開式制粉蒸汽暖風(fēng)型鍋爐機(jī)組及其發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種開式制粉蒸汽暖風(fēng)型鍋爐機(jī)組，用于對原煤進(jìn)行燃燒且與含有汽輪機(jī)的汽輪機(jī)組相連接，其特征在于，包括：冷風(fēng)預(yù)熱裝置利用汽輪機(jī)的抽汽口抽出的低壓蒸汽對環(huán)境冷風(fēng)進(jìn)行預(yù)加熱得到暖風(fēng)，空氣預(yù)熱器對暖風(fēng)進(jìn)一步加熱得到熱風(fēng)，熱風(fēng)的第一部分與環(huán)境冷風(fēng)混合后作為一次風(fēng)，風(fēng)粉混合器將一次風(fēng)與煤粉進(jìn)行混合得到風(fēng)粉混合物，熱風(fēng)的第二部分作為二次風(fēng)直接送入煤粉燃燒器，熱風(fēng)的第三部分直接送入干燥劑混合室，干燥劑混合室分別與煙氣抽口、煤粉收集器的氣體出口相連接，將乏氣的另一部分、從煙氣抽口抽取的煙氣的一部分、以及熱風(fēng)的第三部分進(jìn)行混合后作為干燥劑送入原煤預(yù)干燥裝置。
【專利說明】開式制粉蒸汽暖風(fēng)型鍋爐機(jī)組及其發(fā)電系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種燃煤電站的開式制粉蒸汽暖風(fēng)型鍋爐機(jī)組及其發(fā)電系統(tǒng)，具體涉及鍋爐送風(fēng)、冷風(fēng)預(yù)熱、制粉、煤粉燃燒以及煙氣水回收技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]褐煤具有水分高、揮發(fā)分高、發(fā)熱量低、灰熔點(diǎn)低、磨損性低和易自燃等特點(diǎn)。在全世界范圍褐煤約占世界煤炭總儲量40%。我國褐煤約占國內(nèi)煤炭總儲量16%，主要分布在內(nèi)蒙古東部與東北三省交界的地區(qū)和云南地區(qū)。內(nèi)蒙古及東北地區(qū)的褐煤屬老年褐煤，全水分25?40% ;云南褐煤屬年輕褐煤，全水分40?60%，含木質(zhì)纖維。此外，位于我國新疆準(zhǔn)噶爾盆地東部“準(zhǔn)東煤田”的煤炭預(yù)測儲量達(dá)3900億噸，是我國最大的整裝煤田。準(zhǔn)東煤除發(fā)熱量較褐煤高以外，其它煤質(zhì)特性與褐煤相似，也具有水分高、揮發(fā)分高、灰熔點(diǎn)低、磨損性低和易自燃的特點(diǎn)。
[0003]為提高褐煤利用水平，國內(nèi)外開展了多種形式的褐煤干燥技術(shù)研究。與火電廠集成的抽汽預(yù)干燥技術(shù)將蒸汽凝結(jié)廢熱用于褐煤預(yù)干燥，理論上可提高電廠效率2?4個百分點(diǎn)，但無論蒸汽管滾筒干燥機(jī)還是內(nèi)加熱蒸汽流化床工藝，煤粒與蒸汽間為換熱強(qiáng)度較低的間壁式換熱，故干燥設(shè)備體積龐大，設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi)用很大。煙氣(或熱空氣)干燥技術(shù)可采用流化床、移動床及氣流管等形式，煤粒與煙氣(或熱空氣)間為換熱強(qiáng)度較高的混合式換熱，但煙氣(或熱空氣)干燥的運(yùn)行安全性較差，干燥系統(tǒng)容易著火，需嚴(yán)格控制干燥劑溫度和含氧量。機(jī)械/熱壓脫水和熱力脫水為非蒸發(fā)干燥技術(shù)，優(yōu)點(diǎn)是干燥能耗低且能脫除一部分堿金屬物質(zhì)從而改善鍋爐結(jié)渣與沾污，但脫水條件為高溫高壓，設(shè)備大型化比較困難，且脫水系統(tǒng)排放廢水的處理難度較大。由于褐煤易碎裂易自燃，干燥后褐煤的成型和安全貯存運(yùn)輸也較為困難。可見，當(dāng)前的各類褐煤干燥技術(shù)均存在特有的困難，在規(guī)模化應(yīng)用之前仍需進(jìn)一步研究與完善。
[0004]褐煤水分高、熱值低且易自燃，故不宜遠(yuǎn)距離運(yùn)輸。目前褐煤利用的主要途徑仍為通過坑口電站燃燒發(fā)電，再輸送電力至需要的地區(qū)。而我國大型燃褐煤發(fā)電機(jī)組(單機(jī)容量> 200MW)的裝機(jī)容量僅占全國火電總裝機(jī)容量的3%左右，遠(yuǎn)低于褐煤在煤炭總儲量中所占的比例(16%)。所以，隨著優(yōu)質(zhì)煙煤儲量的比例不斷下降，發(fā)展褐煤機(jī)組對我國電力工業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
[0005]我國目前已有多臺600麗級褐煤機(jī)組投運(yùn)，全部配置直吹式制粉系統(tǒng)鍋爐。但與常規(guī)煙煤鍋爐相比，這些褐煤鍋爐的熱效率較低(約低2個百分點(diǎn))且價格較高，這主要因于褐煤鍋爐的爐內(nèi)煙氣量較大，因而鍋爐排煙熱損失較高，鍋爐體積也較大。此外，高水分燃煤的直吹式制粉系統(tǒng)需抽取高溫爐煙作為制粉系統(tǒng)干燥劑主要組分，這使得一次風(fēng)中含有大量爐煙和水蒸氣等惰性氣體，致使鍋爐穩(wěn)定燃燒也較為困難。
[0006]在現(xiàn)有的電廠熱力系統(tǒng)中，汽輪機(jī)組排汽的大量凝結(jié)廢熱散發(fā)卻無法被利用，也不存在保持空氣預(yù)熱器冷端金屬溫度的前提下利用汽輪機(jī)組中低壓蒸汽的凝結(jié)廢熱用于制粉系統(tǒng)干燥劑制備這樣的技術(shù)方案。
