本發(fā)明屬于火力發(fā)電設(shè)備領(lǐng)域，涉及一種風(fēng)粉混合溫度和流速二次調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

制粉系統(tǒng)作為電站煤粉鍋爐重要的輔機(jī)設(shè)備，其是否安全穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)電站鍋爐至關(guān)重要。管道中積煤爆燃是威脅制粉系統(tǒng)(磨煤機(jī))及其聯(lián)通設(shè)備、煤粉管道安全性的重要因素，基于此，各電站鍋爐運(yùn)行中均通過(guò)嚴(yán)格控制磨煤機(jī)進(jìn)口混合風(fēng)溫度、出口風(fēng)粉混合溫度以確保系統(tǒng)安全。《電站磨煤機(jī)及制粉系統(tǒng)選型導(dǎo)則》(dl/t466-2004)中給出了不同磨煤機(jī)類型磨制不同煤種時(shí)出口允許的最高溫度，國(guó)內(nèi)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(shí)控制在83℃以下。

揮發(fā)成分中co析出濃度作為制粉系統(tǒng)防爆安全性的判定指標(biāo)和影響因素，其析出溫度約在260℃以上，實(shí)際運(yùn)行中磨煤機(jī)出口風(fēng)粉混合溫度遠(yuǎn)低于原煤中揮發(fā)分析出溫度，僅僅是因?yàn)槟ッ簷C(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜且煤粉易于積聚，同時(shí)受限于磨煤機(jī)入口風(fēng)溫，只能保持低溫運(yùn)行。此外，當(dāng)實(shí)際燃用煤種全水含量大于設(shè)計(jì)煤種時(shí)，在現(xiàn)行設(shè)備及其輔助管道情況下，磨煤機(jī)出口風(fēng)粉混合溫度往往更低，降低了機(jī)組燃用煤種適應(yīng)性。為防止煤粉在進(jìn)入燃燒器之前著火而引起爆炸或燒損燃燒器，《火力發(fā)電廠制粉系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算技術(shù)規(guī)定》(dl/t5145-2002)中規(guī)定煙煤氣固混合物溫度tmax≤160℃，褐煤tmax≤100℃?？梢?，在習(xí)慣運(yùn)行基礎(chǔ)上，合理提高磨煤機(jī)出口風(fēng)粉混合物溫度從運(yùn)行安全角度考慮是可行的。

嚴(yán)格控制磨煤機(jī)進(jìn)口混合風(fēng)溫度和出口風(fēng)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(diǎn)：

第一，冷風(fēng)攝入量增多，會(huì)導(dǎo)致排煙溫度升高，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果，磨煤機(jī)出口風(fēng)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(nèi)風(fēng)粉混合溫度偏低會(huì)降低燃燒反應(yīng)速率，增加著火距離，降低煤粉燃盡性，在高海拔地區(qū)，上述問(wèn)題會(huì)顯得更加突出。

第三，我國(guó)計(jì)劃“十三五”期間實(shí)施2.2億千瓦燃煤機(jī)組的靈活性改造，如何提高鍋爐低負(fù)荷穩(wěn)燃能力成為其主要研究目標(biāo)，而偏低的煤粉混合溫度顯然不利于穩(wěn)定燃燒。與高負(fù)荷相比，低負(fù)荷情況下煤粉管道內(nèi)煤粉質(zhì)量濃度約會(huì)降低80g/m³，特定煤粉的最大爆炸指數(shù)、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(jī)組負(fù)荷下風(fēng)粉混合溫度可以有所提升。

此外，當(dāng)燃煤偏離設(shè)計(jì)煤種，對(duì)一次風(fēng)速偏低引起的燃燒器燒損、燃燒器區(qū)域水冷壁管壁超溫及噴口結(jié)焦等問(wèn)題，現(xiàn)行燃燒調(diào)整手段限制條件多且影響有限，因此需要設(shè)計(jì)出一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠調(diào)節(jié)特定煤粉管道風(fēng)煤混合的溫度及流速，以解決上述問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供了一種風(fēng)粉混合溫度和流速二次調(diào)節(jié)系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)風(fēng)煤混合溫度及流速的調(diào)節(jié)，以確保系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)改善煤粉燃盡性、鍋爐低負(fù)荷燃燒穩(wěn)定性及機(jī)組運(yùn)行靈活性。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所述的風(fēng)粉混合溫度和流速二次調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括一次風(fēng)機(jī)、空氣預(yù)熱器、風(fēng)粉氣固兩相溫度與流速調(diào)節(jié)系統(tǒng)、第一閥門、第二閥門、給煤機(jī)、磨煤機(jī)及鍋爐；

一次風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口分為兩路，其中一路經(jīng)空氣預(yù)熱器與風(fēng)粉氣固兩相溫度與流速調(diào)節(jié)系統(tǒng)的熱風(fēng)入口及第一閥門的入口相連通，第一閥門的出口與磨煤機(jī)的入風(fēng)口相連通，另一路與風(fēng)粉氣固兩相溫度與流速調(diào)節(jié)系統(tǒng)的冷風(fēng)入口及第二閥門的入口相連通，第二閥門的出口與磨煤機(jī)的入風(fēng)口相連通，給煤機(jī)的出口與磨煤機(jī)的入煤口相連通，磨煤機(jī)的出口與風(fēng)粉氣固兩相溫度與流速調(diào)節(jié)系統(tǒng)的出口通過(guò)管道并管后與鍋爐上燃燒器的入口相連通。

