本發(fā)明涉及一種鍋爐尾氣余熱利用系統(tǒng)，尤其涉及一種用于煤粉制備的煤粉鍋爐尾氣余熱利用系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
煤炭在我國一次能源消費中約占66％，面對我國富煤、貧油、少氣的能源結(jié)構(gòu)，以煤炭為主體的能源消費結(jié)構(gòu)短期內(nèi)難以發(fā)生重大改變。能源是經(jīng)濟發(fā)展的重要支柱，為滿足經(jīng)濟快速發(fā)展的需求，節(jié)能降耗已然成為國策，對于廣泛應(yīng)用的燃煤鍋爐如何提高熱效率、減少熱能損失，也成為業(yè)界廣泛關(guān)注的問題。
目前，在煤粉鍋爐應(yīng)用中，其煙氣系統(tǒng)流程為：煤粉由氮氣輸送至煤粉塔，經(jīng)供料器，與一次風(fēng)混合吹入煤粉鍋爐頂部燃燒器。經(jīng)二、三次風(fēng)助燃，在爐膛內(nèi)部充分燃燒，爐膛中部溫度約750℃。煙氣在爐膛內(nèi)與水冷壁進行熱交換后，通過爐膛底部的回轉(zhuǎn)煙室進入到高溫對流受熱面與一網(wǎng)回水進行一次熱交換，煙氣冷卻至380℃左右。隨后煙氣進入scr脫硝裝置進行脫硝，脫硝后的煙氣進入低溫對流受熱面與一網(wǎng)回水進行二次熱交換，最后尾氣經(jīng)一級布袋除塵裝置后，進一步冷卻至120℃，即進入排煙處理系統(tǒng)。實際上，120℃的尾氣仍有熱能利用空間，如能進一步利用，降低排煙溫度、則將獲得節(jié)能降耗的效果。再者，煤粉為可燃物質(zhì)，屬乙類火災(zāi)危險品，粉塵具有爆燃性，如何確保安全生產(chǎn)成為煤粉制備體系的研究的瓶頸。此外，現(xiàn)階段煤粉制備體系需高溫?zé)嵩催M行預(yù)熱，以及在磨制過程中進行烘干，高溫?zé)嵩匆话阌蔁犸L(fēng)爐供給，但熱風(fēng)爐排放的煙氣中含有大量空氣污染物，勢必會造成對大氣的污染。
鑒于此，如何利用排煙余熱節(jié)能降耗，提高煤粉制備環(huán)節(jié)的安全性，并減少煤粉制備體系中熱風(fēng)爐煙氣排放量，成為業(yè)界關(guān)注的問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的主要目的在于針對上述問題，提供一種用于煤粉制備的煤粉鍋爐尾氣余熱利用系統(tǒng)，通過將煤粉鍋爐的尾氣引入煤粉制備體系，進一步利用煤粉鍋爐尾氣余熱作為熱源制備煤粉，則能實現(xiàn)節(jié)能降耗，降低投資成本，提高煤粉制備環(huán)節(jié)的安全性并減少污染，利于環(huán)保。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：
一種用于煤粉制備的煤粉鍋爐尾氣余熱利用系統(tǒng)，其特征在于包括煤粉制備體系，煤粉鍋爐尾氣處理體系，所述煤粉制備體系主要由磨前倉、給煤機、中速輥磨機、收粉器、熱風(fēng)爐、熱風(fēng)爐煤粉塔及熱風(fēng)爐引風(fēng)機構(gòu)成，所述磨前倉經(jīng)給煤機連至中速輥磨機的進料口，中速輥磨機的出料口連至收粉器進粉口，收粉器出粉口連至輸出煤粉的倉泵；所述煤粉鍋爐尾氣處理體系主要由一臺或多臺煤粉鍋爐的尾氣煙道、與所述尾氣煙道連接的煤粉鍋爐聯(lián)合煙道、與煤粉鍋爐聯(lián)合煙道通過脫硫塔入口煙氣擋板門依次連接的脫硫塔、濕電除塵器及煙囪構(gòu)成；所述煤粉鍋爐聯(lián)合煙道通過鍋爐去制粉煙氣擋板門經(jīng)尾氣回收煙道連至熱風(fēng)爐煙氣進口；收粉器的煙氣出口通過制粉引風(fēng)機分為兩路回路煙道，其中一路回路煙道依次通過制粉回脫硫煙氣擋板門及脫硫塔入口煙氣擋板門連至脫硫塔，另一路回路煙道通過循環(huán)旁路閥連至鍋爐去制粉煙氣擋板門與熱風(fēng)爐煙氣進口之間的尾氣回收煙道上；所述熱風(fēng)爐進料口分別連接熱風(fēng)爐煤粉塔的出料口及熱風(fēng)爐引風(fēng)機；熱風(fēng)爐煙氣出口經(jīng)煙道連至中速輥磨機的煙氣進口。
