一種降低熱一次風(fēng)冷風(fēng)摻入率的裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的降低熱一次風(fēng)冷風(fēng)摻入率的裝置，包括沿進(jìn)風(fēng)方向依次連接的送風(fēng)機(jī)、空氣預(yù)熱器、燃燒器，空氣預(yù)熱器通過一次風(fēng)管連接燃燒器，其特征在于：有一條旁路風(fēng)道，其始端和末端連接在一次風(fēng)管上的不同位置，其內(nèi)風(fēng)的流向與一次風(fēng)管內(nèi)風(fēng)的流向一致，旁路風(fēng)道上沿進(jìn)風(fēng)方向依次設(shè)置有進(jìn)口關(guān)斷擋板、熱一次風(fēng)冷卻器、出口關(guān)斷擋板、增壓風(fēng)機(jī)和風(fēng)道補(bǔ)償器；一次風(fēng)管上位于旁路風(fēng)道的始端與末端之間的部分，沿進(jìn)風(fēng)方向依次設(shè)有調(diào)節(jié)擋板和關(guān)斷擋板一；一次風(fēng)管上位于旁路風(fēng)道的末端后面連接給煤粉機(jī)。本發(fā)明的有益效果是，結(jié)構(gòu)簡單、使用方便，發(fā)電煤炭成本降低；鍋爐效率提高；運(yùn)行費(fèi)用節(jié)省。
【專利說明】—種降低熱一次風(fēng)冷風(fēng)摻入率的裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明屬于鍋爐設(shè)備，涉及一種降低熱一次風(fēng)冷風(fēng)摻入率的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)電廠機(jī)組排煙溫度偏高的一個(gè)重要原因是制粉系統(tǒng)摻冷風(fēng)。據(jù)運(yùn)行數(shù)據(jù)分析，制粉系統(tǒng)冷風(fēng)摻入率不小于25%.此點(diǎn)導(dǎo)致排煙溫度升高8°C?10°C。受粉管最低風(fēng)速限制，干燥劑再循環(huán)門不能再開大(排出口風(fēng)壓維持在4.2kpa左右)。根據(jù)以上現(xiàn)狀，決定采用熱一次風(fēng)冷卻技術(shù)將制粉系統(tǒng)冷風(fēng)摻入率減少到接近于零，從而降低排煙損失、提高機(jī)組效率。
1.鍋爐機(jī)組的現(xiàn)狀
鍋爐設(shè)計(jì)煤種為貧瘦煤?？諝忸A(yù)熱器兩分倉式，設(shè)計(jì)工況預(yù)熱器進(jìn)風(fēng)溫度20°C，出口熱風(fēng)溫度346°C，運(yùn)行值310?320°C。制粉系統(tǒng)采用中儲式熱風(fēng)送粉系統(tǒng)，預(yù)熱器出口熱風(fēng)分三路去鍋爐，沿預(yù)熱器出口風(fēng)道依序?yàn)槟ッ猴L(fēng)(三次風(fēng))、二次風(fēng)和熱一次風(fēng)(帶粉)。
[0003]2.系統(tǒng)目前存在的缺點(diǎn):
2.1近年來貧煤資源日見縮減，而煙煤儲采比增加。目前國內(nèi)貧煤儲量占國內(nèi)煤炭總儲量的6%?8%，而各類煙煤的儲量可占到國內(nèi)煤炭總儲量的45%以上。這也是近年來國內(nèi)、省內(nèi)煤諸多電廠紛紛進(jìn)行貧煤改煙煤改造的重要原因。
[0004]2.2考慮煤炭運(yùn)輸、卸煤、儲存的綜合因素，換算至相同發(fā)熱量下，每噸煙煤價(jià)格要低于貧煤10?15元。改燒煙煤后，可大大降低發(fā)電的煤炭成本。
[0005]2.3鍋爐進(jìn)行燃燒器低氮改造后，效果不佳。目前爐膛出口的NOx排放在600mg/nm3左右，沒有實(shí)質(zhì)性減少SCR系統(tǒng)的爐內(nèi)排放。摻燒煙煤則是解決這一問題最奏效的途徑
之一 O
[0006]2.4根據(jù)鍋爐運(yùn)行統(tǒng)計(jì)，單燒貧煤和摻燒煙煤時(shí)的飛灰含碳量差別明顯，前者可在4%?5%，而后者僅在1.5%?2.5%。導(dǎo)致鍋爐效率偏差1.0?1.5個(gè)百分點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、避免浪費(fèi)的降低熱一次風(fēng)冷風(fēng)摻入率的裝置。
