一种适用于中储式制粉系统的大比例煤泥掺烧系统
技术领域
本实用新型属于电站锅炉煤泥掺烧技术领域，具体涉及一种适用于中储式制粉系统的大比例煤泥掺烧系统。
背景技术
煤泥是煤炭洗选过程中所产生的副产物，随着我国煤炭入洗率的提高，使得煤泥的处理逐渐成为一个较为突出的问题。利用电站锅炉进行煤泥掺烧，是通过燃煤电厂实现煤泥综合利用及无害化处理的一种重要方式，能够为电厂带来可观的经济效益，同时促进了矿区循环经济产业的形成。然而现阶段由于煤泥含水率高、粘性高的特性，使得在掺烧过程中对电站锅炉的正常运行带来一定的影响，这些不利因素限制了煤泥掺烧比例的提高，尤其对于配钢球磨煤机制粉系统的煤粉锅炉来讲，如果不通过煤泥干燥装置对煤泥进行干化处理而直接掺配湿煤泥，掺配比例通常低于10％，阻碍了煤泥综合利用的大规模化，对于摊薄煤泥泵送系统的建设成本较为不利，同时也无法发挥集中优势以及煤泥的低成本经济优势。
当前的电站锅炉进行煤泥掺烧主要采用以下三种方式：
1)对于循环流化床CFB锅炉，通过煤泥泵送系统将到厂的压滤煤泥进行调湿制浆后再用柱塞泵泵入CFB锅炉进行燃烧。该方式的煤泥掺烧比例通常可达30％；
2)利用电厂具有不同梯级热源的优势，通过低温蒸汽间接干燥工艺，对到厂的压滤煤泥进行干燥，干燥后煤泥水分可控制在10％～15％，干化后的煤泥品质与原煤相近，可在煤场与原煤进行掺混后通过给煤系统进入磨煤机，最终进入锅炉燃烧。该方式通常用于配备各类型磨煤机的煤粉锅炉。掺配比例可达到方式一的水平；
3)通过煤泥泵送系统将湿煤泥直接泵入磨煤机，利用磨煤机本身的干燥及研磨能力，最终将煤泥制成合格的煤粉，送入锅炉燃烧。该方式一般用于配置中速磨煤机的煤粉锅炉，根据制粉系统干燥能力及干燥余量的不同，通常掺配比例可到15％～20％。对于配钢球磨煤机的煤粉锅炉，因湿煤泥会影响钢球的破碎研磨性能，该方式的掺配比例通常不超过10％。
以上三种煤泥掺烧方式，对于配备钢球磨煤机中储式制粉系统的电站锅炉而言，仅可选择方式二或方式三。方式二(煤泥干化)投资大、系统复杂，且运行能耗较高、每吨煤泥的生产成本高；而方式三的掺配比例较低，无法实现大比例煤泥掺烧及凸显规模化效应。
实用新型内容
本实用新型的目的在于针对现有的湿煤泥直输磨煤机技术，克服其无法在钢球磨煤机中储式制粉系统上实现大比例煤泥掺烧的缺点，提供了一种适用于中储式制粉系统的大比例煤泥掺烧系统，通过对制粉系统进行局部的优化改造，在兼顾防爆的前提下，大幅度提升钢球磨煤机的干燥能力，达到大比例掺配煤泥。
本实用新型采用如下技术方案来实现的：
一种适用于中储式制粉系统的大比例煤泥掺烧系统，包括抽炉烟管和钢球磨煤机，钢球磨煤机使用泵送系统输送来的湿煤泥，抽炉烟管用于抽吸锅炉炉膛底部的热烟气，并送入钢球磨煤机中，对湿煤泥预干燥。
本实用新型进一步的改进在于，还包括一次风机，送风机，设置锅炉尾部烟道内的空气预热器，以及自下而上依次设置在锅炉侧壁上的燃烧器和三次风喷口，一次风机和送风机送来的一次风和二次风分别通过空气预热器预热，预热后的一次风送入燃烧器，预热后的二次风和抽炉烟管抽吸的热烟气，一起送入钢球磨煤机中。
本实用新型进一步的改进在于，还包括给煤机，用于将原煤送入钢球磨煤机中。
