基於溫度分段控制的正壓直吹式制粉系統及其控制方法
2023-06-07 02:25:56
基於溫度分段控制的正壓直吹式制粉系統及其控制方法
【專利摘要】本發明公開了一種基於溫度分段控制的正壓直吹式制粉系統及其控制方法，該正壓直吹式制粉系統包括空氣預熱器、送風機、一次風機、密封風機、磨煤機、粗粉分離器、原煤鬥、給煤機、煤粉分配器、隔絕門、送粉系統調節風箱、煤粉燃燒器和二次風箱等；該控制方法是將磨煤機進出口溫度作為一段，將送粉系統進出口作為另一段，並將冷、熱風通過相應的管路，送入這兩段各自對應的進口中，並對這兩段的溫度分別進行監控，從而實現對制粉系統溫度的分段控制。本發明可以實現制粉系統和送粉系統溫度的獨立控制，並且在制粉系統通風量變化的情況下，保證送粉系統風速不降低，滿足煤粉輸送和防止噴口燒損的需要。
【專利說明】基於溫度分段控制的正壓直吹式制粉系統及其控制方法
【【技術領域】】
[0001]本發明屬於燃煤發電【技術領域】，具體涉及一種基於溫度分段控制的正壓直吹式制粉系統及其控制方法。
【【背景技術】】
[0002]傳統正壓直吹式制粉系統電站鍋爐，進入制粉系統的熱風在磨煤機內乾燥煤粉後，通過送粉管路將煤粉送入爐膛進行燃燒。制粉系統通風量與送粉風量相同，制粉系統出口溫度與送粉系統溫度相同。當鍋爐實際入爐煤質揮發分、水分和鍋爐負荷發生較大變化時，要求制粉系統通風量和制粉系統出口風溫相應變化，而另一方麵粉管內的送粉速度和送粉風溫需要滿足煤粉輸送需求和燃燒器噴口不被燒損，也需要將送粉系統管路內的風溫和風速保持在一定範圍內。要同時滿足制粉和送粉系統風溫和風量的要求，往往需要制粉系統摻入冷風，犧牲鍋爐運行的經濟性。
【
【發明內容】
】
[0003]本發明的目的在於克服上述問題，提供一種基於溫度分段控制的正壓直吹式制粉系統及其控制方法，其可以實現制粉系統和送粉系統溫度的獨立控制，並且在制粉系統通風量變化的情況下，保證送粉系統風速不降低，滿足煤粉輸送和防止噴口燒損的需要。
[0004]為達到上述目的，本發明採用的技術方案為: [0005]基於溫度分段控制的正壓直吹式制粉系統，包括空氣預熱器、送風機、一次風機、密封風機、磨煤機粗粉分離器、原煤鬥、給煤機、煤粉分配器、隔絕門、送粉系統調節風箱、煤粉燃燒器和二次風箱；其中，
[0006]原煤鬥用於為給煤機供煤，給煤機的出口連接磨煤機的原煤入口，磨煤機的煤粉出口連接粗粉分離器的入口，粗粉分離器的出口連接煤粉分配器的入口，煤粉分配器的出口連接煤粉燃燒器的煤粉入口，煤粉燃燒器的出口連接鍋爐的風和煤粉入口，隔絕門設置在煤粉分配器與煤粉燃燒器之間；
[0007]送風機的出口連接空氣預熱器的二次風入口，空氣預熱器的二次風出口連接二次風箱的入口，二次風箱的出口連接煤粉燃燒器的二次風入口 ；
[0008]一次風機的出口包括冷一次風出口和熱一次風出口，一次風機的熱一次風出口連接空氣預熱器的熱一次風入口，空氣預熱器的熱一次風出口分為兩路，一路與磨煤機的一次風入口相連，一路與送粉系統調節風箱的熱一次風入口相連，一次風機的冷一次風出口分為三路，一路與磨煤機的一次風入口相連，一路與送粉系統調節風箱的冷一次風入口相連，一路與密封風機的入口相連，密封風機用於給磨煤機和粗粉分離器提供密封空氣；送粉系統調節風箱的出口連接煤粉燃燒器的煤粉入口。
