[0001] 本申请涉及燃煤发电技术领域，具体涉及一种快速切换入炉煤种的给煤系统。

[0002] 我国大部分燃煤发电企业均采取燃用混煤(经济煤种)等非设计煤种替代设计煤种的措施来提高发电企业效益。由于非设计煤种与设计煤质在可磨性、着火特性、燃尽特性等方面存在差别，导致掺烧非设计煤质后锅炉带负荷能力、运行经济性等方面出现问题，一定程度上影响了机组的安全、稳定、高效运行。由于经济煤种具有运输成本低、运损少、价格低等优势，逐渐成为电厂的主力煤种，当经济煤种与设计煤种特性参数偏差较大时，易导致锅炉出现燃烧不佳、调峰能力弱、锅炉热效率下降问题，甚至会出现受热面壁温超温、结渣等现象，严重影响锅炉运行的经济性和安全性，因此，如何在保证锅炉安全经济运行的前提下，尽可能多烧或全烧经济煤种，是目前火力发电厂面临的重要课题。

[0003] 目前，国内燃煤发电机组主要采用“炉前掺配、炉内混烧”和“分磨制粉、炉内混烧”二种方式进行掺烧经济煤种。

[0004] “炉前掺配、炉内混烧”是将经济煤种和其他煤种在煤场按照不同比例混合后通过输煤皮带送入各台磨的原煤仓。此掺烧方式虽然能掺烧一定经济煤种，且对结渣防治具有一定效果。但也存在一定问题：受煤场条件、混煤设备和混煤控制限制，满足不了调峰机组多掺经济煤种的需求，如经济煤种掺烧较多时，影响机组带负荷能力，掺烧较少时影响发电企业效益。

[0005] “分磨制粉、炉内混烧”目前是燃煤电站锅炉混掺经济煤种的主要方式，该方式就是将经济煤种通过不同的磨煤机磨成煤粉后送入炉内混合燃烧，具有占地空间小、操作方便的优点，但影响机组运行的灵活性。譬如当机组设计煤质为高热值烟煤时，若掺烧一定比例的低热值煤种(经济煤种)，则满负荷运行时，磨煤机出力增高，超过磨煤机最大出力时，则会影响机组带负荷能力和升负荷速率。

[0030] 为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本申请实施例，并不用于限制本申请实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

[0031] 需要说明，若本申请实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后等)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

[0032] 另外，若本申请实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。

[0033] 实施例1

[0034] 本申请提供一种快速切换入炉煤种的给煤系统，适用于燃煤电站，所述系统包括原煤仓1、磨煤机3以及与原煤仓1的出煤口连接并用于精确定量向磨煤机3输送原煤的给煤机2，如图6所示。

[0035] 其中，本实施例中的原煤仓1的结构示意图可参考图1所示，本实施例中，将原煤仓1沿轴向分为入煤段、储煤段和过渡段，且各段之间不重合。其中，所述原煤仓1内设有一个或多个分隔板11，所述分隔板11用于将储煤段沿轴向分隔成多个分仓，用于装盛不同种类的煤，且所述储煤段与过渡段之间设有多个插板门12，用于分别隔绝或连通各分仓与过渡段的内腔，即不同种类的煤从不同的出口落入到过渡段。

[0036] 另外，在所述原煤仓1的顶盖上还设有入煤口13(如图4所示)，所述入煤口13通过位于入煤段的落煤管与分仓连通，具体的，入煤口13可以为一个或多个，但由于受空间限制，通常向原煤仓1输送原煤的传输带不超过两条，所以入煤口13可设置成两个，与传输带的数量对应，且不同入煤口13应通往不同的分仓。

[0037] 现有的原煤仓1整体呈现上大下小的类椎体，若将储煤段内的空间分成多个分仓，对应的，单个分仓的出口(插板门12所在位置)相较于之前的出口会变小。而若不改变送入分仓内原煤的大小，则可能造成存在卡堵出口的情况。但若将分仓出口上移过多则又会导致分仓出口距出煤口的距离(即过渡段)过长，而这便意味着系统无法快速响应切换入炉煤种的需求，因为当进行煤种切换时，需要先消耗完过渡段中存在的之前的煤种，才能将新切换的煤种送至炉膛。因此本实施中则对现有的原煤仓进行改进，既要满足单个分仓的出口(分仓出口)的横切面积不小于出煤口的面积，又需要控制过渡段的长度不高于预设值，以保证在不卡堵的情况下，满足系统所需的响应速度。示例性的，单个分仓出口的横切面积可以是出煤口面积的1.2～1.5倍，具体的，若单个分仓出口的横切面积是出煤口面积的1.2倍，则三个分仓的总出口面积是出煤口面积的3.6倍，从现有的原煤仓上确定出横切面积是出煤口面积3.6倍的位置，定为预设定位置，如图2所示，然后在预设定位置与出煤口之间确定出分仓出口的位置(分仓出口与出煤口之间即为过渡段)，过渡段的长度可根据系统所需的响应速度而定，理论上是越短越好(但由于原煤仓分仓出口位置的径长与给煤机入口的径长不一，因此过渡段不可省略)。而预设定位置与分仓出口位置之间的部分则可由锥形改为直筒圆柱形，如此，即可满足需要。

