一种利用锅炉烟气余热降低高浓度水煤浆粘度的输送系统及其使用方法

技术领域

本发明涉及煤浆输送领域，具体是一种利用锅炉烟气余热降低高浓度水煤浆粘度的输送系统及其使用方法。

背景技术

目前高浓度水煤浆由于浆体粘度大，导致输送的沿程摩阻大，输送管道存在堵塞风险，影响系统安全运行，造成需要维修和经济损失等后果。水煤浆存在粘温特性，当温度上升时，水煤浆粘度下降。与此同时，水煤浆锅炉烟气中含大量未利用的热能，排入空气造成浪费。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供一种利用锅炉烟气余热降低高浓度水煤浆粘度的输送系统及其使用方法，可以利用烟气余热加热泵输工艺前的水煤浆，以降低其粘度，从而降低沿程摩阻。在节约热能、降低堵塞风险的同时，减少了泵所需的输送压力，从而达到了水煤浆输送节能、安全的目的。

本发明提供的技术方案：一种利用锅炉烟气余热降低高浓度水煤浆粘度的输送系统，包括水煤浆搅拌槽，所述水煤浆搅拌槽的出口设置有输浆管，所述输浆管与换热器的进口连接，所述换热器的出口与燃烧器的进口连通，所述燃烧器的出口与炉膛的进口连通，所述炉膛中设置有盘管式换热器，所述盘管式换热器与省煤器进口连通，锅炉给水管与省煤器相连，锅炉给水管的出口一路连接到盘管式换热器入口，一路通过供热循环管，经循环水泵加压送至换热器的进水口，所述换热器的出水口连接到盘管式换热器入口，在换热器出口后的输浆管道上设有返浆管旁通，经由返浆管与水煤浆搅拌槽连通。

进一步的，所述输浆管包括至少两条并联的输送管道，每条输送管道上均依次设置有电动闸阀、煤浆泵和过滤器，并联后的输浆管上设置有压力传感器、浓度计和流量计，然后与换热器相连。

进一步的，在换热器出口后的输浆管道上设置有温度传感器和第一电动调节阀，再与燃烧器进口连通。

进一步的，所述水煤浆搅拌槽与并联的输送管道之间设置有冲洗水管旁通，设置冲洗水接口，并联的输送管道与换热器之间设有放料管旁通，设置放料口。

进一步的，所述返浆管上设置有第二电动调节阀，所述水煤浆搅拌槽配套设置有搅拌器、温度传感器和液位计，所述供热循环管上设置有第三电动调节阀。

进一步的，输送系统中的液位、温度、压力、流量、浓度信号接入集控，与电动闸阀、电动调节阀、循环水泵和煤浆泵联锁，实现系统的自动控制。

进一步的，所述输送系统还包括鼓风机，所述鼓风机出口经由供气管道依次连通空气预热器和燃烧器。

进一步的，所述省煤器的出口与空气预热器连通，空气预热器的出口与排烟管连通。

所述换热器的出水口连接到盘管式换热器入口的管道上设置有逆止阀。

本发明提供的另一技术方案：一种利用锅炉烟气余热降低高浓度水煤浆粘度的输送方法，包括如下步骤：

(1)水煤浆搅拌槽中的高浓度水煤浆从搅拌槽底部出口流出，经煤浆泵加压，通过过滤器筛掉不符合粒度要求的粗颗粒，经过浓度计、流量计采集信号，进入换热器，经来自锅炉的余热加热后，水煤浆粘度降低，进一步输送至燃烧器，作为锅炉的热源燃料供应；

(2)锅炉给水经给水管与省煤器相连，经省煤器中烟气加热后成为热水，一部分热水通过第三电动调节阀进入供热循环管，经循环水泵加压泵送至换热器，换热器中的加热管盘绕在输浆管周围，为输浆管加热，经过换热后的热水通过逆止阀定向输送至炉膛中的盘管式换热器入口，再经过炉膛加热，形成过热蒸汽，去蒸汽轮机供发电使用；

