高，载气使用量更少，节能降耗。3、本实用新型由于煤粉从给料仓内以重力的方式落料，再通过机械给料装置控制给料，可以实现煤粉的精确控制与计量。4、现有煤粉输送系统给料仓的出料位置较气化炉低，本实用新型采用的技术方案中由于给料仓与气化炉相比处于较高的位置，因此向气化炉送粉方式由现有的低位向高位送粉，转变为高位向低位送粉。由于给料仓内压力恒定，煤粉充分流化，结合机械控制给料，能够实现连续稳定给料，且可以有效减少进入气化炉内的载气量。5、本实用新型由于气锥的料位不再受锁斗加料时“料位静压差”的影响，因此流化更加充分，给料更稳定。本实用新型可以广泛在煤化工领域中应用。
附图说明
图1是本实用新型的整体结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。
如图1所示，本实用新型提供一种煤粉输送装置，该装置中煤粉主要是采用通过机械给料的方式，气力输送的方式为辅的送入气化炉。本实用新型包括磨煤机1、煤粉过滤器2、螺旋给料器3、常压仓4、锁斗5、给料仓6、机械给料装置7、气锥8、气化炉9和气化炉9内的烧嘴10。磨煤机1上设置有原煤入口11，且磨煤机1出口通过管路连接煤粉过滤器2入口。位于煤粉过滤器2下方，煤粉过滤器2出口经管路由上至下依次连接有螺旋给料器3、常压仓4和锁斗5，螺旋给料器3属于机械给料装置。锁斗5出口管路与用于输入载气传输煤粉用的载气管路12连通，经载气管路12连接位于气化炉9内烧嘴10上方的给料仓6进口。给料仓6底部出口连接机械给料装置7，机械给料装置7位于给料仓6下方；位于机械给料装置7下方，机械给料装置7出口经管路由上至下依次连接气锥8和气化炉9内的烧嘴10，煤粉经烧嘴10喷射进入气化炉9。其中，烧嘴10的位置低于给料仓6的位置，常压仓4水平安装位置高于锁斗5，给料仓6水平安装位置高于锁斗5，且锁斗5位于气化炉9内烧嘴10下方。
上述实施例中，机械给料装置7可以采用星形给料器或螺旋给料器等其它机械装置。当机械给料装置7采用螺旋给料器时，螺旋给料器一端置于给料仓6内，另一端连接气锥8，螺旋给料器将给料仓6内的煤粉连续地送入位于螺旋给料器下方的气锥8，进入气锥8内的煤粉量可以由螺旋给料器精确控制煤粉的流量。进入气锥8内的煤粉流化后，在压力差与煤粉自身重力的共同作用下，采用少量载气送入气化炉9的烧嘴10内，煤粉和气化剂通过烧嘴10喷射进入气化炉。
上述各实施例中，给料仓6和机械给料装置7与气锥8也可以设置成一体式结构，其具体结构为：给料仓6下部包含在气锥8内部，机械给料装置7全部包含在气锥8内部，且位于气锥8内上部；且机械给料装置7一端连接给料仓6，另一端位于气锥8内。工作时，机械给料装置7将给料仓6内的煤粉通过机械翻转或旋转等传输方式落入气锥8内，煤粉在气锥8内充分流化后在压力差与重力的共同作用下，采用少量载气送入气化炉烧嘴内，煤粉和气化剂通过烧嘴10喷射进入气化炉9。
上述各实施例中，气锥8向气化炉9内的烧嘴10送料方式采用从高到低向下送料方式。气锥8采用金属烧结方式制成夹层结构，该夹层中充满流化风，用于充分流化气锥8内的煤粉。气锥8顶部还连接有排气管13，并在气锥8内设置有平衡管和煤粉液位检测装置（图中未示出），平衡管用于与给料仓6平衡压力并将过多煤粉经排气管13返回至给料仓6；煤粉液位检测装置用于检测气锥8内煤粉料位是否超出预定料位范围，若气锥8内的煤粉料位高于气锥8预先设定的煤粉料位上限值时，减小机械给料装置7的煤粉流量，将多余的煤粉流化后从气锥8顶部的排气管13返回至给料仓6；若气锥8内的煤粉料位低于气锥8预先设定的煤粉料位要求液位下限值时，则增大机械给料装置7煤粉的给料量，使气锥8内的煤粉料位保持在预订料位范围内。