[0007]另外，火力發(fā)電廠是工業(yè)用水大戶，而我國褐煤產(chǎn)區(qū)(例如內(nèi)蒙古東部地區(qū))大多屬嚴(yán)重缺水地區(qū)，水資源匱乏成為影響坑口電源基地建設(shè)的重要制約因素。顯然，高水分燃煤鍋爐的煙氣中蘊(yùn)含有大量水資源，實(shí)現(xiàn)燃煤煙氣中水分的再循環(huán)利用成為一個亟待解決的問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]為了解決上述問題而進(jìn)行的，本發(fā)明的目的在于提供一種不僅能實(shí)現(xiàn)對制粉乏氣中的大量乏氣水進(jìn)行回收利用，而且還能實(shí)現(xiàn)高效率發(fā)電的開式制粉蒸汽暖風(fēng)型鍋爐機(jī)組及其發(fā)電系統(tǒng)，該開式制粉蒸汽暖風(fēng)型鍋爐機(jī)組及其發(fā)電系統(tǒng)尤其能夠在保持空氣預(yù)熱器冷端金屬溫度的前提下更加充分利用汽輪機(jī)組中低壓蒸汽的凝結(jié)廢熱。
[0009]本發(fā)明為了解決上述問題，采用了以下結(jié)構(gòu):
[0010]〈結(jié)構(gòu)一〉
[0011]本發(fā)明提供一種對原煤進(jìn)行燃燒與含有汽輪機(jī)的汽輪機(jī)組相連接的開式制粉蒸汽暖風(fēng)型鍋爐機(jī)組，其特征在于，包括:制粉子系統(tǒng)、鍋爐本體子系統(tǒng)、送風(fēng)送粉子系統(tǒng)以及乏氣水回收子系統(tǒng)，其中，制粉子系統(tǒng)包含:順次連接的原煤預(yù)干燥裝置、氣粉生成裝置、煤粉收集器、煤粉倉、給粉機(jī)以及與原煤預(yù)干燥裝置連接的干燥劑混合室，鍋爐本體子系統(tǒng)包含:爐膛、與爐膛的尾部相連的煙道、位于爐膛入口位置的煤粉燃燒器以及位于爐膛的煙氣出口附近的煙氣抽口，送風(fēng)送粉子系統(tǒng)包含:風(fēng)粉混合器、位于煙道尾部的空氣預(yù)熱器、與空氣預(yù)熱器相連的冷風(fēng)預(yù)熱裝置和用于提供環(huán)境冷風(fēng)的送風(fēng)機(jī)，乏氣水回收子系統(tǒng)包含:與煤粉收集器的氣體出口相連的乏氣水回收裝置，原煤預(yù)干燥裝置利用來自干燥劑混合室的干燥劑對原煤進(jìn)行預(yù)干燥，氣粉生成裝置對干燥后的原煤進(jìn)行磨制和進(jìn)一步干燥后得到氣粉混合物，煤粉收集器對氣粉混合物進(jìn)行分離得到煤粉和乏氣，煤粉倉對煤粉進(jìn)行儲存，給粉機(jī)用于計(jì)量并調(diào)節(jié)控制輸送給風(fēng)粉混合器的鍋爐給煤量，風(fēng)粉混合器對來自送風(fēng)送粉子系統(tǒng)的一次風(fēng)和煤粉進(jìn)行混合得到風(fēng)粉混合物，煤粉燃燒器對風(fēng)粉混合物中的煤粉進(jìn)行燃燒，煤粉在爐膛的內(nèi)部燃燒生成煙氣，冷風(fēng)預(yù)熱裝置利用汽輪機(jī)的抽汽口抽出的低壓蒸汽對環(huán)境冷風(fēng)進(jìn)行預(yù)加熱得到暖風(fēng)，空氣預(yù)熱器對暖風(fēng)進(jìn)一步加熱得到熱風(fēng)，熱風(fēng)的第一部分與環(huán)境冷風(fēng)混合后作為一次風(fēng)，熱風(fēng)的第二部分作為二次風(fēng)直接送入煤粉燃燒器，熱風(fēng)的第三部分直接送入干燥劑混合室，風(fēng)粉混合器將一次風(fēng)與煤粉進(jìn)行混合得到風(fēng)粉混合物，乏氣水回收裝置將乏氣中的第一部分乏氣引入并將該第一部分乏氣中的水分回收，干燥劑混合室分別與煙氣抽口、煤粉收集器的氣體出口相連接，將乏氣中的第二部分乏氣、從煙氣抽口抽取的煙氣的一部分、以及熱風(fēng)的第三部分進(jìn)行混合后作為干燥劑送入原煤預(yù)干燥裝置。
[0012]在本發(fā)明提供的開式制粉蒸汽暖風(fēng)型鍋爐機(jī)組中，還可以具有這樣的特征:其中，乏氣水回收裝置包括:與煤粉收集器的氣體出口相連，對乏氣進(jìn)行輸送的乏氣管道、與乏氣管道相連的乏氣水回收器以及儲存乏氣水的集水池。
[0013]在本發(fā)明提供的開式制粉蒸汽暖風(fēng)型鍋爐機(jī)組中，還可以具有這樣的特征:其中，冷風(fēng)預(yù)熱裝置具有:利用低壓蒸汽對環(huán)境冷風(fēng)進(jìn)行加熱的暖風(fēng)器以及用于將暖風(fēng)引入空氣預(yù)熱器中的暖風(fēng)管道。
[0014]在本發(fā)明提供的開式制粉蒸汽暖風(fēng)型鍋爐機(jī)組中，還可以具有這樣的特征:其中，制粉子系統(tǒng)還包括一端與煤粉收集器的乏氣出口相連，另一端與氣粉生成裝置的進(jìn)口相連的風(fēng)量調(diào)節(jié)管道，用于將乏氣出口送出的乏氣中的第三部分乏氣送入氣粉生成裝置來補(bǔ)充調(diào)節(jié)進(jìn)入氣粉生成裝置的風(fēng)量。
[0015]另外，本發(fā)明還提供了一種發(fā)電系統(tǒng)，具有這樣的特征:開式制粉蒸汽暖風(fēng)型鍋爐機(jī)組以及含有汽輪機(jī)的汽輪機(jī)組，其中，開式制粉蒸汽暖風(fēng)型鍋爐機(jī)組和汽輪機(jī)組為上述結(jié)構(gòu)一中任意一項(xiàng)中的開式制粉蒸汽暖風(fēng)型鍋爐機(jī)組及汽輪機(jī)組。
[0016]〈結(jié)構(gòu)二〉
