一种提高锅炉制粉系统一次风温的方法和机构与流程

本发明属于加热领域，属于锅炉性能设计领域。涉及一种提高锅炉制粉系统一次风温的方法和机构。涉及一种锅炉磨煤机，尤其是中速磨煤机。

背景技术：

燃用煤粉的电站锅炉煤质正逐渐变差，高水分的煤种，特别是褐煤(水分大，15-60％)被越来越多地用到电站锅炉中，这对锅炉的安全经济运行提出了新的要求。煤种水分升高后，为了满足制粉系统一次风干燥出力加大的需要，对中速磨煤机制粉系统可采取的措施是提高磨煤机入口一次风温，或者增加一次风量。

现有锅炉技术中，当煤质水分增加时，主要采用增加一次风量的方式来满足一次风干燥出力，即增大一次风率来提高干燥出力。但是这种运行方式调整的作用是有限的，严重时无法满足制粉干燥出力的要求，影响到锅炉带负荷的能力。例如采用中速磨煤机燃烧中高水分(35％以下)褐煤的燃烧系统，燃用水分增加至38％以上时，实际运行中提高一次风率虽然干燥出力有所提高，但仍将无法满足一次风干燥出力的要求，且随着一次风率的增加，一、二次风比例严重偏离设计工况，严重地影响到炉膛内的空气动力工况及其燃烧工况，造成燃烧推迟、燃尽变差、炉膛上部水冷壁超温、炉膛结焦倾向加重、主汽温度降低，再热气温升高、排烟温度增大等一系列问题。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明要解决的技术问题在于提供一种提高锅炉制粉系统一次风温的方法和机构，用于解决燃用高水分煤种锅炉制粉系统的一次风温无法满足磨煤机干燥出力的技术问题。

本发明要解决的第一个技术问题在于提供一种提高锅炉制粉系统一次风温的方法，一次风由空气预热器加热后输送至磨煤机，利用锅炉过热蒸汽进一步加热一次风空气，提高一次风干燥能力，在低温过热器出口集箱连接到下一级过热器集箱的管路上，增加汽-气换热器，通过蒸汽加热来自空气预热器出口的部分或全部一次风，以提高一次风的干燥能力。

优选地，在一次风道旁设置旁路风道，在旁路风道上设置汽-气换热器加热一次风。该方案可独立操控一次风温度，满足干燥出力的要求。

优选地，汽-气换热器所使用的蒸汽来自低温过热器的出口集箱，在汽-气换热器内，进一步加热一次风，换热后的蒸汽引回至下一级过热器的入口集箱。它特别适用于煤粉锅炉中速磨煤机高水分煤制粉的工艺。

优选地，在旁路风道的进风口设置关断门、调节门，在与旁路风道分叉后到再与旁路风道合并前的这一段一次风道中设置关断门、调节门。

优选地，在旁路风道的出风口设置隔热门。

优选地，旁路风道内的一次风量及其加热程度由一次风道与旁路风道的关断门、调节门和隔热门控制。

本发明要解决的第二个技术问题在于提供一种提高锅炉制粉系统一次风温的方法所使用的机构，包括蒸汽系统和风力输送系统，所述风力输送系统的进风口处设有空气预热器，所述风力输送系统包括一次风道，所述一次风道上设有旁路风道，所述旁路通道上按风的流向依次设有关断门、调节门、汽-气换热器和隔热门，所述关断门和调节门位于所述旁路风道的进风口，所述隔热门位于所述旁路风道的出风口，与所述旁路风道相对应的一次风道中按风的流向依次设有关断门、调节门，所述一次风道与磨煤机连接；所述蒸汽系统位于锅炉内部，包括低温过热器和高温过热器，所述低温过热器的出汽口与汽-气换热器的进汽口连接，所述汽-气换热器的出汽口与高温过热器连接。

优选地，所述低温过热器包括低温过热器入口集箱，所述低温过热器入口集箱的出汽口与水平低温过热器的进汽口连接，所述水平低温过热器的出汽口与立式低温过热器的进汽口连接，所述立式低温过热器的出汽口与汽-气换热器的进汽口连接。

优选地，所述高温过热器包括屏式过热器入口集箱、屏式过热器、屏式过热器出口集箱和高温过热器，所述汽-气换热器的出汽口与所述屏式过热器入口集箱连接，所述屏式过热器一端连着屏式过热器入口集箱，另一端连着屏式过热器出口集箱，所述屏式过热器出口集箱的出汽口与高温过热器连接。

优选地，所述一次风道上邻近所述磨煤机的位置设有自动门。

与原有技术相比，本发明可通过一次风道与旁路风道的关断门、调节门和隔热门控制旁路风道内一次风量及其加热的程度，独立操控一次风温，满足干燥出力的要求，且不影响现有制粉系统运行的安全可靠性。通过提高一次风温，很好地解决一、二次风比例严重失调的难题，使得一、二次风比例回归设计条件。减少了一、二次风分配不合理对燃烧良好组织的干扰，使得炉膛温度分布趋向合理，炉膛出口烟温正常，排烟温度得到有效降低。

本发明的方法和机构适用于各类煤粉锅炉，特别是适用于大容量、高参数锅炉制粉系统的设计与改造。应对因煤的高水分引起一次风干燥出力严重不足而导致锅炉性能大幅下降的情况。可使锅炉的性能迅速实现安全、高效，并且在变负荷中表现出良好的动态特性。因此，本发明也是锅炉性能设计中动态特性设计的创新。