本实用新型进一步的改进在于，还包括粗粉分离器、细粉分离器、粉仓和给粉机，钢球磨煤机制得的煤粉依次通过粗粉分离器和细粉分离器筛选后落入粉仓，粉仓内的煤粉通过给粉机送入燃烧器。
本实用新型进一步的改进在于，给煤机和粗粉分离器之间还设置有锁气器，用于卸粉时防止空气漏入。
本实用新型进一步的改进在于，还包括排粉风机和送粉乏气调阀，排粉风机用于提供负压抽吸，在排粉风机的负压抽吸下，乏气携带煤粉依次进入粗粉分离器、细粉分离器，乏气被细粉分离器分离出来后分为两股，一股经送粉乏气调阀与热一次风混合后，热风乏气混合气体将给粉机输出的煤粉送入燃烧器，进入炉膛燃烧，另一股乏气则直接送至三次风喷口，喷入炉膛。
本实用新型至少具有如下有益的技术效果：
本实用新型提供的一种适用于中储式制粉系统的大比例煤泥掺烧系统，通过增设抽炉烟管，抽取炉膛底部的热烟气进入钢球磨煤机，提高制粉系统的干燥能力，使其能够对湿煤泥进行充分干燥，携湿乏气最终通过三次风喷口进入炉膛，实现分级燃烧，降低NOx排放。抽炉烟管所抽取的热烟气能够在制粉系统内形成惰性气氛，从而提高制粉系统对掺入煤泥挥发分的适应能力，拓宽了煤泥来源的选择范围。
进一步，煤粉输送方式为热风乏气混合送粉，既能满足制粉系统大比例掺烧煤泥后的防爆要求，又能进一步降低NOx排放。
进一步，热风乏气混合送粉系统设置有乏气调节装置，可实现热风与乏气的比例可调，从而适应不同煤泥挥发分的变化。
与现有湿煤泥直输磨煤机技术相比，本实用新型采用抽取热炉烟的方式，极大地提高了初始干燥剂的温度，增大了其热容及干燥能力。热炉烟在螺旋进料口即与由煤泥泵送系统输送而来的湿煤泥相遇，使煤泥实现了快速预干燥，从而降低了进入筒体内的煤泥的水分，也就能相应地减小过湿煤泥包裹钢球的概率，使得大比例掺烧湿煤泥对钢球磨煤机本身研磨能力的影响降到较低水平。由于热炉烟的掺入能够降低干燥剂含氧量，在制粉系统内形成惰性气氛，提高了制粉系统对掺入煤泥挥发分的适应能力，拓宽了煤泥来源的选择范围。煤粉输送方式为热风乏气混合送粉，既能满足制粉系统大比例掺烧煤泥后的防爆要求，又能进一步降低NOx排放。热风乏气混合送粉系统还设置有乏气调节装置，可实现热风与乏气的比例可调，从而适应不同煤泥挥发分的变化。以上设计充分满足了大比例掺烧各类湿煤泥所需的客观条件，从而最大限度发挥煤泥泵送系统的输送能力，是一种适用于中储式制粉系统的大比例煤泥掺烧系统。
附图说明
图1为本实用新型一种适用于中储式制粉系统的大比例煤泥掺烧系统示意图。
图中标记说明：
1为锅炉，2为空气预热器，3为一次风机，4为送风机，5为给煤机，6为钢球磨煤机，7为粗粉分离器，8为锁气器，9为细粉分离器，10为排粉风机，11为送粉乏气调阀，12为粉仓，13为给粉机，14为燃烧器，15为三次风喷口。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步地详细说明。
