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(guó)一次能源消費(fèi)中約占66％，面對(duì)我國(guó)富煤、貧油、少氣的能源結(jié)構(gòu)，以煤炭為主體的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)短期內(nèi)難以發(fā)生重大改變。能源是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱，為滿足經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的需求，節(jié)能降耗已然成為國(guó)策，對(duì)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(wèn)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?dú)廨斔椭撩悍鬯?，?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(jìn)行熱交換后，通過(guò)爐膛底部的回轉(zhuǎn)煙室進(jìn)入到高溫對(duì)流受熱面與一網(wǎng)回水進(jìn)行一次熱交換，煙氣冷卻至380℃左右。隨后煙氣進(jìn)入scr脫硝裝置進(jìn)行脫硝，脫硝后的煙氣進(jìn)入低溫對(duì)流受熱面與一網(wǎng)回水進(jìn)行二次熱交換，最后尾氣經(jīng)一級(jí)布袋除塵裝置后，進(jìn)一步冷卻至120℃，即進(jìn)入排煙處理系統(tǒng)。實(shí)際上，120℃的尾氣仍有熱能利用空間，如能進(jìn)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(xiǎn)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(jìn)行預(yù)熱，以及在磨制過(guò)程中進(jìn)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(shì)必會(huì)造成對(duì)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(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的主要目的在于針對(duì)上述問(wèn)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(guò)將煤粉鍋爐的尾氣引入煤粉制備體系，進(jìn)一步利用煤粉鍋爐尾氣余熱作為熱源制備煤粉，則能實(shí)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(wèn)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(cāng)、給煤機(jī)、中速輥磨機(jī)、收粉器、熱風(fēng)爐、熱風(fēng)爐煤粉塔及熱風(fēng)爐引風(fēng)機(jī)構(gòu)成，所述磨前倉(cāng)經(jīng)給煤機(jī)連至中速輥磨機(jī)的進(jìn)料口，中速輥磨機(jī)的出料口連至收粉器進(jìn)粉口，收粉器出粉口連至輸出煤粉的倉(cāng)泵；所述煤粉鍋爐尾氣處理體系主要由一臺(tái)或多臺(tái)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(guò)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(guò)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(jìn)口；收粉器的煙氣出口通過(guò)制粉引風(fēng)機(jī)分為兩路回路煙道，其中一路回路煙道依次通過(guò)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(guò)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(jìn)口之間的尾氣回收煙道上；所述熱風(fēng)爐進(jìn)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(jī)；熱風(fēng)爐煙氣出口經(jīng)煙道連至中速輥磨機(jī)的煙氣進(jìn)口。
設(shè)置密封加熱風(fēng)機(jī)，所述密封加熱風(fēng)機(jī)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(jī)是稱重式全封閉給煤機(jī)；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(hù)系統(tǒng)氮?dú)獾闹苽淞?，從而降低煤粉制備成本，?shí)現(xiàn)低品位熱能的梯級(jí)利用；再者，為防止煤粉在磨制過(guò)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(shì)在于，在煤粉鍋爐滿負(fù)荷運(yùn)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(shí)，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(duì)大氣的污染，利于環(huán)保。
附圖說(shuō)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(cāng)，2給煤機(jī)，3中速輥磨機(jī)，31中速輥磨機(jī)進(jìn)料口,32中速輥磨機(jī)出料口,33中速輥磨機(jī)煙氣進(jìn)口，4收粉器，41進(jìn)粉口,42收粉器煙氣出口,43出粉口，5倉(cāng)泵，6制粉引風(fēng)機(jī)，61、62回路煙道，7熱風(fēng)爐,71熱風(fēng)爐煙氣進(jìn)口，72熱風(fēng)爐進(jìn)料口，73熱風(fēng)爐煙氣出口，8熱風(fēng)爐引風(fēng)機(jī)，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(jī)，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(shí)施例對(duì)本發(fā)明詳細(xì)說(shuō)明。
具體實(shí)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(cāng)1、給煤機(jī)2、中速輥磨機(jī)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(jī)8構(gòu)成，所述磨前倉(cāng)1經(jīng)給煤機(jī)2連至中速輥磨機(jī)3的進(jìn)料口31，中速輥磨機(jī)的出料口32連至收粉器的進(jìn)粉口41，收粉器的出粉口43連至輸出煤粉的倉(cāng)泵5。所述煤粉鍋爐尾氣處理體系主要由一臺(tái)或多臺(tái)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(guò)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(tái)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(guò)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(jìn)口71；收粉器4的煙氣出口42通過(guò)制粉引風(fēng)機(jī)6分為兩路回路煙道61、62，其中一路回路煙道61依次通過(guò)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(guò)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(jìn)口71之間的尾氣回收煙道20上；所述熱風(fēng)爐進(jìn)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(jī)8；熱風(fēng)爐煙氣出口73經(jīng)煙道連至中速輥磨機(jī)的煙氣進(jìn)口33。
本發(fā)明還設(shè)置了密封加熱風(fēng)機(jī)16，所述密封加熱風(fēng)機(jī)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(jiàn)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(jī)6的煙道上、制粉引風(fēng)機(jī)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(jī)3的煙氣進(jìn)口33的煙道上等，均設(shè)置了用于開(kāi)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(jī)8與熱風(fēng)爐進(jìn)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(kāi)閉、大小。
