高效低排放仓储式热风送粉方法及其系统与流程

本发明涉及电厂燃料设备领域，具体地的说是一种高效低排放仓储式热风送粉方法及其系统。

背景技术：

现有的中小锅炉大部分采用仓储式制粉系统，主要针对低挥发分煤种的制备。仓储式制粉系统分为热风送粉和乏气送粉两种，低挥发分煤种选用热风送粉，经过细粉分离器后的乏气做为三次风送入炉膛，这部分水分高、温度低并且含有10-15％的超细煤粉的乏气，进入炉膛后对锅炉受热面的影响非常大，特别是制粉系统启停过程中，锅炉运行极不稳定，各种指标(蒸汽参数、污染物排放指标、炉膛氧量、炉膛压力)等均随着发生剧烈波动。随着国家对氮氧化物排放要求越来越严之后，燃煤机组均进行了相应的低氮燃烧器改造。在低氮改造过程中，仓储式制粉热风送粉系统设有三次风，而三次风本身又属于富氧状态无法满足降低氮氧化物的条件，因此这类系统低氮改造无一获得成功，造成锅炉尾部脱硝还原剂使用过大，尾部堵灰现象严重，经常被迫停炉检修。

目前，仓储式热风送粉系统主要存在以下四个问题：1)煤种适应性差，当燃用挥发分较高煤种时，一次风温过高导致粉管和喷口烧损；2)由于钢球磨的特点造成乏气远远大于实际设计值，二次风压调节性差，造成炉内动力场不稳定，引起锅炉结焦；3)制粉系统漏风严重，导致经过空预器冷风减少，排烟温度增加；4)由于乏气占比约25％，一次风占比约25％，燃尽风占比25％，做为炉内动力场主导因素的二次风只剩下25％，没有办法组织正常的切园燃烧，因此在实际运行中燃尽风往往无法正常投用，氮氧化物排放偏高，同样的燃料仓储式热风送粉系统排放指标接近直吹式制粉系统的两倍。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种工艺简单、节能环保、降低排烟温度、提高燃尽率、有效控制氮氧化物排放的高效低排放仓储式热风送粉方法。

本发明还提供一种用于上述方法的系统，具有系统简单、易于改进、生产和运行成本低、安全可靠性高的高效低排放仓储式热风送粉系统。

本发明方法包括将冷空气送入空预器与炉膛排出的烟气间接换热升温得到热风，出空预器的热风分为两股,一股热风作为干燥剂对送入钢球磨中的原煤进行干燥,然后携带磨细后的煤粉送入粗粉分离器进行一次过滤；另一股热风经一次风门调节一次风温度后再经风粉混合器将煤粉送入炉膛的一次风喷口，经粗粉分离器分离出的细粉和干燥剂一起进入陶瓷过滤器进行二次过滤,分离出的合格煤粉经煤粉仓、给粉机送入风粉混合器，分离出的洁净乏气分成三股，第一股洁净乏气经再循环风门与第一股热风混合调节干燥剂温度后送入钢球磨，第二股洁净乏气经调温风门与另一股热风混合后送入一次风门，第三股洁净乏气外排；空预器内补入冷空气为了维持炉膛内部氧量平衡，补入量为第三股洁净乏气的外排量。

控制进入炉膛内的一次风占总风量的20--30％，其余为二次风。

由粗粉分离器分离出的粗粉回送钢球磨。

所述分离出的洁净乏气经排粉机排粉后分成三股。

本发明系统,包括与空预器连接的炉膛，所述空预器的热风出口依次经热风门、总风门与钢球磨、粗粉分离器与陶瓷过滤器连接，所述陶瓷过滤器的煤粉出口依次连接煤粉仓、给粉机和风粉混合器，所述陶瓷过滤器的洁净乏气出口分别连接再循环风门、调温风门和乏气调节门，其中，所述再循环风门连接钢球磨，所述调温风门依次经一次风门、风粉混合器和炉膛的一次风喷口连接。

所述粗粉分离器的粗粉出口连接钢球磨。

有益效果：

(1)采用在钢球磨后面设置两级分离，粗粉分离器分离出粗粉和细粉，粗粉回送钢球磨再次磨细，细粉送入陶瓷过滤器进行气固分离，一方面陶瓷过滤器具有低阻力、蓄热、防腐蚀、耐高温的优点。针对乏气含湿量大，容易发潮的特点，利用陶瓷管自身的蓄热优势确保在系统启停过程中始终不发生煤粉粘接在过滤管上的现象；另一方面，陶瓷过滤器分离效率高，分离出的洁净乏力既满足外排，也满足回用要求。

