专利名称：正压直吹式锅炉煤粉输送系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及当前燃煤发电厂正压直吹式锅炉煤粉输送系统。
2.
背景技术：
现有技术的燃煤发电厂正压直吹式锅炉煤粉输送系统基本结构为所有的燃烧器 煤粉喷口依据不同的磨煤机或给煤机而分层布置，磨煤机采用多出粉管，每支出粉管通过 中间管道与锅炉燃烧器的一只煤粉喷口连接。磨煤机磨制出的煤粉被混合一次风携带，经 过磨煤机出粉管、中间煤粉输送管道、燃烧器煤粉喷口进入锅炉炉膛燃烧。现有技术存在如下问题1)燃烧器煤粉喷口与磨煤机出粉管一一对应，燃烧器煤粉喷口的切换与磨煤机的 切换必须同步进行；不同的磨煤机组合运行方式对锅炉的燃烧状况影响较大，磨煤机切换 过程中锅炉主参数波动较大，事故率较高；磨煤机的启停对运行人员的操作水平要求较高。2)磨煤机启动的条件比较苛刻，必须有点火源；特别是当准备启动的磨煤机不具 备相邻层燃烧器煤粉点燃条件时，需要投助燃油进行点燃。3)由于燃烧器煤粉喷口与磨煤机出粉管一一对应，任何一根出粉管的运行状态都 影响到锅炉某角某层火焰的稳定性；磨煤机由于失去煤火焰而跳闸的几率较大，磨煤机的 跳闸直接影响机组接带负荷及锅炉燃烧的稳定。4)由于原煤中水分及其他杂质超标，导致原煤仓壁粘煤严重，磨煤机断煤比较常 见，这一方面影响机组接带负荷，另一方面对锅炉燃烧的稳定构成严重威胁，出于安全考 虑，人们不得已而采取投助燃油等措施。5)双进双出钢球磨煤机出粉管设计的冷一次风吹扫系统，在磨煤机启、停程序中 均要求对出粉管进行吹扫；另外，有些吹扫阀关闭不严，形成长期漏风。其结果一使进入 炉膛的煤粉温度降低，推迟了煤粉着火的时间；二是冷风漏入炉膛后，降低了炉膛温度，影 响锅炉燃烧的稳定性，同时会造成经过空气预热器的一次风量相对减少，因而排烟温度升 高，锅炉效率降低。6)煤粉输送管道易发生积粉、堵塞。尤其是双进双出钢球磨煤机系统，运行中经常 发生堵管，严重影响锅炉的正常燃烧和机组接带负荷能力；双进双出钢球磨煤机停运时即 使进行了出粉管吹扫，但由于磨煤机出口阀关闭不严或人为开启，漏入的一次风仍会把磨 煤机内积存的大量煤粉吹入出粉管，由于风速较低等原因，较长的煤粉管常发生堵塞、自燃 现象，甚至发生粉管被烧断、机组被迫停运事故。7)磨煤机出粉管多，风速测量、煤粉取样工作量较大，测得的参数同时性较差，一 次风调平困难；同一台磨煤机(或分离器)出口，不同的出粉管测得的煤粉细度偏差较大， 即各层、各角进入炉膛煤粉的均勻性较差。8)锅炉燃烧稳定性较差，不明原因导致锅炉发生临界火焰灭火事故时有发生。9)与磨煤机联系的风门、挡板较多，常因关闭不严，系统难以隔离；磨煤机检修 时，打开部分磨煤机出口阀、打开磨煤机系统上的检修孔后，在炉膛负压的作用下，外界空
3气的吸入对检修工作比较有利，然而存在着严重的隐患即炉膛冒正压时，会威胁到检修工 作人员的人身安全，造成人员窒息、烫伤等事故。10)磨煤机出粉管多，金属磨损量较大，出粉管及中间煤粉输送管道使用寿命较 短。11)停运锅炉制粉系统内会积存一定量的煤粉，需要花费一定时间的吹扫才能满 足人员进入炉膛进行相关参数测量工作的要求，这一方面需要消耗较多的厂用电，另一方 面煤粉被白白吹走；特别是紧急停用的锅炉制粉系统内会积存大量的煤粉，不吹扫则有可 能发生自燃、爆炸，吹扫则煤粉全部进入锅炉排烟系统排向大气，造成燃料浪费和环境黑色 粉尘污染。
3.
