一种提高中速磨煤机出口一次风温度的系统

技术领域

本发明涉及燃煤锅炉节能技术领域，特别涉及一种提高中速磨煤机出口一次风温度的系统。

背景技术

为了尽可能降低煤电机组煤耗、提高经济性，需要尽可能降低全厂的用电率，磨煤机在燃煤电厂全厂设备中属于高耗能设备，降低磨煤机电耗可以有效提高全厂经济性；

此外，进入锅炉的一次风温度越高，锅炉内的燃烧就越稳定性，煤粉的燃尽性也就越好，进而有利于提高锅炉的燃烧效率，同时降低排烟温度，提高锅炉效率，提高经济性；

综合考虑上述各方面的问题，本发明发明一种提高中速磨煤机出口一次风温度的系统，用以提高锅炉效率，提高经济性。

发明内容

本发明提供一种提高中速磨煤机出口一次风温度的系统，用以解决上述背景技术提出的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明公开了一种提高中速磨煤机出口一次风温度的系统，包括空气预热器、中速磨煤机和炉膛，所述空气预热器出口的热风分为过磨热风和旁路热风两部分，所述中速磨煤机出口的带粉风与旁路热风混合后形成高温一次风并送往炉膛。

优选的，还包括紧急供给管路，所述紧急供给管路包括：

进粉管路、进风管路和输出管路，所述进粉管路安装在集粉机的进粉端，所述进风管路安装在集粉机的进风端，所述输出管路安装在集粉机的输出端；

所述进粉管路上设有进粉开关阀，所述进风管路上设有进风开关阀；

中速磨煤机出口处的集粉带粉风经进粉管路流入集粉机的进粉端，空气预热器出口处的煤粉驱动热风经进风管路流入集粉机的进风端；

所述集粉机用于将集粉带粉风分离为风和煤粉，分离后的风经输出管路送往炉膛，分离后的煤粉累积在集粉机内，紧急供给时，煤粉驱动热风与集粉机内的煤粉混合后形成紧急供给高温一次风并送往炉膛。

优选的，所述集粉机包括：

集粉机壳体，所述集粉机壳体内设有风粉分离腔和送风腔，所述进粉端和所述输出端均与所述风粉分离腔相通，所述进风端与所述送风腔相通；

集粉筒，所述集粉筒固定连接在所述风粉分离腔底部，所述集粉筒的煤粉进口为喇叭状，所述集粉筒上沿其周向开设有若干环形取粉槽；

取粉转轴，所述取粉转轴转动连接在送风腔内，所述取粉转轴上设有转轴驱动件，所述转轴驱动件用于驱动所述取粉转轴转动，所述取粉转轴上固定连接有若干均匀布置的取粉筛，若干取粉筛的安装高度与若干环形取粉槽的开设高度处于同一水平面内并一一对应；

所述进风端为喇叭状结构，所述进风端内设有匀流网；

滤粉网，所述滤粉网固定连接在所述风粉分离腔内壁，所述风粉分离腔内壁且位于所述滤粉网上方设有抽气泵；

所述集粉机壳体上设有加湿器，所述加湿器的喷雾出口位于所述滤粉网下方；

所述送风腔与所述输出端通过弧形管道相通。

优选的，所述旁路热风通过管道输送，所述旁路热风所在管道上设有助燃气体添加箱体上，所述助燃气体添加箱体用于向旁路热风所在管道输送助燃气体。

优选的，所述中速磨煤机上设有过磨热风气压反馈调节系统，所述过磨热风气压反馈调节系统用于监测过磨热风在通过中速磨煤机时的实际载粉能力，并在过磨热风载粉能力不足时进行过磨热风的流量调节，所述过磨热风气压反馈调节系统包括磨煤机实际出粉计算单元、气压补偿计算单元和过磨热风流量调节阀，所述磨煤机实际出粉计算单元与气压补偿计算单元电连接，所述气压补偿计算单元与过磨热风流量调节阀电连接；

磨煤机实际出粉计算单元，所述磨煤机实际出粉计算单元用于计算中速磨煤机的实际出粉量；

气压补偿计算单元，所述气压补偿计算单元用于根据中速磨煤机的实际出粉量计算当前需补偿的过磨热风气压值；

过磨热风流量调节阀，过磨热风流量调节阀设置在所述中速磨煤机的过磨热风进口端，所述过磨热风流量调节阀用于基于当前需补偿的过磨热风气压值对过磨热风的流量进行调节，从而将当前需补偿的过磨热风气压值调节控制至预设范围内。

