中储式制粉系统烟煤锅炉改烧高挥发分煤安全防爆装置法的制作方法

本发明涉及一种配备单进单出钢球磨煤机中储式制粉系统烟煤锅炉改烧高挥发分、低水分煤种（V_daf高达49%、Mt为10%）时的安全防爆装置。该装置不仅有效避免改烧高挥发分煤质时制粉系统爆破，还不需要增设动力装置，在保证制粉出力满足锅炉带额定出力下安全稳定运行。

背景技术：

介绍目前所存在的问题，以下以某A热电厂为例来说明，某A热电厂420t/h烟煤锅炉配备两套中储式制粉系统，原设计燃用煤种V_daf为30%，M_t为9.5%。受到当前煤炭市场的影响，该电厂实际燃煤V_daf基本在45%～49%之间，比设计值最大高出17个百分点。当前燃煤属于极易爆炸的煤种，煤粉爆炸威力强，破坏性大，给现场安全生产造成了极大损坏。据统计近两年该厂共发生6次制粉系统闪爆事件，其中制粉系统发生4次闪爆，煤粉仓发生2次闪爆。可见，如何有效防止改烧高挥发分煤质时的制粉系统爆炸，是中储式制粉系统烟煤锅炉安全生产工作的重点。

但是，A厂在设备布置和改烧煤质等方面存在如下不同：①制粉系统惰化防爆是关键。不同于中储式制粉系统烟煤锅炉燃用高水分褐煤，该厂当前改烧煤质属于低水分（与褐煤相比）、高挥发分煤种，制粉系统干燥能力充足。因此，制粉系统防爆是首要解决的问题。若A厂要根治改烧高挥发分煤种时制粉系统爆炸的问题，制粉系统全程惰化是优先选择的方案。②制粉系统布置特殊化。正常情况下，中储式制粉系统的磨煤机布置在炉前，而A厂两台磨煤机布置在炉后。

技术实现要素：

发明目的：发明提供一种中储式制粉系统烟煤锅炉改烧高挥发分煤安全防爆装置法，其目的是解决以往所存在的问题。

技术方案：发明是通过以下技术方案实现的：

中储式制粉系统烟煤锅炉改烧高挥发分煤安全防爆装置，其特征在于：该装置在引风机出口烟道侧墙上开孔，布置一个低温炉烟抽吸喇叭口，低温炉烟抽吸喇叭口通过低温炉烟母管连接低温炉烟系统的异径三通管，低温炉烟系统的异径三通管的两个支路均通过低温炉烟分支管连接至磨煤机入口。

低温炉烟母管上设置有低温炉烟关断门，低温炉烟分支管上设置有低温炉烟调节门。

磨煤机入口的位置即原防爆门的位置。

在低温炉烟母管的立管处设置有管壁震荡装置，管壁震荡装置包括固定架、双面齿圈、内齿轮、外齿轮和杠杆弹片；

双面齿圈为内圈和外圈均有齿的结构，固定架和双面齿圈套在低温炉烟母管外，固定架与低温炉烟母管外壁之间固定连接，双面齿圈的直径大于低温炉烟母管，双面齿圈活动的设置在固定架上，双面齿圈能相对于固定架转动，内齿轮和外齿轮通过转轴设置在固定架上，内齿轮和外齿轮分设于双面齿圈的内外两侧，内齿轮与双面齿圈的内齿啮合，外齿轮与双面齿圈的外齿啮合；

杠杆弹片通过带有复位扭簧的轴设置在固定架上，带有复位扭簧的轴设置在杠杆弹片的非两端的位置使得杠杆弹片形成弹性杠杆结构，静止时杠杆弹片的一端顶触低温炉烟母管的外壁，内齿轮的转轴向上延伸并在上端设置敲打杆，敲打杆为随着内齿轮转动的结构，敲打杆转动的时候间断性的敲打杠杆弹片的另一端使得杠杆弹片翘起并离开低温炉烟母管的外壁，敲打杆与杠杆弹片分开后，在复位扭簧的作用下杠杆弹片重新顶触低温炉烟母管的外壁形成敲打外壁的结构。