上述各实施例中，在常压仓4与锁斗5之间的管路上、锁斗5出口处管路上以及载气管路12与给料仓6之间的管路上均设置有煤粉控制阀14。在常压仓4与锁斗5之间还连接有用于平衡压力的压力平衡管路（图中未示出），在压力平衡管路上设置有压力平衡阀。锁斗5上还设置有泄压管路和充压管路。
上述各实施例中，载气管路12中用于输送煤粉用的载气以栓塞流或密相气力输送的方式输送至给料仓6内，该载气可以采用N2、CO2或其他惰性气体，充入给料仓6多余的气体通过给料仓6的排放口放出，保持给料仓压力恒定（图中未示出）。
上述各实施例中，给料仓6底部设置有锥形流化装置（图中未示出），且给料仓6底部出口为锥形出口，该锥形出口可以为一个也可以根据需要设置多个，每一个锥形出口相应地设置有一机械给料装置7，煤粉流化后经重力落料落入给料仓6下方的机械给料装置7内。给料仓6内设置有泄压管路、充压管路和压力平衡阀，给料仓6内的煤粉料位和压力须维持定值且压力高于气化炉9内的压力。
上述各实施例中，烧嘴10和气化炉9均采用现有技术中的成熟设备，为较成熟工艺，在此就不再赘述。
综上所述，本实用新型在工作时，原煤经原煤入口11进入磨煤机1内碾磨至预先设定的粒度要求，之后煤粉通过风选、干燥后经风力输送到煤粉过滤器2内过滤，过滤后的煤粉落入位于煤粉过滤器2下方的螺旋给料器3。螺旋给料器3将煤粉经常压仓4送入锁斗5，锁斗5内的煤粉通过载气管路12内的输送载气输送至气化炉9内烧嘴10上方的给料仓6。本实用新型与现有煤粉输送系统输送方式不同的是，本实用新型不是将煤粉直接由气化炉9内烧嘴10下方的给料仓6输送至气化炉9内烧嘴10内，而是将煤粉先由位于气化炉9内烧嘴10下方的锁斗5输送至位于气化炉9内烧嘴10上方的给料仓6内，再经给料仓6底部的机械给料装置7将煤粉传输到气锥8中（现有煤粉输送系统输送方式中是气锥8直接安装在给料仓6的下方），最后通过气锥8由少量载气将煤粉流化后直接从上向下的输送至气化炉9内的烧嘴10中。因此从锁斗5至给料仓6这段输送流程对煤粉输送的稳定性与均匀性要求相对较低，可以采用输送固气比更高的栓塞流输送。同时，由于气锥8与给料仓6的间接分离，气锥8对煤粉流化不再受压力和锁斗5加料的冲击力影响，输送就会更稳定，还可以在比现有输送压力更高的工况下运行。
常压仓4、锁斗5和给料仓6的工作方式为：常压仓4向锁斗5加入定量煤粉，待锁斗5中的煤粉达到预定高度时，关闭常压仓4和锁斗5之间的煤粉控制阀14，之后向锁斗5内充压，若锁斗5的压力升高至预定压力时，打开锁斗5出口处管路上的煤粉控制阀14，将锁斗5内的煤粉通过载气管路12内的载气采用栓塞流的方式输送至给料仓6内。当锁斗5内的煤粉输送完毕后，关闭锁斗5出口处及载气管路12与给料仓6之间的煤粉控制阀14，然后将锁斗5进行泄压至常压状态，之后打开常压仓4和锁斗5之间的煤粉控制阀14，由常压仓4向锁斗5传输煤粉，如此反复。
在本实用新型中，除非另有明确的说明或者限定，本实用新型所指的“上方”或者“下方”，如气化炉在给料仓的“下方”，可以包括给料仓在气化炉的正上方和斜上方，或仅仅表示给料仓的水平高度高于气化炉。与此类似，如气锥在给料仓的“下方”，可以包括气锥在给料仓的正下方和斜下方，或者仅仅表示气锥的水平高度低于给料仓。本实用新型还包括有检测仪器（如速度计、密度计等）、充压泄压管路、阀门等，在附图中并未全部画出，但并不影响理解本实用新型。上述各实施例仅用于说明本实用新型，各部件的连接和结构都是可以有所变化的，在本实用新型技术方案的基础上，凡根据本实用新型原理对个别部件的连接和结构进行的改进和等同变换，均不应排除在本实用新型的保护范围之外。
Claims (10)
