锅炉入炉煤提质干燥装置及锅炉入炉煤提质系统的制作方法

本发明涉及入炉煤粉提质改造领域，具体地涉及一种锅炉入炉煤提质干燥装置以及一种锅炉入炉煤提质系统。

背景技术：

1、受原煤价格持续上涨、煤碳供应紧张、发电和供热的成本倒挂等不利因素影响，燃煤发电机组锅炉常需要大比例掺烧价格相对低廉的高水分低热值煤种，但原设计锅炉制粉系统对煤的干燥能力非常有限，研究表明，干燥热一次风的温度低是限制锅炉制粉系统干燥出力的重要原因。如果不进行机组相关设备的升级改造，直接掺烧极可能造成机组一次风率偏高、锅炉效率低、过热器再热器管壁超温、煤粉阻塞和氮氧化物偏高等多方面问题。

2、针对目前机组锅炉设备干燥出力不足和对煤种变化适应性差的现状，现有技术手段包括以下几种方式：

3、1、加强锅炉燃烧优化调整。其缺点是提升锅炉干燥的出力作用有限，无法兼顾减少壁温超温和降低氮氧化物的排放，不能从根本上解决机组存在的问题。

4、2、更换煤质。当前全球煤炭能源紧缺，电厂可自主选择的燃用煤质较少，因此不能够完全按照机组设计值自由选择或更换燃用煤。

5、3、向磨煤机中掺入高温烟气。对于钢球磨煤机，通过热烟气风机将热炉烟加入钢球磨制粉系统，热炉烟风机为高温、低压风机；对于中速磨煤机，因一次风压高，需要使用高温、高压热炉烟风机方可满足要求。受限于目前风机制造业技术水平，目前还没有此种类型的风机可供选用。该改造方案技术复杂，对设备耐热性要求偏高，投资巨大。

6、4、完全更换制粉系统，例如将中速磨改造为风扇磨。其缺点是投资金额巨大，改动工作量较多，需要利用大修期间进行，现场大型的吊装、有限空间等存在施工难度。

7、5、对锅炉空气预热器进行扩容改造，通过提高空气预热器出口一次风温，进而提高制粉系统煤干燥出力，其缺点是投资金额偏大，改造受场地和空间限制，增加了机组的排烟热损失，风温提高幅度小。

8、6、增加暖风器。增加暖风器虽然能够少量提升空气预热器出口一次风温，但是其增加了风机系统阻力和风机管道振动的可能性，同时还会增加锅炉排烟温度，无法满足本工程需要。

9、7、蒸汽加热一次风旁路。蒸汽加热是从汽机系统选择合适的位置抽汽，通过换热器由高温高压蒸汽加热一次风。缺点是无法充分利用蒸汽的潜热，出口蒸汽回收利用困难，该方案会增大机组煤耗，无法满足全工况脱硝的要求，且改造成本偏高。

技术实现思路

1、本发明实施例的目的是提供一种锅炉入炉煤提质干燥装置以及一种锅炉入炉煤提质系统，用以提高锅炉制粉系统干燥出力。

2、为了实现上述目的，第一方面，本发明实施例提供一种锅炉入炉煤提质干燥装置，包括烟气旁路、热一次风旁路以及换热单元；

3、所述烟气旁路的输入端连接锅炉炉膛的平行烟道，所述烟气旁路的输出端连接脱硝系统的入口烟道；

4、所述热一次风旁路与空气预热器的热一次风管并联设置，且所述热一次风旁路贯穿所述烟气旁路设置；

5、所述换热单元设置于所述烟气旁路以及热一次风旁路的连通处，用于实现烟气旁路中的高温烟气以及热一次风旁路中的热一次风换热。

6、优选的，所述热一次风旁路的输入端位于空气预热器出口的热一次风管，所述热一次风旁路的输出端位于空气预热器后部的热一次风母管。

7、优选的，所述换热单元为板式换热器，所述烟气旁路的高温烟气从所述板式换热器的第一输入端输入板式换热器，用于加热所述板式换热器的金属片，所述热一次风旁路中的热一次风从所述板式换热器的第二输入端输入板式换热器，热一次风流经加热后的金属片，实现与金属片的换热。

