一種全周期惰化的制粉系統精細防爆系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于大型電站鍋爐安全領域，具體涉及一種全周期惰化的制粉系統精細防爆系統。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著我國煙煤和褐煤資源的大規(guī)模開采，為了降低燃煤采購成本，適應煤炭市場變化，各發(fā)電廠都在最大限度地進行高揮發(fā)分煙煤和褐煤的摻燒，這對改善燃料供應緊張局面、降低發(fā)電成本、提高電廠經濟效益具有顯著意義。與此同時，高揮發(fā)分煤種在制粉過程中引發(fā)的制粉系統爆炸等安全性問題也越來越受到關注。
[0003]申請?zhí)枮?01120238795.1的實用新型專利中公開了一種提高電站鍋爐制粉爐煙溫度的裝置，該裝置利用布置在鍋爐轉向室的熱爐煙再熱裝置對中低溫爐煙(或中低溫爐煙與熱風混合物)進行加熱提溫，并將其作為制粉系統的干燥劑，以幫助提高鍋爐制粉系統的干燥出力，并控制進入制粉系統的氧量，改善制粉系統的防爆能力。
[0004]申請?zhí)枮?00810013452.8的發(fā)明專利中提出一種中儲式煙煤鍋爐防爆處理方法及其系統。該系統直接從尾部煙道轉向室抽取400~600°C的中溫爐煙作為干燥介質，其含氧量低于16%，送入制粉系統進口后用來降低制粉系統中的含氧量并對其進行干燥，以此制粉系統的防爆能力。
[0005]申請?zhí)枮?01010013734.5的發(fā)明專利公開了一種抽取低溫爐煙干燥乏汽熱風復合送粉煙煤貧煤普適型的制粉系統。該系統以中間儲倉式鋼球磨煤機熱風送粉貧煤制粉系統為原型，從吸風機出口經爐煙風機抽取部分低溫爐煙作為惰性介質和部分干燥介質，與取自空氣預熱器出口的熱風混合進入磨煤機干燥和輸送煤粉，降低了制粉系統的含氧量，能夠滿足磨制煙煤的防爆要求。
[0006]利用煙氣循環(huán)抑制制粉系統的爆燃危險是一種較為常用的方法，這類改造方案主要包括從省煤器出口抽取熱爐煙和從電除塵出口抽取冷爐煙兩種。但是不論哪種改造方案，其改造工程都比較大，需要較大的施工空間。
[0007]可燃物和空氣的比例處于爆炸范圍內是制粉系統發(fā)生爆燃的必要條件，理論及試驗研究表明惰性氣體的加入可以提高爆燃范圍的下限并降低爆燃范圍的上限，即縮小可燃物質的爆燃范圍，還可以降低其爆燃強度。常見的惰性氣體包括N2XO2以及水蒸氣等，這些氣體的加入可以大大縮小煤粉及其揮發(fā)分的爆燃范圍，如混入適量N2可使爆燃物爆燃壓力峰的峰值降低50%左右。
[0008]目前空氣分離制氮技術已經非常成熟，可以使用較低的成本實現大規(guī)模的氮氧分離，相比從省煤器處抽取熱爐煙氣和從電除塵出口抽取冷爐煙氣，在制粉系統附近安裝制氮裝置的改造工程量更小，更加適用于空間狹小電廠的改造。

【發(fā)明內容】

[0009]本發(fā)明目的在于提出一種全周期精細控制的制粉系統防爆系統，利用惰性氣體的抑爆性質，在需要的時候準確送至潛在爆燃區(qū)域進行惰化，進而達到消除制粉系統爆燃的效果。
[0010]為實現上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是:一種全周期惰化的制粉系統精細防爆系統，包括變壓吸附式制氮機，變壓吸附式制氮機連接有氮氣室和氧氣室，氧氣室通過氧氣通道與燃燒器相連，氧氣通道與風粉管道相連通，氧氣通道上設有氧氣通道閥；氮氣室通過氮氣通道與潛在爆燃區(qū)相連，氮氣通道在各潛在爆燃區(qū)設氮氣通道閥，各潛在爆燃區(qū)分別設置溫度傳感器，氧氣通道閥、氮氣通道閥和溫度傳感器分別與閥控制器連接。
[0011]所述潛在爆燃區(qū)為原煤斗、磨煤機進口、木塊分離器、粗粉分離器和輸粉管道彎頭。
[0012]氧氣通道靠近氧氣室處設有氣體流量計。
[0013]氮氣通道靠近氮氣室處設有氣體流量計。
[0014]本發(fā)明提出的制粉系統防爆系統設有一套變壓吸附制氮裝置，該裝置在閑時工作將空氣分離為氮氣和氧氣，經過加壓后分別儲存在氮氣室和氧氣室中備用；整個制粉系統易發(fā)生爆燃的位置和區(qū)域，如原煤斗、煤粉篩、木塊分離器、粗粉分離器、細粉分離器、輸粉管道彎頭等均布置有溫度傳感器，對危險區(qū)域進行實時監(jiān)測，當潛在爆燃區(qū)域溫度超過安全閾值后，閥控制器將開啟對應位置的氮氣閥門，具有一定壓力的惰性氮氣會準確地通入超溫區(qū)域，不僅可以將該區(qū)域的可燃成分爆燃極限快速提升至實際濃度之外，還可以及時地將危險區(qū)域堆積的煤粉或可燃氣體吹散，徹底消除危險點的爆燃風險。氧氣室通過氧氣通道與燃燒器相連，氧氣通道與風粉管道相連通，燃燒之前氧氣與風粉混合，可以保證煤粉在燃燒器區(qū)域的安全燃燒。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明的系統整體結構示意圖。
