一种基于抽中温炉烟提升中速磨煤机干燥出力的系统及方法

技术领域

本发明属于火力发电技术领域，具体涉及一种基于抽中温炉烟提升中速磨煤机干燥出力的系统及方法。

背景技术

我国电站锅炉普遍存在燃煤掺烧的问题，部分锅炉由于煤源紧张甚至需要进行大比例、跨煤种的燃煤掺烧乃至改烧，煤种的大幅变动带来了运行工况的剧烈变化，对锅炉及其辅机的适应性提出了更高的要求。设计煤种为烟煤的锅炉在进行高水分褐煤、煤泥掺烧时面临以下问题：(a)改烧或掺烧高水分、高挥发分褐煤时存在制粉系统无法正常运行并衍生出严重的安全风险，仅仅依靠运行调整无法满足要求，必须对锅炉制粉系统、燃烧系统等进行宽煤种适应性改造；(b)通过抽高温炉烟，可大幅度提高制粉系统干燥出力，并降低干燥介质含氧量，该方法需借助炉烟风机将高温、低压炉烟升压后引入热一次风母管，当前抽炉烟干燥技术主要基于风扇磨煤机和钢球磨煤机中储式制粉系统，二者均难以将炉烟压头提高到较高水平。

针对中速磨煤机直吹式制粉系统，抽炉烟方案的关键在于炉烟系统的阻力大小、磨煤机进口干燥介质的温度、炉烟风机性能。若炉烟系统阻力小，就能保证烟气量，制粉系统调整的裕度就大；若炉烟系统阻力大，只能抽吸少量的热烟，干燥出力提升效果不明显。如果干燥介质初温过高，中速磨煤机内部轴承等部件将面临失效风险，后期检修成本将提高较多。因此，磨煤机进口干燥介质初温需控制在400℃以下。由于中速磨煤机直吹式制粉系统，热一次风母管的压力较高，增设的抽炉烟风机需要将微负压的冷、热混合炉烟的压力提高至略高于热一次风母管压力。

针对中速磨煤机直吹式制粉系统，当前已有的一种抽炉烟三介质干燥方案采用冷灰斗热炉烟、引风机出口低温炉烟和热一次风。抽炉烟系统分为热炉烟管路系统、冷炉烟管路系统和混合增压管路系统。热炉烟管路系统是在燃烧器与冷灰斗之间抽取温度约850℃～900℃左右的烟气，热炉烟含氧量较低，约为3％～4％，作为制粉系统的高温干燥介质，高温烟道行程最短、阻力最小，炉烟抽取量便于调节。冷炉烟管路系统是从引风机出口抽取温度在125℃左右的烟气，引至热炉烟入口，混合点尽可能布置在靠近抽热炉烟口，使冷热炉烟尽早混合，防止热炉烟管段过长而难以保温、内部挂渣等问题；混合增压管路系统是高温炉烟和低温炉烟一同进入冷热烟气混合管路，混合后烟气温度不超过450℃，进入炉烟风机，通过炉烟风机升压进入下游热一次风母管，磨煤机进口干燥介质温度不超过400℃。低温炉烟的主要作用是调节高温炉烟温度，使得炉烟风机能够正常工作。

该方案存在以下缺点：(a)需引入较多的低温冷炉烟，降低了烟气品质；(b)低温冷炉烟管道布置投资较大；(c)热炉烟抽取量大，不利于主燃烧区域燃烧的稳定性；(d)由于引入了较多的冷炉烟，锅炉至引风机出口烟道内烟气量增加较多，各级受热面磨损加剧，烟风阻力增加，引风机电耗增加，静电除尘器效率降低；(e)锅炉效率降低。

发明内容

为了克服以上技术问题，本发明提供了一种基于抽中温炉烟提升中速磨煤机干燥出力的系统及方法，在低温过热器出口烟道设置烟气旁路，将部分中温炉烟通过炉烟增压风机升压后引入热一次风母管，提高磨煤机进口干燥介质温度至约400℃。本方案采用抽中温炉烟技术和热一次风旁路技术，不抽取高温炉烟，对主燃区燃烧稳定性影响小，引风机电耗变化较小，中温炉烟具有烟气再循环的作用，增加了锅炉主、再热汽温调节手段，且有利于降低锅炉氮氧化物原始排放。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于抽中温炉烟提升中速磨煤机干燥出力的系统，包括煤粉锅炉1，所述煤粉锅炉1的低温过热器2和省煤器3之间烟道两侧墙各布置一个中温炉烟抽烟口10，中温炉烟抽烟口10通过烟气旁路4与炉烟增压风机5相连；

