CN101725994A - 一种乏气与热风双介质送粉系统 - Google Patents

Abstract

一种乏气与热风双介质送粉系统，它涉及一种送粉系统，属于燃煤锅炉技术领域。本发明解决了现有热风送粉系统锅炉存在NOx排放量较高、易结渣等问题。三次风管道的一端、乏气管道的一端与排粉机的输出端均连通，三次风管道的另一端与锅炉上的三次风喷口连通，三次风管道上设置有乏气风箱；热风管道的出口端、乏气管道的另一端均与一次风管道的一端连通，一次风管道的另一端与风粉混合器的入口连通，风粉混合器的出口与一次风送粉管道的一端连通。本发明能够大幅度减少主燃烧器区的供入的空气量，其原三次风量将一并在上部燃尽风喷口处供入，将有效保证主燃烧器区在低过量空气系数下运行，大幅度消减NOx的生成量。

Description

一种乏气与热风双介质送粉系统

技术领域

本发明涉及一种送粉系统，具体涉及一种乏气与热风双介质送粉系统，属于燃煤锅炉技术领域。

背景技术

我国现有的一些电厂煤粉锅炉在燃用烟煤、贫煤和无烟煤时，广泛采用中间煤粉仓、热风送粉系统(参见图1)，在这些锅炉中，乏气作为三次风，通常布置在燃烧器最上层，其下布置一、二次风喷口。三次风的风量约为总风量15~20％，其中含有10～15％的煤粉。

三次风的采用对锅炉尾部NOx排放水平具有影响。三次风喷入炉内，其喷口区域燃烧过量空气系数高，常在2.0以上。虽然三次风的引入，在某种程度上具有空气分级燃烧效果，使主燃区的空气过量系数降低，增强主燃区还原性气氛，有利于NOx的抑制和还原，但是由于三次风风量有限，炉内空气分级基本上由一、二次风配合完成，三次风通常以较高风俗向下喷入，对主燃区的欠氧燃烧具有一定破坏作用。三次风带有煤粉，这些煤粉被喷入一个高温氧化性气氛燃烧，增加了NOx的生成量，抵消了炉内整体分级燃烧效果。三次风对NOx的综合效果，是使NOx排放明显增加，增加幅度与三次风率的大小有关，其风率越高NOx生成量越大。

三次风的采用对炉内燃烧及汽温调节具有影响。对于燃用高挥发分烟煤的锅炉，热风送粉系统虽然能够改善煤粉在锅炉炉内燃烧的稳定性，但其热风温度过高时(大约200℃)，将使喷口处煤粉混合物着火过早，引起喷口结渣、烧损，以及燃烧器区结渣的问题，特别是燃用易结渣煤质时，结渣更为严重。另外，三次风高速射入，使火焰残余旋转增大，炉膛出口烟温偏差较大，使过热汽温与再热汽温偏差大，汽温调节困难。同时会使飞灰可燃物含量增加。三次风风量较大时，风速也增大，易扰乱炉内正常的空气动力场，引起火焰贴墙结渣。

发明内容

本发明为了解决现有热风送粉系统锅炉存在NOx排放量较高、易结渣等由三次风引起的问题，进而提出一种乏气与热风双介质送粉系统。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：本发明所述的乏气与热风双介质送粉系统包括排粉机、三次风管道、三次风管道控制阀、风粉混合器、乏气风箱、热风管道、一次风管道、一次风管道控制阀和一次风送粉管道，所述送粉系统还包括乏气管道快速关断阀、乏气管道和乏气热风混合器，所述三次风管道的入口端、乏气管道的入口端与排粉机的输出端均连通，三次风管道的出口端与锅炉上的三次风喷口连通，三次风管道上设置有乏气风箱；热风管道的出口端与一次风管道的入口端连通，所述乏气热风混合器设置在一次风管道上，乏气管道的出口端与乏气热风混合器的乏气喷管连通，一次风管道的出口端与风粉混合器的入口连通，风粉混合器的出口与一次风送粉管道的入口端连通，一次风送粉管道的出口端与锅炉上的燃烧器连通，一次风管道的入口端上设置有一次风管道控制阀，乏气管道上设置有乏气管道快速关断阀，三次风管道上设置有三次风管道控制阀。

本发明的有益效果是：

本发明提出把现有热风送粉改为乏气与热风双介质送粉的方式，将乏气与热风混合后作为一次风，可以有效降低燃烧器出口一次风风温(控制正常乏气送粉温度)，防止易结渣煤在喷口的结渣和回火烧损，同时能解决水冷壁附近的结渣问题，对燃用高挥发分的烟煤的燃烧稳定性没有影响。本发明最突出的优点是，能够大幅度减少主燃烧器区的供入的空气量，将有效保证主燃烧器区在低过量空气系数下运行，大幅度消减NOx的生成量。同时对炉膛出口的烟温偏差和组织合理的炉内空气动力场具有很大的作用。