[0016]其中，1-變壓吸附式制氮機，2 -氮氣室，3-氧氣室，4-原煤斗，5-磨煤機進口，6-木塊分離器，7-粗粉分離器，8-輸粉管道彎頭，9-閥控制器，10-氮氣管道閥門，11-氧氣管道閥門，12燃燒器。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0018]如圖1所示，一種全周期惰化的制粉系統精細防爆系統，它包括變壓吸附式制氮機I，變壓吸附式制氮機I通過空壓機連接有氮氣室2和氧氣室3，氧氣室2過氧氣通道與燃燒器12相連，氧氣通道與風粉管道相連通，氧氣通道上設有氧氣通道閥11，燃燒之前氧氣與風粉混合，可以保證煤粉在燃燒器12區(qū)域的安全燃燒；氮氣室2通過氮氣通道與潛在爆燃區(qū)相連，氮氣通道在各潛在爆燃區(qū)設氮氣通道閥10，潛在爆燃區(qū)分別設置溫度傳感器，氧氣通道閥11、氮氣通道閥12和溫度傳感器分別于閥控制器9連接，所述潛在爆燃區(qū)為原煤斗4、磨煤機進口 5、木塊分離器6、粗粉分離器7和輸粉管道彎頭8?？拷鯕馐?的氧氣通道上設有氣體流量計，靠近氮氣室2的氮氣通道上設有氣體流量計。
[0019]本發(fā)明的變壓吸附式制氮機I在閑時將空氣分離為氮氣和氧氣，加壓后分別儲存在氮氣室2和氧氣室3內，在整個制粉系統具有潛在爆燃危險的原煤斗4、磨煤機進口 5、木塊分離器6、粗粉分離器7以及輸粉管道彎頭8等位置均布置有溫度傳感器，對危險區(qū)域的溫度進行實時監(jiān)測，溫度監(jiān)控信號輸送至閥控制器9，進而控制潛在爆燃區(qū)的氮氣管道閥門10開關，氧氣通過氧氣管道閥11送至燃燒器進口，在燃燒前與風粉混合，可以保證煤粉在燃燒器區(qū)域的安全燃燒。
[0020]本發(fā)明的優(yōu)點是:1)通過對制粉系統各危險區(qū)域溫度的實時監(jiān)控，實現對制粉系統爆燃風險的精細控制；2)通過設置加壓氮氣室可以實現對爆燃風險的快速響應，及時消除爆燃隱患；3)噴氮后一段時間內將相應含量的氧氣送至燃燒器進口，可以保證煤粉的燃燒安全。
【主權項】
1.一種全周期惰化的制粉系統精細防爆系統，其特征在于:它包括變壓吸附式制氮機，變壓吸附式制氮機連接有氮氣室和氧氣室，氧氣室通過氧氣通道與燃燒器相連，氧氣通道與風粉管道相連通，氧氣通道上設有氧氣通道閥；氮氣室通過氮氣通道與潛在爆燃區(qū)相連，氮氣通道在各潛在爆燃區(qū)設氮氣通道閥，各潛在爆燃區(qū)分別設置溫度傳感器，氧氣通道閥、氮氣通道閥和溫度傳感器分別與閥控制器連接。2.根據權利要求1所述的全周期惰化的制粉系統精細防爆系統，其特征在于:所述潛在爆燃區(qū)為原煤斗、磨煤機進口、木塊分離器、粗粉分離器和輸粉管道彎頭。3.根據權利要求1所述的全周期惰化的制粉系統精細防爆系統，其特征在于:氧氣通道靠近氧氣室處設有氣體流量計。4.根據權利要求1所述的全周期惰化的制粉系統精細防爆系統，其特征在于:氮氣通道靠近氮氣室處設有氣體流量計。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種全周期惰化的制粉系統精細防爆系統，它包括變壓吸附式制氮機，變壓吸附式制氮機連接有氮氣室和氧氣室，氧氣室通過氧氣通道與燃燒器相連，氧氣通道與風粉管道相連通，氧氣通道上設有氧氣通道閥；氮氣室通過氮氣通道與潛在爆燃區(qū)相連，氮氣通道在各潛在爆燃區(qū)設氮氣通道閥，各潛在爆燃區(qū)分別設置溫度傳感器，氧氣通道閥、氮氣通道閥和溫度傳感器分別與閥控制器連接。安裝在制粉系統所有潛在爆燃區(qū)的溫度傳感器將溫度信號輸送至閥控制器，當溫度超過正常閾值后，觸動相應位置的氮氣通道閥將氮氣精確送至爆燃危險區(qū)，達到精細防爆的目的，氧氣在燃燒器前與一次風粉混合，進而保證煤粉燃燒的安全進行。
【IPC分類】B02C23/04
【公開號】CN105170296
【申請?zhí)枴?br>【發(fā)明人】李文廣, 張?zhí)m, 王學斌, 劉原一, 禹紅麗, 譚厚章, 李靖, 李占斌, 齊曉冰
【申請人】河南省鍋爐壓力容器安全檢測研究院
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年10月23日