[0017]本發(fā)明還提供了一種開式制粉蒸汽暖風(fēng)型鍋爐機(jī)組，用于對原煤進(jìn)行燃燒且與含有汽輪機(jī)的汽輪機(jī)組相連接，其特征在于，包含:制粉子系統(tǒng)、鍋爐本體子系統(tǒng)、送風(fēng)送粉子系統(tǒng)以及乏氣水回收子系統(tǒng)，其中，制粉子系統(tǒng)包含:順次連接的原煤預(yù)干燥裝置、氣粉生成裝置、煤粉收集器、煤粉倉、給粉機(jī)、風(fēng)粉混合器以及與原煤預(yù)干燥裝置連接的干燥劑混合室，鍋爐本體子系統(tǒng)包含:爐膛、煙道、位于爐膛入口位置的煤粉燃燒器以及位于爐膛的煙氣出口附近的煙氣抽口，送風(fēng)送粉子系統(tǒng)包含:第一冷風(fēng)預(yù)熱裝置、位于煙道尾部的空氣預(yù)熱器以及與空氣預(yù)熱器相連的第二冷風(fēng)預(yù)熱裝置，乏氣水回收子系統(tǒng)包含:與煤粉收集器的氣體出口相連的乏氣水回收裝置，原煤預(yù)干燥裝置利用來自干燥劑混合室的干燥劑對原煤進(jìn)行預(yù)干燥，氣粉生成裝置對干燥后的原煤進(jìn)行磨制和進(jìn)一步干燥后得到氣粉混合物，煤粉收集器對氣粉混合物進(jìn)行分離得到煤粉和乏氣，煤粉倉對煤粉進(jìn)行儲存，給粉機(jī)用于計(jì)量并調(diào)節(jié)控制輸送給風(fēng)粉混合器的鍋爐給煤量，風(fēng)粉混合器對來自送風(fēng)送粉子系統(tǒng)的一次風(fēng)和煤粉進(jìn)行混合得到風(fēng)粉混合物，煤粉燃燒器對風(fēng)粉混合物中的煤粉進(jìn)行燃燒，煤粉在爐膛內(nèi)燃燒生成煙氣，第一冷風(fēng)預(yù)熱裝置利用汽輪機(jī)的抽汽口抽出的低壓蒸汽加熱第一環(huán)境冷風(fēng)生成的蒸氣暖風(fēng)作為一次風(fēng)，第二冷風(fēng)預(yù)熱裝置利用汽輪機(jī)的抽汽口抽出的低壓蒸汽加熱第二環(huán)境冷風(fēng)，之后進(jìn)入空氣預(yù)熱器進(jìn)一步加熱所生成的熱風(fēng)的一部分作為二次風(fēng)進(jìn)入煤粉燃燒器，風(fēng)粉混合器將一次風(fēng)與煤粉混合得到風(fēng)粉混合物，干燥劑混合室還分別與煙氣抽口和煤粉收集器的氣體出口連接，干燥劑混合室將乏氣中的第一部分乏氣、從煙氣抽口抽出的煙氣的一部分、以及熱風(fēng)的另一部分進(jìn)行混合后作為干燥劑送入原煤預(yù)干燥裝置，乏氣水回收裝置將乏氣中的第二部分乏氣引入并回收該第二部分乏氣中的水分。
[0018]在本發(fā)明提供的開式制粉蒸汽暖風(fēng)型鍋爐機(jī)組中，還可以具有這樣的特征:其中，乏氣水回收裝置包括:與煤粉收集器的氣體出口相連，對乏氣進(jìn)行輸送的乏氣管道、與乏氣管道相連的乏氣水回收器以及儲存乏氣水的集水池。
[0019]在本發(fā)明提供的開式制粉蒸汽暖風(fēng)型鍋爐機(jī)組中，還可以具有這樣的特征:其中，第一冷風(fēng)預(yù)熱裝置具有:利用低壓蒸汽對第一環(huán)境冷風(fēng)進(jìn)行加熱的一次風(fēng)暖風(fēng)器以及將一次風(fēng)引入風(fēng)粉混合器的暖風(fēng)管道，第二冷風(fēng)預(yù)熱裝置具有:利用低壓蒸汽對第二環(huán)境冷風(fēng)進(jìn)行加熱的二次風(fēng)暖風(fēng)器以及將二次風(fēng)引入空氣預(yù)熱器的二次風(fēng)暖風(fēng)管道。
[0020]在本發(fā)明提供的開式制粉蒸汽暖風(fēng)型鍋爐機(jī)組中，還可以具有這樣的特征:其中，制粉子系統(tǒng)還包括一端與煤粉收集器的乏氣出口相連，另一端與氣粉生成裝置的進(jìn)口相連的風(fēng)量調(diào)節(jié)管道，用于將乏氣出口送出的乏氣中的第三部分乏氣送入氣粉生成裝置來補(bǔ)充調(diào)節(jié)進(jìn)入氣粉生成裝置的風(fēng)量。
[0021 ]另外，本發(fā)明還提供了一種發(fā)電系統(tǒng)，具有這樣的特征:開式制粉蒸汽暖風(fēng)型鍋爐機(jī)組以及含有汽輪機(jī)的汽輪機(jī)組，其中，開式制粉蒸汽暖風(fēng)型鍋爐機(jī)組和汽輪機(jī)組為上述結(jié)構(gòu)二中任意一項(xiàng)中的開式制粉蒸汽暖風(fēng)型鍋爐機(jī)組和汽輪機(jī)組。
[0022]發(fā)明的作用與效果
[0023]在本發(fā)明的開式制粉蒸汽暖風(fēng)型鍋爐機(jī)組及其發(fā)電系統(tǒng)中，因?yàn)槊悍凼占魇沟妹悍叟c乏氣在煤粉收集器被分離，而乏氣中富集有大量水蒸氣乏氣中水蒸氣容積份額遠(yuǎn)大于煙氣中水蒸氣容積份額，水蒸氣容積份額高即水露點(diǎn)高，所以由乏氣降溫回收凝結(jié)水大大提高了煙氣中水分回收的可實(shí)施性。而且，本發(fā)明中以爐膛出口附近抽取的高溫的煙氣、再循環(huán)乏氣以及熱風(fēng)的一部分進(jìn)行混合后所形成的混合物作為制粉子系統(tǒng)干燥劑，可進(jìn)一步提高乏氣含濕量和水露點(diǎn)，使得乏氣中的水分能夠被更加經(jīng)濟(jì)有效地回收利用。
[0024]并且，在制粉子系統(tǒng)中形成的乏氣不進(jìn)入爐膛，使得爐膛內(nèi)煙氣量減少，相應(yīng)地爐膛內(nèi)火焰溫度升高，也可通過調(diào)節(jié)再循環(huán)乏氣的流量方便地調(diào)節(jié)干燥劑溫度，從而保證磨煤機(jī)出口溫度在合適的范圍之內(nèi)。另外，經(jīng)空氣預(yù)熱器加熱后的熱風(fēng)的第一部分與環(huán)境冷風(fēng)混合調(diào)溫至安全送粉所需溫度，該一次風(fēng)的溫度的可調(diào)控性有效降低了在送粉過程中的燃燒爆炸風(fēng)險(xiǎn)。采用熱風(fēng)送粉使得一次風(fēng)中惰性氣體含量大幅減少，由此煤粉氣流著火熱減少，而且一次風(fēng)中氧濃度提高，從而實(shí)現(xiàn)清潔高效穩(wěn)定燃燒。另外，經(jīng)空氣預(yù)熱器加熱后的熱風(fēng)的第三部分作為干燥劑的組成成分之一進(jìn)入干燥劑混合室，熱風(fēng)的第三部分將提高干燥劑的干燥效果。
