[發明專利]基于抽高溫爐煙提升中速磨煤機干燥出力的系統及方法

有效

• 申請號: 202111285020.4
• 申請日: 2021-11-01
• 公開（公告）號: CN113819479B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: 查瓊亮;王慧青;徐征;徐遠綱;馮斌;王國忠;趙永堅;孟勇
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: F23K1/04
• 分類號: F23K1/04;F23J15/06;F26B21/10;F26B21/12
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 王晶

本發明公開了一種基于抽高溫爐煙提升中速磨煤機干燥出力的系統及方法，包括煤粉鍋爐，所述煤粉鍋爐在冷灰斗區域兩側墻各布置一個高溫爐煙抽煙口，高溫爐煙抽煙口通過高溫爐煙管道、中溫爐煙管道與爐煙增壓風機相連；所述高溫爐煙管道通過熱一次風旁路管道與上游熱一次風管道連接，所述上游熱一次風管道上開設抽風口；所述爐煙增壓風機出口煙道與下游熱一次風管道通過混合結構相連，所述下游熱一次風管道末端連接磨煤機。本發明采用抽高溫爐煙技術和熱一次風旁路技術，將磨煤機進口干燥介質溫度提高至約400℃，干燥介質含氧量可降低至約15％，高溫爐煙抽取量較少，現場布置緊湊；無煙氣再循環，受熱面傳熱特性、磨損、鍋爐效率、引風機電耗等影響較小。

技術領域

本發明屬于火力發電技術領域，具體涉及基于抽高溫爐煙提升中速磨煤機干燥出力的系統及方法。

背景技術

我國電站鍋爐普遍存在燃煤摻燒的問題，部分鍋爐由于煤源緊張甚至需要進行大比例、跨煤種的燃煤摻燒乃至改燒，煤種的大幅變動帶來了運行工況的劇烈變化，對鍋爐及其輔機的適應性提出了更高的要求。設計煤種為煙煤的鍋爐在進行高水分褐煤、煤泥摻燒時面臨以下問題：(a)改燒或摻燒高水分、高揮發分褐煤時存在制粉系統無法正常運行并衍生出嚴重的安全風險，僅僅依靠運行調整無法滿足要求，必須對鍋爐制粉系統、燃燒系統等進行寬煤種適應性改造；(b)通過抽高溫爐煙，可大幅度提高制粉系統干燥出力，并降低干燥介質含氧量，該方法需借助爐煙風機將高溫、低壓爐煙升壓后引入熱一次風母管，當前抽爐煙干燥技術主要基于風扇磨煤機和鋼球磨煤機中儲式制粉系統，二者均難以將爐煙壓頭提高到較高水平。

針對中速磨煤機直吹式制粉系統，抽爐煙方案的關鍵在于爐煙系統的阻力大小、磨煤機進口干燥介質的溫度、爐煙風機性能。若爐煙系統阻力小，就能保證煙氣量，制粉系統調整的裕度就大；若爐煙系統阻力大，只能抽吸少量的熱煙，干燥出力提升效果不明顯。如果干燥介質初溫過高，中速磨煤機內部軸承等部件將面臨失效風險，后期檢修成本將提高較多。因此，磨煤機進口干燥介質初溫需控制在400℃以下。由于中速磨煤機直吹式制粉系統，熱一次風母管的壓力較高，增設的抽爐煙風機需要將微負壓的冷、熱混合爐煙的壓力提高至略高于熱一次風母管壓力。

針對中速磨煤機直吹式制粉系統，當前已有的一種抽爐煙三介質干燥方案采用冷灰斗熱爐煙、引風機出口低溫爐煙和熱一次風。抽爐煙系統分為熱爐煙管路系統、冷爐煙管路系統和混合增壓管路系統。熱爐煙管路系統是在燃燒器與冷灰斗之間抽取溫度約850℃～900℃左右的煙氣，熱爐煙含氧量較低，約為3％～4％，作為制粉系統的高溫干燥介質，高溫煙道行程最短、阻力最小，爐煙抽取量便于調節。冷爐煙管路系統是從引風機出口抽取溫度在125℃左右的煙氣，引至熱爐煙入口，混合點盡可能布置在靠近抽熱爐煙口，使冷熱爐煙盡早混合，防止熱爐煙管段過長而難以保溫、內部掛渣等問題；混合增壓管路系統是高溫爐煙和低溫爐煙一同進入冷熱煙氣混合管路，混合后煙氣溫度不超過450℃，進入爐煙風機，通過爐煙風機升壓進入下游熱一次風母管，磨煤機進口干燥介質溫度不超過400℃。低溫爐煙的主要作用是調節高溫爐煙溫度，使得爐煙風機能夠正常工作。

該方案存在以下缺點：(a)需引入較多的低溫冷爐煙，降低了煙氣品質；(b)低溫冷爐煙管道布置投資較大；(c)熱爐煙抽取量大，不利于主燃燒區域燃燒的穩定性；(d)由于引入了較多的冷爐煙，鍋爐至引風機出口煙道內煙氣量增加較多，鍋爐輻射換熱量和對流換熱量發生了較大變化，各級受熱面傳熱特性發生較大變化；(e)各級受熱面磨損加劇，且由于煙氣量和排煙溫度上漲，煙風阻力增加，引風機電耗增加，靜電除塵器效率降低；(f)鍋爐效率降低。

發明內容

為了克服以上技術問題，本發明提供了基于抽高溫爐煙提升中速磨煤機干燥出力的系統及方法，通過在空氣預熱器出口熱一次風母管設置旁路風道引出部分熱一次風與高溫熱爐煙進行混合，將熱爐煙溫度調節至450℃左右，保證爐煙風機能夠正常工作。調溫后中溫爐煙通過爐煙增壓風機升壓后進入下游熱一次風母管，提高磨煤機進口干燥介質溫度約400℃。本方案采用抽高溫爐煙技術和熱一次風旁路技術，減少高溫爐煙抽取量，現場布置緊湊；該方案無煙氣再循環，受熱面傳熱特性、磨損、鍋爐效率、引風機電耗等影響相對較小。