优选的，所述磨煤机实际出粉计算单元包括：

重量传感器，所述重量传感器设置在所述中速磨煤机的进煤口，用于检测填充进中速磨煤机内的煤块的总重量；

转速传感器，所述转速传感器设置在所述中速磨煤机的滚筒上，用于检测所述中速磨煤机滚筒的转速；

计时器，所述计时器设置在所述中速磨煤机上，用于检测所述中速磨煤机的磨煤总时长；

基于所述重量传感器、所述转速传感器和所述计时器，所述中速磨煤机(2)的实际出粉量计算如下：

其中，Δ为所述中速磨煤机的实际出粉量，为中速磨煤机的基准磨煤效率，为中速磨煤机内煤块的填充量，In为以e为底的对数，e为自然数，取值为2.72，为中速磨煤机滚筒内钢球的数量，G为中速磨煤机内单个钢球的重量，G

优选的，所述气压补偿计算单元包括：

第一气压传感器，所述第一气压传感器设置在所述中速磨煤机的过磨热风进风端，用于检测所述中速磨煤机的过磨热风进风端的气压值；

第二气压传感器，所述第二气压传感器设置在所述中速磨煤机的带粉风出口端，用于检测中速磨煤机的带粉风出口端的气压值；

煤粉密度传感器，所述煤粉密度传感器设置在所述中速磨煤机的带粉风出口端，用于检测中速磨煤机的带粉风出口端的煤粉密度；

带粉风流速传感器，所述带粉风流速传感器设置在所述中速磨煤机的带粉风出口端，用于检测中速磨煤机的带粉风出口端的风速；

带粉风质量流量传感器，所述带粉风质量流量传感器设置在所述中速磨煤机的带粉风出口端，用于检测中速磨煤机的带粉风出口端带粉风的质量流量；

基于所述第一气压传感器、所述第二气压传感器、所述煤粉密度传感器、所述带粉风流速传感器和所述带粉风质量流量传感器，当前需补偿的过磨热风气压值计算如下：

其中，P为当前需补偿的过磨热风气压值，若P

优选的，还包括：集粉机故障监测系统，所述集粉机故障监测系统设置在所述集粉机上，用于监测所述集粉机的工作状态，所述集粉机故障监测系统包括：

第一流速传感器，所述第一流速传感器设置在所述集粉机的进粉端，用于检测所述集粉机的进粉端处煤粉的流速；

密度传感器，所述密度传感器设置在所述风粉分离腔内，用于检测所述风粉分离腔内煤粉的密度；

第二流速传感器，所述第二流速传感器设置在所述喷雾出口处，用于检测所述喷雾出口喷出的水雾的流速；

压强传感器，所述压强传感器设置在所述风粉分离腔内，用于检测所述风粉分离腔内的压强；

温度传感器，所述温度传感器设置在所述风粉分离腔内，用于检测所述风粉分离腔内的温度；

控制器，故障报警器，所述控制器与所述第一流速传感器、所述密度传感器、所述第二流速传感器、所述压强传感器、所述温度传感器和所述故障报警器电连接，所述控制器基于所述第一流速传感器、所述密度传感器、所述第二流速传感器、所述温度传感器和所述压强传感器控制所述故障报警器报警。

优选的，所述控制器基于所述第一流速传感器、所述密度传感器、所述第二流速传感器和所述压强传感器控制所述故障报警器报警，包括以下步骤：

步骤一：基于所述第一流速传感器、所述温度传感器和公式(1)，计算煤粉的自然沉降效率：

其中，β

步骤二：基于所述第一流速传感器、所述密度传感器、所述第二流速传感器、所述压强传感器和公式(2)，计算所述集粉机的实际综合集粉效率：

其中，β

步骤三：所述控制器比较所述集粉机的实际综合集粉效率和所述集粉机的预设综合集粉效率，若所述集粉机的实际综合集粉效率小于所述集粉机的预设综合集粉效率，则所述控制器控制所述故障报警器报警。

优选的，所述助燃气体包括氧气、臭氧、氟、二氧化碳中的任意一种或多种。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明整体系统框图。

