一种基于机炉耦合技术的新型调温风加热系统技术方案

本实用新型专利技术技术公开了一种基于机炉耦合技术的新型调温风加热系统，主要包括主空气预热器、高温烟水换热器、低温烟水换热器、前置式空气预热器、暖风器、磨煤机等。该系统充分利用机炉耦合系统空气分多段加热的特征，调温风经过暖风器及前置式空气预热器加热，有效降低调温风与热一次风的温差，使掺混㶲损减小；设置安全备用冷调温风以保证运行安全；增加旁路烟道烟气份额，提高了原机炉耦合系统的节能效果；充分利用低温烟气的热量，并减少了前置式空气预热器低温腐蚀。系统充分地利用了低温烟气的热量，并提高了原机炉耦合系统的节能效果，布置简单，减小了㶲损且能保证调温效果，对运行安全影响小，在工程上可行性高。

【技术实现步骤摘要】
一种基于机炉耦合技术的新型调温风加热系统
本技术技术属于电力行业节能
，具体涉及一种基于机炉耦合技术的新型调温风加热系统。
技术介绍
现代燃煤电厂大多采用煤粉炉，即原煤需要经过破碎、磨制成煤粉后再由空气携带送入锅炉炉膛组织燃烧，因此，煤粉细度、配风等因素都在很大程度上影响电厂的安全运行及经济效率，是电厂最为重要的环节之一。为规模、组织化生产，现代燃煤电厂专门设置一套成熟的系统完成原煤破碎、煤粉制备、风粉输运等作业，称之为制粉系统。制粉系统是现代燃煤电厂最为重要的系统之一。制粉系统的核心设备是磨煤机，在这里，制粉系统的“三大介质”——风、煤、粉都有汇入或输出。原煤进入磨煤机之后需先磨制成合适细度的煤粉后再输出。为达到煤粉的细度要求，原煤的含水量不能太高，因此在磨制过程中必须进行干燥；为防止煤粉堆积，必须及时将煤粉带出。现代燃煤电厂采用热风同时完成干燥和携带这两项任务，即在磨煤机磨制煤粉过程中，不断地通入热风，热风一方面将多余的水分蒸发，一方面靠自身的输运能力将煤粉吹出。为高效安全的完成这两项任务，磨煤机对输入的热风的温度和风量都有要求，其中温度由煤种决定：煤种含水量越高，热风温度要求越高，风量由运行条件（负荷、制粉系统形式）决定。因此，在煤种和运行工况确定的条件下，热风的温度及风量都是确定的，既不能偏高，也不能偏低。现代燃煤电厂进入磨煤机的热风由空气预热器出口的热一次风与一次风机出口引出调温风掺混而来。电厂动力煤种类繁多，因此热风温度要求也不同，一般在160℃~300℃之间，而空气预热器出口热一次风温一般在320℃以上，调温风温一般为25℃~35℃，冬天会更低，由此可以看到，掺混的两股风温差达近300℃，掺混造成的㶲损非常巨大，尤其是对于一些使用低水分动力煤的电厂更是如此，造成了相当大的能量浪费。如果能使用更高温度的调温风进行掺混，那么㶲损必然会有所减小。近年来逐渐兴起的机炉耦合技术使上述的想法成为可能。机炉耦合技术是打破锅炉与汽机之间的壁垒，在省煤器后设置旁路烟道，抽引一部分烟气用来加热给水、凝结水，节约一部分高品位抽汽，而由于设置旁路烟道而导致的空气预热器处烟气量减少、空气吸热不足则通过设置前置式空气预热器、暖风器利用低温烟气、低压抽汽或低温凝结水来预热空气来解决。这样来看，在机炉耦合系统中，空气分多段进行加热，如果使调温风经过其中几段的加热再与热一次风进行掺混，即可达到减小㶲损的目的。有鉴于此，本技术提出一种基于机炉耦合技术的新型调温风加热系统，在机炉耦合技术的基础上，调温风不再从一次风机后直接抽取，而是先令调温风与热一次风一样，先经过暖风器与前置式空气预热器的加热，在前置式空气预热器出口、主空气预热器入口处将调温风引出，再与继续进入主空气预热器加热的热一次风进行掺混，这样调温风温完全可以提高到100℃以上，这样，调温风温与热一次风温的温差也会缩小100℃左右，可以极大地减小冷热风掺混造成的㶲损；同时，由于掺混后的风量和风温一定，调温风温的升高必然导致调温风量提高而热一次风量减少，这样也能排挤更多的高温烟气进入旁路烟道，替代更多的高品位抽汽加热凝结水、给水，提升机炉耦合系统的节能效果；为保证调温效果，设置安全备用冷调温风（从一次风机出口引向磨煤机入口），在调温效果不佳、掺混后温度过高的极端工况下参与调温，以保证制粉系统乃至全厂的安全运行；利用前置式空气预热器充分利用低温烟气的余热以提高节能效果；同时也利用暖风器对空气进行预热，防止前置式空气预热器发生低温腐蚀。