专利名称：掺烧褐煤的中储式劣质煤粉锅炉送粉系统的防爆处理系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于发电安全的技术领域，特别是涉及一种在掺烧褐煤的中储式劣质煤粉锅炉热风送粉系统上的防爆处理系统。
背景技术：
近年来，东北地区由于烟煤资源逐渐枯竭和煤炭用量迅猛增加，使得一些机组不得不掺烧蕴藏丰富且价格较低的褐煤。由于掺烧的褐煤挥发分高、水分大、着火温度低，属易燃易爆煤种，与挥发分和热值均较低的设计煤种特性差异较大。燃用劣质烟煤时，为了保证煤粉稳定着火，采用热风送粉。运行过程中，因为送粉系统结构特殊、管路较长，存在积粉部位和流动死区，以及由此引发的阴燃，中储式烟煤锅炉送粉系统经常发生堵管、燃烧、燃烧器烧损甚至爆炸问题，至今没有有效的防爆措施。因此中储式送粉系统一直存在着爆炸的隐患，成为长期困扰电厂安全运行的技术难题。由于送粉系统燃烧、爆炸具有随机性、突发性以及不可控等特点，危害极大，一旦发生，容易造成设备的损坏以及非计划停机事故，甚至人身伤亡事故。因此，燃用劣质烟煤中储式锅炉送粉系统如何有效防爆成为亟待解决的课题。对于燃用低热值、低挥发分、高灰分劣质烟煤的锅炉，为确保掺烧褐煤的安全可靠和大比例掺烧，热风送粉系统增设调温风系统。制粉系统爆炸原因制粉系统通常情况下存在着大量悬浮状态的煤粉，且其浓度均处于易爆炸范围， 此时若局部出现火源，粉尘就会被立即点燃，火焰将以极大的速度在煤粉空气混合物中传播，使制粉系统内局部压力瞬间升高，并导致系统破坏的事故，称为制粉系统爆炸。(1)挥发分越高越容易发生爆炸对于煤粉和空气混合物，当燃料挥发分Vdaf<10%时，一般没有自燃和爆炸的危险； 当燃料挥发分Vdaf > 20%时，燃料挥发分析出和着火温度均较低，容易发生自燃和爆炸事故。(2)煤粉浓度处于易爆炸范围煤粉爆炸与浓度、粒度有关，烟煤气粉混合物浓度在0. 32 4kg/m3范围内均会发生爆炸，而浓度在1. 2 ^ig/m3范围时爆炸危险性最大。在制粉系统中，气粉混合物中煤粉浓度一般为0. 4 0. mcg/m3，煤粉平均粒径约为 30 μ m，正处于易爆炸的范围。(3)初温对煤粉爆炸具有重要的影响温度越高，煤粉进行放热反应的速度越快，由于煤具有一定的隔热性，热量的释放可能大于散热，于是温度会进一步升高，使煤粉可能达到自燃温度。随着温度的升高，煤粉发生爆炸的范围变宽。(4)积粉自燃无法避免[0016]由于制粉系统结构复杂，并且煤中含有一定的水分，制粉系统积粉无法避免，凡是发生煤粉沉积的地方，就能成为气粉混合物自燃和爆炸的发源地。煤粉沉积后就开始氧化， 放出热量促使其温度升高，随之又加快氧化、放热、升温，达到自燃温度开始自燃，一旦条件具备就点燃粉尘引发爆炸。因此，积粉、自燃是制粉系统爆炸的主要诱因，且具有随机性、突发性的特点。
发明内容发明目的本实用新型提供一种掺烧褐煤的中储式劣质煤粉锅炉送粉系统的防爆处理系统，其目的是解决以往的中储式热风送粉系统一直存在着爆炸的隐患的问题。技术方案本实用新型是通过以下技术方案实现的一种掺烧褐煤的中储式劣质煤粉锅炉送粉系统的防爆处理系统，其特征在于所述系统包括与炉膛连接的热一次风母管，在热一次风母管上设置有冷一次风管。冷一次风管连接至冷一次风机出口。热一次风母管为两根，两根热一次风母管分设于炉膛的两侧，冷一次风管也为两根，两根冷一次风管也分设于炉膛的两侧并分别连接至两侧的热一次风母管。优点及效果本实用新型提供一种掺烧褐煤的中储式劣质煤粉锅炉送粉系统的防爆处理系统，所述系统包括与炉膛连接的热一次风母管，在热一次风母管上设置有内部风压高于热一次风管风压的冷一次风管。该项技术开发了既能适应劣质烟煤热风送粉，又能适应掺烧褐煤送粉系统防爆技术，确定了加入压力冷风防止制粉系统爆炸的关键参数，对送粉系统防爆具有普遍指导意义。该项技术解决了中储式送粉系统长期存在的防爆问题，杜绝了制粉系统爆炸造成的人身伤害事故和重大设备损坏，安全意义十分重大，社会效益显著。
