中儲式煙煤鍋爐煙氣惰化與干燥裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種中儲式煙煤鍋爐煙氣惰化與干燥裝置。為了保證抽熱爐煙管道的安全以及摻燒褐煤時給煤機斷煤或停磨過程中制粉系統的安全運行，引入一定量的低溫煙氣，混入到熱爐煙管道內部，降低熱煙介質溫度和管道壁溫，同時在斷煤或停磨等極端工況，能夠及時將低溫煙氣送入制粉系統，使制粉系統終端保持惰化，降低磨煤機出口溫度，保證斷煤或停磨時制粉系統的安全防爆。
【專利說明】中儲式煙煤鍋爐煙氣惰化與干燥裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種中儲式煙煤鍋爐煙氣惰化與干燥裝置，是高溫煙氣與低溫煙氣混合惰化與干燥的一種新型設計技術。
【背景技術】
[0002]渾江發電有限責任公司I號鍋爐設計為300麗機組鍋爐，燃用煤種按照設計煤種摻燒50%霍林河褐煤進行設計。自投產以來，高負荷下熱爐煙煙氣溫度偏高，最高在640^650 0C (設計抽煙口煙溫為667°C)，高于管道材質(12CrIMoV)的許用溫度570°C約7(T80°C，直接影響管道材質的使用壽命，無法保證設備的安全運行，為了控制管道材質的工作溫度，需要降低熱煙溫度。另外在給煤機斷煤或停磨時，制粉系統的安全運行存在隱患。針對以上問題，需要研究開發能夠降低熱煙氣溫度，同時還可保證制粉系統終端惰化，保證給煤機斷煤或停磨等極端工況下制粉系統安全運行的改造方案。
【發明內容】
[0003]實用新型目的:本實用新型提供了一種中儲式煙煤鍋爐煙氣惰化與干燥裝置，其目的是解決以往熱煙氣溫度過高和制粉系統終端無法惰化所帶來的給煤機斷煤或停磨時制粉系統存在安全隱患的問題。
[0004]技術方案:本實用新型是通過以下技術方案來實現的:
[0005]中儲式煙煤鍋爐煙氣惰化與干燥裝置，包括引風機和熱爐煙管道，其特征在于:在引風機的出口處引出低溫冷爐煙管道至增壓風機入風口，從增壓風機出風口引出低溫冷爐煙管道至熱爐煙管道。
[0006]與熱爐煙管道連接`的低溫冷爐煙管道深入到熱爐煙管道內部平均150mm處或使冷爐煙管道中心插入到熱爐煙管道中心部分。
[0007]低溫冷爐煙管道深入熱爐煙管道內的出口處設置有十字扁鋼。
[0008]低溫冷爐煙管道伸進熱爐煙管道內的方向與熱爐煙管道內熱爐煙方向一致。
[0009]低溫冷爐煙管道與熱爐煙管道的連接處設置有5_間隙，在該間隙的外部密閉的設置有內部填滿耐火密封膠泥的密封構件，耐火密封膠泥填滿該5mm間隙。
[0010]優點及效果:
[0011]本實用新型提供一種中儲式煙煤鍋爐煙氣惰化與干燥裝置。為了保證抽熱爐煙管道的安全以及摻燒褐煤時給煤機斷煤或停磨過程中制粉系統的安全運行，引入一定量的低溫煙氣，混入到熱爐煙管道內部，降低熱煙介質溫度和管道壁溫，同時在斷煤或停磨等極端工況，能夠及時將低溫煙氣送入制粉系統，使制粉系統終端保持惰化，降低磨煤機出口溫度，保證斷煤或停磨時制粉系統的安全防爆。
[0012]【專利附圖】
【附圖說明】:
[0013]圖1為本實用新型的整體結構示意圖；
[0014]圖2為本實用新型的低溫冷爐煙管道與熱爐煙管道的連接處示意圖；[0015]圖3為本實用新型的低溫冷爐煙管道出口處的示意圖，也就是圖2的B-B剖視圖；
[0016]圖4為管道連接固定件示意圖，也是圖2的A —A剖視圖；
[0017]圖5為冷爐煙管道俯視布置圖；
[0018]圖6為54m處冷爐煙管道平面布置圖。
[0019]【具體實施方式】:下面結合附圖對本實用新型做進一步的描述:
[0020]如圖1所示，本實用新型提供一種中儲式煙煤鍋爐煙氣惰化與干燥裝置，該裝置利用增壓風機3從引風機I出口抽取低溫冷爐煙送入熱爐煙管道2。圖中5為煙囪，6為低溫過熱器，7為抽煙口，8為煙氣，9為轉向室，箭頭F處為氧氣=6-9%，溫度為=140°C ^150°C。
