一种结合余热利用的制粉调风系统及制粉调风方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及热力发电技术，尤其涉及一种结合余热利用的制粉调风系统及制粉调 风方法。
【背景技术】
[0002] 燃煤电厂的制粉系统大多存在着制粉量和干燥量的耦合关系。在热一次风温度一 定下，加大磨煤机的热一次风供给量可以提高制粉量，但可能会造成煤粉干燥过度，磨煤机 出口风温过高，影响制粉系统和燃烧系统的设备安全;减小磨煤机的热一次风供给量可以 控制磨煤机出口风温在允许范围，但可能造成一次风携带制粉量的不足。对磨煤机出口风 温严格控制不能超限的烟煤，该耦合问题的影响更为突出。
[0003] 为了适应煤种的变化和雨雪季节的影响，热一次风设计通常需留有一定的温度裕 量。为了分别调节制粉量与干燥量，解除两者的耦合关系，目前大多机组的制粉系统采用在 磨煤机入口掺混冷一次风，以调节进入磨煤机的一次风温。但大量冷一次风不经过空气预 热器直接进入锅炉系统，会减少烟气在空气预热器向空气的传热量，造成空气预热器出口 的排烟温度升高，增大锅炉排烟热量损失和减少热风携带的高品质热。
[0004] 对于现代大型机组，由于省煤器入口给水温度的提高，空气预热器的入口烟气温 度更高，造成空气预热器出口的热一次风温也提高，调节磨煤机入口 一次风温时需掺混的 冷一次风量也加大，使得锅炉排烟热损失大幅增大，有的甚至使锅炉效率下降达1%以上。
[0005] 为了解决该问题，部分机组采用引用汽机回热系统的凝结水来冷却热一次风，并 回收部分热一次风热量的方法。气水换热器通过调节凝结水流量来调节换热负荷的滞后很 大，不利于制粉系统的安全运行。且空预出口热一次风温远远高于凝结水压力下的饱和温 度，存在凝结水汽化并严重超压的风险，给凝结水系统的安全运行产生很大的威胁。另外， 该方案将热一次风温较高的热量降质使用，产生过多的损失。在空气预热器后烟道上设 置烟气冷却器也可以降低由于冷一次风旁路造成的空气预热器出口的排烟温度升高，但该 方式同样降低了余热利用品质。
[0006] 另一方面，锅炉在点火启动过程或低负荷运行时，由于空预器前烟气温度较低，致 使热一次风温较低，煤粉燃烧器燃烧稳定性变差，锅炉燃烧效率较低，辅助燃料助燃的过渡 期延长，脱硝催化剂和除尘器的污染加重，同时热一次风温度降低也使煤干燥能力下降，又 会加剧前述现象。
[0007] 另外，目前大多煤粉干燥所需热量均来自煤燃烧产生的高品质热量，若能以排烟 温度较低的废热干燥原煤，使入炉煤所含水分部分汽化，则燃煤可用热值大幅提高，对于含 水量高的煤种节能潜力巨大。
【发明内容】
[0008] 本发明的目的在于，针对上述燃煤电厂制粉系统大多存在着制粉量和干燥量的耦 合关系，且余热利用不足的问题，提出一种结合余热利用的制粉调风系统，该系统在有效解 除锅炉制粉系统制粉量与干燥量的耦合问题的同时，还实现了烟气余热和热一次风余热的 尚效利用。
[0009] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案是:一种结合余热利用的制粉调风系统 包括:空气预热器、空预前送风加热器、热一次风相变冷却器、磨煤机、除尘器，引风机和凝 结水低温加热器；
