本发明涉及煤粉的输粉系统技术领域，具体涉及一种基于氮气密闭输送及增压再循环的输粉系统。
背景技术：
现有的煤粉输送系统主要以气力输送的方式将煤粉从收粉系统的仓泵输送至煤粉锅炉前煤粉仓，输送介质多为压缩空气或富氧空气。当输送无烟煤粉时，输粉设备的启动、运行和停机可以在非惰性气氛下操作，输送气体可采用压缩空气；但当输送混合煤粉、烟煤粉时，输粉设备的启动、运行和停机都应在非惰性气氛下操作，输送气体也需使用惰性气体，如氮气等。因此从安全防爆角度上讲，现有的输粉系统对于煤种的适应性不够；同时采用压缩空气进行煤粉输送，煤粉送至锅炉前煤粉仓后，压缩空气直接对外排放，造成能量损失，经济性较差。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种可以输送不同煤种、且能对氮气增压循环再利用，解决能量损失及减少制氮装置设备投入和运营成本的基于氮气密闭输送及增压再循环的输粉系统，以解决现有技术中的问题。
本发明的一种基于氮气密闭输送及增压再循环的输粉系统，由氮气循环供应系统、煤粉仓系统和仓泵输粉系统构成；
所述氮气循环供应系统由制氮装置和氮气增压再循环装置构成；
所述制氮装置包括螺杆式空压机、高效除油器、组合式干燥机、粉尘过滤器、psa组合制氮机，所述螺杆式空压机设有空气入口，所述螺杆式空压机的出口通过管道连接高效除油器的入口，所述高效除油器的出口通过管道连接组合式干燥机的入口，所述组合式干燥机的出口通过管道连接粉尘过滤器的入口，所述粉尘过滤器的出口通过管道连接psa组合制氮机的出口；
所述制氮装置还包括氮气储气罐，所述psa组合制氮机的出口通过管道连接氮气储气罐的入口，所述氮气储气罐的出口通过管道连接仓泵输粉系统和氮气增压再循环装置；
所述氮气增压再循环装置包括二级除尘器、净化后氮气罐、氮气增压机和加压后氮气罐，所述二级除尘器的入口通过管道连接煤粉仓系统，所述二级除尘器的出口通过管道连接净化后氮气罐的入口，所述净化后氮气罐的出口通过管道连接氮气增压机的入口，所述氮气增压机的出口通过管道连接加压后氮气罐的入口，所述加压后氮气罐的出口通过管道连接仓泵输粉系统，所述净化后氮气罐以及加压后氮气罐的入口通过管道还连接有氮气储气罐的出口，所述二级除尘器的入口通过管道还连接有氮气储气罐的出口，所述二级除尘器的入口还连接有煤粉仓系统；
所述煤粉仓系统包括煤粉仓、仓顶布袋除尘器和引风机，所述仓顶布袋除尘器设于煤粉仓的上方，且仓顶布袋除尘器的入口通过管道连接煤粉仓的出口所述引风机设于仓顶布袋除尘器的上方，且引风机的入口连接仓顶布袋除尘器的出口，所述引风机的出口通过管道连接二级除尘器的入口；
所述仓泵输粉系统包括仓泵、出料阀、除尘器出口变径、进料阀、一次进气阀、二次进气阀、排堵阀和仪表控制装置，所述仓泵的入口通过管道连接加压后氮气罐的出口。
优选的，所述粉尘过滤器包括粉尘精滤器、ha级过滤器，所述粉尘精滤器的入口通过管道连接组合式干燥机，所述粉尘精滤器的出口通过管道连接ha级过滤器的入口，所述ha级过滤器的出口通过管道连接psa组合制氮机的入口，所述psa组合制氮机包括2个缓冲罐和2个吸附塔，所述ha级过滤器的出口通过管道分别连接2个吸附塔的入口，所述每个吸附塔的出口连接缓冲罐的入口，所述缓冲罐的出口连接氮气储气罐的入口。
优选的，所述仪表控制装置包括控制器、料位计、压力变送器、流量计和氧分析仪，所述料位计、压力变送器、流量计和氧分析仪均电连接控制器。
优选的，所述仓泵输粉系统还包括声光报警器、设备防堵塞结构以及管道防堵塞结构；所述设备防堵塞结构包括排污口，所述声光报警器电连接控制器。