[0025]并且，因?yàn)閺臓t膛出口附近抽取的一小部分煙氣和制粉子系統(tǒng)中蒸發(fā)出的煤中水分不再進(jìn)入爐膛，使得流經(jīng)尾部煙道和空氣預(yù)熱器的煙氣量明顯減少，另一方面，雖然采用熱風(fēng)送粉使得流經(jīng)空氣預(yù)熱器的風(fēng)量趨于減少，但同時新增一股干燥熱風(fēng)即熱風(fēng)的第三部分流經(jīng)空氣預(yù)熱器，使得流經(jīng)空氣預(yù)熱器的風(fēng)量明顯增大，因而，綜合結(jié)果是空氣預(yù)熱器的煙/風(fēng)水當(dāng)量比明顯減小，也即空氣預(yù)熱器出口排煙溫度可大幅降低。同時為避免煤中揮發(fā)分在制粉過程中析出，也采用了較低的磨煤機(jī)出口溫度，也即較低的煤粉收集器出口乏氣溫度。由于組成開式制粉蒸汽暖風(fēng)型鍋爐機(jī)組排煙的空氣預(yù)熱器出口煙氣和煤粉收集器出口乏氣均溫度較低，與現(xiàn)有鍋爐機(jī)組相比，相應(yīng)地鍋爐熱效率明顯提高。并且，因?yàn)榭諝忸A(yù)熱器的送風(fēng)入口前設(shè)置了利用來自汽輪機(jī)組的低壓蒸汽對環(huán)境冷風(fēng)進(jìn)行預(yù)熱的冷風(fēng)預(yù)熱裝置，使進(jìn)入空氣預(yù)熱器的風(fēng)首先在冷風(fēng)預(yù)熱裝置內(nèi)得到一定程度的預(yù)熱，由此提高鍋爐熱效率的同時保證空氣預(yù)熱器冷端金屬受熱面不發(fā)生低溫腐蝕，從而保證空氣預(yù)熱器安全運(yùn)行。同時，利用汽輪機(jī)組的低壓蒸汽的凝結(jié)廢熱來預(yù)熱環(huán)境冷風(fēng)作為鍋爐送風(fēng)，從而這些凝結(jié)廢熱被開式制粉蒸汽暖風(fēng)型鍋爐機(jī)組進(jìn)行了回收利用，這進(jìn)一步提高了發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率。而且，由于空氣預(yù)熱器中煙氣量減少的同時風(fēng)量因新增一股干燥用熱風(fēng)從而風(fēng)量明顯增大，使得鍋爐排煙溫度會非常低，因此需將鍋爐送風(fēng)預(yù)熱至更高的暖風(fēng)溫度，以保持空氣預(yù)熱器冷端金屬溫度在可使腐蝕速度較低的70?85°C范圍，這意味著更多汽輪機(jī)抽汽的凝結(jié)廢熱被有效回用于電廠熱力系統(tǒng)，使電廠效率更進(jìn)一步提高。
[0026]因此，本發(fā)明能夠提供一種不僅實(shí)現(xiàn)對乏氣中的水分進(jìn)行回收和循環(huán)利用還能實(shí)現(xiàn)發(fā)電效率較高的開式制粉蒸汽暖風(fēng)型鍋爐機(jī)組及其發(fā)電系統(tǒng)。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0027]圖1為本發(fā)明實(shí)施例一中發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0028]圖2為本發(fā)明實(shí)施例一中開式制粉蒸汽暖風(fēng)型鍋爐機(jī)組的結(jié)構(gòu)框圖；
[0029]圖3為本發(fā)明實(shí)施例一中開式制粉蒸汽暖風(fēng)型鍋爐機(jī)組的結(jié)構(gòu)模塊示意圖；
[0030]圖4為本發(fā)明實(shí)施例一中送風(fēng)送粉子系統(tǒng)的框圖；
[0031]圖5為本發(fā)明實(shí)施例一中開式制粉蒸汽暖風(fēng)型鍋爐機(jī)組的結(jié)構(gòu)示意圖；以及
[0032]圖6為本發(fā)明實(shí)施例二中開式制粉蒸汽暖風(fēng)型鍋爐機(jī)組的結(jié)構(gòu)模塊示意圖；
[0033]圖7為本發(fā)明實(shí)施例二中開式制粉蒸汽暖風(fēng)型鍋爐機(jī)組的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034]為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，以下實(shí)施例結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明涉及開式制粉蒸汽暖風(fēng)型鍋爐機(jī)組及其發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的說明。
[0035]<實(shí)施例一 >
[0036]圖1為本發(fā)明實(shí)施例一中發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
[0037]如圖1所示，發(fā)電系統(tǒng)100包括:開式制粉蒸汽暖風(fēng)型鍋爐機(jī)組501、汽輪機(jī)組502、以及發(fā)電機(jī)組503。