1.一种煤粉输送装置，其特征在于：它包括磨煤机、煤粉过滤器、螺旋给料器、常压仓、锁斗、给料仓、机械给料装置、气锥、气化炉和气化炉内的烧嘴；所述磨煤机上设置有原煤入口，且所述磨煤机出口通过管路连接所述煤粉过滤器入口；位于所述煤粉过滤器下方，所述煤粉过滤器出口经管路由上至下依次连接所述螺旋给料器、常压仓和锁斗；所述锁斗出口管路与用于输入载气传输煤粉用的载气管路连通，经所述载气管路连接位于所述气化炉内烧嘴上方的所述给料仓进口；所述给料仓底部出口连接所述机械给料装置，所述机械给料装置位于所述给料仓下方；位于所述机械给料装置下方，所述机械给料装置出口经管路由上至下依次连接所述气锥和气化炉的烧嘴，煤粉经所述烧嘴喷射进入所述气化炉；所述气化炉的烧嘴位置低于所述给料仓的位置，所述常压仓水平安装位置高于所述锁斗，所述给料仓水平安装位置高于所述锁斗，且所述锁斗位于所述气化炉内烧嘴下方。
2.如权利要求1所述的煤粉输送装置，其特征在于：所述机械给料装置采用星形给料器或螺旋给料器；所述机械给料装置采用螺旋给料器时，所述螺旋给料器一端置于所述给料仓内，另一端连接所述气锥。
3.如权利要求1所述的煤粉输送装置，其特征在于：所述给料仓和机械给料装置与所述气锥设置成一体式结构，所述给料仓下部包含在所述气锥内部，所述机械给料装置全部包含在所述气锥内部，且位于所述气锥内上部；且所述机械给料装置一端连接所述给料仓，另一端位于所述气锥内。
4.如权利要求2所述的煤粉输送装置，其特征在于：所述给料仓和机械给料装置与所述气锥设置成一体式结构，所述给料仓下部包含在所述气锥内部，所述机械给料装置全部包含在所述气锥内部，且位于所述气锥内上部；且所述机械给料装置一端连接所述给料仓，另一端位于所述气锥内。
5.如权利要求1或2或3或4所述的煤粉输送装置，其特征在于：所述气锥采用金属烧结方式制成夹层结构，所述气锥顶部还连接有排气管，并在所述气锥内设置有用于与所述给料仓平衡压力并将过多煤粉经所述排气管返回至所述给料仓的平衡管以及用于检测所述气锥内煤粉料位是否超出预定料位范围的煤粉液位检测装置。
6.如权利要求1或2或3或4所述的煤粉输送装置，其特征在于：在所述常压仓与所述锁斗之间的管路上、所述锁斗出口处管路上以及所述载气管路与所述给料仓之间的管路上均设置有煤粉控制阀；在所述常压仓与所述锁斗之间还连接有压力平衡管路，所述压力平衡管路上设置有压力平衡阀；所述锁斗上还设置有泄压管路和充压管路。
7.如权利要求5所述的煤粉输送装置，其特征在于：在所述常压仓与所述锁斗之间的管路上、所述锁斗出口处管路上以及所述载气管路与所述给料仓之间的管路上均设置有煤粉控制阀；在所述常压仓与所述锁斗之间还连接有压力平衡管路，所述压力平衡管路上设置有压力平衡阀；所述锁斗上还设置有泄压管路和充压管路。
8.如权利要求1或2或3或4或7所述的煤粉输送装置，其特征在于：所述给料仓底部设置有锥形流化装置，且所述给料仓底部出口为锥形出口，该锥形出口为一个以上，每一个所述锥形出口相应地设置有一个所述机械给料装置；所述给料仓内也设置有泄压管路、充压管路和压力平衡阀，所述给料仓内的煤粉料位和压力须维持定值且压力高于所述气化炉内的压力。
9.如权利要求5所述的煤粉输送装置，其特征在于：所述给料仓底部设置有锥形流化装置，且所述给料仓底部出口为锥形出口，该锥形出口为一个以上，每一个所述锥形出口相应地设置有一个所述机械给料装置；所述给料仓内也设置有泄压管路、充压管路和压力平衡阀，所述给料仓内的煤粉料位和压力须维持定值且压力高于所述气化炉内的压力。
10.如权利要求6所述的煤粉输送装置，其特征在于：所述给料仓底部设置有锥形流化装置，且所述给料仓底部出口为锥形出口，该锥形出口为一个以上，每一个所述锥形出口相应地设置有一个所述机械给料装置；所述给料仓内也设置有泄压管路、充压管路和压力平衡阀，所述给料仓内的煤粉料位和压力须维持定值且压力高于所述气化炉内的压力。
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