三次风减少能够降低NOx的排放量，而乏气送粉由于降低了主燃区的炉内温度，也能够降低NOx的排放量，本发明恰恰结合了以上两个方面的优势，对于NOx的减排效果会更显著。三次风置换一次风后，被置换的热空气将由二次风喷口和燃尽风喷口供入，流经空气预热器的热风风量不变，因此将不会影响锅炉的排烟温度。

本发明的实现只需要将现有的热风送粉系统进行改造即可，改造工作量小，投资少，只需更换、增加部分管道及阀门，通过调整热风管道的热风门，改变混入的热风量，即可实现所有磨煤机投运、部分磨煤机投运和无磨煤机投运这三种方式之间的平稳过渡，调节方便，满足锅炉燃烧的安全性、稳定性要求。因此，本发明将具有现实意义，将产生可观的社会效益和经济效益。

附图说明

图1是目前电厂常用的中间储仓式钢球磨煤机热风送粉制粉系统结构示意图(图中：1-锅炉、2-空气预热器、3-送风机、4-给煤机、5-下降干燥管、6-磨煤机、7-木块分离器、8-粗粉分离器、9-防爆门、10-细粉分离器、11-锁气器、12-木屑分离器、13-换向器、14-吸潮管、15-螺旋输粉机、16-煤粉仓、17-给粉机、18-风粉混合器、19-一次风机、20-乏气风箱、21-排粉机、22-二次风箱、23-主燃烧器、24-三次风喷口)；

图2是将本发明所述送粉系统应用在燃煤锅炉系统的结构示意图(图中：1-锅炉、16-煤粉仓、18-风粉混合器、20-乏气风箱、21-排粉机、23-主燃烧器、24-三次风喷口、25-快速关断阀、26-三次风管道、27-乏气管道、28-热风管道、29-一次风管道、30-一次风送粉管道、31，32-控制阀、33-乏气热风混合器)；

图3是热风管道28、一次风管道29以及乏气热风混合器33的连接关系示意图；

图4是乏气热风混合器的主视图，图5是图4的左视图。

具体实施方式

具体实施方式一：参见图2～5，本实施方式所述的乏气与热风双介质送粉系统包括排粉机21、三次风管道26、三次风管道控制阀32、风粉混合器18、乏气风箱20、热风管道28、一次风管道29、一次风管道控制阀31和一次风送粉管道30，所述送粉系统还包括乏气管道快速关断阀25、乏气管道27和乏气热风混合器33，所述三次风管道26的入口端、乏气管道27的入口端与排粉机21的输出端均连通，三次风管道26的出口端与锅炉1上的三次风喷口24连通，三次风管道26上设置有乏气风箱20；热风管道28的出口端与一次风管道29的入口端连通，所述乏气热风混合器33设置在一次风管道29上，乏气管道27的出口端与乏气热风混合器33的乏气喷管33-1连通，一次风管道29的出口端与风粉混合器18的入口连通，风粉混合器18的出口与一次风送粉管道30的入口端连通，一次风送粉管道30的出口端与锅炉1上的燃烧器23连通，一次风管道29的入口端上设置有一次风管道控制阀31，乏气管道27上设置有乏气管道快速关断阀25，三次风管道26上设置有三次风管道控制阀32。

本实施方式所述的一种乏气与热风双介质送粉送系统在使用时，煤粉仓16的出口与风粉混合器18的入口连通。

具体实施方式二：参见图3～5，本实施方式所述乏气热风混合器33由乏气喷管33-1、热风管33-2、混合管33-3和密闭热风接收室33-4构成，乏气喷管33-1的一端插入密闭热风接收室33-4内，混合管33-3与乏气喷管33-1同轴相对设置且混合管33-3的一端与密闭热风接收室33-4连通，热风管33-2的一端与密闭热风接收室33-4连通。乏气喷管33-1的另一端与乏气管道27连通，混合管33-3另一端、热风管33-2的另一端均与一次风管道29连通。乏气热风混合器33的设计采用了引射器原理。由乏气喷管33-1喷出的乏气作为高压工作流体，来自热风管33-2的热风作为引射流体。乏气与热风在混合管33-3内混合，不仅混合效果较好，还能有效匹配乏气系统与二次风系统的管道阻力。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

实施例

实施例1：锅炉有两层一次风燃烧器，配备两套制粉系统。每套系统包括原煤仓、给煤机、磨煤机、粗粉分离器、细粉分离器、排粉机及各种管道等组件。两套制粉系统均正常运行。结合附图2说明本实施例。乏气与热风双介质送粉系统包括控制阀25、乏气管道27、热风管道28、一次风管道29、一次风送粉管道30。关闭原三次风控制阀，打开乏气管道的控制阀，将排粉机出口的乏气供入一次风管道内，同时根据一次风风速调整一次风管道的热风控制阀，达到乏气与热风混合共同输粉的目的。被置换的热空气由二次风喷口或燃尽风喷口供入炉内。乏气管道与一次风管道的连接遵照一台排粉机供入同层四个一次风喷口的原则。为使系统正常运行，乏气与热风混合后的速度为26m/s左右。