8、优选的，所述装置还包括通断阀门；所述通断阀门包括第一通断阀门、第二通断阀门以及第三通断阀门，所述第一通断阀门设置于所述烟气旁路的输入端，所述第二通断阀门设置于所述热一次风旁路的输入端，所述第三通断阀门设置于所述热一次风旁路的输出端，所述第一通断阀门用控制所述烟气旁路的通断，所述第二通断阀门以及第三通断阀门用于控制所述热一次风旁路的通断。

9、优选的，所述装置还包括流量控制单元，所述流量控制单元还包括流量控制阀门以及流量计；

10、所述流量控制阀门包括第一流量控制阀门、第二流量控制阀门以及第三流量控制阀门，所述第一流量控制阀门设置于所述烟气旁路的输出端，所述第二流量控制阀门设置于所述热一次风旁路连通所述烟气旁路的连通输入端，所述第三流量控制阀门设置于所述热一次风旁路连通所述烟气旁路的连通输出端；所述第一流量控制阀门用于控制烟气旁路输入脱硝系统的烟气流量，所述第二流量控制阀门用于控制输入换热单元换热的热一次风流量，所述第三流量控制阀门用于控制输出换热单元换热后的热一次风流量；

11、所述流量计包括第一流量计、第二流量计、第三流量计以及第四流量计，所述第一流量计用于测量所述烟气旁路输入端的流量，所述第二流量计用于测量所述烟气旁路输出端的流量，所述第三流量计用于测量所述热一次风旁路输入端的流量，所述第四流量计用于测量所述热一次风旁路输出端的流量。

12、优选的，所述装置还包括温度测量单元，所述温度测量单元包括第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器以及第四温度传感器，所述第一温度传感器用于测量所述烟气旁路输入端的温度，所述第二温度传感器用于测量所述烟气旁路输出端的温度，所述温度传感器用于测量所述热一次风旁路输入端的温度，所述第四温度传感器用于测量所述热一次风旁路输出端的温度。

13、优选的，所述装置还包括压力测量单元，所述压力测量单元包括第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器以及第四压力传感器，所述第一压力传感器用于测量所述烟气旁路输入端的压力，所述第二压力传感器用于测量所述烟气旁路输出端的压力，所述压力传感器用于测量所述热一次风旁路输入端的压力，所述第四压力传感器用于测量所述热一次风旁路输出端的压力。

14、优选的，所述装置还包括蒸汽吹灰器，所述蒸汽吹灰器设置于所述烟气旁路与所述热一次风旁路的连通处，所述蒸汽吹灰器用于清除换热单元的积灰。

15、第二方面，本发明实施例提供一种锅炉入炉煤提质系统，包括锅炉、空气预热器、制粉系统、脱硝系统以及如上所述的锅炉入炉煤提质干燥装置；

16、所述烟气旁路的输入端连接锅炉的炉膛的平行烟道，所述烟气旁路的输出端连接脱硝系统的入口烟道；

17、所述热一次风旁路与空气预热器的热一次风管并联设置，且所述热一次风旁路贯穿所述烟气旁路设置；

18、所述制粉系统与所述空气预热器的热一次风管连通。

19、本发明通过增设烟气旁路以及热一次风旁路，实现了热一次风再加热，扩展了热一次风温的变化窗口，进而增加了制粉系统的干燥出力，提升了机组对不同煤质的适应性，对于褐煤的掺烧比例可显著提高，降低了企业燃煤成本。

20、本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

技术特征：

1.一种锅炉入炉煤提质干燥装置，其特征在于，包括烟气旁路(1)、热一次风旁路(2)以及换热单元；

2.根据权利要求1所述的锅炉入炉煤提质干燥装置，其特征在于，所述热一次风旁路(2)的输入端位于空气预热器(4)出口的热一次风管，所述热一次风旁路(2)的输出端位于空气预热器(4)后部的热一次风母管。

