[發明專利]一種風粉混合溫度和流速二次調節系統

在審

• 申請號: 201710607033.6
• 申請日: 2017-07-24
• 公開（公告）號: CN107238101A
• 公開（公告）日: 2017-10-10
• 發明（設計）人: 佘園元;王一坤;成汭珅
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: F23N1/02
• 分類號: F23N1/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司61200
• 代理人: 徐文權

技術領域

本發明屬于火力發電設備領域，涉及一種風粉混合溫度和流速二次調節系統。

背景技術

制粉系統作為電站煤粉鍋爐重要的輔機設備，其是否安全穩定運行對電站鍋爐至關重要。管道中積煤爆燃是威脅制粉系統(磨煤機)及其聯通設備、煤粉管道安全性的重要因素，基于此，各電站鍋爐運行中均通過嚴格控制磨煤機進口混合風溫度、出口風粉混合溫度以確保系統安全。《電站磨煤機及制粉系統選型導則》(DL/T 466-2004)中給出了不同磨煤機類型磨制不同煤種時出口允許的最高溫度，國內燃用褐煤電站鍋爐基本將混合物溫度控制在63℃以下，燃用煙煤時控制在83℃以下。

揮發成分中CO析出濃度作為制粉系統防爆安全性的判定指標和影響因素，其析出溫度約在260℃以上，實際運行中磨煤機出口風粉混合溫度遠低于原煤中揮發分析出溫度，僅僅是因為磨煤機內部結構復雜且煤粉易于積聚，同時受限于磨煤機入口風溫，只能保持低溫運行。此外，當實際燃用煤種全水含量大于設計煤種時，在現行設備及其輔助管道情況下，磨煤機出口風粉混合溫度往往更低，降低了機組燃用煤種適應性。為防止煤粉在進入燃燒器之前著火而引起爆炸或燒損燃燒器，《火力發電廠制粉系統設計計算技術規定》(DL/T 5145-2002)中規定煙煤氣固混合物溫度t_max≤160℃，褐煤t_max≤100℃。可見，在習慣運行基礎上，合理提高磨煤機出口風粉混合物溫度從運行安全角度考慮是可行的。

嚴格控制磨煤機進口混合風溫度和出口風粉混合溫度雖然很大程度上可降低煤粉爆燃事件概率，但其不利影響有如下三點：

第一，冷風攝入量增多，會導致排煙溫度升高，根據現場試驗結果，磨煤機出口風粉混合溫度從76℃提高至90℃以后，排煙溫度可下降9.8℃，可降低供電煤耗約1.5g/(kW·h)。

第二，煤粉管道內風粉混合溫度偏低會降低燃燒反應速率，增加著火距離，降低煤粉燃盡性，在高海拔地區，上述問題會顯得更加突出。

第三，我國計劃“十三五”期間實施2.2億千瓦燃煤機組的靈活性改造，如何提高鍋爐低負荷穩燃能力成為其主要研究目標，而偏低的煤粉混合溫度顯然不利于穩定燃燒。與高負荷相比，低負荷情況下煤粉管道內煤粉質量濃度約會降低80g/m³，特定煤粉的最大爆炸指數、最大爆炸壓力和最大爆炸壓力上升速率均有所降低，相比中、高機組負荷下風粉混合溫度可以有所提升。

此外，當燃煤偏離設計煤種，對一次風速偏低引起的燃燒器燒損、燃燒器區域水冷壁管壁超溫及噴口結焦等問題，現行燃燒調整手段限制條件多且影響有限，因此需要設計出一種系統，該系統能夠調節特定煤粉管道風煤混合的溫度及流速，以解決上述問題。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供了一種風粉混合溫度和流速二次調節系統，該系統能夠實現風煤混合溫度及流速的調節，以確保系統安全穩定運行，同時改善煤粉燃盡性、鍋爐低負荷燃燒穩定性及機組運行靈活性。

為達到上述目的，本發明所述的風粉混合溫度和流速二次調節系統包括一次風機、空氣預熱器、風粉氣固兩相溫度與流速調節系統、第一閥門、第二閥門、給煤機、磨煤機及鍋爐；

一次風機的出風口分為兩路，其中一路經空氣預熱器與風粉氣固兩相溫度與流速調節系統的熱風入口及第一閥門的入口相連通，第一閥門的出口與磨煤機的入風口相連通，另一路與風粉氣固兩相溫度與流速調節系統的冷風入口及第二閥門的入口相連通，第二閥門的出口與磨煤機的入風口相連通，給煤機的出口與磨煤機的入煤口相連通，磨煤機的出口與風粉氣固兩相溫度與流速調節系統的出口通過管道并管后與鍋爐上燃燒器的入口相連通。

所述風粉氣固兩相溫度與流速調節系統包括第三閥門、第四閥門及第五閥門，其中，空氣預熱器的熱一次風出口與第三閥門的入口相連通，一次風機的冷一次風道出口與第四閥門的入口相連通，第三閥門的出口及第四閥門的出口與第五閥門的入口相連通，第五閥門的出口與磨煤機的出口通過管道并管后與鍋爐上燃燒器的入口相連通。

還包括調節風母管、調節風支管及煤粉管道，第三閥門的出口及第四閥門的出口與調節風母管的入口相連通，調節風母管的出口與調節風支管的入口相連通，第五閥門位于調節風支管上，磨煤機的出口與煤粉管道的入口相連通，調節風支管的出口與煤粉管道的出口通過管道并管后與鍋爐上燃燒器的入口相連通。

調節風母管上設置有用于檢測調節風母管內風壓力的壓力表、用于檢測調節風母管內風溫度的溫度表以及用于檢測調節風母管內風流量的流量計。