[0021]從引風機出口抽取煙溫在140°C ~150°C，煙氣含氧量在6%~9%的低溫冷爐煙送入熱爐煙管道。
[0022]BMCR工況下抽取約19000mVh的低溫煙氣混入到650°C的熱爐煙中將熱爐煙煙氣溫度降低80°C，熱爐煙管道壁溫控制在570°C以下。引風機出口靜壓在_300Pa~-500Pa，熱爐煙抽煙口靜壓為_170Pa。冷爐煙出口流動方向與熱爐煙流動方向一致，使低溫煙氣流速不低于熱煙氣流速。
[0023]實施上述方法所專用的中儲式煙煤鍋爐煙氣惰化與干燥裝置，包括引風機和熱爐煙管道，在引風機的出口處引出低溫冷爐煙管道至增壓風機入風口，從增壓風機出風口引出低溫冷爐煙管4道至熱爐煙管道。與熱爐煙管道連接的低溫冷爐煙管道深入到熱爐煙管道內部平均150mm處或使冷爐煙管道中心插入到熱爐煙管道中心部分。低溫冷爐煙管道深入熱爐煙管道內的出口處設置有十字扁鋼3 3 3。低溫冷爐煙管道伸進熱爐煙管道內的方向與熱爐煙管道內熱爐煙方向一致。
`[0024]低溫冷爐煙管道與熱爐煙管道的連接處設置有5mm間隙J，也就是說低溫冷爐煙管道與熱爐煙管道之間不直接接觸，在該間隙的外部密閉的設置有內部填滿耐火密封膠泥的密封構件I I I，密封構件I I I密封該5mm間隙，留有間隙的目的是防止高溫管道與低溫管道焊接成一體，因溫差產生焊口拉裂、管道變形，直接影響煙氣惰化與干燥系統的投入。圖中的2 2 2為膨脹節。圖2中的箭頭為熱爐煙。圖4中的4 4 4為加強板，5 5 5為與熱爐煙管道滿焊(含對邊)
[0025]下面對本實用新型做詳細的說明:
[0026]從圖1可以看到，從引風機出口抽取冷爐煙送入熱爐煙管道內，引風機出口煙溫最高在140°C~150°C，煙氣含氧量在6%~9%，經過計算得知，BMCR工況下抽取約19000mVh的低溫煙氣混入到650°C的熱爐煙中后可將熱爐煙煙氣溫度降低80°C左右，熱爐煙管道壁溫可以控制在570°C以下，同時熱爐煙煙氣含氧量上升幅度較小，制粉系統終端含氧量仍然能夠維持較低水平，在制粉系統斷煤和停磨時通過加入冷爐煙可以維持較低的磨煤機出口溫度和終端氧量水平，有效防止制粉系統發生爆炸等事故。
[0027]引風機出口靜壓在_300Pa~_500Pa左右，熱爐煙抽煙口靜壓為_170Pa左右，為了保證所需要的低溫煙氣量，仍然需要增設增壓風機以克服管道阻力。低溫爐煙通過增壓風機送入熱爐煙抽吸口附近部位，達到小幅降低熱煙氣溫度進而降低熱爐煙管道壁溫的目的。
[0028]為保證熱爐煙管道安全運行，電廠計劃將該段材質更換為高溫耐熱鋼0Cr25Ni20。設計方案中與熱爐煙管道連接的約5米冷爐煙管道材質選用與熱爐煙管道材質相同，其他冷爐煙管道選用Q235-A。連接時冷爐煙管道深入到熱爐煙管道內部平均約150mm，且設計冷爐煙管道中心基本插入到熱爐煙管道中心部分時效果最好，冷爐煙出口流動方向設計與熱爐煙流動方向基本一致，并使低溫煙氣流速略高于熱煙氣流速，盡可能減小對熱煙氣產生的阻力，同時在冷爐煙管道出口截面焊接十字扁鋼，增加對冷煙氣的擾動使之能夠迅速與熱煙氣混合。熱爐煙管道與冷爐煙管道外壁留出寬約5_間隙，四周分別與熱爐煙管道和冷爐煙管道焊接高約200_的密閉空間，內部填滿耐火密封膠泥密封，防止產生漏風。實際設計方案見圖2。
[0029]冷爐煙管道截面積占熱爐煙管道截面積較小，在8%左右，通過合理設計，在混合點附近區域基本不會產生溫度梯度變化較大而導致管道受熱不均等問題。
[0030]改造設計計算
[0031]主要參數選取
[0032]煤質的選取選取設計煤質摻燒50%褐煤進行改造計算。
[0033]煙溫的選取在300MW機組負荷下，熱爐煙氣溫度平均為645°C左右，引風機出口煙氣溫度平均在140°C左右，因此煙溫分別選取645°C和140°C進行計算。