实用新型内容3.1 目的本实用新型要解决的技术问题是提供一种低磨损、无堵塞、功能多样、安全防爆、 操控简便、增强锅炉燃烧稳定性的正压直吹式锅炉煤粉输送系统。其目的在于提高锅炉各 层、角燃烧器煤粉的均勻性，满足炉膛内火焰均勻、充满、无偏斜的燃烧调整基本要求；斩断 锅炉燃烧器与磨煤机、给煤机的直接关联，改变目前燃煤发电厂制粉燃烧系统牵一发而动 全身的现状，排除磨煤机运行组合方式对锅炉燃烧的影响，而改为通过煤角阀来干预锅炉 燃烧，可以实现燃烧调整操作量最小化、响应速度最快化；解决因给煤机或磨煤机故障而导 致的炉膛火焰断层甚至灭火等问题；还将消除磨煤机检修隐患，减少燃料浪费，实现邻炉供 粉启动等。3. 2技术方案以配备5台碗式中速磨煤机的正压直吹式锅炉煤粉输送系统为例，本实用新型解 决其技术问题所采用的技术方案是一种正压直吹式锅炉煤粉输送系统，包括磨煤机、出粉管、检修堵板插座、出粉阀、 磨煤机旁路管、旁路阀、旁路母管、旁路连接管、角煤粉母管、可调缩孔、层煤粉管、煤角阀、 对空阀、混合分配器。其特征在于每台磨煤机只有一根出粉管，汇集于混合分配器；角煤粉 母管自混合分配器弓I出，左右对称布置于锅炉两侧；角煤粉母管上设计有可调缩孔，可调缩 孔后接有层煤粉管，层煤粉管上靠近角煤粉母管设计有煤角阀，A层煤粉管除外的煤角阀后 均设计有对空阀。出粉管上的出粉阀、检修堵板插座应尽量靠近混合分配器依次布置，检修堵板插 座前接有与旁路母管连接的磨煤机旁路管，磨煤机旁路管上设有旁路阀；旁路母管两端分 别与A层煤粉管在4个煤角阀后连接，在其中较短的两支旁路连接管上装有可调缩孔；本实 用新型将点火装置布置于B层煤粉管对应的煤粉喷口内。混合分配器顶部接有与邻炉的联络管，联络管靠近混合分配器端设有联络门，联 络门后设有对空阀和与旁路母管连接的抽粉管，抽粉管上设有抽粉阀；联络管的另一端与 邻炉的混合分配器顶部连接，在邻炉侧也有相应的联络门、对空阀、抽粉管和抽粉阀。进一步的，角煤粉母管的末端加大了管径，且B、D、E层煤粉管全部自角煤粉母管 的末端引出；角煤粉母管的末端也设计有对空阀。3. 3本实用新型的有益效果[0024]1)本实用新型的煤粉输送主系统中，出粉管、混合分配器、角煤粉母管的管径都比 较粗，可以方便地在其内壁粘贴防磨材料，因而输送阻力、金属磨损均可大大降低；虽然层 煤粉管的管径与现有技术是一样的，但其管道长度已大大缩短，阻力损失随之也可大大减 小。因此，本系统具有降低金属消耗及较强的防止堵塞功能。混合分配器使各台磨煤机的煤粉集中后充分地混合均勻，再通过逐级分配，可以 大大提高进入炉膛煤粉的均勻性，有利于缓解锅炉结焦状况；在一个完全对称设计、布置的 系统基础上，只对角煤粉母管上的可调缩孔进行调整，因而一次风调平工作量大大减少，且 调平质量可以大幅提高。磨煤机出粉管数量大大减少，煤粉取样工作量因而大大减少，测得的参数更具有 代表性。无需要设计煤粉输送管道的吹扫系统，可以减少锅炉漏风，提高锅炉燃烧的安全 性和经济性。在某些可能积粉部位设计的对空系统可以利用炉膛负压抽吸停用管段积存的 煤粉，防止自燃、爆炸。2)锅炉燃烧状况不再依赖磨煤机的组合运行方式，燃烧器煤粉喷口的切换与磨煤 机的切换不需要同步进行，根据炉膛火焰中心高度调整的需要，燃烧器煤粉喷口的切换通 过煤角阀的开、关瞬间就可以轻松完成，而不需要调整磨煤机的负荷或切换磨煤机，因此运 行人员的操作量大大减少，且由于燃烧调整的迟延性及调整精度低等原因而导致的锅炉燃 烧不稳因素得以避免，因此提高了锅炉燃烧调整的稳定性。