本實(shí)施例中，上述給煤機(jī)2采用了稱重式全封閉給煤機(jī)，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(chǔ)存在磨前倉(cāng)1內(nèi)，經(jīng)稱重式全封閉給煤機(jī)2定量給入中速輥磨機(jī)3。制粉過(guò)程中，隨著中速輥磨機(jī)3轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)，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(jìn)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(xì)粉隨氣流一起出磨，通過(guò)袋式收粉器4收集，即為煤粉。磨制過(guò)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(duì)干燥的煤粉。
煤粉鍋爐部分尾氣可通過(guò)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(jìn)入脫硫塔17，剩余部分煙氣則被引回進(jìn)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(shí)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(dá)230℃左右，進(jìn)入中速輥磨機(jī)3烘干煤粉。
煤粉經(jīng)收粉器4收集后，采用氮?dú)庋h(huán)輸粉系統(tǒng)，由倉(cāng)泵5輸送到鍋爐房煤粉倉(cāng)內(nèi)。整個(gè)煤粉制備體系全程為負(fù)壓運(yùn)行，負(fù)壓由該體系尾部制粉引風(fēng)機(jī)6產(chǎn)生。由制粉引風(fēng)機(jī)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(guò)制粉回脫硫煙氣擋板門13來(lái)調(diào)節(jié)進(jìn)入脫硫塔17的煙氣量。在此過(guò)程中，制粉引風(fēng)機(jī)6需變頻調(diào)節(jié)引風(fēng)機(jī)揚(yáng)程來(lái)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(yùn)行時(shí)，根據(jù)煤粉鍋爐開(kāi)啟數(shù)量的不同會(huì)出現(xiàn)不同工況，當(dāng)僅有1臺(tái)煤粉鍋爐滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，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(shí)，開(kāi)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(duì)不足的煙氣量進(jìn)行補(bǔ)充。當(dāng)2臺(tái)以上煤粉鍋爐滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，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(gè)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(dòng)作，開(kāi)閉是否到位。
(2)詢問(wèn)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(kāi)啟密封加熱風(fēng)機(jī)16，對(duì)鍋爐去制粉煙氣擋板門12和制粉回脫硫
煙氣擋板門13進(jìn)行密封。
(4)啟動(dòng)制粉引風(fēng)機(jī)6，同時(shí)開(kāi)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(duì)整個(gè)煤粉制備體系進(jìn)行預(yù)熱。
(5)待中速輥磨機(jī)3的煙氣進(jìn)口33的煙氣溫度達(dá)到80℃，氧氣含量降至12％以下時(shí)，準(zhǔn)備啟動(dòng)煤粉制備體系。
(6)開(kāi)啟熱風(fēng)爐引風(fēng)機(jī)8，并利用柴油點(diǎn)燃熱風(fēng)爐7，通過(guò)熱風(fēng)爐煤粉塔9中煤粉進(jìn)行烘爐升溫。
(7)告知煤粉鍋爐主控室上述操作步驟，并確認(rèn)煤粉鍋爐開(kāi)啟臺(tái)數(shù)。
(7.1)當(dāng)僅有1臺(tái)煤粉鍋爐滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)煤粉鍋爐煙道尾氣量小于煤粉制備體系需求煙氣量，此時(shí)，開(kāi)啟循環(huán)旁路閥11。
本例中為3臺(tái)煤粉鍋爐不適宜此條操作步驟。
(7.2)當(dāng)2臺(tái)以上煤粉鍋爐滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，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(tái)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(jī)計(jì)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(jī)6變頻調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)揚(yáng)程來(lái)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(jī)的煙氣進(jìn)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(wàn)nm3/h，溫度230℃左右。
(11)依次啟動(dòng)中速輥磨機(jī)3，稱重式全封閉給煤機(jī)2，正式進(jìn)入制粉環(huán)節(jié)，并時(shí)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(jī)形成局部負(fù)壓，將煤粉鍋爐煙道01-03的鍋爐尾氣用作熱源經(jīng)過(guò)煤粉鍋爐煙氣聯(lián)合煙道引入煤粉制備體系，對(duì)煤粉制備體系進(jìn)行預(yù)熱；進(jìn)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(jìn)行混合，混合后煙氣溫度達(dá)230℃左右，利用該混合煙氣溫度高、氧含量低的特點(diǎn)，在中速輥磨機(jī)3內(nèi)烘干煤粉。經(jīng)過(guò)磨制、烘干后的煤粉進(jìn)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(jìn)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(shí)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(gè)采暖季能節(jié)省約113.9萬(wàn)元。其中：一臺(tái)中速輥磨機(jī)需要煙氣量8.8萬(wàn)nm3/h，全年運(yùn)行146天，每天運(yùn)行13小時(shí)，原煤價(jià)格900元/噸，節(jié)煤量667kg/h，因此，極具推廣價(jià)值。
此外，利用煤粉鍋爐尾氣氧含量4％-5％的特點(diǎn)，將磨制過(guò)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(yùn)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(hù)系統(tǒng)氮?dú)獾闹苽淞?，降低了運(yùn)行成本，實(shí)現(xiàn)低品位熱能的梯級(jí)利用。該項(xiàng)技術(shù)在一定程度上降低熱風(fēng)爐負(fù)荷，減少了熱風(fēng)爐的排放，確保排放指標(biāo)達(dá)標(biāo)，有利于保護(hù)環(huán)境。
以上所述，僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并非對(duì)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(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)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)。