所述風(fēng)粉氣固兩相溫度與流速調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括第三閥門、第四閥門及第五閥門，其中，空氣預(yù)熱器的熱一次風(fēng)出口與第三閥門的入口相連通，一次風(fēng)機(jī)的冷一次風(fēng)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(jī)的出口通過(guò)管道并管后與鍋爐上燃燒器的入口相連通。

還包括調(diào)節(jié)風(fēng)母管、調(diào)節(jié)風(fēng)支管及煤粉管道，第三閥門的出口及第四閥門的出口與調(diào)節(jié)風(fēng)母管的入口相連通，調(diào)節(jié)風(fēng)母管的出口與調(diào)節(jié)風(fēng)支管的入口相連通，第五閥門位于調(diào)節(jié)風(fēng)支管上，磨煤機(jī)的出口與煤粉管道的入口相連通，調(diào)節(jié)風(fēng)支管的出口與煤粉管道的出口通過(guò)管道并管后與鍋爐上燃燒器的入口相連通。

調(diào)節(jié)風(fēng)母管上設(shè)置有用于檢測(cè)調(diào)節(jié)風(fēng)母管內(nèi)風(fēng)壓力的壓力表、用于檢測(cè)調(diào)節(jié)風(fēng)母管內(nèi)風(fēng)溫度的溫度表以及用于檢測(cè)調(diào)節(jié)風(fēng)母管內(nèi)風(fēng)流量的流量計(jì)。

一個(gè)燃燒器對(duì)應(yīng)一根調(diào)節(jié)風(fēng)支管及一根煤粉管道，燃燒器的數(shù)目為4-8。

一根調(diào)節(jié)風(fēng)母管對(duì)應(yīng)4-8根調(diào)節(jié)風(fēng)支管。

本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明所述的風(fēng)粉混合溫度和流速二次調(diào)節(jié)系統(tǒng)在具體操作時(shí)，一次風(fēng)機(jī)的出口分為兩路，其中一路經(jīng)空氣預(yù)熱器與風(fēng)粉氣固兩相溫度與流速調(diào)節(jié)系統(tǒng)及第一閥門相連通，另一路與風(fēng)粉氣固兩相溫度與流速調(diào)節(jié)系統(tǒng)及第二閥門相連通，第一閥門及第二閥門與磨煤機(jī)的入風(fēng)口相連通，風(fēng)粉氣固兩相溫度與流速調(diào)節(jié)系統(tǒng)的出口及磨煤機(jī)的出口與燃燒器的入口相連通，通過(guò)第一閥門及第二閥門調(diào)節(jié)進(jìn)入到磨煤機(jī)中一次風(fēng)的溫度及流速，通過(guò)風(fēng)粉氣固兩相溫度與流速調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)節(jié)進(jìn)入到燃燒器中風(fēng)的溫度及流速，從而使風(fēng)粉的混合溫度及流速調(diào)控至安全經(jīng)濟(jì)區(qū)間，然后再經(jīng)燃燒器射入鍋爐內(nèi)燃燒，進(jìn)而確保系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，改善煤粉燃盡性、鍋爐低負(fù)荷燃燒穩(wěn)定性及機(jī)組運(yùn)行靈活性。另外，需要說(shuō)明的是，本發(fā)明在確保制粉系統(tǒng)安全運(yùn)行的基礎(chǔ)上，不僅可改善燃燒反應(yīng)速率及鍋爐低負(fù)荷穩(wěn)燃能力，降低排煙溫度及飛灰可燃物含量，提高機(jī)組運(yùn)行靈活性、經(jīng)濟(jì)性及煤種適應(yīng)性，解決由于風(fēng)管風(fēng)速偏低而引起的煤粉堵管、回火、噴口燒損及燃燒器噴口附近水冷壁壁溫偏高乃至偏燒等問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明中風(fēng)粉氣固兩相溫度與流速調(diào)節(jié)系統(tǒng)6的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，1為鍋爐、2為一次風(fēng)機(jī)、3為空氣預(yù)熱器、4為磨煤機(jī)、5為給煤機(jī)、6為風(fēng)粉氣固兩相溫度與流速調(diào)節(jié)系統(tǒng)、7為燃燒器、8為調(diào)節(jié)風(fēng)母管、9為煤粉管道、10為調(diào)節(jié)風(fēng)支管。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述：