[0009]本發明進一步改進在於:還包括設置在磨煤機的一次風入口端管路上的風量測量
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[0010]本發明進一步改進在於:煤粉分配器的出口分為若干路，每一路分別與送粉系統調節風箱對應的若干調節風出口支路連接。
[0011]本發明進一步改進在於:一次風機的熱一次風出口的主管路及其兩個分支管路上均設有調節閥門；一次風機的冷一次風出口的主管路及其三個分支管路上均設有調節閥門；一次風機的熱一次風出口的分支管路與冷一次風出口的分支管路合併後進入磨煤機的管路上設有調節閥門；送粉系統調節風箱的出口連接鍋爐的風和煤粉入口的管路上設有調節閥門；二次風箱的出口連接煤粉燃燒器的二次風入口的管路上設有調節閥門。
[0012]本發明的另一個目的，正壓直吹式制粉系統的溫度分段控制方法，該方法基於上述基於溫度分段控制的正壓直吹式制粉系統，包括以下步驟:
[0013]I)自然冷風經過送風機加壓後，進入空氣預熱器加熱到預定溫度後，通過管路送入二次風箱，再經煤粉燃燒器送入鍋爐；
[0014]2)自然冷風通過一次風機升壓後，一部分帶壓力的冷一次風分成三路:一路通過管路送入密封風機，一路通過管路送入磨煤機的一次風入口，一路通過管路送入送粉系統調節風箱的冷一次風入口；
[0015]3)自然冷風通過一次風機升壓後，一部分經空氣預熱器加熱後形成熱一次風，熱一次風分成兩路:一路通過管路送入磨煤機，一路通過管路送入送粉系統調節風箱的熱一次風入口 ；
[0016]4)送粉系統調節風箱將冷一次風和熱一次風調節後通過管路送入煤粉燃燒器；
[0017]5)冷一次風和熱一次風與通過原煤倉和給煤機送入磨煤機的原煤混合，磨製出的煤粉在熱風輸送下通過煤粉分離器和送粉系統調節風箱的調節後送入煤粉燃燒器，煤粉燃燒器組織鍋爐爐內燃燒，實現正壓直吹式制粉系統的溫度分段控制。
[0018]相對於現有技術，本發明具有以下有益效果:
[0019]本發明基於溫度分段控制的正壓直吹式制粉系統及其控制方法，其能夠實現正壓直吹式制粉系統，磨煤機和送粉系統風溫及風量的分段控制，在由於負荷和煤質變化引起的制粉系統通風量和風溫變化的情況下，可以獨立調節進入制粉系統的熱風溫度和風量，保證制粉系統乾燥出力和通風出力。通過設置送粉系統調節風系統，將冷一次風和熱一次風的混合風作為調節風分別送入對應的送粉管路中，實現獨立於制粉系統通風系統的送粉系統風溫和風速的調節。
[0020]本發明的進一步效果為:本發明可以有效避免直吹式制粉系統摻入冷風而影響機組運行經濟性的運行方式；本發明還可以實現在制粉系統運行方式不變的情況下，獨立實現各送粉管路的送粉風溫和送粉風速的調節，對調整著火距離，防止噴口燒損具有重要作用。
【【專利附圖】
【附圖說明】】
[0021]圖1是本發明基於溫度分段控制的正壓直吹式制粉系統及其控制方法的結構示意圖。
[0022]其中:1、鍋爐；2、空氣預熱器；3、送風機；4、一次風機；5、密封風機；6、磨煤機；7、粗粉分離器；8、風量測量裝置；9、原煤鬥；10、給煤機；11、煤粉分配器；12、隔絕門；13、送粉系統調節風箱；14、煤粉燃燒器；15、二次風箱。【【具體實施方式】】
[0023]下面結合附圖對本發明作進一步詳細說明。