图1为本实用新型的结构示意图；图2为投入调温风系统对一次风粉温度的影响对比示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步的说明如图1所示，本实用新型提供一种掺烧褐煤的中储式劣质煤粉锅炉送粉系统的防爆处理系统，所述系统包括与炉膛1连接的热一次风母管2，在热一次风母管2上设置有冷一次风管3，冷一次风管3的内部风压高于热一次风母管2。冷一次风管3连接至冷一次风机出口，通过冷一次风管3控制煤粉混合物温度。热一次风母管2为两根，两根热一次风母管2分设于炉膛1的两侧，冷一次风管3 也为两根，两根冷一次风管3也分设于炉膛1的两侧并分别连接至两侧的热一次风管2。对于掺烧褐煤的中储式劣质煤粉锅炉，原设计采用热风送粉方式，热风温度约 320°C，一次风粉混合物温度在200°C以上。按此条件，掺烧褐煤后极易发生制粉系统爆炸。既然在送粉管道内，积粉自燃无法避免，通过研究采用控制温度的方式来抑制煤粉的放热反应，使积粉无法达到自燃温度。《火力发电厂煤和制粉系统防爆设计技术规范》 中第4. 1. 8条规定，燃用褐煤锅炉的送粉温度一般不能高于100°C。改造中按照这一指标控制掺烧高挥发分煤后的风粉混合物温度。为了解决原始方案存在的问题，本实用新型提出了一种掺烧褐煤的中储式劣质煤粉锅炉送粉系统的防爆处理系统，本实用新型的工作原理为利用冷一次风风压高的特点， 直接通过冷一次风管3接入热一次风母管2，使冷一次风管3输送的冷风与热一次风母管2 内的热风混合，并通过冷一次风量控制送粉系统(控制)风粉混合物温度，使其不超过ioo°c 达到防爆要求。在冷一次风机出口与热一次风母管之间存在压差，通过这个压差实现压力冷风的送入。压力冷风温度约为20°C。在一次风管道内劣质烟煤与褐煤的混煤煤粉水分为6%。风粉混合物温度不超过100°C。浑江发电公司送粉系统防爆技术实验实例浑江发电公司2X 1025t/h亚临界压力自然循环固态排渣锅炉，采用单炉膛倒U型布置。制粉系统采用中间储仓式热风送粉系统，配置4台钢球磨煤机。锅炉采用四角切圆燃烧方式，共布置有4层燃烧器，其中3层设有大油枪。原设计采用双通道煤粉燃烧器。采用回转式空气预热器。燃用通化地区劣质烟煤。中储式制粉系统防爆技术于2009年3月在浑江发电公司2X 1025t/h锅炉实验， 改造后效果良好，至今未发生一起爆炸事故。本实用新型的送粉系统改造计算原理原设计采用热风送粉方式，热风温度为352°C，当掺烧易着火和燃尽的褐煤，过高的风粉混合温度会对锅炉运行带来安全隐患。为确保掺烧褐煤后燃烧器的安全，减少锅炉结焦因素，将制粉系统原有的热风送粉系统改造为“热风+冷风”方式送粉系统。设计计算主要参数见表1。表1送粉系统改造计算
权利要求1.一种掺烧褐煤的中储式劣质煤粉锅炉送粉系统的防爆处理系统，其特征在于所述系统包括与炉膛(1)连接的热一次风母管(2)，在热一次风母管(2)上设置有冷一次风管 (3)。
2.根据权利要求1所述的掺烧褐煤的中储式劣质煤粉锅炉送粉系统的防爆处理系统， 其特征在于冷一次风管(3)连接至冷一次风机出口。
3.根据权利要求1所述的掺烧褐煤的中储式劣质煤粉锅炉送粉系统的防爆处理系统， 其特征在于热一次风母管(2)为两根，两根热一次风母管(2)分设于炉膛(1)的两侧，冷一次风管(3)也为两根，两根冷一次风管(3)也分设于炉膛(1)的两侧并分别连接至两侧的热一次风母管(2)。
专利摘要本实用新型提供一种掺烧褐煤的中储式劣质煤粉锅炉送粉系统的防爆处理系统，其特征在于所述系统包括与炉膛连接的热一次风母管，在热一次风母管上设置有冷一次风管。通过该项技术改造，提高了锅炉的安全防爆能力以及对煤种的适应能力。
文档编号F23K3/02GK202216270SQ20112026340
公开日2012年5月9日 申请日期2011年7月25日 优先权日2011年7月25日
发明者冷杰, 刘学增, 吴惠文, 吴景兴, 吴炬, 宋大勇, 徐宪斌, 李彦龙, 梁明文, 王文生, 纪宏舜, 苏东, 蒋翀, 袁德权, 邹天舒, 高继录 申请人:东北电力科学研究院有限公司