所述烟气旁路4通过热一次风旁路管道7与上游热一次风管道6相连；

所述炉烟增压风机5出口烟道与下游热一次风管道8通过混合结构12相连，下游热一次风管道8出口连接在磨煤机9上。

所述烟气旁路4上设置旁路风流量控制阀门13、热一次风旁路管道7上设置炉烟流量控制阀门14。

所述热一次风旁路管道7中的热风用于调节烟气旁路4中的中温炉烟温度至约450℃。

所述下游热一次风管道8中通入烟气旁路4中的中温炉烟用于使磨煤机9进口干燥介质温度提高至约400℃。

所述上游热一次风管道6上开设的抽风口11。

一种基于抽中温炉烟提升中速磨煤机干燥出力的系统的使用方法，包括以下步骤；

从煤粉锅炉1的低温过热器2出口烟道两侧墙处通过烟气旁路抽取温度约450℃的中温炉烟；从上游热一次风管道6上抽取部分热风通过热一次风旁路管道7引入烟气旁路4，用于调节中温炉烟温度至约450℃，保证炉烟增压风机5正常工作；中温炉烟通过炉烟增压风机5提高压头后汇入下游热一次风管道8。

通过安装在烟气旁路4上的炉烟流量控制阀门13控制中温炉烟抽取量，有效控制磨煤机进口干燥介质初温和干燥介质流量；通过安装在热一次风旁路管道7上的旁路风流量控制阀门14调节旁路热一次风量，控制进入炉烟风机的中温炉烟温度。

通过引入适量的中温炉烟，将磨煤机9进口干燥介质温度提高至约400℃，可极大提高制粉系统干燥出力；由于引入惰性炉烟，干燥介质含氧量可降低至约13％，降低了高挥发分褐煤干燥研磨过程中爆燃的可能性，提高了安全性；

本发明的有益效果：

1、中温炉烟温度适宜，可直接引入炉烟增压风机；

2、设置的热一次风旁路主要为了事故条件下，调节中温炉烟温度，保证炉烟增压风机安全工作；该方案不采用冷风或冷炉烟对炉烟温度进行调节；

3、本发明不需要引入低温冷炉烟，炉烟管道投资较小，改造范围相对较集中；

4、本发明不需要从主燃烧区域引出高温炉烟，炉膛负压波动影响小，安全性较好；

5、中温炉烟具有烟气再循环的作用，增加了锅炉主、再热汽温调节手段，且有利于降低锅炉氮氧化物原始排放。

附图说明

图1为本发明的示意图。

附图标记说明：

1为煤粉锅炉；2为低温过热器；3为省煤器；4为烟气旁路；5为炉烟增压风机；6为上游热一次风管道；7为热一次风旁路管道；8为下游热一次风管道；9为磨煤机；10为中温炉烟抽烟口；11为抽风口；12为混合结构；13为炉烟流量控制阀门；14为旁路风流量控制阀门。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

参见图1，本发明提供的一种基于抽中温炉烟提升中速磨煤机干燥出力的系统，主要包括煤粉锅炉1；中温炉烟抽烟口10；烟气旁路4；炉烟增压风机5；上游热一次风管道6；热一次风旁路管道7；下游热一次风管道8。

在采用抽中温炉烟进行中速磨煤机干燥出力提升时，通过烟气旁路技术和热一次风旁路技术，通过烟气旁路从低温过热器出口烟道抽取温度适宜的中温炉烟，通过炉烟增压风机提升压头后，通过混合结构引入下游热一次风管道；

通过炉烟流量控制阀门调节中温炉烟抽取量，通过旁路风流量控制阀门控制炉烟风机进口介质温度。不需要单独设置冷风和冷炉烟进行中温炉烟烟气温度调节。

具体实施过程为：

通过烟气旁路4从煤粉锅炉1低温过热器2出口烟道抽取温度约450℃的中温炉烟；中温炉烟通过炉烟增压风机5提高压头后汇入下游热一次风管道8。通过热一次风旁路管道7从上游热一次风管道6抽取部分热风引入烟气旁路4，对中温炉烟温度进行微调；

通过引入适量的中温炉烟，将磨煤机进口干燥介质温度提高至约400℃，可极大提高制粉系统干燥出力；由于引入惰性炉烟，干燥介质含氧量可降低至约13％，降低了高挥发分褐煤干燥研磨过程中爆燃的可能性，提高了安全性。通过安装在热一次风旁路管道7上的流量控制阀门14调节旁路热一次风量，控制进入炉烟增压风机5的介质温度；通过安装在烟气旁路4上的炉烟流量控制阀门13控制中温炉烟抽取量，有效提升磨煤机进口干燥介质初温。

本发明在具体实施过程中，炉烟风机叶片、烟气旁路和下游热一次风管道需要采用相关防磨措施。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。