參考圖1，本發(fā)明所述的風(fēng)粉混合溫度和流速二次調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括一次風(fēng)機(jī)2、空氣預(yù)熱器3、風(fēng)粉氣固兩相溫度與流速調(diào)節(jié)系統(tǒng)6、第一閥門、第二閥門、給煤機(jī)5、磨煤機(jī)4及鍋爐1；一次風(fēng)機(jī)2的出風(fēng)口分為兩路，其中一路經(jīng)空氣預(yù)熱器3與風(fēng)粉氣固兩相溫度與流速調(diào)節(jié)系統(tǒng)6的熱風(fēng)入口及第一閥門的入口相連通，第一閥門的出口與磨煤機(jī)4的入風(fēng)口相連通，另一路與風(fēng)粉氣固兩相溫度與流速調(diào)節(jié)系統(tǒng)6的冷風(fēng)入口及第二閥門的入口相連通，第二閥門的出口與磨煤機(jī)4的入風(fēng)口相連通，給煤機(jī)5的出口與磨煤機(jī)4的入煤口相連通，磨煤機(jī)4的出口與風(fēng)粉氣固兩相溫度與流速調(diào)節(jié)系統(tǒng)6的出口通過(guò)管道并管后與鍋爐1上燃燒器7的入口相連通。

所述風(fēng)粉氣固兩相溫度與流速調(diào)節(jié)系統(tǒng)6包括第三閥門、第四閥門及第五閥門，其中，空氣預(yù)熱器3的熱一次風(fēng)道出口與第三閥門的入口相連通，一次風(fēng)機(jī)2的冷一次風(fēng)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(jī)4的出口通過(guò)管道并管后與鍋爐1上燃燒器7的入口相連通。

本發(fā)明還包括調(diào)節(jié)風(fēng)母管8、調(diào)節(jié)風(fēng)支管10及煤粉管道9，第三閥門的出口及第四閥門的出口與調(diào)節(jié)風(fēng)母管8的入口相連通，調(diào)節(jié)風(fēng)母管8的出口與調(diào)節(jié)風(fēng)支管10的入口相連通，第五閥門位于調(diào)節(jié)風(fēng)支管10上，磨煤機(jī)4的出口與煤粉管道9的入口相連通，調(diào)節(jié)風(fēng)支管10的出口與煤粉管道9的出口通過(guò)管道并管后與鍋爐1上燃燒器7的入口相連通。

調(diào)節(jié)風(fēng)母管8上設(shè)置有用于檢測(cè)調(diào)節(jié)風(fēng)母管8內(nèi)風(fēng)壓力的壓力表、用于檢測(cè)調(diào)節(jié)風(fēng)母管8內(nèi)風(fēng)溫度的溫度表以及用于檢測(cè)調(diào)節(jié)風(fēng)母管8內(nèi)風(fēng)流量的流量計(jì)；一個(gè)燃燒器7對(duì)應(yīng)一根調(diào)節(jié)風(fēng)支管10及一根煤粉管道9，燃燒器7的數(shù)目為4-8；一根調(diào)節(jié)風(fēng)母管8對(duì)應(yīng)4-8根調(diào)節(jié)風(fēng)支管10。

一次風(fēng)機(jī)2出口氣流分為兩路，一路經(jīng)空氣預(yù)熱器3加熱后進(jìn)入磨煤機(jī)4及調(diào)節(jié)風(fēng)母管8中，另一路直接進(jìn)入到磨煤機(jī)4及調(diào)節(jié)風(fēng)母管8中，所述兩路氣流在調(diào)節(jié)風(fēng)母管8中進(jìn)行混合，原煤經(jīng)給煤機(jī)5及落煤管進(jìn)入磨煤機(jī)4內(nèi)進(jìn)行研磨及干燥，然后由氣流攜帶進(jìn)入煤粉管道9中，并通過(guò)風(fēng)粉氣固兩相溫度與流速調(diào)節(jié)系統(tǒng)6將風(fēng)粉混合溫度及流速調(diào)控至安全經(jīng)濟(jì)區(qū)間，然后經(jīng)燃燒器7射入鍋爐1內(nèi)燃燒。

基于此，本發(fā)明基本不改變磨煤機(jī)4原始運(yùn)行方式，磨煤機(jī)4入口混合風(fēng)溫度及磨煤機(jī)4出口風(fēng)粉混合溫度依然按照《電站磨煤機(jī)4及制粉系統(tǒng)選型導(dǎo)則》(dl/t466-2004)相關(guān)推薦值進(jìn)行控制，將一次風(fēng)機(jī)2出口的冷一次風(fēng)與經(jīng)空氣預(yù)熱器3加熱的熱一次風(fēng)引入調(diào)節(jié)風(fēng)母管8，使調(diào)節(jié)風(fēng)母管8內(nèi)壓力為3.0kpa左右，溫度為200℃～270℃，通過(guò)調(diào)節(jié)風(fēng)支管10將調(diào)節(jié)風(fēng)引入煤粉管道9中，并借助裝設(shè)于調(diào)節(jié)風(fēng)支管10上的第五閥門控制調(diào)節(jié)風(fēng)流量，將風(fēng)粉氣固兩相溫度由63℃～83℃提高至100℃～160℃，并在此范圍內(nèi)靈活可調(diào)。當(dāng)燃燒器7出口向火側(cè)設(shè)有壁溫測(cè)點(diǎn)情況下，還可通過(guò)試驗(yàn)逐步提高風(fēng)粉氣固兩相混合溫度。