通过层煤粉管上的煤角阀进行燃烧调整，过程更加安全、灵活、快捷、简化、高效。 如在锅炉启动过程中可以灵活切换燃烧器不同层的煤粉喷口来控制汽温和防止水冷壁管 出口超温，在锅炉运行中，可以通过关闭最上层或最下层燃烧器煤粉喷口而快速遏制高汽 温或低汽温等。磨煤机的切换频次也将大大减少，磨煤机可以保持长周期经济运行，减少了磨煤 机切换过程中额外的厂用电消耗和研磨部件磨损，有利于延长磨煤机的使用寿命；反过来， 磨煤机的切换操作对锅炉燃烧的影响也较小。锅炉低负荷情况下，一般是风量与煤量的比值较高，由于煤粉浓度的大幅降低容 易导致燃烧不稳甚至灭火，可见决定燃烧强度的重要因素之一是煤粉浓度。锅炉停用过程 中，现有技术一般是从上到下依次停用各层燃烧器煤粉喷口对应的给煤机和磨煤机，具体 是逐渐将给煤量降至零，并基本吹净磨煤机内的积粉后再停用磨煤机，在这种渐进过程中， 当燃烧区域的煤粉浓度过低时，就会出现燃烧不稳。本实用新型中的煤角阀可以配合磨煤 机的停用，对锅炉降负荷过程中的火焰失稳工况提前预控，即在停用部分燃烧器时，尽量保 持相邻层燃烧器运行，使进入炉膛的煤粉以较高的浓度快速集中于火焰中心，持续发生剧 烈的燃烧化学反应，且不需要投入助燃油或等离子；对于常见的磨煤机断煤故障，也可采用 此技术在提高燃烧稳定性的同时节约助燃油。可见，本实用新型技术还可以通过快速提高 燃烧器出口及燃烧区域的煤粉浓度来提高锅炉低负荷及磨煤机断煤等事故工况下燃烧的 稳定性，既节约了助燃油又有利于减少NOx的生成量。3)由于磨煤机的运行与燃烧器的运行不再直接关联，而燃烧器运行的可靠性远远 高于转动机械给煤机和磨煤机，除了人为的误操作，几乎不存在某层煤角阀突然关闭等故 障，因而各层之间的火焰强度可以保持最佳状态，可大大提高锅炉燃烧的稳定性；不同层燃烧器煤粉喷口之间失去煤火焰和失去点火源的几率将大大降低，因此磨煤机的启动成功率 将提高、事故跳闸率将降低。4)磨煤机旁路系统除了配合完成磨煤机的启、停操作，还可以抽吸停运磨煤机内 及其出粉管道内积存的煤粉，防止煤粉自燃、爆炸；因此可以取消现有技术双进双出磨煤机 的蒸汽惰化系统而节约蒸汽，减少炉膛水分的进入。还可以回收利用相邻的停用锅炉制粉系统内积存的煤粉，防止其自燃、爆炸或被 吹入无火焰炉膛内不经过燃烧即排向大气而造成原煤浪费和环境黑色粉尘污染。5)锅炉启、停过程中，磨煤机的启、停顺序不受限制，可根据磨煤机、给煤机、原煤 仓的状况等自由选择，因此也十分有利于输煤皮带的经济调配。6)由于邻炉正常运行，磨煤机出粉温度较高，本实用新型可以实现邻炉供粉启动， 有利于煤粉的点燃和燃烬；当邻炉供粉量达到单台磨煤机的最低经济出力时，再切换为由 本炉磨煤机供粉，这样就可以避免本炉磨煤机的低负荷非经济运行工况。7)现有技术锅炉等离子点火装置一般布置于最下层燃烧器煤粉喷口内，如果该层 燃烧器对应的磨煤机发生故障或处于检修状态，则取消了助燃油系统的燃煤锅炉将无法启 动，锅炉运行中等离子装置也将因此失去备用功能；本实用新型的等离子点火装置不管布 置在哪一层，都不再与磨煤机有关，可以实现100%备用。本实用新型技术在首层煤粉被点燃后，其他各层燃烧器煤粉喷口可以实现逐层引 燃，而不需要助燃油。因此，在等离子点火技术日臻完善的条件下，燃煤锅炉助燃油系统完 全取消的条件更加成熟。
4.