优选的，所述制氮装置还包括仪表用气高压储气罐，所述仪表用气储气罐采用不锈钢储气罐，所述仪表用气高压储气罐的出口连接锅炉煤粉仓管路切换阀电磁阀箱的入口，所述仪表用气高压储气罐的入口通过管道连接ha级过滤器的出口。
采用以上的结构，使本发明的具有以下有益效果：
本发明采用了全封闭氮气输粉方式，通过合格的氮气以及增压再循环的氮气作为动力在管道中产生流速携带煤粉进行输送，可以输送任何种类的煤粉，无需再因为不同煤种而单独采用不同的输粉设备，并且安全防爆性能高。
本发明采用的氮气增压再循环装置将氮气进行回收再利用，相比于采用压缩空气输粉方式输送完直接对外排放，一方面节省了能量损失，另一方面减少了制氮设备投入和运行成本。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
图1为本发明中的氮气增压再循环装置的流程示意图；
图2为本发明中的煤粉仓氮气回收系统示意图；
图3为本发明中的制氮装置示意图；
图4为本发明基于氮气密闭输送及增压再循环的输粉系统流程示意图。
图中：1、第一管道；2、第二管道；3、第三管道；4、第四管道；5、第五管道；6、第六管道；7、第七管道；8、第一排污口；9、第二排污口；10、除尘器出口变径；11、二级除尘器；12、净化后氮气罐；13、氮气增压机；14、加压后氮气罐；15、氧分析仪；16、放空；17、第一变径；18、第二变径；19、气动球阀变径；20、第二气动球阀；21、第一手动蝶阀；22、第二手动蝶阀；23、第三手动蝶阀；24、刀闸阀；25、手动球阀；26、第一气动球阀；27、第四手动蝶阀；28、第五手动蝶阀；29、第一关断阀；30、第二关断阀；31、第三关断阀；32、法兰式流量计；33、第三手动球阀；34、煤粉仓；35、第三变径；36、引风机；37、第四关断阀；38、球阀；39、第一排堵阀；40、第二排堵阀；41、螺杆式空压机；42、高效除油器；43、组合式干燥机；44、粉尘精滤器；45、ha级过滤器；46、psa组合制氮机；47、氮气储气罐；48、仪表用气高压储气罐；49、仓泵；50、仓顶布袋除尘器。
具体实施方式
以下将参照附图更详细地描述本发明的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。
所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其他实施例，都属于本发明所保护的范围。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介简介相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体意义。
如图1-4所示，本发明的一种基于氮气密闭输送及增压再循环的输粉系统，由氮气循环供应系统、煤粉仓系统和仓泵输粉系统构成；
所述氮气循环供应系统由制氮装置和氮气增压再循环装置构成；
所述制氮装置包括螺杆式空压机41、高效除油器42、组合式干燥机43、粉尘过滤器、psa组合制氮机46，所述螺杆式空压机41设有空气入口，所述螺杆式空压机41的出口通过管道连接高效除油器42的入口，所述高效除油器42的出口通过管道连接组合式干燥机43的入口，所述组合式干燥机43的出口通过管道连接粉尘过滤器的入口，所述粉尘过滤器的出口通过管道连接psa组合制氮机46的出口；