本技术布置简单，相比于传统机炉耦合系统只在前置式空气预热器出口与磨煤机入口增加了一条调温风管路，控制系统得到简化，运行安全性好，投资及运行成本较低，大幅度减小了调温风与热一次风掺混造成的㶲损且能保证调温效果，对机组安全影响小，并且提高了原机炉耦合系统的节能效果，更加充分地利用了低温烟气的热量，在工程上具有较强的可实施性，可有效提高火电厂的运行效率。
技术实现思路
本技术技术针对现代燃煤电厂制粉系统调温风与热一次风温差太大而导致掺混㶲损巨大的问题提出了一种基于机炉耦合技术的新型调温风加热系统，在机炉耦合技术的基础上，调温风不再从一次风机后直接抽取，而是先令调温风与热一次风一样，先经过暖风器与前置式空气预热器的加热，在前置式空气预热器出口、主空气预热器入口处将调温风引出，再与继续进入主空气预热器加热的热一次风进行掺混；从一次风机出口引一股风到磨煤机入口作为安全备用冷调温风，在调温效果不佳、掺混后温度过高的极端工况下参与调温，以保证制粉系统乃至全厂的安全运行；利用前置式空气预热器充分利用低温烟气的余热以提高节能效果；同时也利用暖风器对空气进行预热，防止前置式空气预热器发生低温腐蚀。总体来看，本系统充分利用了机炉耦合系统空气分成多段加热这一特征，令调温风先在暖风器及空气预热器中加热后再进行掺混，同时设置安全备用冷调温风作为备用。综合上述措施，能有效降低因调温风与热一次风温差太大导致的㶲损，且能保证调温效果，对机组安全性影响小；同时也能增大旁路烟道的烟气份额，提高原机炉耦合系统的节能效果；而且充分利用低温烟气的热量，并缓解了前置式空气预热器的低温腐蚀问题。为了达到上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：一种基于机炉耦合技术的新型调温风加热系统主要包括原煤斗、给煤机、磨煤机、密封风机、一次风喷口、1#调节阀、2#调节阀、3#调节阀、二次风喷口、暖风器、高温烟水换热器、低温烟水换热器、主空气预热器、前置式空气预热器、二次风机、一次风机，其特征在于，二次风机、暖风器、前置式空气预热器、主空气预热器、二次风喷口依次相连，将环境空气预热后送入锅炉，一次风机出口分为两路，第一路直接去往制粉系统，第二路去往暖风器；去往制粉系统的风分两路进入制粉系统，其中一路进入密封风机，密封风机出口通向给煤机和磨煤机，另一路称为安全备用冷调温风，与1#调节阀一端相连，另一端与磨煤机通风入口相连；去往暖风器的风分为两路，其中一路依次经过暖风器、前置式空气预热器、主空气预热器，出口风称为热一次风；另一路依次经过前置式空气预热器、主空气预热器，出口风称为调温风，热一次风与2#调节阀相连，调温风与3#调节阀相连，两股风充分掺混后从磨煤机通风入口进入磨煤机；磨煤机依次布置着原煤斗和给煤机；锅炉尾部竖井烟道设置旁路，依次布置高温烟水换热器、低温烟水换热器，主烟道布置主空气预热器，之后烟气汇合，进入前置式空气预热器，最终流向除尘系统。锅炉尾部设置旁路烟道，主烟道布置主空气预热器，用以预热送入炉膛的冷空气，旁路烟道布置高温烟水换热器和低温烟水换热器，其中高温烟水换热器用以加热给水，加热后的给水返回给水管路；低温烟水换热器用以加热凝结水，加热后的凝结水返回凝结水管路，主、旁路烟道在前置式空气预热器之前交汇，烟气汇合后再进入前置式空气预热器。暖风器与常规电厂暖风器的不同之处在于：暖风器长期投运，其加热热源来自抽汽或凝结水，疏水返回压力相差最小的回热加热器。