图1是本实用新型正压直吹式锅炉煤粉输送系统的结构示意图。图中1 -磨煤机，2-出粉管，3-检修堵板插座，4-出粉阀，5-磨煤机旁路管，6-旁 路阀，7-旁路母管，8-旁路连接管，9-角煤粉母管，10-可调缩孔，Il-A层煤粉管，12-B层煤 粉管，13-C层煤粉管，14-D层煤粉管，15-E层煤粉管，16-煤角阀，17-对空阀，18-燃烧器煤 粉喷口，19-混合分配器，20-联络管，21-联络门，22-抽粉管，23-抽粉阀。
5.具体实施方式
如图1所示一种正压直吹式锅炉煤粉输送系统，包括磨煤机1、出粉管2、检修堵 板插座3、出粉阀4、磨煤机旁路管5、旁路阀6、旁路母管7、旁路连接管8、角煤粉母管9、可 调缩孔10、A E层煤粉管11 15、煤角阀16、对空阀17、混合分配器19。出粉管2自磨 煤机1引出后汇集于混合分配器19，角煤粉母管9自混合分配器19引出，左右对称布置于 锅炉两侧，角煤粉母管9上设计有可调缩孔10，其后接有A E层煤粉管11 15，A E层 煤粉管11 15上靠近角煤粉母管9设计有煤角阀16，A E层煤粉管11 15与燃烧器 煤粉喷口 18连接。参见图1 出粉管2由现有技术的多根出粉管合并而成，出粉管2上的出粉阀4、检 修堵板插座3尽量靠近混合分配器19依次布置，检修堵板插座3前接有与旁路母管7连接 的磨煤机旁路管5，旁路阀6位于磨煤机旁路管5上；旁路母管7两端分别连接至A层煤粉 管11上的煤角阀16后，在较短的两个旁路连接管8上也装有可调缩孔(图中未示出)用以调平旁路四角风量；点火装置布置于B层煤粉管12对应的煤粉喷口 18内。B、C、D、E层煤粉管12、13、14、15上的煤角阀16后均设计有对空阀17，任一煤角 阀16关闭时，开启其后的对空阀17数分钟，利用炉膛负压可抽净煤角阀16后积存的煤粉。混合分配器19顶部接有联络管20，联络管20靠近混合分配器19端设有联络门 21，联络门21后设有对空阀17和与旁路母管7连接的抽粉管22，抽粉管22上设有抽粉阀 23 ；联络管20的另一端与邻炉的混合分配器19顶部连接，在邻炉侧也有相应的联络门21、 对空阀17、抽粉管22和抽粉阀23。进一步的，为了防止最上层即E层煤粉管15上的煤角阀16关闭后角煤粉母管9 的末端堵塞，将角煤粉母管9的末端加大了管径，且B、D、E层煤粉管(12、14、15)全部自角 煤粉母管9的末端引出；角煤粉母管9的末段上也设计有对空阀17。磨煤机出粉管2、混合分配器19、角煤粉母管9均设有防磨内衬(图中未示出)。[运行实施说明]邻炉供粉启动开启本炉的联络门21，开启邻炉的联络门21，邻炉煤粉进入本炉 混合分配器19，通过B层煤粉管12上的煤角阀16向炉膛送粉；为了防止汽温上升过快，在 燃烧稳定后，可开启A层煤粉管11上的煤角阀16向炉膛送粉进行引燃，使火焰中心下移。 邻炉供粉结束后，应开启本炉抽粉阀23及邻炉抽粉阀23前的对空阀17，抽净联络管20内 积存的煤粉，以防粉尘自燃或爆炸。第一台磨煤机的启动若不采取邻炉供粉启动时，开启磨煤机1的出口阀4，启动 磨煤机1，煤粉直接进入混合分配器19，开启B层煤粉管上的煤角阀16向炉膛送粉点火；若 采取邻炉供粉启动时，第一台磨煤机的启动可先走旁路，通过A层煤粉管11对应的燃烧器 煤粉喷口 18向炉膛送粉。其他磨煤机的启动并列待启磨煤机1的出粉阀4关闭、旁路阀6开启，启动磨煤 机1 ；旁路母管7两端的出粉量可以通过旁路连接管8上的可调缩孔尽量调整相等。