参见图1，本实用新型提供的一种适用于中储式制粉系统的大比例煤泥掺烧系统，包括抽炉烟管、空气预热器2、一次风机3、送风机4、给煤机5、钢球磨煤机6、粗粉分离器7、细粉分离器9、排粉风机10、送粉乏气调阀11、粉仓12、给粉机13以及自下而上依次设置在锅炉1侧壁上的燃烧器14和三次风喷口15。其中钢球磨煤机6使用泵送系统输送来的湿煤泥，抽炉烟管用于抽吸锅炉1炉膛底部的热烟气，并送入钢球磨煤机6中，对湿煤泥预干燥。一次风机3和送风机4送来的一次风和二次风分别通过空气预热器2预热，预热后的一次风送入燃烧器14，预热后的二次风和抽炉烟管抽吸的热烟气，一起送入钢球磨煤机6中。钢球磨煤机6制得的煤粉依次通过粗粉分离器7和细粉分离器9筛选后落入粉仓12，粉仓12内的煤粉通过给粉机13送入燃烧器14。给煤机5和粗粉分离器7之间还设置有锁气器8，用于卸粉时防止空气漏入。排粉风机10用于提供负压抽吸，在排粉风机10的负压抽吸下，乏气携带煤粉依次进入粗粉分离器7、细粉分离器9，乏气被细粉分离器9分离出来后分为两股，一股经送粉乏气调阀11与热一次风混合后，热风乏气混合气体将给粉机13输出的煤粉送入燃烧器14，进入炉膛燃烧，另一股乏气则直接送至三次风喷口15，喷入炉膛。
工作时，湿煤泥由泵送系统直接输送至钢球磨煤机螺旋给料口，与自锅炉1炉膛底部抽吸来的热烟气及热二次风直接接触换热；由于热烟气的汇入大大地提高了干燥剂的热容和干燥能力，使得湿煤泥在轴向进料时快速完成了预干燥，煤泥水分得到一定降低；预干燥后的煤泥和给煤机5送来的原煤一同落入钢球磨煤机6筒体，被钢球进一步破碎和研磨，研磨过程中同时伴随着干燥，煤泥的水分进一步降低至10％～15％；在排粉风机10的负压抽吸下，乏气携带煤粉依次进入粗粉分离器7、细粉分离器9，最后水分、细度合格的煤粉落入粉仓12，乏气被细粉分离器9分离出来后分为两股，一股经送粉乏气调阀11与热一次风混合后，热风乏气混合气体将给粉机13输出的煤粉送入燃烧器14，进入炉膛燃烧，另一股乏气则直接送至三次风喷口15，喷入炉膛。
该系统中，湿煤泥由较为成熟可靠的煤泥泵送系统输送而来，水分通常在30％左右，在进入筒体直接接触钢球之前，湿煤泥在空心轴螺旋进料结构中与热炉烟、热二次风充分接触换热，完成预干燥，预干燥后的煤泥水分降低、黏性降低，包裹钢球造成研磨失效的概率减小，也就减少了对钢球磨煤机研磨出力的影响。热炉烟引入后，干燥剂的温度、热容得到极大提升，制粉系统干燥能力大幅度提高，突破了10％的湿煤泥掺配比例，从而可能实现30％以上的大比例煤泥掺烧。
本实用新型充分考虑煤泥可能来自不同的煤矿、洗煤厂，煤泥的挥发分可能存在差异。热炉烟的引入降低了干燥剂的含氧量，使制粉系统处于惰性气氛下，解决了挥发分较高的煤泥的掺入问题。
本实用新型采用了乏气热风混合送粉方式，并在送粉乏气管路上设置了调阀，实现对乏气热风比例的调节。乏气热风混合送粉不仅能够很好地适应燃料特性的变化，同时也能进一步降低NOx排放，兼顾环保的要求。
综上所述，本实用新型通过增设抽炉烟管，抽取炉内热烟气进入钢球磨煤机，提高了制粉系统的干燥能力，进而提高了对高水分煤泥的消纳能力，同时也能够在制粉系统内形成惰性气氛，提高制粉系统对掺入煤泥挥发分的适应能力，拓宽煤泥来源的选择范围；采用乏气热风混合送粉方式，乏气热风比例可调，既能很好地适应燃料特性的变化，也兼顾了环保的要求，进一步降低NOx排放。对现有制粉系统的改造工程量少，系统布置简单，配套湿煤泥直输磨煤机泵送系统，能够实现大比例煤泥掺烧，生产运行成本低，能够实现可观的经济效益。
