CN207187450U - 一种煤粉输送保护氮气自动回收再利用系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种煤粉输送保护氮气自动回收再利用系统，特征是包括煤粉氮气输送体系，氮气回收体系及新鲜氮气补充管道，煤粉氮气输送体系主要由仓泵，煤粉仓进料口插板阀及煤粉仓构成；氮气回收体系主要由一级仓顶除尘器、煤粉仓出料口插板阀、排气口、二级脉冲除尘器、低压氮气储气罐、氮气输送空压机及高压氮气储气罐构成，煤粉仓经一级仓顶除尘器，一路为排气管道与大气相连，另一路为氮气回收管道，连至二级脉冲除尘器进风口，再依次连接低压氮气储气罐、氮气输送空压机直至高压氮气储气罐，进而连至仓泵；新鲜氮气补充管道连至高压氮气储气罐及二级脉冲除尘器吹扫管道；在氮气输送空压机和高压氮气储气罐之间连接吸附式干燥机。

Description

一种煤粉输送保护氮气自动回收再利用系统

技术领域

本实用新型涉及一种煤粉输送过程中，保护氮气回收利用系统，尤其涉及一种煤粉输送保护氮气自动回收再利用系统。

背景技术

制粉系统与输粉系统是高效煤粉锅炉的燃料供给环节，至关重要，但其安全性一直是备受瞩目的焦点。煤粉的爆炸条件有四，其一需要具有一定的煤粉浓度；其二需要具有足够的氧含量；其三需要具有足够的点火能量；其四需要一个空间。根据输粉系统条件，只有含氧量和点火能量便于控制与检测。仅针对含氧量来说，在输粉过程中一般要严格控制，一般要求在12％以下。

众所周知，空气的主要成分是氮气和氧气，按体积分数计算大约是氮气78％，氧气21％，稀有气体0.94％，二氧化碳0.03％，其他气体和杂质0.03％。氮气是惰性气体，但氧气有助燃性。所以在煤粉制备和煤粉输送中采用氮气，能起到惰化系统气氛和灭火的作用。但因氮气用量大，氮气输送空压机电量消耗大，导致氮气制备成本很高。

除此之外，在冬季运行期间，因室外温度较低，管道内氮气温度较高，导致部分水分液化凝结，随氮气输粉过程中易造成粉煤板结、搭桥，影响正常供料。

鉴于此,如何在氮气应用中节能降耗和去除氮气水分，确保输粉系统正常、可靠运行，成为业界关注的问题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于针对上述问题，提供一种煤粉输送保护氮气自动回收再利用系统，实现了保护氮气自动回收再利用，达到节能降耗效果；进而对回收氮气进行干燥，防止煤粉结块，确保输粉系统正常、可靠运行，提高输粉系统的安全性。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种煤粉输送保护氮气自动回收再利用系统，其特征在于包括煤粉氮气输送体系，氮气回收体系及新鲜氮气补充管道，所述煤粉氮气输送体系主要由仓泵及其通过输粉管道依次连接的煤粉仓进料口插板阀及煤粉仓构成；所述氮气回收体系主要由连接在所述煤粉仓顶部的一级仓顶除尘器、煤粉仓出料口插板阀、排气口、二级脉冲除尘器、低压氮气储气罐、氮气输送空压机及高压氮气储气罐构成，所述煤粉仓经过一级仓顶除尘器分为两路管道，其中一路为排气管道，经所述排气口与大气相连，另一路为氮气回收管道，经所述煤粉仓出料口插板阀连至二级脉冲除尘器进风口；二级脉冲除尘器出风口经所述氮气回收管道依次连接低压氮气储气罐、氮气输送空压机直至高压氮气储气罐进气口，高压氮气储气罐的出气口经氮气回收管道连至所述仓泵；所述新鲜氮气补充管道，分别连至高压氮气储气罐进气口及二级脉冲除尘器吹扫管道。