[0010] 所述空气预热器的热媒入口与烟道连通，所述空气预热器的热媒出口与除尘器入 口连通;所述空气预热器的第一冷媒入口和第二冷媒入口分别与一次风道和空预前送风加 热器的冷媒出口连通;所述空气预热器的第一冷媒出口与热一次风相变冷却器的热媒入口 连通，所述热一次风相变冷却器的热媒出口与磨煤机入口连通;所述热一次风相变冷却器 内设置有热一次风相变冷却器水位计;所述磨煤机入口和出口的管路上分别设置有磨煤机 入口一次风温度传感器和磨煤机出口 一次风温度传感器;所述空气预热器的第一冷媒入口 经空气预热器与空气预热器的第一冷媒出口连通；
[0011 ]所述除尘器出口与引风机入口连接，所述引风机出口与凝结水低温加热器的热媒 入口连接，所述凝结水低温加热器的冷媒出口分别与热一次风相变冷却器的冷媒入口和凝 结水高温加热器的冷媒入口连通;所述凝结水低温加热器的冷媒出口与热一次风相变冷却 器的冷媒入口间的管路上依次设置有上水栗和液流调节阀;所述热一次风相变冷却器水位 计通过控制系统与液流调节阀电联；
[0012] 所述热一次风相变冷却器的冷媒出口分别与凝结水高温加热器的热媒入口和空 预前送风加热器的热媒入口连通，所述热一次风相变冷却器的冷媒出口与凝结水高温加热 器的热媒入口间的管路上依次设置有蒸汽总管压力传感器和汽流调节阀，所述蒸汽总管压 力传感器通过控制系统与汽流调节阀电联;所述热一次风相变冷却器的冷媒出口与空预前 送风加热器热媒入口间的管路上设置有送风加热器供汽阀。
[0013] 进一步地，所述凝结水高温加热器为混合式换热器或表面式换热器。
[0014] 进一步地，所述结合余热利用的制粉调风系统还包括过热器，所述空气预热器的 第一冷媒出口与过热器的热媒入口连通，所述过热器的热媒出口与热一次风相变冷却器热 媒入口连通，所述热一次风相变冷却器的冷媒出口与过热器的冷媒入口连通，所述过热器 的冷媒出口分别与凝结水高温加热器的热媒入口、空预前送风加热器的热媒入口和过热汽 流管连通，所述过热汽流管上设置有过热汽流调节阀，所述蒸汽总管压力传感器通过控制 系统与过热汽流调节阀电联。
[0015] 进一步地，所述汽流调节阀设置在热一次风相变冷却器的冷媒出口与过热器的冷 媒入口间的管路上。
[0016] 进一步地，所述凝结水低温加热器的冷媒出口与热一次风相变冷却器的冷媒入口 间的管路为变径管，所述液流调节阀与热一次风相变冷却器间靠近热一次风相变冷却器的 一段管径大于其它管径;所述结合余热利用的制粉调风系统还包括卸放管，所述卸放管一 端与管径较大且靠近热一次风相变冷却器的变径管连通，另一端与空预前送风加热器热媒 入口连通;所述卸放管有一段为水平安装;所述卸放管水平安装段上沿介质流向依次设置 有集液器和卸放阀，所述集液器连接在卸放管的底部(可收集卸放管内的凝结水），所述集 液器下部连接有用于连接外部其它系统的外联放水管;所述卸放阀入口前的卸放管上连接 有用于连接外部其它系统的外联放水管;所述外联放水管上设置有外联放水阀，所述蒸汽 总管压力传感器通过控制系统与外联放水阀电联。
[0017] 进一步地，磨煤机进煤管与凝结水低温加热器的热媒出口间连接有调风烟气循环 烟道，所述调风烟气循环烟道上沿烟气流向依次设置有磨煤机调风烟气循环挡板和磨煤机 调风烟气循环风机。
[0018] 进一步地，磨煤机进煤管上设置有煤预热干燥器，所述煤预热干燥器的热媒入口 与引风机出口连通，所述煤预热干燥器的热媒出口与凝结水低温加热器热媒出口连通，所 述煤预热干燥器的热媒出口设置有煤预热干燥出口烟温传感器;所述煤预热干燥器的热媒 入口与引风机间沿烟气流向设置有煤预热干燥烟气挡板和煤预热干燥烟气通风机。