[0024]參見圖1，本發明基於溫度分段控制的正壓直吹式制粉系統，包括空氣預熱器2、送風機3、一次風機4、密封風機5、磨煤機6、粗粉分離器7、風量測量裝置8、原煤鬥9、給煤機10、煤粉分配器11、隔絕門12、送粉系統調節風箱13、煤粉燃燒器14和二次風箱15。
[0025]其中，原煤鬥9用於為給煤機10供煤，給煤機10的出口連接磨煤機6的原煤入口，磨煤機6的煤粉出口連接粗粉分離器7的入口，粗粉分離器7的出口連接煤粉分配器11的入口，煤粉分配器11的出口連接煤粉燃燒器14的煤粉入口，煤粉燃燒器14的出口連接鍋爐I的風和煤粉入口，隔絕門12設置在煤粉分配器11與煤粉燃燒器14之間。
[0026]送風機3的出口連接空氣預熱器2的二次風入口，空氣預熱器2的二次風出口連接二次風箱15的入口，二次風箱15的出口連接煤粉燃燒器14的二次風入口。
[0027]一次風機4的出口包括冷一次風出口和熱一次風出口，一次風機4的熱一次風出口連接空氣預熱器2的熱一次風入口，空氣預熱器2的熱一次風出口分為兩路，一路與磨煤機6的一次風入口相連，一路與送粉系統調節風箱13的熱一次風入口相連，一次風機4的冷一次風出口分為三路，一路與磨煤機6的一次風入口相連，一路與送粉系統調節風箱13的冷一次風入口相連，一路與密封風機5的入口相連，密封風機5用於給磨煤機6和粗粉分離器7提供密封空氣；送粉系統調節風箱13的出口連接鍋爐I的風和煤粉入口，密封風機5用於給磨煤機6和粗粉分離器7提供密封空氣，其用於防止帶有煤粉的氣粉混合物漏出設備外汙染環境或進入彈簧加載裝置磨輥軸承而造成軸承故障；送粉系統調節風箱13的出口連接煤粉燃燒器14的煤粉入口。
[0028]其中，風量測量裝置8設置在磨煤機6的一次風入口端管路上。
[0029]進一步地，煤粉分配器11的出口分為若干路，每一路分別與送粉系統調節風箱13對應的若干調節風出口支路連接。
[0030]此外，一次風機4的熱一次風出口的主管路及其兩個分支管路上均設有調節閥門；一次風機4的冷一次風出口的主管路及其三個分支管路上均設有調節閥門；一次風機4的熱一次風出口的分支管路與冷一次風出口的分支管路合併後進入磨煤機6的管路上設有調節閥門；送粉系統調節風箱13的出口連接鍋爐I的風和煤粉入口的管路上設有調節閥門；二次風箱15的出口連接煤粉燃燒器14的二次風入口的管路上設有調節閥門。
[0031]本發明正壓直吹式制粉系統的溫度分段控制方法，該方法基於上述溫度分段控制的正壓直吹式制粉系統，包括以下步驟:
[0032]I)自然冷風經過送風機3加壓後，進入空氣預熱器2加熱到預定溫度後，通過管路送入二次風箱15，再經煤粉燃燒器14送入鍋爐I ;
[0033]2)自然冷風通過一次風機4升壓後，一部分帶壓力的冷一次風分成三路:一路通過管路送入密封風機5，一路通過管路送入磨煤機6的一次風入口，一路通過管路送入送粉系統調節風箱13的冷一次風入口 ；
[0034]3)自然冷風通過一次風機4升壓後，一部分經空氣預熱器2加熱後形成熱一次風，熱一次風分成兩路:一路通過管路送入磨煤機6，一路通過管路送入送粉系統調節風箱13的熱一次風入口；
[0035]4)送粉系統調節風箱13將冷一次風和熱一次風調節後通過管路送入煤粉燃燒器14；