[0038]原煤在開式制粉蒸汽暖風(fēng)型鍋爐機(jī)組501燃燒產(chǎn)生的熱量加熱水形成高溫高壓蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)組502做功，進(jìn)而帶動發(fā)電機(jī)組503進(jìn)行發(fā)電。
[0039]圖2為本發(fā)明實(shí)施例一中開式制粉蒸汽暖風(fēng)型鍋爐機(jī)組的結(jié)構(gòu)框圖。
[0040]如圖2所示，開式制粉蒸汽暖風(fēng)型鍋爐機(jī)組501包括:制粉子系統(tǒng)401、鍋爐本體子系統(tǒng)402、送風(fēng)送粉子系統(tǒng)403、乏氣水回收子系統(tǒng)404、以及煙氣凈化子系統(tǒng)405。
[0041]送風(fēng)送粉子系統(tǒng)403對環(huán)境冷風(fēng)61處理后形成一次風(fēng)，一次風(fēng)與制粉子系統(tǒng)401對原煤60進(jìn)行磨制形成的煤粉按一定比例混合后送入鍋爐本體子系統(tǒng)402中，送風(fēng)送粉子系統(tǒng)403的二次風(fēng)則直接進(jìn)入鍋爐本體子系統(tǒng)402，送風(fēng)送粉子系統(tǒng)403形成的部分熱風(fēng)即熱風(fēng)的第三部分進(jìn)入制粉子系統(tǒng)401作為干燥劑的組成部分，鍋爐本體子系統(tǒng)402內(nèi)的部分高溫爐煙被抽出作為制粉子系統(tǒng)401的干燥劑組分，鍋爐制粉子系統(tǒng)401中的乏氣被分離出后，大部分濕乏氣進(jìn)入乏氣水回收子系統(tǒng)404冷卻，乏氣中的大部分水分凝結(jié)為液態(tài)水后被回收進(jìn)行再利用，經(jīng)過乏氣水回收后的干乏氣與鍋爐本體子系統(tǒng)402的排煙混合后進(jìn)入煙氣凈化子系統(tǒng)405凈化。
[0042]圖3為本發(fā)明實(shí)施例一中開式制粉蒸汽暖風(fēng)型鍋爐機(jī)組的結(jié)構(gòu)模塊示意圖。
[0043]如圖3所示，制粉子系統(tǒng)401包括:原煤倉1、給煤機(jī)2、原煤預(yù)干燥裝置3、風(fēng)扇磨煤機(jī)4、粗粉分離器5、制粉管道6、煤粉收集器7、煤粉倉8、給粉機(jī)9、再循環(huán)乏氣管道23、干燥劑混合室20、干燥劑管道21以及風(fēng)量調(diào)節(jié)管道51。這里，風(fēng)扇磨煤機(jī)4、粗粉分離器5以及制粉管道6構(gòu)成了氣粉生成裝置。
[0044]風(fēng)量調(diào)節(jié)管道51 —端與煤粉收集器7的乏氣出口相連，另一端與氣粉生成裝置的進(jìn)口相連，風(fēng)量調(diào)節(jié)管道51用于將一部分從乏氣出口送出的乏氣即第三部分乏氣送入氣粉生成裝置來補(bǔ)充調(diào)節(jié)進(jìn)入氣粉生成裝置的風(fēng)量。
[0045]鍋爐本體子系統(tǒng)402包括:煤粉燃燒器12、鍋爐13以及煙氣抽口 19。
[0046]送風(fēng)送粉子系統(tǒng)403包括:送風(fēng)機(jī)29、送風(fēng)管道30、暖風(fēng)器31、送風(fēng)旁路管道32、暖風(fēng)管道33、空氣預(yù)熱器34、一次風(fēng)冷風(fēng)管道35、一次風(fēng)熱風(fēng)管道36、二次風(fēng)熱風(fēng)管道37、二次風(fēng)風(fēng)箱38、一次風(fēng)混合室39、溫風(fēng)管道40、一次增壓風(fēng)機(jī)41、一次風(fēng)風(fēng)箱42、風(fēng)粉混合器10、送粉管道11以及熱風(fēng)干燥管道47。這里，送風(fēng)機(jī)29、送風(fēng)管道30、暖風(fēng)器31、暖風(fēng)管道33、二次風(fēng)熱風(fēng)管道37、二次風(fēng)風(fēng)箱38以及送風(fēng)旁路管道32構(gòu)成了冷風(fēng)預(yù)熱裝置。
[0047]乏氣水回收子系統(tǒng)404包括:乏氣風(fēng)機(jī)22、乏氣管道24、乏氣水回收器25、乏氣旁路管道26、集水池27以及冷乏氣管道28。
[0048]煙氣凈化子系統(tǒng)405包括:除塵器14、引風(fēng)機(jī)15、鍋爐排煙管道16、煙氣脫硫裝置17以及煙囪18。
[0049]開式制粉蒸汽暖風(fēng)型鍋爐機(jī)組501整體的連接關(guān)系:
[0050]原煤倉1、給煤機(jī)2、原煤預(yù)干燥裝置3、風(fēng)扇磨煤機(jī)4、粗粉分離器5、制粉管道6以及煤粉收集器7順次連接，干燥劑混合室20分別與原煤預(yù)干燥裝置3、再循環(huán)乏氣管道23以及煙氣抽口 19、熱風(fēng)干燥管道47相連，煤粉收集器7還分別與乏氣風(fēng)機(jī)22和煤粉倉8的進(jìn)口相連，煤粉倉8的出口與給粉機(jī)9相連，給粉機(jī)9與風(fēng)粉混合器10的進(jìn)口相連，風(fēng)粉混合器10的出口與送粉管道11的一端相連，送粉管道11的另一端與煤粉燃燒器12相連，煙氣抽口 19與干燥劑混合室20相連。空氣預(yù)熱器34位于鍋爐13的煙道的尾部。