所述制氮装置还包括氮气储气罐47，所述psa组合制氮机46的出口通过管道连接氮气储气罐47的入口，所述氮气储气罐47的出口通过管道连接仓泵输粉系统和氮气增压再循环装置，一方面向仓泵输粉系统提供输粉需要的氮气动力，另一方面向氮气增压在循环装置提供合格的氮气，用于补充氮气浓度，增压至仓泵输粉系统所需的氮气浓度和压力值后继续将氮气送至仓泵49，再次参与仓泵输粉系统。考虑到整个基于氮气密闭输送及增压再循环的输粉系统所需设备较多、管道密封问题以及设备漏风等因素，在氮气增压过程中，不断补充合格的氮气，一方面降低煤粉输送过程中管道内的氧含量，另一方面保证输送粉气比。
所述氮气增压再循环装置包括二级除尘器11、净化后氮气罐12、氮气增压机13和加压后氮气罐14，所述二级除尘器11的入口通过管道连接煤粉仓系统，所述二级除尘器11的出口通过管道连接净化后氮气罐12的入口，所述净化后氮气罐12的出口通过管道连接氮气增压机13的入口，所述氮气增压机13的出口通过管道连接加压后氮气罐14的入口，所述加压后氮气罐14的出口通过管道连接仓泵输粉系统，所述净化后氮气罐12以及加压后氮气罐14的入口通过管道还连接有氮气储气罐47的出口，所述二级除尘器11的入口通过管道还连接有氮气储气罐47的出口；
所述煤粉仓系统包括煤粉仓34、仓顶布袋除尘器50和引风机36，所述仓顶布袋除尘器50设于煤粉仓34的上方，且仓顶布袋除尘器50的入口通过管道连接煤粉仓34的出口，所述引风机36设于仓顶布袋除尘器50的上方，且引风机36的入口连接布袋除尘器50的出口，所述引风机36的出口通过管道连接二级除尘器11的入口，所述二级除尘器11的入口还连接有煤粉仓系统；
所述仓泵输粉系统包括仓泵49、出料阀、除尘器出口变径、进料阀、一次进气阀、二次进气阀、排堵阀和仪表控制装置，所述仓泵49的入口通过管道连接加压后氮气罐14的出口。
所述粉尘过滤器包括粉尘精滤器44、ha级过滤器45，所述粉尘精滤器44的入口通过管道连接组合式干燥机43，所述粉尘精滤器44的出口通过管道连接ha级过滤器45的入口，所述ha级过滤器45的出口通过管道连接psa组合制氮机46的入口，所述psa组合制氮机包括2个缓冲罐和2个吸附塔，2个吸附塔并联连接，进行交替加压吸附与减压脱附，这个过程将空气中的大部分氮与少部分氧进行分离，并将富氧空气排空；所述ha级过滤器的出口通过管道分别连接2个吸附塔的入口，所述每个吸附塔的出口连接缓冲罐的入口，所述缓冲罐的出口连接氮气储气罐的入口；所述仪表控制装置包括控制器、料位计、压力变送器、流量计和氧分析仪，所述料位计、压力变送器、流量计和氧分析仪均电连接控制器；所述仓泵输粉系统还包括声光报警器、设备防堵塞结构以及管道防堵塞结构；所述设备防堵塞结构包括排污口，所述声光报警器电连接控制器；所述制氮装置还包括仪表用气高压储气罐48，所述仪表用气储气罐采用不锈钢储气罐，所述仪表用气高压储气罐的出口连接锅炉煤粉仓管路切换阀电磁阀箱的入口，所述仪表用气高压储气罐48的入口通过管道连接ha级过滤器45的出口。
工作原理：本发明基于氮气密闭输送及增压再循环的输粉系统中的仓泵输粉系统和煤粉仓系统采用现有技术，在此输粉系统上主要增加了氮气增压再循环装置，此装置的功能是将已经完成煤粉输送的氮气进行回收、增压后，重新送至仓泵49，参与仓泵输粉系统，一方面节省了能量损失，另一方面减少了氮气设备投入和运行成本。