[0036] 5)冷一次風和熱一次風與通過原煤倉9和給煤機10送入磨煤機6的原煤混合，磨製出的煤粉在熱風輸送下通過煤粉分離器7和送粉系統調節風箱13的調節後送入煤粉燃燒器14，煤粉燃燒器14組織鍋爐I爐內燃燒，實現正壓直吹式制粉系統的溫度分段控制。
[0037]為了對本發明進一步了解，現對其工作過程做一說明:
[0038]將一次風機4出口的一次風分為兩路，一路通過空氣預熱器2加熱後形成熱一次分風，另一路不經過空氣預熱器2加熱是壓頭較高的壓力冷風。壓力冷風分為三路，第一路通過管路送入密封風機5入口，第二路通過管路送入磨煤機6入口，第三路通過管路送入送粉系統調節風箱13。熱一次風分為兩路，一路進入磨煤機6滿足煤粉磨製的需要，並將磨製的煤粉通過粗粉分離器7和煤粉分配器11送入各送粉管路；另一路熱風通過管路送入送粉系統調節風箱13，與來壓力冷風混合後，分別送入送粉管路中，輸送煤粉到煤粉燃燒器14，噴入鍋爐I進行燃燒。這樣磨煤機6入口和煤粉分配器11下遊的送粉系統管路，就分別布置有冷熱風調節系統，從而實現制粉系統和送粉系統溫度和風量的分段控制。
[0039]本發明能夠突破制粉系統出口溫度等於送粉系統溫度，制粉系統通風量與送粉系統分量相同的限制，能夠根據煤種制粉和燃燒的不同特點，獨立調整制粉系統和送粉系統的風溫和通風量，使制粉系統和送粉系統在最佳狀況下運行，保證制粉和送粉系統安全、經濟運行。本發明也可以使得煤粉燃燒器14出口一次風溫和風速可以獨立於制粉系統進行控制和調節，可以根據需要調節煤粉火焰著火距離，保證煤粉燃燒器14噴口安全，提高燃燒穩定性和燃盡性能。
[0040]具體地說，本發明由一套壓力冷風系統和送粉熱風系統組成。壓力冷風來源於一次風機出口的壓頭較高的冷風，送粉熱風來源於經過空氣預熱器2加熱的一次風，壓力冷風和熱一次風分別通過各自的管路輸入送粉系統調節風箱13，並在各自的管路上設置調節閥門，控制冷熱風的風量和比例來控制進入送粉系統調節風箱13的風溫和風量。送粉系統調節風箱13出口設置對應於各煤粉管路的支路系統，在各支路上設置風門，調節進入各支管的調節風風量，以便控制進入各支路的調節風量。
[0041]此外，本發明不僅適用於中速磨直吹式制粉系統，也適用於雙進雙出鋼球磨直吹式制粉系統，用於分段控制磨煤機進出口溫度和送粉管路內的溫度及風速，提高制粉系統和送粉系統運行的靈活性，也有利於對煤粉燃燒器出口的著火過程進行調節。
【權利要求】
1.基於溫度分段控制的正壓直吹式制粉系統，其特徵在於:包括空氣預熱器(2)、送風機(3)、一次風機(4)、密封風機(5)、磨煤機(6)、粗粉分離器(7)、原煤鬥(9)、給煤機(10)、煤粉分配器(11)、隔絕門(12)、送粉系統調節風箱(13)、煤粉燃燒器(14)和二次風箱(15);其中， 原煤鬥(9)用於為給煤機(10)供煤，給煤機(10)的出口連接磨煤機(6)的原煤入口，磨煤機(6 )的煤粉出口連接粗粉分離器(7 )的入口，粗粉分離器(7 )的出口連接煤粉分配器(11)的入口，煤粉分配器(11)的出口連接煤粉燃燒器(14 )的煤粉入口，煤粉燃燒器(14 )的出口連接鍋爐(I)的風和煤粉入口，隔絕門(12 )設置在煤粉分配器(11)與煤粉燃燒器(14)之間； 送風機(3 )的出口連接空氣預熱器(2 )的二次風入口，空氣預熱器(2 )的二次風出口連接二次風箱(15)的入口，二次風箱(15)的出口連接煤粉燃燒器(14)的二次風入口 ； 一次風機(4)的出口包括冷一次風出口和熱一次風出口，一次風機(4)的熱一次風出口連接空氣預熱器(2)的熱一次風入口，空氣預熱器(2)的熱一次風出口分為兩路，一路與磨煤機(6)的一次風入口相連，一路與送粉系統調節風箱(13)的熱一次風入口相連，一次風機(4)的冷一次風出口分為三路，一路與磨煤機(6)的一次風入口相連，一路與送粉系統調節風箱(13 )的冷一次風入口相連，一路與密封風機(5 )的入口相連，密封風機(5 )用於給磨煤機(6)和粗粉分離器(7)提供密封空氣；送粉系統調節風箱(13)的出口連接煤粉燃燒器(14)的煤粉入口。
2.根據權利要求1所述的基於溫度分段控制的正壓直吹式制粉系統，其特徵在於:還包括設置在磨煤機(6)的一次風入口端管路上的風量測量裝置(8)。
3.根據權利要求1所述的基於溫度分段控制的正壓直吹式制粉系統，其特徵在於:煤粉分配器(11)的出口分為若干路，每一路分別與送粉系統調節風箱(13)對應的若干調節風出口支路連接。
4.根據權利要求1所述的基於溫度分段控制的正壓直吹式制粉系統，其特徵在於:一次風機(4)的熱一次風出口的主管路及其兩個分支管路上均設有調節閥門；一次風機(4)的冷一次風出口的主管路及其三個分支管路上均設有調節閥門；一次風機(4)的熱一次風出口的分支管路與冷一次風出口的分支管路合併後進入磨煤機(6)的管路上設有調節閥門；送粉系統調節風箱(13)的出口連接鍋爐(1)的風和煤粉入口的管路上設有調節閥門；二次風箱(15)的出口連接煤粉燃燒器(14)的二次風入口的管路上設有調節閥門。
5.正壓直吹式制粉系統的溫度分段控制方法，其特徵在於，該方法基於權利要求1至4中任一項所述的基於溫度分段控制的正壓直吹式制粉系統，包括以下步驟: . 1)自然冷風經過送風機(3)加壓後，進入空氣預熱器(2)加熱到預定溫度後，通過管路送入二次風箱(15)，再經煤粉燃燒器(14)送入鍋爐(1); . 2)自然冷風通過一次風機(4)升壓後，一部分帶壓力的冷一次風分成三路:一路通過管路送入密封風機(5 )，一路通過管路送入磨煤機(6 )的一次風入口，一路通過管路送入送粉系統調節風箱(13)的冷一次風入口 ； . 3 )自然冷風通過一次風機(4 )升壓後，一部分經空氣預熱器(2 )加熱後形成熱一次風，熱一次風分成兩路:一路通過管路送入磨煤機(6)，一路通過管路送入送粉系統調節風箱(13)的熱一次風入口 ；4)送粉系統調節風箱(13)將冷一次風和熱一次風調節後通過管路送入煤粉燃燒器(14)； 5)冷一次風和熱一次風與通過原煤倉(9)和給煤機(10)送入磨煤機(6)的原煤混合，磨製出的煤粉在熱 風輸送下通過煤粉分離器(7)和送粉系統調節風箱(13)的調節後送入煤粉燃燒器(14)，煤粉燃燒器(14)組織鍋爐(I)爐內燃燒，實現正壓直吹式制粉系統的溫度分段控制。
【文檔編號】F23N3/00GK103925607SQ201410152939
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月16日 優先權日:2014年4月16日
【發明者】周虹光, 汪華劍, 嚴響林, 白鵬, 房凡, 張偉, 張朋飛 申請人:西安西熱鍋爐環保工程有限公司, 西安熱工研究院有限公司