对于煤种确定、运行工况确定的磨煤机来说，所需的风量和风温都是确定的，通过调节一次风机来保证总风量满足要求；在磨煤机通风入口前通过调节2#调节阀、3#调节阀改变热一次风、调温风的比例，从而使掺混后的混风温度满足要求。从一次风本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于机炉耦合技术的新型调温风加热系统，主要包括原煤斗（1）、给煤机（2）、磨煤机（3）、密封风机（4）、一次风喷口（5）、1#调节阀（6）、2#调节阀（7）、3#调节阀（8）、二次风喷口（9）、暖风器（10）、高温烟水换热器（11）、低温烟水换热器（12）、主空气预热器（13）、前置式空气预热器（14）、二次风机（15）、一次风机（16），其特征在于，二次风机（15）、暖风器（10）、前置式空气预热器（14）、主空气预热器（13）、二次风喷口（9）依次相连，将环境空气预热后送入锅炉，一次风机（16）出口分为两路，第一路直接去往制粉系统，第二路去往暖风器（10）：去往制粉系统的风分两路进入制粉系统，其中一路进入密封风机（4），密封风机（4）出口通向给煤机（2）和磨煤机（3），另一路称为安全备用冷调温风，与1#调节阀（6）一端相连，另一端与磨煤机（3）通风入口相连；去往暖风器（10）的风经过暖风器（10）、前置式空气预热器（14）之后分为两路，其中一路与3#调节阀（8）相连，称为调温风，另一路流过主空气预热器（13）后与2#调节阀（7）相连，称为热一次风，调温风与热一次风充分掺混后从磨煤机（3）通风入口进入磨煤机（3）；磨煤机（3）上方依次布置着原煤斗（1）和给煤机（2）；锅炉尾部竖井烟道设置旁路，依次布置高温烟水换热器（11）、低温烟水换热器（12），主烟道布置主空气预热器（13），之后烟气汇合，进入前置式空气预热器（14），最终流向除尘系统。...

【技术特征摘要】
1.一种基于机炉耦合技术的新型调温风加热系统，主要包括原煤斗（1）、给煤机（2）、磨煤机（3）、密封风机（4）、一次风喷口（5）、1#调节阀（6）、2#调节阀（7）、3#调节阀（8）、二次风喷口（9）、暖风器（10）、高温烟水换热器（11）、低温烟水换热器（12）、主空气预热器（13）、前置式空气预热器（14）、二次风机（15）、一次风机（16），其特征在于，二次风机（15）、暖风器（10）、前置式空气预热器（14）、主空气预热器（13）、二次风喷口（9）依次相连，将环境空气预热后送入锅炉，一次风机（16）出口分为两路，第一路直接去往制粉系统，第二路去往暖风器（10）：去往制粉系统的风分两路进入制粉系统，其中一路进入密封风机（4），密封风机（4）出口通向给煤机（2）和磨煤机（3），另一路称为安全备用冷调温风，与1#调节阀（6）一端相连，另一端与磨煤机（3）通风入口相连；去往暖风器（10）的风经过暖风器（10）、前置式空气预热器（14）之后分为两路，其中一路与3#调节阀（8）相连，称为调温风，另一路流过主空气预热器（13）后与2#调节阀（7）相连，称为热一次风，调温风与热一次风充分掺混后从磨煤机（3）通风入口进入磨煤机（3）；磨煤机（3）上方依次布置着原煤斗（1）和给煤机（2）；锅炉尾部竖井烟道设置旁路，依次布置高温烟水换热器（11）、低温烟水换热器（12），主烟道布置主空气预热器（13），之后烟气汇合，进入前置式空气预热器（14），最终流向除尘系统。2.根据权利要求1所述的一种基于机炉耦合技术的新型调温风加热系统，其特征在于，锅炉尾部设置旁路烟道，主烟道布置主空气预热器（...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈衡，齐震，李斌，徐钢，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：新型
国别省市：北京,11