設(shè)置密封加熱風(fēng)機，所述密封加熱風(fēng)機分別連至所述聯(lián)合煙道煙氣擋板門和脫硫塔入口煙氣擋板門。
所述給煤機是稱重式全封閉給煤機；所述收粉器是袋式收粉器。
本發(fā)明的有益效果是：充分利用了煤粉鍋爐尾氣的余熱，節(jié)省了熱風(fēng)爐的燃料消耗，減小了熱風(fēng)爐容量，減少了煤粉輸送保護系統(tǒng)氮氣的制備量，從而降低煤粉制備成本，實現(xiàn)低品位熱能的梯級利用；再者，為防止煤粉在磨制過程中爆燃，需要保證煙氣氧含量在12％以下，而煤粉鍋爐尾氣的技術(shù)優(yōu)勢在于，在煤粉鍋爐滿負荷運行狀態(tài)下，煤粉鍋爐尾氣的氧含量一般為4％-5％，該尾氣在充分滿足煤粉制備體系的生產(chǎn)需求同時，大幅提高了煤粉制備環(huán)節(jié)的安全性；此外，還減少了熱風(fēng)爐煙氣排放量，減少對大氣的污染，利于環(huán)保。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)流程圖；
圖中：011#煤粉鍋爐煙道，022#煤粉鍋爐煙道，033#煤粉鍋爐煙道；1磨前倉，2給煤機，3中速輥磨機，31中速輥磨機進料口,32中速輥磨機出料口,33中速輥磨機煙氣進口，4收粉器，41進粉口,42收粉器煙氣出口,43出粉口，5倉泵，6制粉引風(fēng)機，61、62回路煙道，7熱風(fēng)爐,71熱風(fēng)爐煙氣進口，72熱風(fēng)爐進料口，73熱風(fēng)爐煙氣出口，8熱風(fēng)爐引風(fēng)機，9熱風(fēng)爐煤粉塔,91煤粉塔出料口，10電磁調(diào)節(jié)蝶閥，11循環(huán)旁路閥,12鍋爐去制粉煙氣擋板門,13制粉回脫硫煙氣擋板門，14脫硫塔入口煙氣擋板門，15煤粉鍋爐聯(lián)合煙道，16密封加熱風(fēng)機，17脫硫塔，18濕電除塵器，19煙囪，20尾氣回收煙道
以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明詳細說明。
具體實施方式
圖1示出一種用于煤粉制備的煤粉鍋爐尾氣余熱利用系統(tǒng)，其特征在于包括煤粉制備體系，煤粉鍋爐尾氣處理體系，所述煤粉制備體系主要由磨前倉1、給煤機2、中速輥磨機3、收粉器4、熱風(fēng)爐7、熱風(fēng)爐煤粉塔9及熱風(fēng)爐引風(fēng)機8構(gòu)成，所述磨前倉1經(jīng)給煤機2連至中速輥磨機3的進料口31，中速輥磨機的出料口32連至收粉器的進粉口41，收粉器的出粉口43連至輸出煤粉的倉泵5。所述煤粉鍋爐尾氣處理體系主要由一臺或多臺煤粉鍋爐的尾氣煙道、與所述尾氣煙道連接的煤粉鍋爐聯(lián)合煙道15、與煤粉鍋爐聯(lián)合煙道15通過脫硫塔入口煙氣擋板門14依次連接的脫硫塔17、濕電除塵器18及煙囪19構(gòu)成，本例中，設(shè)置了三臺煤粉鍋爐(1#-3#煤粉鍋爐)的尾氣煙道01、02、03，聯(lián)合煙道15分別與尾氣煙道01、02、03連接。
所述煤粉鍋爐聯(lián)合煙道15通過鍋爐去制粉煙氣擋板門12經(jīng)尾氣回收煙道20連至熱風(fēng)爐煙氣進口71；收粉器4的煙氣出口42通過制粉引風(fēng)機6分為兩路回路煙道61、62，其中一路回路煙道61依次通過制粉回脫硫煙氣擋板門13及脫硫塔入口煙氣擋板門14連至脫硫塔17，另一路回路煙道62通過循環(huán)旁路閥11連至鍋爐去制粉煙氣擋板門12與熱風(fēng)爐煙氣進口71之間的尾氣回收煙道20上；所述熱風(fēng)爐進料口72分別連接熱風(fēng)爐煤粉塔9的出料口91及熱風(fēng)爐引風(fēng)機8；熱風(fēng)爐煙氣出口73經(jīng)煙道連至中速輥磨機的煙氣進口33。
本發(fā)明還設(shè)置了密封加熱風(fēng)機16，所述密封加熱風(fēng)機16分別連至所述聯(lián)合煙道煙氣擋板門12和脫硫塔入口煙氣擋板門13。