(3)空气通过鼓风机和供气管道进入空气预热器，通过省煤器出来的烟气进行预热后输送至燃烧器，空气预热器出口的烟气通过排烟管后进行烟气处理；

(4)返浆管与水煤浆搅拌槽连通，当浆体温度或浓度不达标时，通过控制返浆管上的第二电动调节阀，使得定量流量的水煤浆返输回至水煤浆搅拌槽，进行循环加热的制浆流程。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

(1)过滤器中设置过滤筛网和排渣口，水煤浆从过滤罐入口端输送至出口端的过程中，过滤筛网能拦截粗颗粒和大体积渣物，将其从排渣口排出，保障管输系统安全。

(2)本系统可将在省煤器中加热后的锅炉给水引入换热器，回收锅炉烟气余热对输浆管进行加热，在此过程中升高水煤浆浆体输送温度，从而降低水煤浆浆体粘度，进而降低水煤浆输送的摩阻。并通过调节循环水泵频率以及电动调节阀开度，控制从省煤器中引流出的热水流量，从而控制对输浆管的加热程度。

(3)输浆管上设置返浆管旁通，经由返浆管与水煤浆搅拌槽连通，当浆体温度不达标时，通过控制返浆管上的电动调节阀，使得定量流量的水煤浆返输回至水煤浆搅拌槽，从而实现水煤浆的循环加热，提高加热效率。

(4)输浆管上设有冲洗水旁通和放料管旁通，分别设置冲洗水点和放料点，当管输系统出现事故工况停机时，可及时打开冲洗水系统和放料口，将管道内浆体排出，减少管道系统堵塞风险。

(5)储浆罐上设置有温度传感器、液位计，输浆管上设置有温度传感器、浓度计、流量计、压力传感器、能实时监控浆体的输送温度、流量、浓度以及沿线压力情况。系统中的液位、温度、压力、流量、浓度信号接入集控，与电动阀门、电动调节阀、循环水泵、煤浆泵联锁，实现系统的自动控制，整体自动化程度高。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中：1-水煤浆搅拌槽、2-电动闸阀、3-煤浆泵、4-过滤器、5-压力传感器、6-浓度计、7-流量计、8-换热器、9-温度传感器、10-燃烧器、11-炉膛、12-盘管式换热器、13-省煤器、14-锅炉给水管、15-循环水泵、16-逆止阀、17-第一电动调节阀、18-空气预热器、19-鼓风机、20-液位计、21-输浆管、21.1-返浆管旁通、21.2-冲洗水管旁通、21.3-放料管旁通、22-返浆管、23-循环供热管、24-排烟管、25-供气管，26-第二电动调节阀、27-第三电动调节阀。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明，其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制，为了更好地说明本发明的具体实施方式，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸，对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的，基于本发明中的具体实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他具体实施方式，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1所示的一种利用锅炉烟气余热降低高浓度水煤浆粘度的输送系统，包括水煤浆搅拌槽1，所述水煤浆搅拌槽1的出口设置有输浆管21，所述输浆管21与换热器8的进口连接，所述换热器8的出口与燃烧器10的进口连通，所述燃烧器10的出口与炉膛11的进口连通，所述炉膛11中设置有盘管式换热器12，所述盘管式换热器12与省煤器13进口连通，锅炉给水管14与省煤器13相连，锅炉给水管14的出口一路连接到盘管式换热器12入口，一路通过供热循环管23，经循环水泵15加压送至换热器8的进水口，所述换热器8的出水口连接到盘管式换热器12入口，在换热器8出口后的输浆管道上设有返浆管旁通21.1，经由返浆管22与水煤浆搅拌槽1连通。

所述输浆管21包括至少两条并联的输送管道，每条输送管道上均依次设置有电动闸阀2、煤浆泵3和过滤器4，并联后的输浆管上设置有压力传感器5、浓度计6和流量计7，然后与换热器8相连。煤浆泵、过滤器均设有备用设备，保证一台设备故障时，系统的稳定性不受影响。