[0008]本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
本發(fā)明的降低熱一次風(fēng)冷風(fēng)摻入率的裝置，包括沿進(jìn)風(fēng)方向依次連接的送風(fēng)機(jī)、空氣預(yù)熱器、燃燒器，空氣預(yù)熱器通過一次風(fēng)管連接燃燒器，其特征在于:有一條旁路風(fēng)道，其始端和末端連接在一次風(fēng)管上的不同位置，其內(nèi)風(fēng)的流向與一次風(fēng)管內(nèi)風(fēng)的流向一致，旁路風(fēng)道上沿進(jìn)風(fēng)方向依次設(shè)置有進(jìn)口關(guān)斷擋板、熱一次風(fēng)冷卻器、出口關(guān)斷擋板、增壓風(fēng)機(jī)和風(fēng)道補(bǔ)償器；一次風(fēng)管上位于旁路風(fēng)道的始端與末端之間的部分，沿進(jìn)風(fēng)方向依次設(shè)有調(diào)節(jié)擋板和關(guān)斷擋板一；一次風(fēng)管上位于旁路風(fēng)道的末端后面連接給煤粉機(jī)。
[0009]空氣預(yù)熱器還通過二次風(fēng)管連接燃燒器，向燃燒器送空氣；一次風(fēng)管上位于旁路風(fēng)道的始端的前面還連接磨煤機(jī)，向磨煤機(jī)送空氣；送風(fēng)機(jī)還通過壓力冷風(fēng)門連接一次風(fēng)管，調(diào)節(jié)送入燃燒器的熱風(fēng)溫度。
[0010]熱一次風(fēng)冷卻器連接進(jìn)水管和出水管，進(jìn)水管和出水管的末端連接低壓加熱器組，低壓加熱器組始端連接汽輪機(jī)凝結(jié)泵，低壓加熱器組末端連接除氧器。
[0011]本發(fā)明的有益效果是，結(jié)構(gòu)簡單、使用方便，發(fā)電煤炭成本降低；
鍋爐效率提高；運(yùn)行費(fèi)用節(jié)省。本發(fā)明不改變制粉系統(tǒng)的型式、不對燃燒器作整體改造，通過降低熱一次風(fēng)溫，實(shí)現(xiàn)改燒煙煤。而且降低預(yù)熱器出口的二次風(fēng)壓0.3?0.5kpa，解決低氮燃燒器SOFA(分隔燃燼風(fēng)，噴口設(shè)計(jì)為具有上下和水平擺動功能，從而可以調(diào)整燃燼風(fēng)穿透深度和混合效果)風(fēng)量偏低、降低NOx排放濃度，飛灰可燃物含量降低2?2.5個(gè)百分點(diǎn)。廠用電率、過熱器、再熱器減溫水量不增加。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明的管路布置示意圖。圖2為本發(fā)明的俯視示意圖，圖3為本發(fā)明的立面示意圖，圖4為熱一次風(fēng)冷卻器的冷去水路示意圖。圖5為熱一次風(fēng)終溫曲線圖。
[0013]圖中，I熱一次風(fēng)冷卻器，2增壓風(fēng)機(jī)，3關(guān)斷擋板一，4風(fēng)道補(bǔ)償器，5進(jìn)口關(guān)斷擋板，6出口關(guān)斷擋板，7調(diào)節(jié)擋板，8燃燒器，9磨煤機(jī)，10送風(fēng)機(jī)，11 二次風(fēng)管，12 一次風(fēng)，13空氣預(yù)熱器，14壓力冷風(fēng)門，15給煤粉機(jī)，16進(jìn)水管，17出水管，18低壓加熱器組，19汽輪機(jī)凝結(jié)泵，20除氧器。
【具體實(shí)施方式】
[0014]附圖為本發(fā)明的一種具體實(shí)施例。
