一種結合余熱利用的制粉調風系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及熱力發電技術，尤其涉及一種結合余熱利用的制粉調風系統。
【背景技術】
[0002] 燃煤電廠的制粉系統大多存在著制粉量和干燥量的耦合關系。在熱一次風溫度一 定下，加大磨煤機的熱一次風供給量可以提高制粉量，但可能會造成煤粉干燥過度，磨煤機 出口風溫過高，影響制粉系統和燃燒系統的設備安全;減小磨煤機的熱一次風供給量可以 控制磨煤機出口風溫在允許范圍，但可能造成一次風攜帶制粉量的不足。對磨煤機出口風 溫嚴格控制不能超限的煙煤，該耦合問題的影響更為突出。
[0003] 為了適應煤種的變化和雨雪季節的影響，熱一次風設計通常需留有一定的溫度裕 量。為了分別調節制粉量與干燥量，解除兩者的耦合關系，目前大多機組的制粉系統采用在 磨煤機入口摻混冷一次風，以調節進入磨煤機的一次風溫。但大量冷一次風不經過空氣預 熱器直接進入鍋爐系統，會減少煙氣在空氣預熱器向空氣的傳熱量，造成空氣預熱器出口 的排煙溫度升高，增大鍋爐排煙熱量損失和減少熱風攜帶的高品質熱。
[0004] 對于現代大型機組，由于省煤器入口給水溫度的提高，空氣預熱器的入口煙氣溫 度更高，造成空氣預熱器出口的熱一次風溫也提高，調節磨煤機入口 一次風溫時需摻混的 冷一次風量也加大，使得鍋爐排煙熱損失大幅增大，有的甚至使鍋爐效率下降達1%以上。
[0005] 為了解決該問題，部分機組采用引用汽機回熱系統的凝結水來冷卻熱一次風，并 回收部分熱一次風熱量的方法。氣水換熱器通過調節凝結水流量來調節換熱負荷的滯后很 大，不利于制粉系統的安全運行。且空預出口熱一次風溫遠遠高于凝結水壓力下的飽和溫 度，存在凝結水汽化并嚴重超壓的風險，給凝結水系統的安全運行產生很大的威脅。另外， 該方案將熱一次風溫較高的熱量降質使用，產生過多的畑損失。在空氣預熱器后煙道上設 置煙氣冷卻器也可以降低由于冷一次風旁路造成的空氣預熱器出口的排煙溫度升高，但該 方式同樣降低了余熱利用品質。
[0006] 另一方面，鍋爐在點火啟動過程或低負荷運行時，由于空預器前煙氣溫度較低，致 使熱一次風溫較低，煤粉燃燒器燃燒穩定性變差，鍋爐燃燒效率較低，輔助燃料助燃的過渡 期延長，脫硝催化劑和除塵器的污染加重，同時熱一次風溫度降低也使煤干燥能力下降，又 會加劇前述現象。
[0007] 另外，目前大多煤粉干燥所需熱量均來自煤燃燒產生的高品質熱量，若能以排煙 溫度較低的廢熱干燥原煤，使入爐煤所含水分部分汽化，則燃煤可用熱值大幅提高，對于含 水量高的煤種節能潛力巨大。 【實用新型內容】
[0008] 本實用新型的目的在于，針對上述燃煤電廠制粉系統大多存在著制粉量和干燥量 的耦合關系，且余熱利用不足的問題，提出一種結合余熱利用的制粉調風系統，該系統在有 效解除鍋爐制粉系統制粉量與干燥量的耦合問題的同時，還實現了煙氣余熱和熱一次風余 熱的高效利用。
[0009] 為實現上述目的，本實用新型采用的技術方案是：一種結合余熱利用的制粉調風 系統包括：空氣預熱器、空預前送風加熱器、熱一次風相變冷卻器、磨煤機、除塵器，引風機 和凝結水低溫加熱器；
[0010] 所述空氣預熱器的熱媒入口與煙道連通，所述空氣預熱器的熱媒出口與除塵器入 口連通;所述空氣預熱器的第一冷媒入口和第二冷媒入口分別與一次風道和空預前送風加 熱器的冷媒出口連通;所述空氣預熱器的第一冷媒出口與熱一次風相變冷卻器的熱媒入口 連通，所述熱一次風相變冷卻器的熱媒出口與磨煤機入口連通;所述熱一次風相變冷卻器 內設置有熱一次風相變冷卻器水位計;所述磨煤機入口和出口的管路上分別設置有磨煤機 入口一次風溫度傳感器和磨煤機出口 一次風溫度傳感器;所述空氣預熱器的第一冷媒入口 經空氣預熱器與空氣預熱器的第一冷媒出口連通；