[0019] 进一步地，还包括凝结水中温加热器，所述凝结水中温加热器热媒入口与空气预 热器热媒出口连通，所述凝结水中温加热器的热媒出口与除尘器入口连通，所述凝结水中 温加热器的冷媒入口与凝结水低温加热器冷媒出口，所述凝结水中温加热器的冷媒出口分 别与热一次风相变冷却器的冷媒入口和凝结水高温加热器的冷媒入口连通。
[0020] 本发明的另一个目的还公开了一种结合余热利用的制粉调风调风方法，包括以下 步骤：
[0021] -次风道中的空气和经空预前送风加热器预热的空气在空气预热器内与烟气换 热，所述一次风道中的空气在空气预热器换热后变为热一次风，所述热一次风在热一次风 相变冷却器内与凝结水换热后温度降低至设定值，温度达到设定值的热一次风进入磨煤 机;经空预前送风加热器预热的空气在空气预热器内升温后进入炉膛；
[0022] 原煤进入磨煤机内磨制成煤粉，与温度达到设定值的热一次风混合换热，煤粉被 加热干燥，热一次风温降低;所述温度降低的热一次风携带煤粉和被干燥出的水分离开磨 煤机，完成煤粉的磨制与干燥；
[0023] 烟气在空气预热器换热后，依次经过除尘器、引风机和凝结水低温加热器，在凝结 水低温加热器内与凝结水换热，部分换热后的凝结水经上水栗升压，通过液流调节阀进入 热一次风相变冷却器，在热一次风相变冷却器内与热一次风换热，使凝结水发生汽化产生 蒸汽；部分蒸汽流经汽流调节阀后进入凝结水高温加热器，余量蒸汽进入空预前送风加热 器用于预热空气;余量换热后的凝结水流经凝结水高温加热器与来自热一次风相变冷却器 的部分蒸汽换热，温度升高后回到热力系统，使得烟气余热和热一次风余热得到利用；
[0024] 所述液流调节阀开度控制方法如下:所述液流调节阀根据热一次风相变冷却器水 位计测量的热一次风相变冷却器内的水位测量值与一次风相变冷却器水位计给定值的偏 差来控制开度;所述一次风相变冷却器水位计测量值高于一次风相变冷却器水位计给定值 则液流调节阀关小，反之开大;或者，所述液流调节阀根据磨煤机入口 一次风温度传感器测 量的磨煤机入口一次风温度测量值与磨煤机入口一次风温度给定值的偏差控制开度;所述 磨煤机入口 一次风温度测量值高于磨煤机入口 一次风温度给定值时，则液流调节阀的开度 关小，反之开大；
[0025]所述汽流调节阀根据蒸汽总管压力传感器测量的蒸汽总管压力测量值与第一蒸 汽总管压力给定值的偏差控制开度;所述蒸汽总管压力测量值大于第一蒸汽总管压力给定 值时，汽流调节阀的开度增大，反之关小；降低第一蒸汽总管压力给定值可增大热一次风相 变冷却器换热量，以降低磨煤机出口一次风温;反之亦然；
[0026]当通过凝结水低温加热器换热的凝结水(余热回收凝结水管内水)流量较小，使凝 结水高温加热器冷媒出口凝结水温度接近饱和温度时，开大送风加热器供汽阀的开度，增 加空预前送风加热器的换热量。
[0027] 进一步地，所述一次风相变冷却器水位计给定值根据磨煤机出口一次风温度传感 器的测量值与第一磨煤机出口一次风温度给定值的偏差设定;所述磨煤机出口一次风温度 测量值大于第一磨煤机出口一次风温度给定值，则一次风相变冷却器水位计给定值减小； 反之增大。
[0028] 所述磨煤机入口 一次风温度给定值根据磨煤机出