[0051]鍋爐送風(fēng)機(jī)29出口分別與暖風(fēng)器31的冷風(fēng)進(jìn)口和一次風(fēng)混合器39的冷風(fēng)進(jìn)口相連，暖風(fēng)器31旁設(shè)置冷風(fēng)預(yù)熱裝置旁通管道32，暖風(fēng)器31的出口與空氣預(yù)熱器34的空氣側(cè)進(jìn)口相連，空氣預(yù)熱器34的空氣側(cè)出口分別通過二次風(fēng)熱風(fēng)管道37和一次風(fēng)熱風(fēng)管道36與二次風(fēng)風(fēng)箱38進(jìn)口和一次風(fēng)混合器39的熱風(fēng)進(jìn)口相連，二次風(fēng)風(fēng)箱38的出口與煤粉燃燒器12相連，一次風(fēng)混合室39的出口通過溫風(fēng)管道40與一次風(fēng)增壓風(fēng)機(jī)41進(jìn)口相連，一次風(fēng)增壓風(fēng)機(jī)41出口與一次風(fēng)風(fēng)箱42的進(jìn)口相連，一次風(fēng)風(fēng)箱42的出口與風(fēng)粉混合器10的進(jìn)口相連。
[0052]暖風(fēng)器31和冷風(fēng)預(yù)熱裝置旁通管道32共同連接為預(yù)熱管道33，熱風(fēng)干燥管道47的一端連接由經(jīng)過空氣預(yù)熱器34出口的熱風(fēng)管道分出的出口，另一端則與干燥劑混合室20連接。
[0053]乏氣風(fēng)機(jī)22的進(jìn)口與煤粉收集器7的氣體出口相連，乏氣風(fēng)機(jī)22的出口分別與乏氣管道24、磨煤機(jī)風(fēng)量調(diào)節(jié)管道51以及再循環(huán)乏氣管道23相連，再循環(huán)乏氣管道23與干燥劑混合器20相連，乏氣水回收器25與乏氣管道24相連，乏氣水回收器25具有冷卻介質(zhì)入口 80和冷卻介質(zhì)出口 81，乏氣旁路管道26與乏氣水回收器25并聯(lián)，集水池27與乏氣水回收器25相連接，集水池27用于儲存被乏氣水回收器25回收的乏氣中的水分，經(jīng)過乏氣水回收器25回收乏氣中的水分后的冷乏氣經(jīng)過冷乏氣管道28排到鍋爐排煙管道16。
[0054]除塵器14進(jìn)口與空氣預(yù)熱器34的煙氣側(cè)出口相連，除塵器14出口與引風(fēng)機(jī)15進(jìn)口相連，引風(fēng)機(jī)15出口通過鍋爐排煙管道16與煙氣脫硫裝置17進(jìn)口相連，煙氣脫硫裝置17出口與煙囪18相連。
[0055]圖4為本發(fā)明實(shí)施例一中送風(fēng)送粉子系統(tǒng)的框圖。
[0056]空氣的流程:如圖3、圖4所示，環(huán)境冷風(fēng)61即空氣由送風(fēng)機(jī)29經(jīng)送風(fēng)管道30送入暖風(fēng)器31中，在暖風(fēng)器31內(nèi)被來自汽輪機(jī)組502的圖中未顯示出的抽汽口的蒸汽加熱至可使空氣預(yù)熱器34冷端金屬壁溫滿足設(shè)計(jì)要求的某一暖風(fēng)溫度的暖風(fēng)，繼而由暖風(fēng)管道33引入空氣預(yù)熱器34中。為方便調(diào)節(jié)暖風(fēng)溫度，在暖風(fēng)器31旁設(shè)置了送風(fēng)旁路管道
32。暖風(fēng)管道33內(nèi)的暖風(fēng)在空氣預(yù)熱器34內(nèi)被煙氣進(jìn)一步加熱至鍋爐燃燒所需的熱風(fēng)溫度的熱風(fēng)?？諝忸A(yù)熱器34空氣側(cè)出口的大部分熱風(fēng)即熱風(fēng)的第二部分作為二次風(fēng)經(jīng)二次風(fēng)熱風(fēng)管道37引入二次風(fēng)風(fēng)箱38，并由二次風(fēng)箱38分配引往燃燒器12。還有一少部分熱風(fēng)即熱風(fēng)的第一部分經(jīng)一次風(fēng)熱風(fēng)管道36引入一次風(fēng)混合室39，在一次風(fēng)混合室39內(nèi)與來自送風(fēng)機(jī)29出口并由一次風(fēng)冷風(fēng)管道35引來的冷風(fēng)按一定比例混合至煤粉安全輸送與穩(wěn)定燃燒所需的溫風(fēng)溫度，一次風(fēng)混合室39出口的一次風(fēng)經(jīng)一次風(fēng)熱風(fēng)管道40進(jìn)入增壓一次風(fēng)機(jī)41內(nèi)，被增壓后送往一次風(fēng)風(fēng)箱42，再由一次風(fēng)風(fēng)箱42分配引往風(fēng)粉混合器10，進(jìn)而將煤粉送入鍋爐13的爐膛燃燒，另外熱風(fēng)的第三部分經(jīng)過熱風(fēng)干燥管道47后進(jìn)入干燥劑混合室20，熱風(fēng)的第三部分、從煙氣抽口 19抽出的煙氣與第一部分乏氣混合后得到干燥劑。
[0057]圖5為本發(fā)明實(shí)施例一中開式制粉蒸汽暖風(fēng)型鍋爐機(jī)組的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0058]如圖5所示，開式制粉蒸汽暖風(fēng)型鍋爐機(jī)組501的工作原理:
[0059]煤的流程:原煤60由原煤倉I經(jīng)給煤機(jī)2輸送進(jìn)入原煤預(yù)干燥裝置3，原煤預(yù)干燥裝置3內(nèi)與來自干燥劑混合室20的干燥劑混合并下行完成原煤的預(yù)干燥，風(fēng)扇磨煤機(jī)4將被原煤預(yù)干燥裝置3干燥后的煤磨制成煤粉，同時對煤粉進(jìn)行進(jìn)一步的干燥。風(fēng)扇磨煤機(jī)4出口的乏氣(風(fēng)扇磨煤機(jī)4出口的氣體稱為乏氣)與煤粉的混合物進(jìn)入粗粉分離器5，粗粉分離器5將風(fēng)粉混合物中較粗的煤顆粒分離出并重新送回風(fēng)扇磨煤機(jī)4的進(jìn)口，合格的煤粉與乏氣的混合物通過制粉管道6進(jìn)入煤粉收集器7，煤粉收集器7將乏氣和煤粉進(jìn)行分離，煤粉倉8將煤粉進(jìn)行儲存，煤粉倉8內(nèi)的煤粉由給煤機(jī)9送入風(fēng)粉混合器10，在風(fēng)粉混合器10內(nèi)與來自一次風(fēng)風(fēng)箱42的一次風(fēng)混合，然后由送粉管道11送往煤粉燃燒器12進(jìn)入鍋爐13的爐膛內(nèi)燃燒。