(2)将出陶瓷过滤器的洁净乏气分为三股，第一股用于为作为干燥剂的热风调温，以满足磨机出口风温的要求；第二股为一次风调温，避免一次风温过高导致的粉管和喷口烧损；第三股外排，由外排量的存在使炉膛燃烧所需要的氧气量减少，需要额外补充相应的空气进入空预器，此时可向空预器内补入等量的冷风与炉膛排烟进行间接热交换，补充氧气的同时，也使换热后的烟气温度进一步降低，降幅可达13-20℃，一举两得；

(3)三次风外排，进入空预器冷风增加，从空预器出来的热风温度会相应下降，因而不需要另外再掺冷风来调节干燥剂温度，同时由于三次风外排不再受制于炉膛燃烧的影响(设计要求三次风速大于50m/s，否则无法与炉膛内高温烟气有效混合，引起炉膛出口结焦、飞灰含碳量高、减温水量大等一系列问题)，再循环气体为洁净乏气,因而没有磨损对管道内气体流速适应更宽，通过再循环完全可以满足调节干燥剂温度的需要。

(4)由于第三股洁净乏气外排，不再作为三次风送入炉膛，因此炉膛内可取消三次风的相关部件，从而大大提高二次风的占比，使得二次风可以组织正常的切园燃烧，提高炉膛内的燃尽率，有效降低50-60％氮氧化物排放，。

附图说明

图1为本发明工艺流程图暨系统图。

其中，1-钢球磨、2-粗粉分离器、3-陶瓷过滤器、4-排粉机、5-调温风门、6-再循环风门、7-一次风门、8-热风门、9-一次风喷口、10-总风门、11-给粉机、12-风粉混合器、13-给煤机、14-原煤仓、15-煤粉仓、16-空预器、17-送风机、18-乏气调节门、19-炉膛。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步解释说明：

系统实施例：参见图1，炉膛19的排烟管连接空预器16，所述空预器16为间接换热器，空预气16的冷风进口设有送风机17，空预器16的热风出口依次经热风门8、总风门10与钢球磨1、粗粉分离器2与陶瓷过滤器3连接；所述陶瓷过滤器3的煤粉出口依次连接煤粉仓15、给粉机11和风粉混合器11，所述陶瓷过滤器3的洁净乏气出口分别连接再循环风门6、调温风门5和乏气调节门18，其中，所述再循环风门6经总风门10与钢球磨1连接，所述调温风门5依次经一次风门7、风粉混合器12和炉膛19的一次风喷口20连接；所述粗粉分离器2的粗粉出口连接钢球磨1。

工艺实施例：

炉膛烟气排出进入空气预热器16与送风机17引入的冷空气进行换热，预热后的热风由空预器16分为两股,一股热风经热风门8后与经再循环风门6来的第一股洁净乏气调节温度后经总风门10作为干燥剂对送入钢球磨1中的原煤进行干燥,然后携带磨细后的煤粉送入粗粉分离器2进行一次过滤，分离出的粗粉回送钢球磨1，分离出的细粉和干燥剂一起进入陶瓷过滤器3进行二次过滤,分离出的合格煤粉经煤粉仓15、给粉机11送入风粉混合器12；经陶瓷过滤器3分离出的洁净乏气分成三股，第一股洁净乏气经再循环风门6与第一股热风混合调节干燥剂温度后送入钢球磨1，第二股洁净乏气经调温风门5与另二股热风混合后送入炉膛的一次风喷口9，第三股洁净乏气经乏气调节门18外排；同时向空预器16内补入冷空气，补入量为第三股洁净乏气的外排量。

另一股热风经一次风门7调节一次风温度后再经风粉混合器12将煤粉送入炉膛19的一次风喷口9，其中，控制进入炉膛19内的一次风量(体积百分比)占总风量的20-30％，其余为二次风。

与传统方法相比，采用本发明方法处理后，由空预器16排出的炉膛烟气温度下降了13-20℃，有效回收热能，同等燃料炉膛内未燃尽率减少40％以上，氮氧化物含量降低50％；外排的洁净乏气中含尘量小于5mg/nm³，全部满足外排要求。