[0015]本發(fā)明的降低熱一次風(fēng)冷風(fēng)摻入率的裝置，包括沿進(jìn)風(fēng)方向依次連接的送風(fēng)機(jī)10、空氣預(yù)熱器13、燃燒器8，空氣預(yù)熱器通過一次風(fēng)管連接燃燒器，有一條旁路風(fēng)道，其始端和末端連接在一次風(fēng)管上的不同位置，其內(nèi)風(fēng)的流向與一次風(fēng)管內(nèi)風(fēng)的流向一致，旁路風(fēng)道上沿進(jìn)風(fēng)方向依次設(shè)置有進(jìn)口關(guān)斷擋板5、熱一次風(fēng)冷卻器1、出口關(guān)斷擋板6、增壓風(fēng)機(jī)2和風(fēng)道補(bǔ)償器4 ;一次風(fēng)管上位于旁路風(fēng)道的始端與末端之間的部分，沿進(jìn)風(fēng)方向依次設(shè)有調(diào)節(jié)擋板7和關(guān)斷擋板一 3 次風(fēng)管上位于旁路風(fēng)道的末端后面連接給煤粉機(jī)15。
[0016]空氣預(yù)熱器還通過二次風(fēng)管11連接燃燒器8，向燃燒器送空氣；一次風(fēng)管上位于旁路風(fēng)道的始端的前面還連接磨煤機(jī)9，向磨煤機(jī)送空氣；送風(fēng)機(jī)還通過壓力冷風(fēng)門14連接一次風(fēng)管，調(diào)節(jié)送入燃燒器的熱風(fēng)溫度。
[0017]熱一次風(fēng)冷卻器連接進(jìn)水管16和出水管17，進(jìn)水管和出水管的末端連接低壓加熱器組18，低壓加熱器組始端連接汽輪機(jī)凝結(jié)泵19，低壓加熱器組末端連接除氧器20。
[0018]本發(fā)明具體措施如下。
[0019](I).熱一次風(fēng)冷卻系統(tǒng)
加裝兩套熱一次風(fēng)冷卻裝置，利用汽輪機(jī)的小部分凝結(jié)水作為冷卻介質(zhì)，把去送粉的熱一次風(fēng)溫度從預(yù)熱器出口溫度降低到煙煤安全燃燒溫度(200°C)，從而避免向制粉系統(tǒng)(給煤粉機(jī))摻入冷風(fēng)。過度降低混合前熱一次風(fēng)溫度會產(chǎn)生新的熱量損失，為此，設(shè)計(jì)了混合前熱一次風(fēng)溫度的調(diào)節(jié)裝置。
[0020](2).新增加增壓風(fēng)機(jī) 增加兩臺一次風(fēng)增壓風(fēng)機(jī)。在一次風(fēng)量、風(fēng)溫滿足煙煤燃燒要求的同時(shí)，使SOFA風(fēng)達(dá)到擋板開大、降低NOx排放的條件。
[0021]新增的熱一次風(fēng)冷卻系統(tǒng)的風(fēng)側(cè)阻力由兩臺熱一次風(fēng)增壓風(fēng)機(jī)克服，新增的熱一次風(fēng)冷卻系統(tǒng)的水側(cè)阻力由并聯(lián)低加壓降和凝結(jié)泵克服。熱一次風(fēng)增壓風(fēng)機(jī)除用于克服新增系統(tǒng)阻力之外，還可分離熱一次風(fēng)、熱二次風(fēng)壓力，降低預(yù)熱器出口二次風(fēng)壓(目前預(yù)熱器出口以后各風(fēng)門開度均打開50%?70%)，節(jié)省送風(fēng)機(jī)電耗和降低NOx。
[0022](3).管道系統(tǒng)
考慮到煤種和負(fù)荷變化的適應(yīng)性，設(shè)計(jì)了熱一次風(fēng)的旁路管道、閥門(可關(guān)斷擋板)，配合原有的壓力冷風(fēng)管道和冷風(fēng)門，一旦改回?zé)毭?，機(jī)組可按煤質(zhì)控制熱一次風(fēng)降溫幅度，直至恢復(fù)原系統(tǒng)。
[0023]改燒煙煤后，煤的全水分升高，需要的干燥出力增大，磨煤機(jī)出口溫度降低，制粉系統(tǒng)摻冷風(fēng)的可能性很小，因此仍維持原磨煤熱一次風(fēng)的風(fēng)溫不變。
[0024]增壓風(fēng)機(jī)安裝于除氧間水泥平臺上。熱一次風(fēng)冷卻器安裝于熱風(fēng)擋板前從熱風(fēng)道接出的垂直風(fēng)道上，經(jīng)變徑由圓截面變?yōu)榫匦谓孛妗?br> [0025]熱一次風(fēng)本體(熱一次風(fēng)冷卻器)采用臥式布置、沿空氣流向共3個(gè)管箱。傳熱元件采用寬節(jié)距螺旋翅片管束，翅片垂直地面，以防止磨損和積灰。
[0026]熱一次風(fēng)冷卻器出口風(fēng)道方變圓后與增壓風(fēng)機(jī)進(jìn)口連接，增壓風(fēng)機(jī)出口垂直向上，冷卻后的熱一次風(fēng)返回?zé)犸L(fēng)擋板后的水平圓風(fēng)道。