外齿轮的转动轴上设置有横向锥齿轮，横向锥齿轮与设置在横向输入轴上的纵向锥齿轮啮合，横向输入轴连接手动摇把或者电动机。

杠杆弹片及与其对应的内齿轮和敲打杆为一组敲打单元，沿低温炉烟母管的外壁设置多个敲打单元。

固定架的下方的低温炉烟母管内设置有斜向接灰篦板，在与接灰篦板对应的低温炉烟母管的壁上设置有清灰门。

利用上述的中储式制粉系统烟煤锅炉改烧高挥发分煤安全防爆装置所实施的安全防爆方法，其特征在于该方法将引风机出口的烟道侧面，即标高约为7.4m处，开1个φ1000mm的抽烟口，引出冷炉烟母管，沿着脱硫旁路烟道穿过引风机厂房墙10m后接入三通管，两个分支管呈对称布置，单侧冷炉烟分支管穿过厂房墙，调整方向后下穿9m平台，接入各自对应侧的磨煤机入口即防爆门处。

本方法将引风机出口的低温烟气抽吸到磨煤机入口，其动力源来自磨煤机入口负压与抽取点之间的压力差，通过调整磨煤机入口负压来改变抽吸热炉烟量，从而改变磨煤机出口温度及乏气惰化程度。

优点效果：本发明提供一种中储式制粉系统烟煤锅炉改烧高挥发分煤安全防爆装置法，本发明不需要增设动力装置，其在不额外增加动力设备的条件下，实际运行中完全可以将制粉系统末端含氧量控制在16%以下，并将磨煤机出口风粉温度控制在60℃～70℃，成功解决420t/h烟煤锅炉中储式制粉系统改烧高挥发分、低水分煤种时面临的制粉系统爆炸难题，同时不影响机组带负荷能力。

根据制粉系统达到防爆要求所需低温炉烟烟气量，低温炉烟管道内烟气流速在16m/s~23m/s之间，符合DL/T5121-2000《火力发电厂烟风煤粉管道设计技术规程》中的相关规定。经过计算低温炉烟系统总阻力在800Pa~1400Pa之间，而A厂实际两端压力差（低温炉烟出口与磨入口压力差）基本在1800Pa~2000Pa之间。可见，A厂抽低温炉烟口与磨煤机入口之间压差完全可以克服低温炉烟系统阻力。另外，所需低温烟气量的多少可以在实际运行中通过调整磨煤机入口负压或低温炉烟管道上的调节门来实现。

该装置的具体优点如下：①冷炉烟系统易布置。与常规锅炉不同的是，该电厂两套制粉系统均布置在炉后，距离引风机出口烟道较近，便于管道的布置。②对排烟温度基本没影响。由于低温炉烟温度与温风接近，运行中可取代温风参与制粉系统调节。③对管材和阀门要求低。由于抽取的冷炉烟属于低温、低尘烟气，管道和阀门采用普通的碳素钢材质就能满足要求。④施工和维护难度低。抽冷炉烟口与磨煤机入口基本在同一高度，管道施工和维修方便。

附图说明：

图1是本发明布置示意图。

图2是工程实例中异径三通部件图。

图3是工程实例中热炉烟分支管接入磨煤机入口防爆门示意图。

图4为管壁震荡装置的结构示意图。

图5为管壁震荡装置的俯视剖视图。

具体实施方式：

如图1所示，发明提供一种中储式制粉系统烟煤锅炉改烧高挥发分煤安全防爆装置，该装置在引风机出口烟道1侧墙上开孔，布置一个低温炉烟抽吸喇叭口2，低温炉烟抽吸喇叭口2通过低温炉烟母管4连接低温炉烟系统的异径三通管5，低温炉烟系统的异径三通管5的两个支路均通过低温炉烟分支管7连接至磨煤机入口8。