[0011 ]所述除塵器出口與引風機入口連接，所述引風機出口與凝結水低溫加熱器的熱媒 入口連接，所述凝結水低溫加熱器的冷媒出口分別與熱一次風相變冷卻器的冷媒入口和凝 結水高溫加熱器的冷媒入口連通;所述凝結水低溫加熱器的冷媒出口與熱一次風相變冷卻 器的冷媒入口間的管路上依次設置有上水栗和液流調節閥;所述熱一次風相變冷卻器水位 計通過控制系統與液流調節閥電聯；
[0012] 所述熱一次風相變冷卻器的冷媒出口分別與凝結水高溫加熱器的熱媒入口和空 預前送風加熱器的熱媒入口連通，所述熱一次風相變冷卻器的冷媒出口與凝結水高溫加熱 器的熱媒入口間的管路上依次設置有蒸汽總管壓力傳感器和汽流調節閥，所述蒸汽總管壓 力傳感器通過控制系統與汽流調節閥電聯;所述熱一次風相變冷卻器的冷媒出口與空預前 送風加熱器熱媒入口間的管路上設置有送風加熱器供汽閥。
[0013] 進一步地，所述凝結水高溫加熱器為混合式換熱器或表面式換熱器。
[0014] 進一步地，所述結合余熱利用的制粉調風系統還包括過熱器，所述空氣預熱器的 第一冷媒出口與過熱器的熱媒入口連通，所述過熱器的熱媒出口與熱一次風相變冷卻器熱 媒入口連通，所述熱一次風相變冷卻器的冷媒出口與過熱器的冷媒入口連通，所述過熱器 的冷媒出口分別與凝結水高溫加熱器的熱媒入口、空預前送風加熱器的熱媒入口和過熱汽 流管連通，所述過熱汽流管上設置有過熱汽流調節閥，所述蒸汽總管壓力傳感器通過控制 系統與過熱汽流調節閥電聯。
[0015] 進一步地，所述凝結水低溫加熱器的冷媒出口與熱一次風相變冷卻器的冷媒入口 間的管路為變徑管，所述液流調節閥與熱一次風相變冷卻器間靠近熱一次風相變冷卻器的 一段管徑大于其它管徑;所述結合余熱利用的制粉調風系統還包括卸放管，所述卸放管一 端與管徑較大且靠近熱一次風相變冷卻器的變徑管連通，另一端與空預前送風加熱器熱媒 入口連通;所述卸放管有一段為水平安裝;所述卸放管水平安裝段上沿介質流向依次設置 有集液器和卸放閥，所述集液器連接在卸放管的底部(可收集卸放管內的凝結水），所述集 液器下部連接有用于連接外部其它系統的外聯放水管;所述卸放閥入口前的卸放管上連接 有用于連接外部其它系統的外聯放水管;所述外聯放水管上設置有外聯放水閥，所述蒸汽 總管壓力傳感器通過控制系統與外聯放水閥電聯。
[0016] 進一步地，磨煤機進煤管與凝結水低溫加熱器的熱媒出口間連接有調風煙氣循環 煙道，所述調風煙氣循環煙道上沿煙氣流向依次設置有磨煤機調風煙氣循環擋板和磨煤機 調風煙氣循環風機。
[0017] 進一步地，磨煤機進煤管上設置有煤預熱干燥器，所述煤預熱干燥器的熱媒入口 與引風機出口連通，所述煤預熱干燥器的熱媒出口與凝結水低溫加熱器熱媒出口連通，所 述煤預熱干燥器的熱媒出口設置有煤預熱干燥出口煙溫傳感器;所述煤預熱干燥器的熱媒 入口與引風機間沿煙氣流向設置有煤預熱干燥煙氣擋板和煤預熱干燥煙氣通風機。
[0018] 進一步地，還包括凝結水中溫加熱器，所述凝結水中溫加熱器熱媒入口與空氣預 熱器熱媒出口連通，所述凝結水中溫加熱器的熱媒出口與除塵器入口連通，所述凝結水中 溫加熱器的冷媒入口與凝結水低溫加熱器冷媒出口，所述凝結水中溫加熱器的冷媒出口分 別與熱一次風相變冷卻器的冷媒入口和凝結水高溫加熱器的冷媒入口連通。
[0019] 采用本實用新型結合余熱利用的制粉調風系統的調風方法包括以下步驟：
[0020] -次風道中的空氣和經空預前送風加熱器預熱的空氣在空氣預熱器內與煙氣換 熱，所述一次風道中的空氣在空氣預熱器換熱后變為熱一次風，所述熱一次風在熱一次風 相變冷卻器內與凝結水換熱后溫度降低至設定值，溫度達到設定值的熱一次風進入磨煤 機;經空預前送風加熱器預熱的空氣在空氣預熱器內升溫后進入爐膛；
