一种风粉混合温度和流速二次调节系统的制作方法

本发明属于火力发电设备领域，涉及一种风粉混合温度和流速二次调节系统。

背景技术：

制粉系统作为电站煤粉锅炉重要的辅机设备，其是否安全稳定运行对电站锅炉至关重要。管道中积煤爆燃是威胁制粉系统(磨煤机)及其联通设备、煤粉管道安全性的重要因素，基于此，各电站锅炉运行中均通过严格控制磨煤机进口混合风温度、出口风粉混合温度以确保系统安全。《电站磨煤机及制粉系统选型导则》(dl/t466-2004)中给出了不同磨煤机类型磨制不同煤种时出口允许的最高温度，国内燃用褐煤电站锅炉基本将混合物温度控制在63℃以下，燃用烟煤时控制在83℃以下。

挥发成分中co析出浓度作为制粉系统防爆安全性的判定指标和影响因素，其析出温度约在260℃以上，实际运行中磨煤机出口风粉混合温度远低于原煤中挥发分析出温度，仅仅是因为磨煤机内部结构复杂且煤粉易于积聚，同时受限于磨煤机入口风温，只能保持低温运行。此外，当实际燃用煤种全水含量大于设计煤种时，在现行设备及其辅助管道情况下，磨煤机出口风粉混合温度往往更低，降低了机组燃用煤种适应性。为防止煤粉在进入燃烧器之前着火而引起爆炸或烧损燃烧器，《火力发电厂制粉系统设计计算技术规定》(dl/t5145-2002)中规定烟煤气固混合物温度tmax≤160℃，褐煤tmax≤100℃。可见，在习惯运行基础上，合理提高磨煤机出口风粉混合物温度从运行安全角度考虑是可行的。

严格控制磨煤机进口混合风温度和出口风粉混合温度虽然很大程度上可降低煤粉爆燃事件概率，但其不利影响有如下三点：

第一，冷风摄入量增多，会导致排烟温度升高，根据现场试验结果，磨煤机出口风粉混合温度从76℃提高至90℃以后，排烟温度可下降9.8℃，可降低供电煤耗约1.5g/(kw·h)。

第二，煤粉管道内风粉混合温度偏低会降低燃烧反应速率，增加着火距离，降低煤粉燃尽性，在高海拔地区，上述问题会显得更加突出。

第三，我国计划“十三五”期间实施2.2亿千瓦燃煤机组的灵活性改造，如何提高锅炉低负荷稳燃能力成为其主要研究目标，而偏低的煤粉混合温度显然不利于稳定燃烧。与高负荷相比，低负荷情况下煤粉管道内煤粉质量浓度约会降低80g/m³，特定煤粉的最大爆炸指数、最大爆炸压力和最大爆炸压力上升速率均有所降低，相比中、高机组负荷下风粉混合温度可以有所提升。

此外，当燃煤偏离设计煤种，对一次风速偏低引起的燃烧器烧损、燃烧器区域水冷壁管壁超温及喷口结焦等问题，现行燃烧调整手段限制条件多且影响有限，因此需要设计出一种系统，该系统能够调节特定煤粉管道风煤混合的温度及流速，以解决上述问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种风粉混合温度和流速二次调节系统，该系统能够实现风煤混合温度及流速的调节，以确保系统安全稳定运行，同时改善煤粉燃尽性、锅炉低负荷燃烧稳定性及机组运行灵活性。

为达到上述目的，本发明所述的风粉混合温度和流速二次调节系统包括一次风机、空气预热器、风粉气固两相温度与流速调节系统、第一阀门、第二阀门、给煤机、磨煤机及锅炉；

一次风机的出风口分为两路，其中一路经空气预热器与风粉气固两相温度与流速调节系统的热风入口及第一阀门的入口相连通，第一阀门的出口与磨煤机的入风口相连通，另一路与风粉气固两相温度与流速调节系统的冷风入口及第二阀门的入口相连通，第二阀门的出口与磨煤机的入风口相连通，给煤机的出口与磨煤机的入煤口相连通，磨煤机的出口与风粉气固两相温度与流速调节系统的出口通过管道并管后与锅炉上燃烧器的入口相连通。

所述风粉气固两相温度与流速调节系统包括第三阀门、第四阀门及第五阀门，其中，空气预热器的热一次风出口与第三阀门的入口相连通，一次风机的冷一次风道出口与第四阀门的入口相连通，第三阀门的出口及第四阀门的出口与第五阀门的入口相连通，第五阀门的出口与磨煤机的出口通过管道并管后与锅炉上燃烧器的入口相连通。

还包括调节风母管、调节风支管及煤粉管道，第三阀门的出口及第四阀门的出口与调节风母管的入口相连通，调节风母管的出口与调节风支管的入口相连通，第五阀门位于调节风支管上，磨煤机的出口与煤粉管道的入口相连通，调节风支管的出口与煤粉管道的出口通过管道并管后与锅炉上燃烧器的入口相连通。