3.根据权利要求1所述的锅炉入炉煤提质干燥装置，其特征在于，所述换热单元为板式换热器(3)，所述烟气旁路(1)的高温烟气从所述板式换热器(3)的第一输入端输入板式换热器(3)，用于加热所述板式换热器(3)的金属片；所述热一次风旁路(2)中的热一次风从所述板式换热器(3)的第二输入端输入板式换热器(3)，实现与所述板式换热器(3)的金属片的换热。

4.根据权利要求1所述的锅炉入炉煤提质干燥装置，其特征在于，所述装置还包括通断阀门；所述通断阀门包括第一通断阀门(5)、第二通断阀门(6)以及第三通断阀门(7)；

5.根据权利要求1所述的锅炉入炉煤提质干燥装置，其特征在于，所述装置还包括流量控制单元，所述流量控制单元还包括流量控制阀门；

6.根据权利要求1所述的锅炉入炉煤提质干燥装置，其特征在于，所述流量控制单元还包括流量计，所述流量计包括第一流量计(11)、第二流量计(12)、第三流量计(13)以及第四流量计(14)；

7.根据权利要求1所述的锅炉入炉煤提质干燥装置，其特征在于，所述装置还包括温度测量单元，所述温度测量单元包括第一温度传感器(15)、第二温度传感器(16)、第三温度传感器(17)以及第四温度传感器(18)；所述第一温度传感器(15)用于测量所述烟气旁路(1)输入端的温度，所述第二温度传感器(16)用于测量所述烟气旁路(1)输出端的温度，所述温度传感器用于测量所述热一次风旁路(2)输入端的温度，所述第四温度传感器(18)用于测量所述热一次风旁路(2)输出端的温度。

8.根据权利要求1所述的锅炉入炉煤提质干燥装置，其特征在于，所述装置还包括压力测量单元，所述压力测量单元包括第一压力传感器(19)、第二压力传感器(20)、第三压力传感器(21)以及第四压力传感器(22)；所述第一压力传感器(19)用于测量所述烟气旁路(1)输入端的压力，所述第二压力传感器(20)用于测量所述烟气旁路(1)输出端的压力，所述压力传感器用于测量所述热一次风旁路(2)输入端的压力，所述第四压力传感器(22)用于测量所述热一次风旁路(2)输出端的压力。

9.根据权利要求1所述的锅炉入炉煤提质干燥装置，其特征在于，所述装置还包括蒸汽吹灰器(23)，所述蒸汽吹灰器(23)设置于所述烟气旁路(1)与所述热一次风旁路(2)的连通处，所述蒸汽吹灰器(23)用于清除换热单元的积灰。

10.一种锅炉入炉煤提质系统，其特征在于，包括锅炉、空气预热器(4)、制粉系统(26)、脱硝系统(25)以及权利要求1-9中任一项所述的锅炉入炉煤提质干燥装置；

技术总结
本发明实施例提供一种锅炉入炉煤提质干燥装置及锅炉入炉煤提质系统，属于入炉煤粉提质改造领域。所述锅炉入炉煤提质干燥装置包括：烟气旁路、热一次风旁路以及换热单元；所述烟气旁路的输入端连接锅炉炉膛的平行烟道，所述烟气旁路的输出端连接脱硝系统的入口烟道；所述热一次风旁路与空气预热器的热一次风管并联设置，且所述热一次风旁路贯穿所述烟气旁路设置；所述换热单元设置于所述烟气旁路以及热一次风旁路的连通处，用于实现烟气旁路中的高温烟气以及热一次风旁路中的热一次风换热。本发明方案通过锅炉的高温烟气加热热一次风，提高了锅炉制粉系统干燥出力。

技术研发人员：陈晓龙,宋大勇,王赫,张海涛,刘宇
受保护的技术使用者：国家能源集团科学技术研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13