參見圖1，在系統(tǒng)各處的煙道上，如在收粉器煙氣出口42引至制粉引風(fēng)機6的煙道上、制粉引風(fēng)機6的出口煙道上、尾氣回收煙道20上、自熱風(fēng)爐煙氣出口73連至中速輥磨機3的煙氣進口33的煙道上等，均設(shè)置了用于開閉、調(diào)節(jié)煙氣量大小的電磁調(diào)節(jié)蝶閥10，在熱風(fēng)爐引風(fēng)機8與熱風(fēng)爐進料口72間連接的管道上，也設(shè)置了電磁調(diào)節(jié)蝶閥10，以控制風(fēng)量的開閉、大小。
本實施例中，上述給煤機2采用了稱重式全封閉給煤機，上述收粉器4采用了袋式收粉器，循環(huán)旁路閥11也采用了上述電磁調(diào)節(jié)蝶閥9。
本發(fā)明的工作原理：
如圖1所示，原煤儲存在磨前倉1內(nèi)，經(jīng)稱重式全封閉給煤機2定量給入中速輥磨機3。制粉過程中，隨著中速輥磨機3轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動，原煤在離心力的作用下，移向磨盤邊緣被風(fēng)環(huán)高速氣流帶起，大顆粒直接落到磨盤上重新粉磨，氣流中的原料煤進入上部分離器，在旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子的作用下，粗粉從錐斗落到磨盤重新粉磨，合格細粉隨氣流一起出磨，通過袋式收粉器4收集，即為煤粉。磨制過程采用邊磨制邊烘干的“一步法”操作方式，一次磨制即可生產(chǎn)出相對干燥的煤粉。
煤粉鍋爐部分尾氣可通過煤粉鍋爐聯(lián)合煙道15經(jīng)由脫硫塔入口煙氣擋板門14直接進入脫硫塔17，剩余部分煙氣則被引回進入煤粉制備體系。煤粉烘干的熱源為熱風(fēng)爐7內(nèi)經(jīng)煤粉塔9提供的煤粉燃燒生成的900℃煙氣和引回的120℃煤粉鍋爐尾氣混合組成。
從煤粉鍋爐聯(lián)合煙道15引出一路尾氣回收煙道20，將120℃煤粉鍋爐尾氣引入熱風(fēng)爐7的混合室。同時熱風(fēng)爐7依靠熱風(fēng)爐煤粉塔9中的煤粉燃燒，生成900℃高溫?zé)煔?，與煤粉鍋爐尾氣混合，混合后煙氣溫度達230℃左右，進入中速輥磨機3烘干煤粉。
煤粉經(jīng)收粉器4收集后，采用氮氣循環(huán)輸粉系統(tǒng)，由倉泵5輸送到鍋爐房煤粉倉內(nèi)。整個煤粉制備體系全程為負壓運行，負壓由該體系尾部制粉引風(fēng)機6產(chǎn)生。由制粉引風(fēng)機6引回的乏氣溫度為80℃、壓力為3500pa，以此克服脫硫塔17、濕電除塵器18等設(shè)施的阻力，并需要通過制粉回脫硫煙氣擋板門13來調(diào)節(jié)進入脫硫塔17的煙氣量。在此過程中，制粉引風(fēng)機6需變頻調(diào)節(jié)引風(fēng)機揚程來與煤粉鍋爐的尾氣煙道01-03送入脫硫塔17的煙氣壓力相適應(yīng)。
本發(fā)明在運行時，根據(jù)煤粉鍋爐開啟數(shù)量的不同會出現(xiàn)不同工況，當(dāng)僅有1臺煤粉鍋爐滿負荷運行時，煤粉鍋爐尾氣煙氣量小于煤粉制備體系需求的煙氣量，此時，開啟循環(huán)旁路閥11，使得煤粉制備體系的煙氣經(jīng)旁路煙道，形成自循環(huán)，自行對不足的煙氣量進行補充。當(dāng)2臺以上煤粉鍋爐滿負荷運行時，煤粉鍋爐尾氣煙氣量大于煤粉制備體系需求的煙氣量，因此，關(guān)閉循環(huán)旁路閥11。
采用上述用于煤粉制備的煤粉鍋爐尾氣余熱利用系統(tǒng)的操作步驟如下：
(1)檢查整個系統(tǒng)管道密閉性，檢查鍋爐去制粉煙氣擋板門12,制粉回脫硫煙氣擋板門13，脫硫塔入口煙氣擋板門14，是否正常動作，開閉是否到位。
(2)詢問煤粉鍋爐主控室，確定煤粉鍋爐處于正常燃燒情況，并確定煤粉制備體系可以引入煤粉鍋爐尾氣。
(3)開啟密封加熱風(fēng)機16，對鍋爐去制粉煙氣擋板門12和制粉回脫硫