在所述氮气输送空压机和高压氮气储气罐之间连接吸附式干燥机。

所述吸附式干燥机采用外加热鼓风零气耗干燥机

所述二级脉冲除尘器的滤料为覆膜滤袋。

所述二级脉冲除尘器设有自动反吹装置。

本实用新型的有益效果是：采用本实用新型提供的煤粉输送保护氮气自动回收再利用系统，将制粉系统制备的煤粉，经氮气输送到煤粉仓后，将输送后的氮气尾气重新回收利用。通过煤粉仓仓顶除尘器实现粉气分离后，再进入二级脉冲除尘器进一步净化，经氮气回收管道，将纯净的低压氮气由氮气输送空压机加压和吸附式干燥机干燥后送入输粉系统，再次循环使用。可有效回收50％以上氮气。通过本实用新型的实施有效的降低了制氮量，从而降低了制氮所用耗电量，达到节能降耗，并延长了制氮机的使用寿命，延长了制氮机的维护周期；尤其，增加吸附式干燥机，对回收氮气进一步进行干燥，保证氮气品质，防止煤粉因水分结块，确保输粉体系正常、可靠运行，提高了输粉体系安全性、稳定性，同时提高了系统的经济性。

附图说明

图1本实用新型的系统结构及工作流程图。

图中：1高压氮气储存罐，1-1高压氮气储气罐进气口，1-2高压氮气储气罐出气口，2吸附式干燥机，3氮气输送空压机，4低压氮气储存罐,4-1低压氮气储气罐进气口，4-2低压氮气储气罐出气口，5二级脉冲除尘器，5-1二级脉冲除尘器吹扫管道，5-2二级脉冲除尘器进风口，5-3二级脉冲除尘器出风口，6自动反吹装置，7排气口，8煤粉仓出料口插板阀,8-1氮气回收管道，9一级仓顶除尘器，10煤粉仓，11煤粉仓进料口插板阀，12仓泵,12-1输粉管道，13氮气含量分析仪，14新鲜氮气管道，15-16电磁阀。

以下结合附图和实施例对本实用新型详细说明。

具体实施方式

图1示出一种煤粉输送保护氮气自动回收再利用系统，其特征在于包括煤粉氮气输送体系，氮气回收体系及新鲜氮气补充管道，所述煤粉氮气输送体系主要由仓泵12及其输粉管道12-1依次连接的煤粉仓进料口插板阀11及煤粉仓10构成。其中输粉管道12-1设计承受压力为0.85MPa，输粉压力设计为0.2-0.4MPa。由于本系统工作压力低，输送浓度高，管道流速低，导致输粉管道磨损性增大，故输粉管道12-1采用厚壁无缝钢管。

所述氮气回收体系主要由连接在所述煤粉仓10顶部的一级仓顶除尘器9、煤粉仓出料口插板阀8、排气口7、二级脉冲除尘器5、低压氮气储气罐4、氮气输送空压机3及高压氮气储气罐1构成，所述煤粉仓10经过一级仓顶除尘器9分为两路管道，其中一路为排气管道7-1，经所述排气口7与大气相连，另一路为氮气回收管道8-1，经所述煤粉仓出料口插板阀8连至二级脉冲除尘器进风口5-2；二级脉冲除尘器出风口5-3经所述氮气回收管道8-1依次连接低压氮气储气罐4、氮气输送空压机3直至高压氮气储气罐1的进气口1-1，高压氮气储气罐的出气口1-2经氮气回收管道8-1连至所述仓泵12。

所述新鲜氮气补充管道15，分别连至高压氮气储气罐进气口1-1及二级脉冲除尘器5的吹扫管道5-1。

本实用新型的特征还在于在所述氮气输送空压机3和高压氮气储气罐1之间连接吸附式干燥机2。用于干燥氮气，去除氮气水分，防止由于部分水分液化凝结，使氮气输粉过程中造成粉煤板结、搭桥，影响正常供料。

本实施例中，所述吸附式干燥机采用外加热鼓风零气耗干燥机，可实现节能降耗。

本实用新型的特征还在于所述二级脉冲除尘器的滤料为覆膜滤袋，过滤效率能达到99.99﹪以上。该覆膜滤料具有化学稳定性好、耐热和耐化学腐蚀等性能，在低而稳的压力损失下，能长期使用，延长了滤袋寿命。二级脉冲除尘器设有自动反吹装置，这样可根据除尘差压，实现自动控制在线清粉，减少人力浪费，降低人为误操作概率。

