[发明专利]基于抽高温炉烟提升中速磨煤机干燥出力的系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于抽高温炉烟提升中速磨煤机干燥出力的系统及方法，包括煤粉锅炉，所述煤粉锅炉在冷灰斗区域两侧墙各布置一个高温炉烟抽烟口，高温炉烟抽烟口通过高温炉烟管道、中温炉烟管道与炉烟增压风机相连；所述高温炉烟管道通过热一次风旁路管道与上游热一次风管道连接，所述上游热一次风管道上开设抽风口；所述炉烟增压风机出口烟道与下游热一次风管道通过混合结构相连，所述下游热一次风管道末端连接磨煤机。本发明采用抽高温炉烟技术和热一次风旁路技术，将磨煤机进口干燥介质温度提高至约400℃，干燥介质含氧量可降低至约15％，高温炉烟抽取量较少，现场布置紧凑；无烟气再循环，受热面传热特性、磨损、锅炉效率、引风机电耗等影响较小。

技术领域

本发明属于火力发电技术领域，具体涉及基于抽高温炉烟提升中速磨煤机干燥出力的系统及方法。

背景技术

我国电站锅炉普遍存在燃煤掺烧的问题，部分锅炉由于煤源紧张甚至需要进行大比例、跨煤种的燃煤掺烧乃至改烧，煤种的大幅变动带来了运行工况的剧烈变化，对锅炉及其辅机的适应性提出了更高的要求。设计煤种为烟煤的锅炉在进行高水分褐煤、煤泥掺烧时面临以下问题：(a)改烧或掺烧高水分、高挥发分褐煤时存在制粉系统无法正常运行并衍生出严重的安全风险，仅仅依靠运行调整无法满足要求，必须对锅炉制粉系统、燃烧系统等进行宽煤种适应性改造；(b)通过抽高温炉烟，可大幅度提高制粉系统干燥出力，并降低干燥介质含氧量，该方法需借助炉烟风机将高温、低压炉烟升压后引入热一次风母管，当前抽炉烟干燥技术主要基于风扇磨煤机和钢球磨煤机中储式制粉系统，二者均难以将炉烟压头提高到较高水平。

针对中速磨煤机直吹式制粉系统，抽炉烟方案的关键在于炉烟系统的阻力大小、磨煤机进口干燥介质的温度、炉烟风机性能。若炉烟系统阻力小，就能保证烟气量，制粉系统调整的裕度就大；若炉烟系统阻力大，只能抽吸少量的热烟，干燥出力提升效果不明显。如果干燥介质初温过高，中速磨煤机内部轴承等部件将面临失效风险，后期检修成本将提高较多。因此，磨煤机进口干燥介质初温需控制在400℃以下。由于中速磨煤机直吹式制粉系统，热一次风母管的压力较高，增设的抽炉烟风机需要将微负压的冷、热混合炉烟的压力提高至略高于热一次风母管压力。

针对中速磨煤机直吹式制粉系统，当前已有的一种抽炉烟三介质干燥方案采用冷灰斗热炉烟、引风机出口低温炉烟和热一次风。抽炉烟系统分为热炉烟管路系统、冷炉烟管路系统和混合增压管路系统。热炉烟管路系统是在燃烧器与冷灰斗之间抽取温度约850℃～900℃左右的烟气，热炉烟含氧量较低，约为3％～4％，作为制粉系统的高温干燥介质，高温烟道行程最短、阻力最小，炉烟抽取量便于调节。冷炉烟管路系统是从引风机出口抽取温度在125℃左右的烟气，引至热炉烟入口，混合点尽可能布置在靠近抽热炉烟口，使冷热炉烟尽早混合，防止热炉烟管段过长而难以保温、内部挂渣等问题；混合增压管路系统是高温炉烟和低温炉烟一同进入冷热烟气混合管路，混合后烟气温度不超过450℃，进入炉烟风机，通过炉烟风机升压进入下游热一次风母管，磨煤机进口干燥介质温度不超过400℃。低温炉烟的主要作用是调节高温炉烟温度，使得炉烟风机能够正常工作。

该方案存在以下缺点：(a)需引入较多的低温冷炉烟，降低了烟气品质；(b)低温冷炉烟管道布置投资较大；(c)热炉烟抽取量大，不利于主燃烧区域燃烧的稳定性；(d)由于引入了较多的冷炉烟，锅炉至引风机出口烟道内烟气量增加较多，锅炉辐射换热量和对流换热量发生了较大变化，各级受热面传热特性发生较大变化；(e)各级受热面磨损加剧，且由于烟气量和排烟温度上涨，烟风阻力增加，引风机电耗增加，静电除尘器效率降低；(f)锅炉效率降低。

发明内容

为了克服以上技术问题，本发明提供了基于抽高温炉烟提升中速磨煤机干燥出力的系统及方法，通过在空气预热器出口热一次风母管设置旁路风道引出部分热一次风与高温热炉烟进行混合，将热炉烟温度调节至450℃左右，保证炉烟风机能够正常工作。调温后中温炉烟通过炉烟增压风机升压后进入下游热一次风母管，提高磨煤机进口干燥介质温度约400℃。本方案采用抽高温炉烟技术和热一次风旁路技术，减少高温炉烟抽取量，现场布置紧凑；该方案无烟气再循环，受热面传热特性、磨损、锅炉效率、引风机电耗等影响相对较小。