煙氣擋板門13進行密封。
(4)啟動制粉引風(fēng)機6，同時開啟鍋爐去制粉煙氣擋板門12、制粉回脫硫煙氣擋板門13，引入煤粉鍋爐尾氣，對整個煤粉制備體系進行預(yù)熱。
(5)待中速輥磨機3的煙氣進口33的煙氣溫度達到80℃，氧氣含量降至12％以下時，準備啟動煤粉制備體系。
(6)開啟熱風(fēng)爐引風(fēng)機8，并利用柴油點燃熱風(fēng)爐7，通過熱風(fēng)爐煤粉塔9中煤粉進行烘爐升溫。
(7)告知煤粉鍋爐主控室上述操作步驟，并確認煤粉鍋爐開啟臺數(shù)。
(7.1)當(dāng)僅有1臺煤粉鍋爐滿負荷運行時煤粉鍋爐煙道尾氣量小于煤粉制備體系需求煙氣量，此時，開啟循環(huán)旁路閥11。
本例中為3臺煤粉鍋爐不適宜此條操作步驟。
(7.2)當(dāng)2臺以上煤粉鍋爐滿負荷運行時，煤粉鍋爐煙道尾氣量大于煤粉制備體系需求煙氣量，需關(guān)閉循環(huán)旁路閥11。本例中為3臺煤粉鍋爐,即提供出1#-3#煤粉鍋爐的煙道01-03的尾氣量，因此執(zhí)行此條操作步驟。
(8)告知煤粉鍋爐主控室上述步驟，并注意煤粉鍋爐燃燒情況，保證煤粉鍋爐尾氣氧含量4％-5％，煤粉鍋爐如有停機計劃需告知煤粉制備體系。
(9)告知脫硫主控室上述步驟，并觀察脫硫塔17入口煙氣壓力，并由制粉引風(fēng)機6變頻調(diào)節(jié)風(fēng)機揚程來與1#-3#煤粉鍋爐煙道01-03送入脫硫塔17的煙氣壓力相適應(yīng)。
(10)觀察中速輥磨機的煙氣進口33的煙氣數(shù)據(jù)情況，正常情況，煙氣氧含量小于12％，煙氣量大于8.8萬nm3/h，溫度230℃左右。
(11)依次啟動中速輥磨機3，稱重式全封閉給煤機2，正式進入制粉環(huán)節(jié)，并時刻觀察煙氣氧含量，煙氣量及溫度等重要參數(shù)。
綜上所述，本發(fā)明提供的用于煤粉制備的煤粉鍋爐尾氣余熱利用系統(tǒng)，由制粉引風(fēng)機形成局部負壓，將煤粉鍋爐煙道01-03的鍋爐尾氣用作熱源經(jīng)過煤粉鍋爐煙氣聯(lián)合煙道引入煤粉制備體系，對煤粉制備體系進行預(yù)熱；進而，將120℃煤粉鍋爐尾氣，引入熱風(fēng)爐7，與熱風(fēng)爐中煤粉燃燒生成的900℃高溫?zé)煔膺M行混合，混合后煙氣溫度達230℃左右，利用該混合煙氣溫度高、氧含量低的特點，在中速輥磨機3內(nèi)烘干煤粉。經(jīng)過磨制、烘干后的煤粉進入收粉器4，煤粉被收粉器收集，煙氣則經(jīng)管道重新回到煤粉鍋爐側(cè)，進行脫硫、濕電除塵處理后排放至大氣。由此，煤粉鍋爐尾氣的余熱得到充分利用。生產(chǎn)實踐證明，采用上述煤粉鍋爐尾氣余熱利用系統(tǒng)每套煤粉制備體系一個采暖季能節(jié)省約113.9萬元。其中：一臺中速輥磨機需要煙氣量8.8萬nm3/h，全年運行146天，每天運行13小時，原煤價格900元/噸，節(jié)煤量667kg/h，因此，極具推廣價值。
此外，利用煤粉鍋爐尾氣氧含量4％-5％的特點，將磨制過程中的煙氣氧含量控制在12％以下，以滿足煤粉制備體系的生產(chǎn)需求，大幅提高煤粉制備環(huán)節(jié)安全性、節(jié)能性，且減排效果明顯，運行平穩(wěn)可靠。還節(jié)省了熱風(fēng)爐的燃料消耗，減少了保護系統(tǒng)氮氣的制備量，降低了運行成本，實現(xiàn)低品位熱能的梯級利用。該項技術(shù)在一定程度上降低熱風(fēng)爐負荷，減少了熱風(fēng)爐的排放，確保排放指標達標，有利于保護環(huán)境。
以上所述，僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并非對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)作任何形式上的限制。凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。