在换热器8出口后的输浆管道上设置有温度传感器9和第一电动调节阀17，再与燃烧器10进口连通。

所述水煤浆搅拌槽1与并联的输送管道之间设置有冲洗水管旁通21.2，设置冲洗水接口，并联的输送管道与换热器8之间设有放料管旁通21.3，设置放料口。

所述返浆管22上设置有第二电动调节阀26，所述水煤浆搅拌槽1配套设置有搅拌器、温度传感器和液位计20，所述供热循环管23上设置有循环水泵15和第三电动调节阀27，与省煤器13连通。所述换热器8的出水口连接到盘管式换热器12入口的管道上设置有逆止阀16。

输送系统中的液位、温度、压力、流量、浓度信号接入集控，与电动闸阀、电动调节阀、循环水泵和煤浆泵联锁，实现系统的自动控制。

所述输送系统还包括鼓风机19，所述鼓风机19出口经由供气管道25依次连通空气预热器18和燃烧器10。所述省煤器13的出口与空气预热器18连通，空气预热器18的出口与排烟管24连通。

本发明的一种利用锅炉烟气余热降低高浓度水煤浆粘度的输送系统，设置在水煤浆管道输送工程工艺场站的制浆系统之后、水煤浆锅炉燃烧器之前。

系统正常运行时，水煤浆搅拌槽中的高浓度水煤浆从搅拌槽底部出口流出，经煤浆泵加压，通过过滤器筛掉不符合粒度要求的粗颗粒，经过浓度计、流量计采集信号，进入换热器，经来自锅炉的余热加热后，水煤浆粘度降低，进一步输送至燃烧器，作为锅炉的热源燃料供应。

流动的水煤浆经过过滤器，体积符合要求的水煤浆通过过滤筛网而进入下游，粗颗粒和大体积渣物被倾斜设置的过滤筛网拦截而进入底部的锥形溜槽，在溜槽底部排渣口附近聚集，便于粗颗粒和大体积渣物的排出。

锅炉给水经给水管与省煤器相连，经省煤器中烟气加热后成为热水，一部分热水通过电动调节阀进入供热循环管，经循环水泵加压泵送至换热器，换热器中的加热管盘绕在输浆管周围，为输浆管加热，经过换热后的热水通过逆止阀定向输送至炉膛中的盘管式换热器入口，再经过炉膛加热，形成过热蒸汽，去蒸汽轮机供发电使用。

空气通过鼓风机和供气管道进入空气预热器，通过省煤器出来的烟气进行预热后输送至燃烧器，空气预热器出口的烟气通过排烟管后进行烟气处理。

供热循环管上设置的循环水泵为变频，可通过调节循环水泵频率以及电动调节阀开度，控制从省煤器中引流出的热水流量，从而控制对输浆管的加热程度。

输浆管上设置温度传感器和返浆管旁通，返浆管与水煤浆搅拌槽连通，当浆体温度不达标时，通过控制返浆管上的电动调节阀，使得定量流量的水煤浆返输回至水煤浆搅拌槽，从而实现水煤浆的循环加热，提高加热效率。

输浆管上设置浓度计，实时传输水煤浆浓度信号，当浆体浓度不达标时，通过调节输浆管以及返浆管上的电动调节阀，实现浆体管路的切换，将不合格浆返输至水煤浆搅拌槽，供制浆流程进行处理。

输浆管上设有冲洗水旁通和放料管旁通，分别设置冲洗水点和放料点，当管输系统出现事故工况停机时，可及时打开冲洗水系统和放料口，将管道内浆体排出，减少管道系统堵塞风险。

储浆罐上设置有温度传感器、液位计，输浆管上设置有温度传感器、浓度计、流量计、压力传感器、能实时监控浆体的输送温度、流量、浓度以及沿线压力情况。系统中的液位、温度、压力、流量、浓度信号接入集控，与电动阀门、电动调节阀、循环水泵、煤浆泵联锁，实现系统的自动控制。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。