在实际应用中，根据煤粉量的多少，煤粉仓可设置多个。

另外，如图1所示，在新鲜氮气补充管道14连至高压氮气储气罐进气口1-1的支路上设有电磁阀15，在其连往二级脉冲除尘器5的吹扫管道5-1的支路上设有电磁阀16，电磁阀用于对管路中流量进行开度调整与切换。

本实用新型的工作及原理：

煤粉制备后储存在仓泵12中，氮气经过煤粉输送氮气管道1-2将仓泵12中的煤粉利用输粉管道12-1气力输送至煤粉仓10后，通过一级仓顶除尘器9实现一级气粉分离，粉煤在气流扰动结束后沉积在煤粉仓10中，氮气进入一级仓顶除尘器9的出口管道。该出口管道进而分为两路管道，其中一路为排气管道7-1，经所述排气口7与大气相连，另一路为氮气回收管道8-1，经所述煤粉仓出料口插板阀8连至二级脉冲除尘器5的进风口5-2；经过一级除尘后的氮气，经二级脉冲除尘器进风口5-2进入二级脉冲除尘器5，进行二级除尘。本例中，二级脉冲除尘器5采用覆膜滤袋作滤料，过滤面积96㎡，除尘效率99.9％，过滤阻力1200Pa。二级脉冲除尘器还设有自动反吹装置。这样可实现自动在线清粉，减少人力浪费，降低人为误操作概率。经新鲜氮气补充管道14利用新鲜氮气自动清粉，脉冲吹扫空气量为1.0m³/min，脉冲吹扫压力为0.5MPa。较纯净的氮气与新鲜吹扫氮气混合，并经过二级脉冲除尘器5后，进入低压氮气储气罐4。该压力容器起到缓冲与储存的作用，使供气更加稳定，同时让回收氮气在储气罐中沉淀更有利于除水除污。低压氮气储气罐4中的氮气经氮气输送空压机3加压。本例氮气输送空压机3采用螺杆式氮气输送空压机，为煤粉输送系统提供压缩氮气。在冬季运行期间，因室外温度较低，管道内氮气温度较高，导致部分水分液化凝结，随氮气输粉过程中易造成粉煤板结、搭桥，影响正常供料。故在氮气加压后，设置吸附式干燥机2用于干燥氮气，去除氮气水分、油分，以防影响输粉过程。氮气输送空压机3在工作时气压是很不稳定的，具有很大的波动性，故在吸附式干燥机2后设有高压氮气储气罐1。高压氮气储气罐1的作用在于：其一可以把气压控制在合适的范围内，消除管路中气流的脉动，使氮气源能较好地保持在一个设定值，氮气输粉系统能得到恒定的压力。其二可以储存压缩氮气，可以满足用气设备突然用气量加大的需求，确保更稳定地用气。其三避免氮气输送空压机3的频繁启动和停止，不至于让氮气输送空压机一直运行而浪费电能。其四进入高压氮气储气罐的压缩氮气温度得到降低，达到初步冷却压缩氮气的效果，同时能沉淀压缩氮气中的水份和杂质，使得到的压缩氮气质量更高。

然而仅凭借回收氮气，仍不能满足输粉系统95m³/min的氮气需求，根据氮气含量分析仪13测量的含氮量，以维持90％含氮量为前提，开启新鲜氮气管道14上的电磁阀15，补充新鲜氮气，最大限度利用回收的氮气。

以下为采用上述煤粉输送保护氮气自动回收再利用系统的实施方法，包括如下步骤：

(1)检查整个系统管道密闭性，检查系统电磁阀15、16是否正常动作，开闭是否到位。

(2)检查氮气输送空压机3、吸附式干燥机2开启条件。

(3)确认高压氮气储气罐1、低压氮气储气罐4污水排放干净。

(4)一切检查就绪后，依次开启氮气输送空压机3、吸附式干燥机2。

(5)检查一级仓顶除尘器9、二级脉冲除尘器5各室滤袋是否完好，检修门是否严实，检查收尘系统管路与收尘器连接部分密封情况，保证不漏风。确认脉冲氮气的压力达到0.5MPa运行条件。