[0021] 原煤進入磨煤機內磨制成煤粉，與溫度達到設定值的熱一次風混合換熱，煤粉被 加熱干燥，熱一次風溫降低;所述溫度降低的熱一次風攜帶煤粉和被干燥出的水分離開磨 煤機，完成煤粉的磨制與干燥；
[0022] 煙氣在空氣預熱器換熱后，依次經過除塵器、引風機和凝結水低溫加熱器，在凝結 水低溫加熱器內與凝結水換熱，部分換熱后的凝結水經上水栗升壓，通過液流調節閥進入 熱一次風相變冷卻器，在熱一次風相變冷卻器內與熱一次風換熱，使凝結水發生汽化產生 蒸汽；部分蒸汽流經汽流調節閥后進入凝結水高溫加熱器，余量蒸汽進入空預前送風加熱 器用于預熱空氣;余量換熱后的凝結水流經凝結水高溫加熱器與來自熱一次風相變冷卻器 的部分蒸汽換熱，溫度升高后回到熱力系統，使得煙氣余熱和熱一次風余熱得到利用；
[0023] 所述液流調節閥開度控制方法如下:所述液流調節閥根據熱一次風相變冷卻器水 位計測量的熱一次風相變冷卻器內的水位測量值與一次風相變冷卻器水位計給定值的偏 差來控制開度;所述一次風相變冷卻器水位計測量值高于一次風相變冷卻器水位計給定值 則液流調節閥關小，反之開大;或者，所述液流調節閥根據磨煤機入口 一次風溫度傳感器測 量的磨煤機入口一次風溫度測量值與磨煤機入口一次風溫度給定值的偏差控制開度;所述 磨煤機入口 一次風溫度測量值高于磨煤機入口 一次風溫度給定值時，則液流調節閥的開度 關小，反之開大；
[0024]所述汽流調節閥根據蒸汽總管壓力傳感器測量的蒸汽總管壓力測量值與第一蒸 汽總管壓力給定值的偏差控制開度;所述蒸汽總管壓力測量值大于第一蒸汽總管壓力給定 值時，汽流調節閥的開度增大，反之關小；降低第一蒸汽總管壓力給定值可增大熱一次風相 變冷卻器換熱量，以降低磨煤機出口一次風溫;反之亦然；
[0025] 當通過凝結水低溫加熱器換熱的凝結水(余熱回收凝結水管內水)流量較小，使凝 結水高溫加熱器冷媒出口凝結水溫度接近飽和溫度時，開大送風加熱器供汽閥的開度，增 加空預前送風加熱器的換熱量。
[0026] 進一步地，所述一次風相變冷卻器水位計給定值根據磨煤機出口一次風溫度傳感 器的測量值與第一磨煤機出口一次風溫度給定值的偏差設定;所述磨煤機出口一次風溫度 測量值大于第一磨煤機出口一次風溫度給定值，則一次風相變冷卻器水位計給定值減小； 反之增大。
[0027] 所述磨煤機入口 一次風溫度給定值根據磨煤機出口 一次風溫度測量值與第一磨 煤機出口一次風溫度給定值的偏差設定;所述磨煤機出口一次風溫度測量值大于磨煤機出 口一次風溫度給定值，則磨煤機入口一次風溫度給定值減小，反之增大。
[0028] 不同的煤種對磨煤機出口一次風溫度給定值的要求不一樣，其下限是能滿足制粉 的干燥需求，假如沒有煤粉爆燃的危險，該溫度越高對鍋爐燃燒系統越有利，但該溫度還受 制于其它很多因素影響，一般很難提得過高。對于煙煤該溫度是必須嚴格控制不能超溫的， 否則極易發生爆燃。一般煙煤的磨煤機出口一次風溫度運行范圍為60~100攝氏度，即用煙 煤時第一磨煤機出口一次風溫度給定值為60~100攝氏度。磨煤機入口一次風溫一般為200 ~350攝氏度，空預出口一次風溫一般為280~380攝氏度。
[0029] 進一步地，所述第一蒸汽總管壓力給定值的大小根據磨煤機出口一次風溫的需求 調節；當需要增大磨煤機出口一次風溫時，將第一蒸汽總管壓力給定值增大；當需要減小磨 煤機出口一次風溫時，將第一蒸汽總管壓力給定值減小。汽流調節閥實際間接受磨煤機出 口一次風溫調節。由于相變換熱的特點，相變飽和液體的溫度與壓力一一對應。當第一蒸汽 總管壓力給定值增大，則熱一次風相