一种锅炉一次风粉的温度调节装置论文和设计-毛睿

全文摘要

本实用新型涉及锅炉领域，公开了一种锅炉一次风粉的温度调节装置，温度调节装置包括一次风粉管，及用于对一次风粉管进行加热的第一换热器和对一次风粉管进行冷却的第二换热器。在该温度调节装置用于对磨煤机出口端的一次风粉管进行加热时，通过第一换热器对磨煤机出口端的一次风粉管加热，来提升一次风粉的温度，解决了采用提高磨煤机入口端的一次风温度时磨煤机安全防爆限制的问题，及采用提高一次风流量时一次风煤粉浓度下降而使煤粉着火困难的问题。

主设计要求

1.一种锅炉一次风粉的温度调节装置，其特征在于，所述锅炉一次风粉的温度调节装置包括一次风粉管(1)，及用于对所述一次风粉管(1)进行加热的第一换热器，所述第一换热器包括螺旋绕设于所述一次风粉管(1)外壁的换热管(10)。

设计方案

2.根据权利要求1所述的锅炉一次风粉的温度调节装置，其特征在于，所述第一换热器还包括：

高温再热器出口集箱(3)，连通于所述换热管(10)的介质进口，用于为所述换热管(10)提供蒸汽；

高压加热器(13)，所述换热管(10)的介质出口与所述高压加热器(13)的蒸汽通道连通；

进入所述换热管(10)的介质进口内的蒸汽温度高于进入所述高压加热器(13)蒸汽通道内的蒸汽温度。

3.根据权利要求2所述的锅炉一次风粉的温度调节装置，其特征在于，所述高温再热器出口集箱(3)和所述换热管(10)的介质进口之间设有沿蒸汽流向依次设置的第一流量调节阀(5)、第一截止阀(6)和第一止回阀(7)。

4.根据权利要求3所述的锅炉一次风粉的温度调节装置，其特征在于，所述第一止回阀(7)和所述换热管(10)的介质进口之间设有第一控制切换阀(9)。

5.根据权利要求4所述的锅炉一次风粉的温度调节装置，其特征在于，所述高压加热器(13)和所述换热管(10)的介质出口之间设有第二控制切换阀(11)。

6.根据权利要求5所述的锅炉一次风粉的温度调节装置，其特征在于，所述换热管(10)设有多个，且所述换热管(10)与所述第一控制切换阀(9)、第二控制切换阀(11)均一一对应设置。

7.根据权利要求5所述的锅炉一次风粉的温度调节装置，其特征在于，还包括：

凝结水管道(15)，连接于所述第一控制切换阀(9)，用于为所述换热管(10)提供冷却用凝结水；及

低压加热器(20)，所述第二控制切换阀(11)连接于所述低压加热器(20)的水通道；

进入所述换热管(10)的介质进口内凝结水的温度低于进入所述低压加热器(20)水通道内凝结水的温度；所述凝结水管道(15)、所述换热管(10)和所述低压加热器(20)形成用于对所述一次风粉管(1)降温的第二换热器。

8.根据权利要求7所述的锅炉一次风粉的温度调节装置，其特征在于，还包括控制单元，所述第一控制切换阀(9)和第二控制切换阀(11)均为电连接于所述控制单元的三通阀，所述控制单元控制两个所述三通阀，使所述凝结水管道(15)、换热管(10)和所述低压加热器(20)连通或所述高温再热器出口集箱(3)、所述换热管(10)和所述高压加热器(13)连通。

9.根据权利要求7所述的锅炉一次风粉的温度调节装置，其特征在于，所述凝结水管道(15)和所述第一控制切换阀(9)之间设有沿凝结水流向依次设置的第二流量调节阀(17)、第二截止阀(18)和第二止回阀(19)。

10.根据权利要求9所述的锅炉一次风粉的温度调节装置，其特征在于，还包括用于测量所述一次风粉管(1)壁温的温度监测单元(12)。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及锅炉领域，尤其涉及一种锅炉一次风粉的温度调节装置。

背景技术

锅炉运行中，一次风粉进入炉膛后，通过卷吸周围高温烟气并接受高温火焰的辐射获得热量，加热煤粉及一次风使煤粉达到着火温度，以满足着火条件；通过提高一次风粉温度可以减少煤粉着火所需热量，从而有效提升锅炉的稳燃能力。在中间储仓式热风送粉制粉系统中，一次风粉温度可达160℃-180℃，能够有效提升锅炉的稳燃能力；而在直吹式制粉系统中，一次风粉温度通常只有60℃-90℃，存在较大提升空间。

为了解决直吹式制粉系统中一次风粉温度不高的问题，现有技术中主要采用以下两种方式：第一种是提高磨煤机入口端一次风的温度，但受限于磨煤机安全防爆要求，其温度提高的幅度有限，不能满足磨煤机出口端一次风粉的温度要求；第二种是采用提高一次风流量来提升一次风粉温度，但可能导致一次风煤粉浓度下降，增加煤粉着火热，使煤粉着火困难，对锅炉燃烧的稳定性有不利影响。