(6)与锅炉主控制室确认可否进行输粉操作，在采用多个煤粉仓的氮气输送体系中，手动选择工作煤粉仓，并确认煤粉仓进料口插板阀11、煤粉仓出料口插板阀8及排气口7开启；

(7)在不影响锅炉供料前提下，缓慢关闭排气口7，保证煤粉仓内压差不超过500kP，不影响锅炉供料系统；

(8)保证氮气含量分析仪13测量的含氮量90％左右；若高于90％适当关闭新鲜氮气补充管道电磁阀15，若低于90％适当开启新鲜氮气补充管道电磁阀15。

(9)运行注意事项

(9.1)保证输粉管道含氮量稳定在88％左右；

(9.2)保证输送压力不得小于0.5Mpa；

(9.3)保证脉冲空气的压力达到0.5MPa；

综上所述，本实用新型中，通过采用上述氮气回收系统，有效回收50％以上干燥氮气。根据实际运行情况，初始输送氮气量为95m³/min，输送氮气纯度为99％。在不开启新鲜氮气补充管道电磁阀的前提下，氮气含量分析仪13测量的含氮量为90％，计算得回收氮气率约为53％，回收氮气量为50.35m³/min，仍需补充44.65m³/min新鲜氮气。氮气制备系统每小时耗电量为1200千瓦时，2016-2017采暖季共运行140天，每天工作13小时，回收氮气率约为53％，所以氮气制备系统节省约53％的耗电量，约为1157520千瓦时。现工业用电为0.6909元/千瓦时，每年约节省79.973万元。

通过本实用新型提供的煤粉输送保护氮气自动回收再利用系统的实施，有效的降低了制氮量，从而降低了制氮所用耗电量，提高了系统的经济性，延长了制氮机的使用寿命，有效的去除氮气中水分，提高了输粉系统安全性、稳定性，保证氮气的品质，对煤粉锅炉燃料供给提供安全可靠保障。

以上所述，仅是本实用新型的优选实施例而已，并非对本实用新型的结构作任何形式上的限制。凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种煤粉输送保护氮气自动回收再利用系统，其特征在于包括煤粉氮气输送体系，氮气回收体系及新鲜氮气补充管道，所述煤粉氮气输送体系主要由仓泵及其输粉管道依次连接的煤粉仓进料口插板阀及煤粉仓构成；所述氮气回收体系主要由连接在所述煤粉仓顶部的一级仓顶除尘器、煤粉仓出料口插板阀、排气口、二级脉冲除尘器、低压氮气储气罐、氮气输送空压机及高压氮气储气罐构成，所述煤粉仓经过一级仓顶除尘器分为两路管道，其中一路为排气管道，经所述排气口与大气相连，另一路为氮气回收管道，经所述煤粉仓出料口插板阀连至二级脉冲除尘器进风口；二级脉冲除尘器出风口经所述氮气回收管道依次连接低压氮气储气罐、氮气输送空压机直至高压氮气储气罐进气口，高压氮气储气罐的出气口经氮气回收管道连至所述仓泵；所述新鲜氮气补充管道，分别连至高压氮气储气罐进气口及二级脉冲除尘器吹扫管道。

2.根据权利要求1所述的一种煤粉输送保护氮气自动回收再利用系统，其特征在于在所述氮气输送空压机和高压氮气储气罐之间连接吸附式干燥机。

3.根据权利要求2所述的一种煤粉输送保护氮气自动回收再利用系统，其特征在于所述吸附式干燥机采用外加热鼓风零气耗干燥机。

4.根据权利要求1、2或3所述的一种煤粉输送保护氮气自动回收再利用系统，其特征在于所述二级脉冲除尘器的滤料为覆膜滤袋。

5.根据权利要求4所述的一种煤粉输送保护氮气自动回收再利用系统，其特征在于所述二级脉冲除尘器设有自动反吹装置。

6.根据权利要求1、2或3所述的一种煤粉输送保护氮气自动回收再利用系统，其特征在于所述二级脉冲除尘器设有自动反吹装置。