[0060]煙氣流程:煤粉與空氣在鍋爐13的爐膛內(nèi)燃燒生成煙氣，爐膛內(nèi)的煙氣在爐膛出口分為二股。一股被風(fēng)扇磨煤機(jī)4從煙氣抽口 19抽出作為制粉子系統(tǒng)401的干燥劑組分，另一股仍保留在鍋爐13的煙道內(nèi)繼續(xù)加熱后續(xù)的受熱面，并由空氣預(yù)熱器34的出口排出鍋爐13?？諝忸A(yù)熱器34煙氣側(cè)出口的煙氣經(jīng)除塵器14凈化后引入鍋爐引風(fēng)機(jī)15，并在引風(fēng)機(jī)15出口的排煙管道16內(nèi)與來自乏氣水回收子系統(tǒng)404的出口的冷乏氣混合后進(jìn)入煙氣脫硫裝置17，經(jīng)過脫硫凈化的煙氣62由煙? 18排向大氣環(huán)境。
[0061]干燥劑流程:干燥劑由煙氣抽口 19抽取的高溫?zé)煔馀c來自再循環(huán)乏氣管道23的乏氣、還有來自熱風(fēng)干燥管道47的熱風(fēng)中一部分組成，這三種組分在干燥劑混合室20內(nèi)進(jìn)行混合后，得到制粉子系統(tǒng)401所需的干燥劑，該干燥劑經(jīng)由干燥劑管道21進(jìn)入原煤預(yù)干燥裝置3，干燥劑原煤預(yù)干燥裝置3內(nèi)與煤混合并下行從而對煤進(jìn)行預(yù)干燥。
[0062]乏氣流程:乏氣由來自干燥劑混合室20的干燥劑、制粉子系統(tǒng)401漏風(fēng)以及煤的蒸發(fā)水分組成。乏氣與煤粉在煤粉收集器7內(nèi)進(jìn)行分離，分離出的乏氣由乏氣風(fēng)機(jī)22抽出并分為三路，分別為第一部分乏氣、第二部分乏氣和第三部分乏氣，第一部分乏氣作為干燥劑調(diào)溫介質(zhì)由再循環(huán)乏氣管道23送入干燥劑混合室20，第二部分乏氣由乏氣管道24送入乏氣水回收器25，第三部分乏氣通過風(fēng)量調(diào)節(jié)管道51進(jìn)入風(fēng)扇磨煤機(jī)4中。高濕分乏氣在乏氣水回收器25內(nèi)被冷媒70冷卻降溫，從而獲得大量液態(tài)水，液態(tài)水集于集水池27內(nèi)。乏氣水回收系統(tǒng)25排出的冷乏氣經(jīng)冷乏氣管道28引往鍋爐排煙管道16，與從鍋爐13排出的煙氣混合后一起進(jìn)入煙氣脫硫系統(tǒng)17。
[0063]實(shí)施例一的作用與效果:
[0064]I)通過乏氣水回收子系統(tǒng)可回收大量液態(tài)凝結(jié)水，本實(shí)施例具有突出的水回收效益。此外，冷乏氣與鍋爐排煙混合可使進(jìn)入煙氣脫硫系統(tǒng)的煙溫降低，從而在煙氣脫硫系統(tǒng)中可節(jié)省大量煙氣降溫水耗，具有可觀的節(jié)水效益。
[0065]2)乏氣不進(jìn)入爐膛和采用熱風(fēng)送粉，可使?fàn)t膛內(nèi)火焰溫度升高、煤粉氣流著火熱減小、一次風(fēng)氧濃度提高，從而可明顯提高煤粉燃燒的著火及燃盡性能，對爐膛內(nèi)低NOx燃燒組織也有利從而減少機(jī)組污染物排放。
[0066]3)從爐膛出口附近抽取一部分爐煙作為干燥劑組分和乏氣不進(jìn)入爐膛，以及空氣預(yù)熱器中新增一股干燥用熱風(fēng)，可使空氣預(yù)熱器內(nèi)的煙/風(fēng)水當(dāng)量比明顯減小，從而使空氣預(yù)熱器出口排煙溫度大幅降低；同時，為避免煤中揮發(fā)分在制粉過程中析出，采用了較低的磨煤機(jī)出口溫度，也即較低的煤粉收集器出口乏氣溫度。由于組成開式制粉蒸汽暖風(fēng)型鍋爐機(jī)組排煙的空氣預(yù)熱器出口煙氣和煤粉收集器出口乏氣均溫度較低，因而與現(xiàn)有鍋爐機(jī)組相比本發(fā)明所述開式制粉蒸汽暖風(fēng)型鍋爐機(jī)組的排煙熱損失大幅降低，相應(yīng)地鍋爐熱效率明顯提高。
[0067]4)因?yàn)榭諝忸A(yù)熱器的送風(fēng)入口前設(shè)置了利用來自汽輪機(jī)組的低壓蒸汽對環(huán)境冷風(fēng)進(jìn)行預(yù)熱的冷風(fēng)預(yù)熱裝置，使環(huán)境冷風(fēng)得到一定程度的預(yù)熱，由此可在鍋爐采用較低排煙溫度從而提高鍋爐熱效率的同時保證空氣預(yù)熱器冷端金屬受熱面不發(fā)生低溫腐蝕，從而保證空氣預(yù)熱器安全運(yùn)行。同時，這也使一部分機(jī)組低壓蒸汽的凝結(jié)廢熱通過預(yù)熱鍋爐送風(fēng)被開式制粉蒸汽暖風(fēng)型鍋爐機(jī)組回收利用，而且，由于空氣預(yù)熱器中煙氣量減少的同時風(fēng)量因新增一股干燥用熱風(fēng)而明顯增大，使得鍋爐排煙溫度會非常低，因此需將鍋爐送風(fēng)預(yù)熱至更高的暖風(fēng)溫度，以保持空氣預(yù)熱器冷端金屬溫度在可使腐蝕速度較低的70?85°C范圍，這意味著更多汽輪機(jī)抽汽的凝結(jié)廢熱被有效回用于電廠熱力系統(tǒng)，使電廠效率更進(jìn)一步提聞。