[0038] 另外，将过渡段的侧壁面设置为向内凹陷的弧面，相较于直线斜面，更不易出现堵煤的情况，且相较于设置成斜面，本实施例中的过渡段的内腔体积更小(如图3所示，图中虚线表示现有的斜面型过渡段)，其能够容纳的煤量更少，在切换煤种时，过渡段中存在的原煤种能够很快被消耗掉，保证了系统的响应速度。

[0039] 另外，关于原煤的具体流动线路为：首先由上煤装置将原煤运送至原煤仓1的顶部(原煤仓1按照图1所示方式放置)；然后原煤从入煤口13经落煤管进入分仓；基于需要可打开对应分仓的插板门12，对应种类的煤经过渡段流出至给煤机2。

[0040] 示例性的，若储煤段内被分成两个分仓，则可在原煤仓1的顶盖上设置两个入煤口13分别通入两个分仓，上煤装置可以为两条相互平行的传输皮带100，分别向两个分仓输送原煤。而若是上煤装置仅为一条传输皮带100，则对应的，原煤仓1的顶盖上可仅设置一个入煤口13，而在原煤仓1的内部，入煤段位置则设置三通落煤管，其一端与入煤口13连接，另外两端分别与两个分仓连通，如此便可实现一条传输皮带100向两个分仓送煤，只是此种方式容易影响原煤入仓效率，因此优选两条传输皮带100。

[0041] 进一步的，为避免插板门12失灵，致使原煤仓1出煤无法关闭，优选在原煤仓1的出煤口处设置底部插板门16。

[0042] 优选的，各插板门12及底部插板门16可采用液位插板门12，并分别通过控制器信号控制实现。

[0043] 实施例2

[0044] 实施例1中将储煤段内被分成两个分仓，但在实际使用过程中，如果仅使用其中一个分仓时，整个原煤仓1容易发生变形，因此为保证原煤仓1结构稳定，则优选三个以上分仓。但若分出太多的分仓又容易造成分仓出口较小，致使出现堵塞状况，因此本实施例中优选三到四个分仓。

[0045] 本实施例中以三分仓的原煤仓1(任意相邻两个隔板之间的夹角为120°)为例进行说明。

[0046] 三个分仓分别为第一分仓、第二分仓和第三分仓；所述原煤仓1的顶盖上设有两个入煤口13，分别为第一入煤口13和第二入煤口13，所述入煤段内设有两个落煤管，分别为第一落煤管和第二落煤管4；其中，第一入煤口13通过第一落煤管与第一分仓连通；其中，第二落煤管4为三通管，其第一端与第二入煤口13连通，第二端与第二分仓连通，第三端与第三分仓连通，所述第二落煤管4的第二端与第三端所在的通道上分别设有关断件41，如此便可实现两条传输皮带100向三分分仓送煤。

[0047] 优选的，任意相邻两个分仓的分隔板11上均设有连通门14，用于连通相邻两个分仓，且针对任一连通门14配设有关门板15，用于打开或关闭所述连通门14(如图5所示)。

[0048] 连通煤的存在可保证当其中一个分仓中的煤超过连通门14所在的高度时，该分仓中的煤或落入到与之相邻的其他两个分仓中，如此，当两条传输皮带100中的一条传输皮带100损坏时，也能利用另一条皮带分别向三个分仓送煤，保证系统短期的正常运行。示例性的，若第一分仓、第二分仓和第三分仓内分别装盛第一种煤、第二种煤和第三种煤，第一传输皮带100通过卸料器101向第一入煤口13送煤，第二传输皮带100通过卸料器101向第二入煤口13送煤；当第二传输带损坏时，首先由第一传输带将第一种煤送入第一分仓，直至第一种煤装盛料位达到连通门14所在位置(假设三个分隔板11上的连通门14位于同一水平面)，然后打开第一分仓与第二分仓之间的分隔板11上的连通门14，由第一传输带运送第二种煤至第一分仓，然后第二种煤通过第一分仓与第二分仓之间连通门14进入第二分仓，待到第二分仓中的料位即将达到连通门14所在高度时停止输送。向第三分仓输送第三种煤的可采用同样的方法，在此不作赘述。