调节风母管上设置有用于检测调节风母管内风压力的压力表、用于检测调节风母管内风温度的温度表以及用于检测调节风母管内风流量的流量计。

一个燃烧器对应一根调节风支管及一根煤粉管道，燃烧器的数目为4-8。

一根调节风母管对应4-8根调节风支管。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述的风粉混合温度和流速二次调节系统在具体操作时，一次风机的出口分为两路，其中一路经空气预热器与风粉气固两相温度与流速调节系统及第一阀门相连通，另一路与风粉气固两相温度与流速调节系统及第二阀门相连通，第一阀门及第二阀门与磨煤机的入风口相连通，风粉气固两相温度与流速调节系统的出口及磨煤机的出口与燃烧器的入口相连通，通过第一阀门及第二阀门调节进入到磨煤机中一次风的温度及流速，通过风粉气固两相温度与流速调节系统调节进入到燃烧器中风的温度及流速，从而使风粉的混合温度及流速调控至安全经济区间，然后再经燃烧器射入锅炉内燃烧，进而确保系统安全稳定运行，改善煤粉燃尽性、锅炉低负荷燃烧稳定性及机组运行灵活性。另外，需要说明的是，本发明在确保制粉系统安全运行的基础上，不仅可改善燃烧反应速率及锅炉低负荷稳燃能力，降低排烟温度及飞灰可燃物含量，提高机组运行灵活性、经济性及煤种适应性，解决由于风管风速偏低而引起的煤粉堵管、回火、喷口烧损及燃烧器喷口附近水冷壁壁温偏高乃至偏烧等问题。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中风粉气固两相温度与流速调节系统6的结构示意图。

其中，1为锅炉、2为一次风机、3为空气预热器、4为磨煤机、5为给煤机、6为风粉气固两相温度与流速调节系统、7为燃烧器、8为调节风母管、9为煤粉管道、10为调节风支管。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参考图1，本发明所述的风粉混合温度和流速二次调节系统包括一次风机2、空气预热器3、风粉气固两相温度与流速调节系统6、第一阀门、第二阀门、给煤机5、磨煤机4及锅炉1；一次风机2的出风口分为两路，其中一路经空气预热器3与风粉气固两相温度与流速调节系统6的热风入口及第一阀门的入口相连通，第一阀门的出口与磨煤机4的入风口相连通，另一路与风粉气固两相温度与流速调节系统6的冷风入口及第二阀门的入口相连通，第二阀门的出口与磨煤机4的入风口相连通，给煤机5的出口与磨煤机4的入煤口相连通，磨煤机4的出口与风粉气固两相温度与流速调节系统6的出口通过管道并管后与锅炉1上燃烧器7的入口相连通。

所述风粉气固两相温度与流速调节系统6包括第三阀门、第四阀门及第五阀门，其中，空气预热器3的热一次风道出口与第三阀门的入口相连通，一次风机2的冷一次风道出口与第四阀门的入口相连通，第三阀门的出口及第四阀门的出口与第五阀门的入口相连通，第五阀门的出口与磨煤机4的出口通过管道并管后与锅炉1上燃烧器7的入口相连通。

本发明还包括调节风母管8、调节风支管10及煤粉管道9，第三阀门的出口及第四阀门的出口与调节风母管8的入口相连通，调节风母管8的出口与调节风支管10的入口相连通，第五阀门位于调节风支管10上，磨煤机4的出口与煤粉管道9的入口相连通，调节风支管10的出口与煤粉管道9的出口通过管道并管后与锅炉1上燃烧器7的入口相连通。

调节风母管8上设置有用于检测调节风母管8内风压力的压力表、用于检测调节风母管8内风温度的温度表以及用于检测调节风母管8内风流量的流量计；一个燃烧器7对应一根调节风支管10及一根煤粉管道9，燃烧器7的数目为4-8；一根调节风母管8对应4-8根调节风支管10。

一次风机2出口气流分为两路，一路经空气预热器3加热后进入磨煤机4及调节风母管8中，另一路直接进入到磨煤机4及调节风母管8中，所述两路气流在调节风母管8中进行混合，原煤经给煤机5及落煤管进入磨煤机4内进行研磨及干燥，然后由气流携带进入煤粉管道9中，并通过风粉气固两相温度与流速调节系统6将风粉混合温度及流速调控至安全经济区间，然后经燃烧器7射入锅炉1内燃烧。

基于此，本发明基本不改变磨煤机4原始运行方式，磨煤机4入口混合风温度及磨煤机4出口风粉混合温度依然按照《电站磨煤机4及制粉系统选型导则》(dl/t466-2004)相关推荐值进行控制，将一次风机2出口的冷一次风与经空气预热器3加热的热一次风引入调节风母管8，使调节风母管8内压力为3.0kpa左右，温度为200℃～270℃，通过调节风支管10将调节风引入煤粉管道9中，并借助装设于调节风支管10上的第五阀门控制调节风流量，将风粉气固两相温度由63℃～83℃提高至100℃～160℃，并在此范围内灵活可调。当燃烧器7出口向火侧设有壁温测点情况下，还可通过试验逐步提高风粉气固两相混合温度。