[0027]在旁路風(fēng)道和原一次熱風(fēng)道的交叉管路上，均安裝有關(guān)斷擋板以備檢修切除和煤質(zhì)切換。
[0028]原則性水側(cè)系統(tǒng)見附圖4。冷卻水從6號低加(低壓加熱器)進(jìn)口管道上抽出，進(jìn)入熱一次風(fēng)冷卻器本體，吸收熱風(fēng)熱量后返回5號低加進(jìn)口管道。利用6號低加的級間壓降(約0.05MPa)克服冷風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的新增阻力(0.065MPa)，不足部分由汽輪機(jī)凝泵克服。系統(tǒng)不設(shè)置升壓泵。
[0029]管路系統(tǒng)由管道、電動調(diào)節(jié)閥、截止閥、流量計(jì)等組成。
[0030]本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的自控系統(tǒng)與DCS接口，實(shí)現(xiàn)熱一次風(fēng)加熱器出口風(fēng)溫和出口水溫的自動控制。自動維持系統(tǒng)的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的必要條件。自控系統(tǒng)由兩個(gè)調(diào)節(jié)通道組成:一、傳熱功率調(diào)節(jié)通道。通過改變旁路風(fēng)門的開度來調(diào)整傳熱功率。調(diào)節(jié)信號為給粉機(jī)前熱一次風(fēng)溫的給定值與實(shí)際值之差。熱一次風(fēng)擋板的開度仍按原邏輯由熱一母管壓力進(jìn)行調(diào)整。二、回水溫度調(diào)節(jié)通道。功率調(diào)整的同時(shí)，通過改變熱一次風(fēng)冷卻器的進(jìn)水流量來維持設(shè)定的回水溫度不使過低，以保證高的熱經(jīng)濟(jì)性和防止給水管道的汽化水擊。調(diào)節(jié)信號和被調(diào)量均為熱一次風(fēng)冷卻器的回水溫度，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)為回水母管新裝的電調(diào)閥。
[0031]通過以上調(diào)節(jié)，可適應(yīng)煤質(zhì)、負(fù)荷、季節(jié)變化時(shí)對熱一次風(fēng)溫和回水溫度的控制要求。
[0032]為防止熱一次風(fēng)增壓風(fēng)機(jī)故障跳閘引起非停，設(shè)計(jì)了 RB連鎖保護(hù)邏輯合增壓風(fēng)機(jī)達(dá)旁路(見附圖1)。
[0033]對實(shí)施方案內(nèi)容的進(jìn)一步說明:
I關(guān)于熱一次風(fēng)終溫選取
熱一次風(fēng)終盈是指煤粉混合點(diǎn)前的熱一次風(fēng)溫。熱、一溫越低，從爐內(nèi)換出的熱量越多，這部分熱量在汽輪機(jī)發(fā)電時(shí)排放的冷源損失越多，因此從節(jié)能角度分析，不希望滿一沈風(fēng)終盈過低，只需要保證燃燒器安全即可。附圖5是熱一次風(fēng)終溫對冷源損失的影響曲線，圖中縱坐標(biāo)是相應(yīng)每公斤過熱蒸汽的冷源損失增量。由圖可見，隨著滿一沈風(fēng)終盈的提高，冷源損失逐漸降低。根據(jù)國內(nèi)經(jīng)驗(yàn)和燃燒理論，對于揮發(fā)份30%?35%的煙煤，只要保持較高一次風(fēng)速，煤粉混合器前風(fēng)溫控制在200°C，燃燒器和粉管是足夠安全的。根據(jù)以上原則，選取滿一沈風(fēng)終涊200°C作為設(shè)計(jì)值。
[0034]運(yùn)行中借助水量調(diào)節(jié)和壓力冷風(fēng)門的微開，滿一沈風(fēng)終涊還有進(jìn)一步降低的余地。
[0035]2關(guān)于熱一次風(fēng)冷風(fēng)器磨損
熱一次風(fēng)中攜帶極少量灰顆粒，由于風(fēng)速較高，應(yīng)考慮對熱一次風(fēng)冷風(fēng)器受熱面的磨損問題，主要解決措施是降低平均煙速，從原熱一母管內(nèi)的約35m/s降低到裝置平均風(fēng)速