psa组合制氮机是根据变压吸附原理，采用高品质的碳分子筛作为吸附剂，在一定的压力下，从空气中制取氮气。空气首先由螺杆式空压机41吸收进行增压后经过高效除油器42除油、组合式干燥机43进行干燥、粉尘精滤器44和ha级过滤器45去除粉尘后，形成净化干燥的压缩空气，进入psa组合制氮机46内的吸附塔中进行加压吸附、减压脱附；由于动力学效应，氧在碳分子筛微孔中扩散速率远大于氮，在吸附未达到平衡时，氮在气相中被富集起来，形成合格的氮气；然后减压至常压，吸附剂脱附所吸附的氧气等其它杂质，实现再生。大部分合格的氮气储存于氮气储气罐47，为后期仓泵输粉系统供气，少量储存于仪表用气高压储气罐48，所述仪表用气储气罐48采用不锈钢储气罐，所述仪表用气高压储气罐48的出口连接锅炉煤粉仓管路切换阀电磁阀箱的入口。一般在制氮装置中设置两个吸附塔，一吸附塔吸附产氮，另一吸附塔脱附再生，通过plc程序自动控制，使两吸附塔交替循环工作，以实现连续生产高品质合格氮气的目的。
仓泵输粉系统主要完成煤粉输送，在煤粉输送环节，磨制完的煤粉需要输送至煤粉仓34，在保证安全的情况下，仓泵输粉系统采用全封闭式设备、管道，通过合格的氮气作为动力在管道中产生流速携带煤粉进行输送，直至煤粉仓34。由制氮装置产生的合格的氮气携带煤粉进入煤粉仓34内，煤粉被收集至煤粉仓34内，含有小部分煤粉的氮气经过仓顶布袋除尘器50进一步收集煤粉，即来自煤粉输送氮气返回气经仓顶布袋除尘器50顶部的引风机36送至氮气增压再循环装置，首先进入二级除尘器11进一步将氮气除尘，净化除去煤粉的氮气进入净化后氮气罐12后，输送至氮气增压机13进行增压处理，完成后存储于加压后氮气罐16，所述净化后氮气罐12和加压后氮气罐16上均设有氮气含量分析仪和氮气浓度分析仪，用于测量其内的氮气含量和浓度，当净化后氮气罐12和加压后氮气罐16上的氮气含量分析仪和氮气浓度分析仪检测其内的氮气达不到标准时，通过其入口处连接的氮气储气罐47输送新鲜合格的氮气直至达标，增压至仓泵输粉系统所需的氮气浓度和压力值后继续将氮气送至仓泵49，参与仓泵输粉系统。考虑到整个基于氮气密闭输送及增压再循环的输粉系统所需设备较多、管道密封问题以及设备漏风等因素，在氮气增压过程中，不断补充合格的氮气，一方面降低煤粉输送过程中管道内的氧含量，另一方面保证输送粉气比。
为了保证本发明基于氮气密闭输送即增压再循环的输粉系统的正常工作，在本发明中的两设备之间，相应设有开关阀、法兰式流量计、闸阀、止回阀、变径等控制管道的开关设备。
仓泵输粉系统包括仓泵、出料阀、除尘器出口变径、进料阀、一次进气阀、二次进气阀、排堵阀和仪表控制装置，所述仓泵的入口通过管道连接加压后氮气罐的出口，所述仪表控制装置包括控制器、料位计、压力变送器、流量计和氧分析仪，所述料位计、压力变送器、流量计和氧分析仪均电连接控制器；仪表控制装置可以让使用者了解煤粉输送过程中充分掌握送粉的时间、送粉压力及煤粉仓的料位等主要参数，实现全自动及时进行输送，同时根据设有的声光报警装置等，实现对异常情况的报警提示。
具体实施，整个系统采用3套制氮装置，1套氮气增压再循环装置，每套制氮装置均包括螺杆式空压机41、高效除油器42、组合式干燥机43、粉尘精滤器44、ha级过滤器45、psa组合制氮机46各1个，所述螺杆式空压机41设有空气入口用于收集空气、以及冷却水入口用于进水、冷却水出口用于排水，所述螺杆式空压机41的出口通过管道连接高效除油器42的入口，将空气进行除油，所述高效除油器42的出口通过管道连接组合式干燥机43的入口，将除油后的空气进行干燥，所述组合式干燥机43的出口通过管道连接粉尘精滤器44的入口，将干燥后的空气进行除尘，所述粉尘精滤器44的出口通过管道连接ha级过滤器45的入口，将初步除尘后的空气过滤至系统所需级别的空气，所述ha级过滤器45的出口通过管道连接psa组合制氮机46的入口，将经过除尘合格后的空气进行制氮，通过连接的4个50m3、1个20m3的氮气储气罐47和1个10m3的仪表用气高压储气罐，所述仪表用气储气罐采用不锈钢储气罐，所述仪表用气高压储气罐的出口连接锅炉煤粉仓管路切换阀电磁阀箱的入口48，分别对合格的氮气进行存储。当需要输粉时，则打开氮气储气罐47的阀门，使氮气储气罐内部合格的氮气进入仓泵49进行输粉工作，同时进入氮气增压再循环装置中，完成对氮气浓度的补充。