[0049] 具体的，关于各分仓的料位测定可通过分别在各分仓的顶部设置料位计7实现。

[0050] 实施例3

[0051] 本实施例中为避免实施例2中的连通门14出现堵塞，在原煤仓1靠近所述连通门14的侧壁上环绕设有多个第一空气炮5，如图1所示。在上述实施例2中，煤经过连通门14时属于水平流(滚)动，因此，示例性的，若煤在第一分仓流向第二分仓的过程中出现卡堵，则启动设于第一分仓侧壁上的第一空气炮5以增大第一分仓内腔的气压，实现清堵。

[0052] 进一步的，为避免实施例2中的分仓出口出现堵塞(插板门12开关口)，本实施例中在所述储煤段靠近所述插板门12的侧壁上设有多个第二空气炮6，如图1所示。由于通过分仓出口的煤是从上至下而落，煤经过分仓出口时属于竖直下落，因此在布置第二空气炮6时，需要将其布置于分仓出口上方，当某一个分仓出口出现堵塞时，则启动对应分仓侧壁上的第二空气炮6即可。

[0053] 实施例4

[0054] 磨煤机3入口处常因煤粉异常堆积频繁发生故障，该设备往往长时间持续运转，尤其当使用高挥发分煤种时，其部件经长时间摩擦一旦温度升高，则容易致使气体含量超标，进而会发生自燃甚至引发爆炸等事故。

[0055] 因此，为保证安全，本实施例中，所述系统还包括：CO监测设备8(如图6所示)，用于实时监测磨煤机3入口处的CO含量；报警装置，用于当磨煤机3入口处的CO含量超标时发出报警信息。

[0056] 实施例5

[0057] 示例性的，给煤系统包括一台600MW超临界前后墙对冲燃烧锅炉，π型布置，干排渣系统，锅炉制粉系统为正压直吹式；该系统还包括六台ZGM113N型中速磨煤机和六台EG24903
电子称重式给煤机。每台磨煤机配备一个容积约720m的原煤仓，配备的上煤系统为双路皮带系统，设置在煤仓间，仓间带式输送机层采用电动双侧犁式卸料器进行，沿皮带方向在两个原煤仓的储煤段内加装分隔板，将原煤仓内部进行一分为三，全部煤斗总高18.6m，中部增加隔板的高度约16.5m，并通过了强度校核。在同一高度三个分仓分别对应安装三个液压插板门，通过控制三个液压插板门，可以根据实际需求快速有效地切换煤种。改造的同时对
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原煤仓下端进行改造，由于原液压插板门打开后煤的通流面积为0.29m ，为了现有三个液
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压插板门打开后下煤通畅，现有的流通面积设计为0.35m ，约为之前的1.2倍，因此原煤仓
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下端面积与过渡段上端面积均为1.05m ，过渡段下端面积为0.29m ，过渡段下端安装新的插板门，防止液压插板门插不严漏煤。

[0058] 目前该锅炉主要的煤种有3种，其中煤种2和煤种3为经济煤种，应尽可能的多掺烧，各煤种特性如下：

[0059]煤种1 煤种2 煤种3
高热值 高热值 低热值
低水分 低水分 高水分
高灰熔点 高灰熔点 低灰熔点
低灰分 高灰分 低灰分
中挥发分 低挥发分 高挥发分

[0060] 由上述煤种特性可知，如果单独燃烧煤种2，高负荷时由于灰分高，挥发分低，氮氧化物排放浓度高，容易造成环保事件的发生；如果单独烧煤种3时，由于灰熔点较低，结渣风险大，影响机组运行的安全性；如果只烧煤种1，由于煤种1非经济煤种，成本较高。

[0061] 基于提出的入炉煤快速切换系统，将煤种1、煤种2、煤种3分别送入第一分仓、第二分仓和第三分仓内，第一分仓出口设有第一液压插板门，第二分仓出口设有第二液压插板门，第三分仓出口设有第三液压插板门。高负荷时第一液压插板门打开，关闭第二液压插板门和第三液压插板门，只燃烧煤种1；中低负荷时同时打开第二液压插板门和第三液压插板门，关闭第一液压插板门，将煤种2和煤种3进行磨内混合磨制、炉内均匀混烧，这样解决了电厂无混煤场地的难题。低负荷时还可以单独的燃烧煤种2和煤种3，大大的增加了经济煤种的掺烧比例。

[0062] 需要说明的是，本申请中术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

[0063] 以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。