图2为本发明紧急供给管路连接图。

图3为本发明紧急供给管路框图。

图4为本发明集粉机结构示意图。

图中：1、空气预热器；2、磨煤机；3、锅炉；4、热风；5、旁路热风；6、过磨热风；7、带粉风；8、高温一次风；9、集粉机；900、集粉机壳体；9000、风粉分离腔；9001、送风腔；9002、集粉筒；9003、环形取粉槽；9004、取粉转轴；9005、取粉筛；9006、匀流网；9007、滤粉网；9008、抽气泵；9009、加湿器；901、进风端；9010、喷雾出口；9011、弧形管道；902、输出端；903、助燃气体添加箱体；10、集粉带粉风；11、进粉开关阀；12、紧急供给高温一次风；13、煤粉驱动热风。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本发明，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案以及技术特征可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提供如下实施例：

实施例1

本发明实施例提供了一种提高中速磨煤机出口一次风温度的系统，如图1-4所示，包括空气预热器1、中速磨煤机2和炉膛3，所述空气预热器1出口的热风4分为过磨热风6和旁路热风5两部分，所述中速磨煤机2出口的带粉风7与旁路热风5混合后送往炉膛3。

优选的，所述旁路热风5通过管道输送，所述旁路热风5所在管道上设有助燃气体添加箱体903上，所述助燃气体添加箱体903用于向旁路热风5所在管道输送助燃气体；

所述助燃气体包括氧气、臭氧、氟、二氧化碳中的任意一种或多种。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：空气预热器1出口的热风4分为过磨热风6和旁路热风5两部分，过磨热风6进入磨煤机2干燥原煤，旁路热风5与磨煤机2出口的带粉风7混合后变为高温一次风8，高温一次风8送往锅炉3进行燃烧，旁路热风5的设计可极大的提高进入锅炉的一次风温度，从而保证锅炉燃烧的稳定性和煤粉的燃尽性，进而有利于提高锅炉的燃烧效率，同时降低排烟温度，提高锅炉效率，提高锅炉的经济性；

另外可通过助燃气体添加箱体903向旁路热风5所在管道输送助燃气体，从而保证锅炉燃烧的稳定性和煤粉的燃尽性。

实施例2

在上述实施例1的基础上，如图2和3所示，还包括紧急供给管路，所述紧急供给管路包括：

进粉管路、进风管路和输出管路，所述进粉管路安装在集粉机9的进粉端900，所述进风管路安装在集粉机9的进风端901，所述输出管路安装在集粉机9的输出端902；

所述进粉管路上设有进粉开关阀11，所述进风管路上设有进风开关阀14；

中速磨煤机2出口处的集粉带粉风10经进粉管路流入集粉机9的进粉端900，空气预热器1出口处的煤粉驱动热风13经进风管路流入集粉机9的进风端901；

所述集粉机9用于将集粉带粉风10分离为风和煤粉，分离后的风经输出管路送往炉膛3，分离后的煤粉累积在集粉机9内，紧急供给时，煤粉驱动热风13与集粉机9内的煤粉混合后形成紧急供给高温一次风12并送往炉膛3。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：当中速磨煤机2损坏时，或中速磨煤机2的磨煤效率无法使得锅炉在正常负荷下工作时，此时将中速磨煤机2关闭可节约能源，提高锅炉系统的经济性，在中速磨煤机2磨煤效率高的情况下，进粉开关阀11打开，中速磨煤机2出口处的集粉带粉风10经进粉管路流入集粉机9的进粉端，集粉机9将集粉带粉风10分离为风和煤粉，分离后的风经输出管路送往炉膛3，分离后的煤粉累积在集粉机9内；

当中速磨煤机2关闭时，将进风开关阀14打开，空气预热器1出口处的煤粉驱动热风13经进风管路流入集粉机9的进风端，之后煤粉驱动热风13与集粉机9内的煤粉混合后形成紧急供给高温一次风12并送往炉膛3，从而保证锅炉煤粉的正常供给，同时相较于通过中速磨煤机2供给煤粉，紧急供给高温一次风12的温度更高，锅炉内的燃烧更稳定性，煤粉的燃尽性更好，更有利于提高锅炉的燃烧效率，同时降低排烟温度，提高锅炉效率，提高经济性。

实施例3

在实施例1的基础上，如图4所示，所述集粉机9包括：

集粉机壳体900，所述集粉机壳体900内设有风粉分离腔9000和送风腔9001，所述进粉端900和所述输出端902均与所述风粉分离腔9000相通，所述进风端901与所述送风腔9001相通；

集粉筒9002，所述集粉筒9002固定连接在所述风粉分离腔9000底部，所述集粉筒9002的煤粉进口为喇叭状，所述集粉筒9002上沿其周向开设有若干环形取粉槽9003；