为解决上述技术问题，提出了一种锅炉一次风粉的温度调节装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种锅炉一次风粉的温度调节装置，能够解决现有技术中采用提高一次风流量来提高一次风粉温度存在的一次风煤粉浓度降低的问题，及采用提高磨煤机入口端一次风温度存在的一次风粉温度提高幅度不足的问题。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种锅炉一次风粉的温度调节装置，所述锅炉一次风粉的温度调节装置包括一次风粉管，及用于对所述一次风粉管进行加热的第一换热器，所述第一换热器包括螺旋绕设于所述一次风粉管外壁的换热管。

进一步地，所述第一换热器还包括：

高温再热器出口集箱，连通于所述换热管的介质进口，用于为所述换热管提供蒸汽；

高压加热器，所述换热管的介质出口与所述高压加热器的蒸汽通道连通；

进入所述换热管的介质进口内的蒸汽温度高于进入所述高压加热器蒸汽通道内的蒸汽温度。

进一步地，所述高温再热器出口集箱和所述高压加热器之间设有沿蒸汽流向依次设置的第一流量调节阀、第一截止阀和第一止回阀。

进一步地，所述第一止回阀和所述换热管的介质进口之间设有第一控制切换阀。

进一步地，所述高压加热器和所述换热管的介质出口之间设有第二控制切换阀。

进一步地，所述换热管设有多个，且所述换热管与所述第一控制切换阀、第二控制切换阀均一一对应设置。

进一步地，还包括：

凝结水管道，连接于所述第一控制切换阀，用于为所述换热管提供冷却用凝结水；及

低压加热器，所述第二控制切换阀连接于所述低压加热器的水通道；

进入所述换热管的介质进口内凝结水的温度低于进入所述低压加热器水通道内凝结水的温度；所述凝结水管道、所述换热管和所述低压加热器形成用于对所述一次风粉管降温的第二换热器。

进一步地，还包括控制单元，所述第一控制切换阀和第二控制切换阀均为电连接于所述控制单元的三通阀，所述控制单元控制两个所述三通阀，使所述凝结水管道、所述换热管和所述低压加热器连通或所述高温再热器出口集箱、所述换热管和所述高压加热器连通。

进一步地，所述凝结水管道和所述第一控制切换阀之间设有沿凝结水流向依次设置的第二流量调节阀、第二截止阀和第二止回阀。

进一步地，还包括用于测量所述一次风粉管壁温的温度监测单元。

本实用新型的有益效果：以加热磨煤机出口端的一次风粉管为例，本实用新型通过第一换热器对磨煤机出口端的一次风粉管进行加热，来提升一次风粉的温度，无需改变磨煤机入口端的一次风温度，避免了磨煤机安全防爆限制问题，可以大幅度提高一次风粉的温度；而且选择对磨煤机出口端的一次风粉管加热，不会提高磨煤机的一次风流量，也就避免了一次风煤粉浓度下降而增加煤粉着火热使煤粉着火困难的问题，提高了锅炉燃烧的稳定性。而且将换热管螺旋绕设在一次风粉管上，能够延长蒸汽在换热管内的时间，提高换热效率。

附图说明

图1是本实用新型所述锅炉一次风粉的温度调节装置的结构示意图。

图中：

1、一次风粉管；2、燃烧器；3、高温再热器出口集箱；4、高温蒸汽引入母管；5、第一流量调节阀；6、第一截止阀；7、第一止回阀；8、高温蒸汽引出管；9、第一控制切换阀；10、换热管；11、第二控制切换阀；12、温度监测单元；13、高压加热器；14、凝结水引出管；15、凝结水管道；16、凝结水引入母管；17、第二流量调节阀；18、第二截止阀；19、第二止回阀；20、低压加热器。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部。

如图1所示，本实施例提供了一种锅炉一次风粉的温度调节装置，主要适用于直吹式锅炉制粉系统，该直吹式锅炉制粉系统包括磨煤机，磨煤机的出口端连接有一次风粉管1；锅炉一次风粉的温度调节装置包括用于对一次风粉管1加热的第一换热器。

本实施例通过第一换热器对磨煤机出口端的一次风粉管1进行加热，来提升一次风粉的温度，无需改变磨煤机内的一次风温度，避免了磨煤机安全防爆限制问题，可以大幅度提高一次风粉的温度；而且选择对磨煤机出口端的一次风粉管1加热，不会提高磨煤机的一次风流量，也就避免了一次风煤粉浓度下降而增加煤粉着火热使煤粉着火困难的问题，提高了锅炉燃烧的稳定性。

具体地，上述第一换热器包括螺旋绕设于一次风粉管1外壁的换热管10、高温再热器出口集箱3和高压加热器13，高温再热器出口集箱3连通于换热管10的介质进口，用于为换热管10提供蒸汽；换热管10的介质出口与高压加热器13的蒸汽通道连通；进入换热管10介质进口内的蒸汽温度高于进入高压加热器13蒸汽通道内的蒸汽温度。将换热管10螺旋绕设在一次风粉管1上，能够延长蒸汽在换热管10内的时间，提高换热效率。