1套氮气增压再循环装置包括2台二级除尘器11、1个净化后氮气罐12、3台氮气增压机13和1个加压后氮气罐14，各个装置之间采用不同型号的管道进行连接，既能满足使用要求，同时又可以节约成本，第一管道1的型号为426*6-c；第二管道2的型号为325*6-c；第三管道3的型号为273*6-c；第四管道4的型号为218*6-c；第五管道5的型号为108*4-c；第六管道6的型号为89*4-c；第七管道7的型号为57*3-c，具体位置见图1；所述加压后氮气罐14的出口连接的管道上设有氧分析仪15，用于测量增压后氮气的纯度，所述加压后氮气罐14的顶部设有第五手动蝶阀28，所述二级除尘器11的入口通过管道连接煤粉仓系统的引风机36的出口，将引风机36内的来自煤粉输送氮气返回气(合格氮气将煤粉输送至煤粉仓后，含有小部分煤粉的氮气经过仓顶布袋除尘器进一步收集煤粉后所指的氮气)输送至二级除尘器11进行进一步除尘，使氮气达到合格氮气的标准，所述二级除尘器11与净化后氮气罐12之间依次设有除尘器出口变径10、第二手动蝶阀22、第一变径17、第二变径18、第一关断阀29，在支路第五管道5上设有第一气动球阀26、第四手动蝶阀27，用于对管道进行关开；所述引风机36与二级除尘器11之间依次设有第一手动蝶阀21、第四关断阀37，用于对第一管道1的开关，所述二级除尘器11的出口通过管道连接净化后氮气罐12的入口，所述净化后氮气罐12与氮气增压机13之间依次设有第一关断阀29、第二变径18、第三手动蝶阀23、第一关断阀29，用于对管道的开关，所述净化后氮气罐12的体积为75m3，下方设有第一排堵阀39和第一排污口8，所述净化后氮气罐12的出口通过管道连接氮气增压机13的入口，所述氮气增压机13对净化后的氮气进行加压处理，所述氮气增压机13的出口通过管道连接加压后氮气罐14的入口，所述加压后氮气罐14的体积为20m3，下方设有第二排堵阀40和第二排污口9，所述加压后氮气罐14的出口通过管道连接仓泵输粉系统，所述净化后氮气罐12以及加压后氮气罐14的入口通过管道还连接有氮气储气罐47的出口，用于输入合格的氮气；所述二级除尘器11的入口通过第七管道7还连接有氮气储气罐47的出口，所述第七管道7上设有球阀38，用于输入合格的氮气，降低煤粉输送过程中管道内的氧含量，同时保证输送粉气比。所述氮气增压机13与加压后氮气罐14之间依次设有第三关断阀31、第三变径35、第三手动球阀33、刀闸阀24和第二关断阀30，用于对管道的开关，所述氮气储气罐47与加压后氮气罐14之间通过第五管道和手动球阀25相连；所述氮气储气罐47与净化后氮气罐12之间通过设有手动球阀25和法兰式流量计32的第五管道5相连。
图2为本发明中的煤粉仓氮气回收系统示意图，引风机36将含有煤粉的氮气经过仓顶布袋除尘器50除尘后，通过使用主路上的气动球阀变径19和第二气动球阀20将其送至氮气增压再循环装置，进行除尘、加压后循环利用；如果无需此项操作，则使用旁路的气动球阀变径19和第二气动球阀20对出经过仓顶布袋除尘器50的氮气进行放空处理。
图4中有2个仓顶布袋除尘器50，仓顶布袋除尘器50的下方设有6个灰斗；用于收集煤粉灰。
最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。