取粉转轴9004，所述取粉转轴9004转动连接在送风腔9001内，所述取粉转轴9004上设有转轴驱动件，所述转轴驱动件用于驱动所述取粉转轴9004转动，所述取粉转轴9004上固定连接有若干均匀布置的取粉筛9005，若干取粉筛9005的安装高度与若干环形取粉槽9003的开设高度处于同一水平面内并一一对应；

所述进风端901为喇叭状结构，所述进风端901内设有匀流网9006；

滤粉网9007，所述滤粉网9007固定连接在所述风粉分离腔9000内壁，所述风粉分离腔9000内壁且位于所述滤粉网9007上方设有抽气泵9008；

所述集粉机壳体900上设有加湿器9009，所述加湿器9009的喷雾出口9010位于所述滤粉网9007下方；

所述送风腔9001与所述输出端902通过弧形管道9011相通。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：工作时，集粉带粉风10经进粉管路和进粉端900进入风粉分离腔9000内，同时加湿器9009通过喷雾出口9010向外喷洒水雾，使得集粉带粉风10中的煤粉与风粉分离腔9000内水雾结合，并在重力的作用下落入集粉筒9002内，由此逐渐累积，集粉带粉风10中的风在抽气泵9008的作用下经输出端902送往炉膛3，当需要紧急供给煤粉时，转轴驱动件驱动所述取粉转轴9004转动，从而带动取粉筛9005转动，取粉筛9005在转动过程中经环形取粉槽9003插入集粉筒9002取粉后转动至送风腔9001进行供粉，在进风端901煤粉驱动热风13的作用下取粉筛9005上的煤粉被带入弧形管道9011，并经弧形管道9011和输出端902送往炉膛3。

实施例4

在实施例1的基础上，所述中速磨煤机2上设有过磨热风气压反馈调节系统，所述过磨热风气压反馈调节系统用于监测过磨热风6在通过中速磨煤机2时的实际载粉能力，并在过磨热风6载粉能力不足时进行过磨热风6的流量调节，所述过磨热风气压反馈调节系统包括磨煤机实际出粉计算单元、气压补偿计算单元和过磨热风流量调节阀，所述磨煤机实际出粉计算单元与气压补偿计算单元电连接，所述气压补偿计算单元与过磨热风流量调节阀电连接；

磨煤机实际出粉计算单元，所述磨煤机实际出粉计算单元用于计算中速磨煤机2的实际出粉量；

气压补偿计算单元，所述气压补偿计算单元用于根据中速磨煤机2的实际出粉量计算当前需补偿的过磨热风6气压值；

过磨热风流量调节阀，过磨热风流量调节阀设置在所述中速磨煤机2的过磨热风6进口端，所述过磨热风流量调节阀用于基于当前需补偿的过磨热风6气压值对过磨热风6的流量进行调节，从而将当前需补偿的过磨热风6气压值调节控制至预设范围内；

所述磨煤机实际出粉计算单元包括：

重量传感器，所述重量传感器设置在所述中速磨煤机2的进煤口，用于检测填充进中速磨煤机2内的煤块的总重量；

转速传感器，所述转速传感器设置在所述中速磨煤机2的滚筒上，用于检测所述中速磨煤机2滚筒的转速；

计时器，所述计时器设置在所述中速磨煤机2上，用于检测所述中速磨煤机2的磨煤总时长；

基于所述重量传感器、所述转速传感器和所述计时器，所述中速磨煤机2的实际出粉量计算如下：

其中，Δ为所述中速磨煤机2的实际出粉量，为中速磨煤机2的基准磨煤效率，为中速磨煤机2内煤块的填充量，ln为以e为底的对数，e为自然数，取值为2.72，为中速磨煤机2滚筒内钢球的数量，G为中速磨煤机2内单个钢球的重量，G