高温再热器出口集箱3内的部分蒸汽进入换热管10内，用于对一次风粉管1进行加热，被换热管10利用完的蒸汽被送入高压加热器13，实现对蒸汽能量的再利用。第一换热器的结构简单，而且利用现有锅炉系统中产生的蒸汽对一次风粉管1进行加热，易于实现。

第一换热器还包括设于高温再热器出口集箱3和换热管10的介质进口之间且沿蒸汽流向依次设置的第一流量调节阀5、第一截止阀6和第一止回阀7，第一止回阀7和换热管10的介质进口之间设有第一控制切换阀9。其中，第一控制切换阀9和高温再热器出口集箱3通过高温蒸汽引入母管4连接，第一流量调节阀5、第一截止阀6和第一止回阀7均设于高温蒸汽引入母管4上。

高压加热器13和换热管10的介质出口之间设有第二控制切换阀11，为了保证通过换热管10内的蒸汽能够为一次风粉管1提供足够的升温热量，要求进入高温蒸汽引入母管4内的蒸汽温度为500℃-620℃。第二控制切换阀11和高压加热器13通过高温蒸汽引出管8连接，为了保证高温蒸汽的正常流通，要求高温蒸汽引入母管4的进口和高温蒸汽引出管8的出口之间的压差不低于0.25MPa。

上述温度调节装置还包括凝结水管道15和低压加热器20，其中，凝结水管道15连接于第一控制切换阀9，用于为换热管10提供冷却用凝结水；第二控制切换阀11连接于低压加热器20的水通道；进入换热管10介质进口内凝结水的温度低于进入低压加热器20水通道内凝结水的温度；凝结水管道15、换热管10和低压加热器20形成用于对一次风粉管1降温的第二换热器。

凝结水对一次风粉管1进行冷却，被换热管10利用完的凝结水被送入低压加热器20的水通道内，通过低压加热器20蒸汽通道内的蒸汽对该凝结水加热，实现凝结水的再利用。

在一次风粉管1的温度较高时，可以通过第二换热器对一次风粉管1进行冷却，在一次风粉管1的温度较低时，可以通过第一换热器对一次风粉管1进行加热，其中第一控制切换阀9和第二控制切换阀11均为三通阀，用于控制是采用第一换热器对一次风粉管1进行加热，还是采用第二换热器对一次风粉管1进行冷却。

凝结水管道15和第一控制切换阀9之间设有沿凝结水流向依次设置的第二流量调节阀17、第二截止阀18和第二止回阀19。一次风粉管1上设有测量一次风粉管1壁温的温度监测单元12。第一控制切换阀9和高温再热器出口集箱3通过凝结水引入母管16连接，第二流量调节阀17、第二截止阀18和第二止回阀19均设于凝结水引入母管16上。

为了保证通过换热管10内的凝结水能够为一次风粉管1提供足够的降温能量，要求进入凝结水引入母管16内的凝结水温度为30℃-50℃。第二控制切换阀11和低压加热器20通过凝结水引出管14连接，为了保证凝结水的正常流通，要求凝结水引入母管16的进口和凝结水引出管14的出口之间的压差不低于0.25MPa。

上述温度监测单元12可以为温度传感器等能够测量一次风粉管1壁温的结构，通过对一次风粉管1壁温的测量，反映一次风粉管1内一次风粉的温度，便于准确掌握一次风粉的温度。该温度监测单元12、第一控制切换阀9、第二控制切换阀11、第一流量调节阀5、第一截止阀6、第一止回阀7、第二流量调节阀17、第二截止阀18和第二止回阀19均连接于控制单元，该控制单元通常是电厂集控系统。

通过上述锅炉一次风粉的温度调节装置可以实现两种工作模式，一种是加热模式，一种冷却模式，能够及时对一次风粉管1的安全运行进行两种模式的自由切换。

其中加热模式是在一次风粉管1的壁温低于低温预设值时，控制单元将会自动调整第一控制切换阀9和第二控制切换阀11的工作状态，使第一换热器的加热通道流通，实现对一次风粉管1的加热。

冷却模式下，在一次风粉管1的壁温高于高温预设值或升温速率过快时，控制单元将会自动调整第一控制切换阀9和第二控制切换阀11的工作状态，使第二换热器的冷却通道流通，对一次风粉管1进行降温，降低一次风粉的温度，使换热后一次风粉管1的壁温在低温预设值和高温预设值之间，避免煤粉过早燃烧导致的一次风粉管1和燃烧器2烧损。

控制单元还能够根据一次风粉管1的壁温或升温速率调节第一流量调节阀5和第二流量调节阀17的开度。加热模式下，控制单元能够调节第一流量调节阀5的开度，调节蒸汽的流量，改变一次风粉的加热效果；在冷却模式下，控制单元能够调节第二流量调节阀17的开度，调节凝结水的流量，改变一次风粉的冷却效果。

上述换热管10设有多个，且换热管10与第一控制切换阀9、第二控制切换阀11均一一对应设置；引入高温蒸汽引入母管4内的高温蒸汽以及引入凝结水引入母管16内的凝结水可以同时供给多个换热管10。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

设计图

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