[0034]風溫的選取額定負荷時預熱器出口熱二次風溫度設計值為332°C，實際運行中熱一次風溫度在320°C左右，因此熱風溫度選取320°C進行計算。
[0035]管材的選取實測抽取點處冷爐煙溫度最高在14(T145°C，因此選取普通碳素鋼Q235-A作為爐煙管道材質。
[0036]抽取點氧量選取在300麗機組負荷時，實測引風機出口氧量平均值為6.9%左右，因此抽取點氧量選取6.9%進行計算。
[0037]煤粉水分的選取煤粉水分的選取直接影響制粉系統的干燥能力，若煤粉水分選取過高，實際運行中可能會出現干燥出力不足的問題。為合理選取煤粉水分，參考該廠鍋爐摻燒褐煤改造后的試驗數據，煤粉水分選取8%。
[0038]磨煤機出力選取《火力發電廠制粉系統設計計算技術規定》中規定，磨煤機的計算出力應該有備用裕量，按照校核煤種計算時，磨煤機計算總出力應不小于鍋爐最大連續蒸發量時的燃料消耗量。
[0039]制粉系統終端溫度《火力發電廠制粉系統設計計算技術規定》規定，制粉系統的終端溫度t2應不高于設備(磨煤機)軸承允許的溫度和防爆要求的溫度，但應高于干燥劑中水蒸汽的露點tdp。這是因為制粉系統終端溫度降低時，煤粉容易發生結露，在制粉系統設備和部件上粘結，給制粉系統運行帶來安全隱患。初步確定按照t2為60°C進行計算，依據求出的tdp進行校核，至少應使tdp ( (t2-5 ) V。
[0040]熱爐煙占干燥劑質量份額約為18.1%，冷爐煙占干燥劑質量份額約為3.5%，需要抽取實際工況下冷爐煙量約為18355m3/h，可將熱爐煙溫降低到563°C，煙溫下降幅度為82°C，改造后基本不影響制粉系統的干燥出力，此時制粉系統終端含氧量為15.3%，滿足制粉系統的安全防爆要求。
[0041]應用情況
[0042]通過上述技術措施，圓滿解決了中儲式制粉系統煙煤鍋爐施工中的關鍵技術難題，鍋爐主、再熱蒸汽參數正常，中溫煙氣管道未出現異常，制粉系統防爆能力和干燥能力得到充分保證，鍋爐實現了大比例褐煤摻燒，鍋爐綜合性能得到全面提高，達到了預期目標，中溫煙氣惰化與干燥技術在東北地區得到廣泛推廣。
[0043]2012年，該技術在吉林渾江發電公司2臺300麗達到了預期效果。I臺300麗機組改造后，每年可節約燃料成`本3000-5(ΚΚ)萬元。經濟、社會效益、環保效益巨大。
【權利要求】
1.中儲式煙煤鍋爐煙氣惰化與干燥裝置，包括引風機和熱爐煙管道，其特征在于:在引風機的出口處引出低溫冷爐煙管道至增壓風機入風口，從增壓風機出風口引出低溫冷爐煙管道至熱爐煙管道。
2.根據權利要求1所述的中儲式煙煤鍋爐煙氣惰化與干燥裝置，其特征在于:與熱爐煙管道連接的低溫冷爐煙管道深入到熱爐煙管道內部平均150mm處或使冷爐煙管道中心插入到熱爐煙管道中心部分。
3.根據權利要求2所述的中儲式煙煤鍋爐煙氣惰化與干燥裝置，其特征在于:低溫冷爐煙管道深入熱爐煙管道內的出口處設置有十字扁鋼。
4.根據權利要求3所述的中儲式煙煤鍋爐煙氣惰化與干燥裝置，其特征在于:低溫冷爐煙管道伸進熱爐煙管道內的方向與熱爐煙管道內熱爐煙方向一致。
5.根據權利要求4所述的中儲式煙煤鍋爐煙氣惰化與干燥裝置，其特征在于:低溫冷爐煙管道與熱爐煙管道的連接處設置有5_間隙，在該間隙的外部密閉的設置有內部填滿耐火密封膠泥的密封構件，耐火密封膠泥填滿該5mm間隙。
【文檔編號】F23K1/04GK203628687SQ201320849460
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年12月23日 優先權日:2013年12月23日
【發明者】袁德權, 吳景興, 鄒天舒, 王力, 冷杰, 蔣翀, 張幼明, 由慶安, 李宏毅, 梁明文, 蘇東, 劉學增, 張振杰, 王文生, 高繼錄, 李彥龍, 張家維, 綦明明, 叢日成, 徐紹宗, 李含瓊, 李偉佳, 李健, 郝佳, 伍志朋 申請人:國家電網公司, 國網遼寧省電力有限公司電力科學研究院