所述气压补偿计算单元包括：

第一气压传感器，所述第一气压传感器设置在所述中速磨煤机2的过磨热风6进风端，用于检测所述中速磨煤机2的过磨热风6进风端的气压值；

第二气压传感器，所述第二气压传感器设置在所述中速磨煤机2的带粉风7出口端，用于检测中速磨煤机2的带粉风7出口端的气压值；

煤粉密度传感器，所述煤粉密度传感器设置在所述中速磨煤机2的带粉风7出口端，用于检测中速磨煤机2的带粉风7出口端的煤粉密度；

带粉风流速传感器，所述带粉风流速传感器设置在所述中速磨煤机2的带粉风7出口端，用于检测中速磨煤机2的带粉风7出口端的风速；

带粉风质量流量传感器，所述带粉风质量流量传感器设置在所述中速磨煤机2的带粉风7出口端，用于检测中速磨煤机2的带粉风7出口端带粉风的质量流量；

基于所述第一气压传感器、所述第二气压传感器、所述煤粉密度传感器、所述带粉风流速传感器和所述带粉风质量流量传感器，当前需补偿的过磨热风6气压值计算如下：

其中，P为当前需补偿的过磨热风6气压值，若P

上述技术方案的工作原理及有益效果为：所述过磨热风气压反馈调节系统监测过磨热风6在通过中速磨煤机2时的实际载粉能力，并在过磨热风6载粉能力不足时进行过磨热风6的流量调节，从而根据中速磨煤机2的实际出粉量计算出当前需补偿的过磨热风6气压值，再根据当前需补偿的过磨热风6气压值适应性调节过磨热风流量调节阀从而使得当前需补偿的过磨热风6气压值调节控制至预设范围内，实现中速磨煤机2使用的经济性，同时提高锅炉煤粉的燃尽性；

计算中速磨煤机2的实际出粉量Δ时，引入了中速磨煤机2自身构造的参数中速磨煤机2滚筒的直径D和中速磨煤机2滚筒的长度L，从而使得计算结果更为精确，中速磨煤机2滚筒内钢球的数量、中速磨煤机2内单个钢球的重量G、中速磨煤机2滚筒的转速n、中速磨煤机2内煤块的填充量和中速磨煤机2的基准磨煤效率越大，则中速磨煤机2的实际出粉量越大；

计算当前需补偿的过磨热风6气压值时，引入了中速磨煤机2内的气流摩擦阻力系数从而提高了计算结果的精确度，若P

实施例5

在实施例3的基础上，还包括：集粉机故障监测系统，所述集粉机故障监测系统设置在所述集粉机9上，用于监测所述集粉机9的工作状态，所述集粉机故障监测系统包括：

第一流速传感器，所述第一流速传感器设置在所述集粉机9的进粉端900，用于检测所述集粉机9的进粉端900处煤粉的流速；

密度传感器，所述密度传感器设置在所述风粉分离腔9000内，用于检测所述风粉分离腔9000内煤粉的密度；

第二流速传感器，所述第二流速传感器设置在所述喷雾出口9010处，用于检测所述喷雾出口9010喷出的水雾的流速；

压强传感器，所述压强传感器设置在所述风粉分离腔9000内，用于检测所述风粉分离腔9000内的压强；

温度传感器，所述温度传感器设置在所述风粉分离腔9000内，用于检测所述风粉分离腔9000内的温度；

控制器，故障报警器，所述控制器与所述第一流速传感器、所述密度传感器、所述第二流速传感器、所述压强传感器、所述温度传感器和所述故障报警器电连接，所述控制器基于所述第一流速传感器、所述密度传感器、所述第二流速传感器、所述温度传感器和所述压强传感器控制所述故障报警器报警；

所述控制器基于所述第一流速传感器、所述密度传感器、所述第二流速传感器和所述压强传感器控制所述故障报警器报警，包括以下步骤：

步骤一：基于所述第一流速传感器、所述温度传感器和公式(1)，计算煤粉的自然沉降效率：

其中，

步骤二：基于所述第一流速传感器、所述密度传感器、所述第二流速传感器、所述压强传感器和公式(2)，计算所述集粉机9的实际综合集粉效率：

其中，

步骤三：所述控制器比较所述集粉机9的实际综合集粉效率和所述集粉机9的预设综合集粉效率，若所述集粉机9的实际综合集粉效率小于所述集粉机9的预设综合集粉效率，则所述控制器控制所述故障报警器报警。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：计算所述集粉机9的实际综合集粉效率时，除引入煤粉的自然沉降效率外还结合了加湿器9009水雾的作用效果，从而使得计算结果更为精确，当若所述集粉机9的实际综合集粉效率小于所述集粉机9的预设综合集粉效率，则所述控制器控制所述故障报警器报警，此时证明集粉机9堵塞或进粉出现问题，为及时保证集粉机9的正常使用需采用故障报警器进行报警，提醒工作人员及时对其进行维修；

最大预设煤粉直径d

风粉分离腔9000内煤粉的密度越大、水雾的预设直径d和水雾的预设质量M

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。