低温炉烟母管4上设置有低温炉烟关断门3，低温炉烟分支管7上设置有低温炉烟调节门6。

磨煤机入口8的位置即原防爆门9的位置。

在低温炉烟母管4的立管处设置有管壁震荡装置，管壁震荡装置包括固定架10、双面齿圈11、内齿轮12、外齿轮13和杠杆弹片14；

双面齿圈11为内圈和外圈均有齿的结构，固定架10和双面齿圈11套在低温炉烟母管4外，固定架10与低温炉烟母管4外壁之间固定连接，双面齿圈11的直径大于低温炉烟母管4，双面齿圈11活动的设置在固定架10上，双面齿圈11能相对于固定架10转动，内齿轮12和外齿轮13通过转轴设置在固定架10上，内齿轮12和外齿轮13分设于双面齿圈11的内外两侧，内齿轮12与双面齿圈11的内齿啮合，外齿轮13与双面齿圈11的外齿啮合；

杠杆弹片14通过带有复位扭簧的轴15设置在固定架10上，带有复位扭簧的轴15设置在杠杆弹片14的非两端的位置使得杠杆弹片14形成弹性杠杆结构，静止时杠杆弹片14的一端顶触低温炉烟母管4的外壁，内齿轮12的转轴向上延伸并在上端设置敲打杆16，敲打杆16为随着内齿轮12转动的结构，敲打杆16转动的时候间断性的敲打杠杆弹片14的另一端使得杠杆弹片14翘起并离开低温炉烟母管4的外壁，敲打杆16与杠杆弹片14分开后，在复位扭簧的作用下杠杆弹片14重新顶触低温炉烟母管4的外壁形成敲打外壁的结构。敲打杆16的前端为圆滑的结构。

外齿轮13的转动轴上设置有横向锥齿轮17，横向锥齿轮17与设置在横向输入轴19上的纵向锥齿轮18啮合，横向输入轴19连接手动摇把或者电动机。

杠杆弹片14及与其对应的内齿轮12和敲打杆16为一组敲打单元，沿低温炉烟母管4的外壁设置多个敲打单元。

固定架10的下方的低温炉烟母管4内设置有斜向接灰篦板20，在与接灰篦板20对应的低温炉烟母管4的壁上设置有清灰门21。

该管壁震荡装置主要的作用就是用于震荡低温炉烟母管4的外壁使得长时间使用之后堆积在管壁的烟尘污垢随着震动而掉落，有利于清理管壁，其使用时，摇把或者电动机带动外齿轮13转动，外齿轮13啮合双面齿圈11旋转，双面齿圈11啮合内齿轮12转动，进而带动敲打杆16转动并间歇性的敲打杠杆弹片14，使得杠杆弹片14因为杠杆和复位扭簧的作用下与低温炉烟母管4顶触的一端间断性的离开和敲打低温炉烟母管4的外壁，进而达到震动清灰的目的。清除的灰垢掉落至接灰篦板20上并通过清灰门21清除灰尘。

中储式制粉系统烟煤锅炉改烧高挥发分煤安全防爆装置所实施的安全防爆方法，该方法将引风机出口的烟道侧面，即标高约为7.4m处，开1个φ1000mm的抽烟口，引出冷炉烟母管，沿着脱硫旁路烟道穿过引风机厂房墙10m后接入三通管，两个分支管呈对称布置，单侧冷炉烟分支管穿过厂房墙，调整方向后下穿9m平台，接入各自对应侧的磨煤机入口即防爆门处。

图3中，每台磨煤机的落煤管10侧面原设计均布置一个防爆门9，工程实施例中取消防爆门9，将低温炉烟分支管7分别接入对应侧的原防爆门9位置。而不需要重新开孔。

若在工程实际中不再改烧低水分、高挥发分煤种，可以将低温炉烟系统上的关断门3和分支管上的调节门6全部关闭，即可恢复到原来制粉系统操作方式运行。

本方法将引风机出口的低温烟气抽吸到磨煤机入口，其动力源来自磨煤机入口负压与抽取点之间的压力差，通过调整磨煤机入口负压来改变抽吸热炉烟量，从而改变磨煤机出口温度及乏气惰化程度。

本发明通过增设抽低温炉烟系统的防爆装置，达到中储式制粉系统烟煤锅炉改烧低水分、高挥发分煤种时的安全稳定运行。