本发明的方法和机构有助于克服中速磨煤机磨制高水分煤的限制，更好地发挥中速磨煤机制粉系统简单、安全可靠的优势。

附图说明

图1为一种提高锅炉制粉系统一次风温的方法的安装示意图。

元件标号说明

1.水冷壁

2.屏式过热器

30.屏式过热器入口集箱

31.屏式过热器出口集箱

4.高温过热器

5.高温再热器

6.立式低温再热器

7.低温再热器出口集箱

8.立式低温过热器

9.低温过热器出口集箱

10.过热器连接管

11.汽-气换热器

12.水平低温再热器

13.水平低温过热器

14.低温过热器入口集箱

15.省煤器

16.旁路风道

17.低温再热器入口集箱

18.烟道

19.脱硝装置

20.空气预热器

21.二次风道

220、221.调节门

230、231.关断门

24.一次风道

25.隔热门

26.磨煤机

27.自动门

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

根据说明书附图1所示，本实施例中以我国某种热值低，水分较高的褐煤为例，介绍某电厂双烟道π型煤粉锅炉的一种布置方案。图1为锅炉受热面及汽-气换热器安装示意简图。图1汽-气换热器11设置两台，分别安装在锅炉左右两侧(图中显示其中一侧)，左右两侧共7台中速磨煤机26，在每台磨前均设自动门27。因每一工程各有其特殊性，图1所示的具体安装位置及管道布置根据现场条件确定，不限于本图例。

本实施例以锅炉提高一次风温改造为基础，提出利用低温过热器出口的过热蒸汽加热空气预热器出口的部分或全部一次风，进而提高一次风温。

本发明提高的锅炉制粉系统一次风温的方法所使用的机构，包括蒸汽系统100和风力输送系统200，所述风力输送系统200的进风口处设有空气预热器20，所述风力输送系统200包括一次风道24，所述一次风道24上设有旁路通道16，所述旁路通道16上按风的流向依次设有关断门230、调节门220、汽-气换热器11和隔热门25，所述隔热门25靠近所述旁路通道16的出风口，所述关断门230、调节门220靠近所述旁路通道16的进风口，与所述旁路风道相对应的一次风道24中按风的流向依次设有关断门231和调节门221，调节门220、221用于调节一次风的进入量，关断门230、231用于阻断一次风通过，所述一次风道24与磨煤机26连接。所述蒸汽系统100位于锅炉内部，包括低温过热器、高温过热器，所述低温过热器的出汽口与汽-气换热器11的进汽口连接，所述汽-气换热器11的出汽口与高温过热器连接。

优选地，所述低温过热器包括低温过热器入口集箱14，所述低温过热器入口集箱14的出汽口与水平低温过热器13的进汽口连接，所述水平低温过热器13的出汽口与立式低温过热器8的进汽口连接，所述立式低温过热器8的出汽口与低温过热器出口集箱9连接，所述低温过热器出口集箱9与汽-气换热器11的进汽口连接。

优选地，所述高温过热器包括屏式过热器入口集箱30、屏式过热器2、屏式过热器出口集箱31和高温过热器4，所述汽-气换热器11的出汽口与所述屏式过热器入口集箱30连接，所述屏式过热器2一端连着屏式过热器入口集箱30，另一端连着屏式过热器出口集箱31，所述屏式过热器出口集箱31的出汽口与高温过热器4连接。

优选地，所述一次风道24上邻近所述磨煤机26的位置设有自动门27，用于单独控制该磨煤机26的一次风的进入量。

本实施例主要涉及两个流体流程：

过热蒸汽流程：

炉膛的水冷壁1受热产生的蒸汽经过低温过热器入口集箱14、水平低温过热器13、立式低温过热器8、低温过热器出口集箱9，再通过过热器连接管10接入炉外布置的汽-气换热器11内，用来加热空气预热器出口的一次风到合适温度，换热后的过热蒸汽引到屏式过热器入口集箱30、屏式过热器2、屏式过热器出口集箱31、高温过热器4，再至蒸汽输出。

循环后的蒸汽回到低温再热器入口集箱17、水平低温再热器12、立式低温再热器6、低温再热器出口集箱7、高温再热器5，再至蒸汽输出。

一次风流程：

空气预热器20出口的经一次风道24的一次风，部分或全部通过旁路风道16，经过汽-气换热器11加热至合适温度，加热后的一次风混合后经过自动门27送到制粉系统的中速磨煤机26，从而实现了提高一次风温、进而提高一次风干燥出力的目的。为了独立操控一次风温，在旁路风道16内设调节门220、关断门230、隔热门25，在一次风道内设调节门221、关断门231等。每一台磨煤机前均设有自动门27，以利于单独可调。

空气预热器20设置在脱硝装置19后的烟道18内，空气预热器20由锅炉燃烧产生的脱硝后的烟气加热。烟道18内还设置省煤器15。

本发明中的二次风道21的出风口与锅炉连通。

通过增装汽-气换热器提高一次风温，可提高一次风的干燥出力，避免现有制粉系统为了增加干燥出力而提高一次风率，使得一次风、二次风比例严重失调，导致二次风道21风量大幅减小而影响炉内燃烧。

上述实施例的技术方案可独立操控一次风温，满足干燥出力的要求，且不影响现有制粉系统运行的安全可靠性。通过提高一次风温，很好地解决一、二次风比例严重失调的难题，使得一、二次风比例回归设计条件。减少了一、二次风分配不合理对燃烧良好组织的干扰，使得炉膛温度分布趋向合理，炉膛出口烟温正常，同时解决了排烟温度超高的难题。

综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。