实施例2：锅炉有两层一次风燃烧器，配备两套制粉系统。每套系统包括原煤仓、给煤机、磨煤机、粗粉分离器、细粉分离器、排粉机及各种管道等组件。两套制粉系统中只有一套正常运行，另一套停运。结合附图2说明本实施例。乏气与热风双介质送粉系统包括控制阀25、乏气管道27、热风管道28、一次风管道29、一次风送粉管道30。关闭三次风管道控制阀。同时关闭与停运排粉机相对应的乏气管道上的控制阀，隔断一次风管道与制粉系统，防止热风漏入制粉系统内。打开与运行排粉机相对应的新增排粉管上的控制阀，将排粉机出口的乏气供入一次风管道内，同时根据一次风风速关小一次风管道的热风控制阀，达到乏气与热风混合共同输粉的目的。乏气管道与一次风管道的连接遵照一台排粉机供入同层四个四只一次风喷口的原则。停运排粉机的乏气管道对应的一次风管道中的煤粉输粉方式还原为原热风送粉方式，此时整个系统一次风变为部分为热风、部分为乏气与热风混合送粉方式。为使系统正常运行，乏气与热风混合后的速度为28m/s左右。

工作原理：

本发明是在保持原热风送粉系统运行特性不变的情况下，将每台排粉机出口的排粉管进行改造更换，在维持原三次风排粉管不变的条件下，增加若干根乏气管道27，在一次风给粉机之前引入一次风管道内，从而将乏气管道27送来的乏气与热风管道28送来的热风混合，共同作为一次风用于送粉。利用乏气管道和一次风管道上控制阀门，控制乏气和热风混合后的速度V₁为25-50m/s。在每根乏气管道上安装电动调节阀，通过调节阀门可调节乏气的流量，并可方便切换回到原热风送粉系统(当乏气管道27上的调节阀门均关闭时，此时系统就变为现有的热风送粉系统)。本发明有效地降低了燃烧器出口一次风风温，防止易结渣煤在喷口的结渣和回火烧损，同时能解决水冷壁附近的结渣问题。其最突出的优点是，能够大幅度减少主燃烧器区的供入的空气量，有效保证主燃烧器区在低过量空气系数下运行，大幅度消减NOx的生成量。同时对炉膛出口的烟温偏差和组织合理的炉内空气动力场具有很大的作用(参见图2)。

也可控制乏气与热风混合后的速度V₁为35～45m/s，这样可保证一次风送粉管道30内的速度大于28m/s，在燃烧高灰分煤时，能够有效解决管道堵塞问题。

也可控制乏气与热风混合后的速度V₁为30～40m/s，这样可保证一次风送粉管道30内的速度大于25m/s。

Claims (2)

1.一种乏气与热风双介质送粉系统，所述送粉系统包括排粉机(21)、三次风管道(26)、三次风管道控制阀(32)、风粉混合器(18)、乏气风箱(20)、热风管道(28)、一次风管道(29)、一次风管道控制阀(31)和一次风送粉管道(30)，其特征在于：所述送粉系统还包括乏气管道快速关断阀(25)、乏气管道(27)和乏气热风混合器(33)，所述三次风管道(26)的入口端、乏气管道(27)的入口端与排粉机(21)的输出端均连通，三次风管道(26)的出口端与锅炉(1)上的三次风喷口(24)连通，三次风管道(26)上设置有乏气风箱(20)；热风管道(28)的出口端与一次风管道(29)的入口端连通，所述乏气热风混合器(33)设置在一次风管道(29)上，乏气管道(27)的出口端与乏气热风混合器(33)的乏气喷管(33-1)连通，一次风管道(29)的出口端与风粉混合器(18)的入口连通，风粉混合器(18)的出口与一次风送粉管道(30)的入口端连通，一次风送粉管道(30)的出口端与锅炉1上的燃烧器(23)连通，一次风管道(29)的入口端上设置有一次风管道控制阀(31)，乏气管道(27)上设置有乏气管道快速关断阀(25)，三次风管道(26)上设置有三次风管道控制阀(32)。

2.根据权利要求1所述的一种乏气与热风双介质送粉系统，其特征在于：所述乏气热风混合器(33)由乏气喷管(33-1)、热风管(33-2)、混合管(33-3)和密闭热风接收室(33-4)构成，乏气喷管(33-1)的一端插入密闭热风接收室(33-4)内，混合管(33-3)与乏气喷管(33-1)同轴相对设置且混合管(33-3)的一端与密闭热风接收室(33-4)连通，热风管(33-2)的一端与密闭热风接收室(33-4)连通。

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