当该磨 煤机1的出口压力彡混合分配器19内的压力时，开启磨煤机1的出口阀4，增开煤角阀16， 关闭磨煤机1的旁路阀6 ；并列运行的磨煤机尽量保持负荷相等。磨煤机的停用待停磨煤机的负荷降低至允许值，其旁路阀6开启后，关闭其出粉 阀4，磨煤机继续降负荷，视情况及时关闭部分煤角阀16，磨煤机负荷降至最低允许值时停 用磨煤机；停用后的磨煤机继续保持适当的冷却风量以防止磨煤机内部温度过高，同时吹 净磨煤机内积存的煤粉。回收邻炉煤粉本炉联络门21关闭，邻炉联络门21开启，邻炉所有煤角阀16关 闭，邻炉角煤粉母管9上的对空阀17开启，本炉抽粉阀23开启；必要时，关闭本炉A层煤粉 管11上的煤角阀16，可以较快抽净邻炉煤粉。
权利要求一种正压直吹式锅炉煤粉输送系统，包括磨煤机、出粉管、检修堵板插座、出粉阀、磨煤机旁路管、旁路阀、旁路母管、旁路连接管、角煤粉母管、可调缩孔、层煤粉管、煤角阀、对空阀、混合分配器，其特征在于每台中速磨煤机的出粉管(2)只有一根，双进双出磨煤机的出粉管(2)则为两根，各磨煤机的出粉管(2)汇集于混合分配器(19)；角煤粉母管(9)自混合分配器(19)引出，左右对称布置于锅炉两侧；角煤粉母管(9)上设计有可调缩孔(10)，可调缩孔(10)后接有A～E层煤粉管(11～15)，A～E层煤粉管(11～15)上靠近角煤粉母管(9)设计有煤角阀(16)，B～E层煤粉管(12～15)上各煤角阀(16)后设计有对空阀(17)。
2.如权利要求1所述的一种正压直吹式锅炉煤粉输送系统，其特征在于检修堵板插 座(3)前接有与旁路母管(7)连接的磨煤机旁路管(5)，磨煤机旁路管(5)上设有旁路阀 (6)；旁路母管(7)两端分别与两根A层煤粉管(11)在煤角阀(16)后连接，在其中较短的 两只旁路连接管(8)上装有可调缩孔。
3.如权利要求1所述的一种正压直吹式锅炉煤粉输送系统，其特征在于混合分配 器(19)顶部接有与邻炉的联络管(20)，联络管(20)靠近混合分配器(19)端设有联络门 (21)，联络门(21)后设有对空阀(17)和与旁路母管(7)连接的抽粉管(22)，抽粉管(22) 上设有抽粉阀(23)。
4.如权利要求1所述的一种正压直吹式锅炉煤粉输送系统，其特征在于角煤粉母管 (9)的末端加大了管径，自角煤粉母管(9)末端引出了多个层煤粉管；角煤粉母管(9)的末 段也设计有对空阀(17)。
专利摘要本实用新型公开了一种锅炉煤粉输送系统，包括磨煤机的出粉管、出粉阀、检修堵板插座、磨煤机旁路管、旁路阀、旁路母管、旁路连接管、角煤粉母管、可调缩孔、层煤粉管、煤角阀、对空阀、混合分配器、联络管等。出粉管汇集于混合分配器，自混合分配器引出的角煤粉母管上接有层煤粉管，层煤粉管上有煤角阀，煤角阀后设计有对空阀；混合分配器顶部还接有与邻炉的联络管。检修堵板插座前接有与旁路母管连接的磨煤机旁路管，旁路母管两端分别与A层煤粉管在煤角阀后连接。本实用新型解决了现有技术正压直吹式锅炉煤粉输送系统磨损大、易积粉、易堵塞、冷风漏入、调平困难，存在检修隐患及锅炉燃烧调整灵活性差、稳定性差、迟延性大等问题。
文档编号F23K3/02GK201688428SQ20102017594
公开日2010年12月29日 申请日期2010年4月10日 优先权日2010年4月10日
发明者石福军 申请人:石福军