9.5m/s左右。同時(shí)翅片材質(zhì)不用傳統(tǒng)的鋁片而選用低碳鋼。
[0036]旁路風(fēng)道的調(diào)節(jié)擋板也提供了一種控制手段，當(dāng)開啟調(diào)節(jié)擋板開度至某一數(shù)值時(shí)，主風(fēng)道內(nèi)空氣流量、風(fēng)速降低，磨損減輕。
[0037]3關(guān)于熱一次風(fēng)冷風(fēng)器積灰
熱一次風(fēng)中攜帶極少量細(xì)微灰塵，需要考慮積灰的可能性。首先，沖刷介質(zhì)為空氣，不像一般布置在電除塵器后的低省那樣存在靜電的吸附沉積作用。其次，高的空氣流速在運(yùn)行中即對受熱面進(jìn)行自清灰。最后，將翅片的方向設(shè)計(jì)為垂直地面而不是平行于地面，可避免灰粒自重引起的自然沉積。
[0038]4關(guān)于廠用電率變化
由于控制裝置風(fēng)速不高，且比體積很大，滿一沈風(fēng)冷及器本體的空氣壓降不超過300Pa，系統(tǒng)壓降不超過900pa，但廠用電耗電率并未增加，主要原因是多余的風(fēng)機(jī)壓頭900pa可以降低預(yù)熱器出口風(fēng)壓，使風(fēng)機(jī)電耗增量正負(fù)相抵。
[0039]5冷卻水的汽化
為防止管路水的汽化水擊，接入汽輪機(jī)凝結(jié)水時(shí)，取用了水溫74°C的6號低加進(jìn)口水。用給水流量控制水的溫升不超過40°C，即回水溫度不超過114°C。額定負(fù)荷下除氧器壓力
0.766MPa，相應(yīng)飽和溫度為164°C。因此，管路系統(tǒng)回水保持有50°C的欠焓，可以有效防止汽化水擊。
【權(quán)利要求】
1.一種降低熱一次風(fēng)冷風(fēng)摻入率的裝置，包括沿進(jìn)風(fēng)方向依次連接的送風(fēng)機(jī)、空氣預(yù)熱器、燃燒器，空氣預(yù)熱器通過一次風(fēng)管連接燃燒器，其特征在于:有一條旁路風(fēng)道，其始端和末端連接在一次風(fēng)管上的不同位置，其內(nèi)風(fēng)的流向與一次風(fēng)管內(nèi)風(fēng)的流向一致，旁路風(fēng)道上沿進(jìn)風(fēng)方向依次設(shè)置有進(jìn)口關(guān)斷擋板、熱一次風(fēng)冷卻器、出口關(guān)斷擋板、增壓風(fēng)機(jī)和風(fēng)道補(bǔ)償器；一次風(fēng)管上位于旁路風(fēng)道的始端與末端之間的部分，沿進(jìn)風(fēng)方向依次設(shè)有調(diào)節(jié)擋板和關(guān)斷擋板一；一次風(fēng)管上位于旁路風(fēng)道的末端后面連接給煤粉機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降低熱一次風(fēng)冷風(fēng)摻入率的裝置，其特征在于:空氣預(yù)熱器還通過二次風(fēng)管連接燃燒器，向燃燒器送空氣；一次風(fēng)管上位于旁路風(fēng)道的始端的前面還連接磨煤機(jī)，向磨煤機(jī)送空氣；送風(fēng)機(jī)還通過壓力冷風(fēng)門連接一次風(fēng)管，調(diào)節(jié)送入燃燒器的熱風(fēng)溫度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的降低熱一次風(fēng)冷風(fēng)摻入率的裝置，其特征在于:熱一次風(fēng)冷卻器連接進(jìn)水管和出水管，進(jìn)水管和出水管的末端連接低壓加熱器組，低壓加熱器組始端連接汽輪機(jī)凝結(jié)泵，低壓加熱器組末端連接除氧器。
【文檔編號】F23K1/00GK103836636SQ201410111963
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年3月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月25日
【發(fā)明者】王偉, 馬傳崗, 李碩, 張洪言, 徐志儒 申請人:山東英電節(jié)能科技有限公司