[0068]5)設(shè)置一次風(fēng)混合器可方便地調(diào)節(jié)一次風(fēng)溫度，從而保證送粉安全和煤粉氣流穩(wěn)燃性能；通過調(diào)節(jié)再循環(huán)乏氣量可方便地調(diào)節(jié)干燥劑溫度，從而保證原煤預(yù)干燥裝置內(nèi)高溫?zé)煔鈱υ旱念A(yù)干燥效果；通過設(shè)置磨煤機(jī)風(fēng)量調(diào)節(jié)管道，可使磨煤機(jī)在最佳通風(fēng)量下工作，從而保證磨煤機(jī)出力并減小制粉電耗。
[0069]根據(jù)本實(shí)施例一提供的開式制粉蒸汽暖風(fēng)型鍋爐機(jī)組和發(fā)電系統(tǒng)，因?yàn)樵诖址鄯蛛x器出口設(shè)置了煤粉收集器，使得煤粉與乏氣在煤粉收集器被分離，煤粉由一次風(fēng)送入爐膛內(nèi)燃燒，乏氣進(jìn)入乏氣水回收裝置進(jìn)行冷卻后排往煙氣脫硫裝置前的鍋爐排煙管道與空氣預(yù)熱器出口排煙混合后進(jìn)入煙氣脫硫裝置。并且，考慮到褐煤等高水分煤的揮發(fā)分較高，采用了一次風(fēng)和二次風(fēng)溫度可以調(diào)控的送風(fēng)送粉子系統(tǒng)，一次風(fēng)溫度既能保證煤粉氣流入爐后穩(wěn)定著火燃燒，也能避免煤粉在送粉管內(nèi)燃燒。同時，根據(jù)送風(fēng)送粉子系統(tǒng)的需要，冷風(fēng)分為兩路，一路冷風(fēng)經(jīng)暖風(fēng)器加熱后進(jìn)入空氣預(yù)熱器，被空氣預(yù)熱器進(jìn)一步加熱得到熱風(fēng)，該熱風(fēng)的第一部分作為二次風(fēng)進(jìn)入鍋爐的爐膛助燃，另一路冷風(fēng)與熱風(fēng)的第二部分摻混至要求的溫度后作為一次風(fēng)輸送煤粉至鍋爐的爐膛內(nèi)燃燒，其中該熱風(fēng)的第三部分進(jìn)入干燥劑混合室作為干燥劑組成部分之一。所以，與傳統(tǒng)直吹式制粉子系統(tǒng)鍋爐相比，雖然用于送粉的一次風(fēng)溫度稍有降低，但由于一次風(fēng)風(fēng)量大幅減少，風(fēng)粉混合物的著火熱明顯降低，加之一次風(fēng)中氧的濃度明顯提高，使得煤粉穩(wěn)燃性能明顯改善。并且，采用上述制粉子系統(tǒng)后，鍋爐的爐膛內(nèi)火焰溫度會明顯提高，進(jìn)一步強(qiáng)化了煤粉著火及燃盡性能。
[0070]另外，因?yàn)橥ㄟ^磨煤機(jī)風(fēng)量調(diào)節(jié)管道可以將風(fēng)扇磨煤機(jī)的通風(fēng)量控制在最佳通風(fēng)量，所以能夠減少風(fēng)扇磨煤機(jī)的磨煤耗電量。
[0071]另外，由于爐膛內(nèi)產(chǎn)生的煙氣在煙氣抽口處分為二股，約占鍋爐爐膛內(nèi)煙氣總量的10-20%的一股作為干燥劑組分進(jìn)入制粉子系統(tǒng)并由煤粉收集器出口排出，另一股保留在鍋爐的爐膛內(nèi)加熱后續(xù)受熱面內(nèi)的汽水工質(zhì)并由空氣預(yù)熱器出口排出，因此，進(jìn)入空氣預(yù)熱器的煙氣量明顯減少。并且，進(jìn)入原煤預(yù)干燥裝置的干燥劑可由乏氣進(jìn)行溫度的調(diào)節(jié)，使得干燥劑的溫度不至于過高而導(dǎo)致煤中的揮發(fā)分過多的析出?？傮w上，采用上述制粉子系統(tǒng)和送風(fēng)送粉子系統(tǒng)后，空氣預(yù)熱器內(nèi)的水當(dāng)量比明顯減小，也即在相同的空氣預(yù)熱器熱端換熱溫差下，空氣預(yù)熱器出口排煙溫度可明顯降低。因而，得益于低的空氣預(yù)熱器出口排煙溫度和煤粉收集器出口乏氣溫度，實(shí)施例一中的開式制粉蒸汽暖風(fēng)型鍋爐機(jī)組可使鍋爐排煙熱損失大幅降低，鍋爐熱效率明顯提高。
[0072]另外，本實(shí)施例的制粉子系統(tǒng)的干燥出力的熱源有一部分來自鍋爐尾部煙道煙氣的熱量(以熱風(fēng)為載熱介質(zhì))還有一部分熱源來自空氣預(yù)熱器加熱后放出的熱風(fēng)的第三部分用于制粉子系統(tǒng)內(nèi)的煤干燥過程。由于高溫爐煙的溫度(一般約1000°C左右)遠(yuǎn)高于熱風(fēng)溫度(一般約320°C左右)，因而在空氣預(yù)熱器內(nèi)煙氣流量的增大幅度遠(yuǎn)低于空氣流量的增大幅度，結(jié)果是空氣預(yù)熱器內(nèi)的煙/風(fēng)水當(dāng)量會進(jìn)一步減小，即在相同的空氣預(yù)熱器入口煙溫和熱風(fēng)溫度下空氣預(yù)熱器出口排煙溫度會進(jìn)一步降低。因此，本實(shí)施例中需將鍋爐送風(fēng)預(yù)熱至較高的溫度，以保持空氣預(yù)熱器冷端金屬溫度可使腐蝕速度較低的70?85°C范圍，這意味著更多汽輪機(jī)抽汽的凝結(jié)廢熱被有效回用于電廠熱力系統(tǒng)。因而本實(shí)施例一的開式制粉蒸汽暖風(fēng)型鍋爐機(jī)組和發(fā)電系統(tǒng)可使電廠效率進(jìn)一步提高。
[0073]在燃煤電站鍋爐的排煙溫度選取中需考慮煙氣側(cè)低溫腐蝕對空氣預(yù)熱器冷端受熱面安全工作的影響。為將腐蝕速率控制在允許范圍內(nèi)，工程設(shè)計(jì)中一般要求使空氣預(yù)熱器冷端金屬溫度在70?85°C范圍。采用利用部分煙氣作為干燥劑主要組成部分的制粉子系統(tǒng)后，隨空氣預(yù)熱器出口排煙溫度大幅降低，空氣預(yù)熱器冷端金屬溫度會過低。為解決此問題，本實(shí)施例中進(jìn)入空氣預(yù)熱器的風(fēng)先經(jīng)暖風(fēng)器進(jìn)行加熱，以提高空氣預(yù)熱器冷端金屬溫度，從而能夠滿足工程設(shè)計(jì)要求。
[0074]在常規(guī)的大型發(fā)電機(jī)組中，蒸汽暖風(fēng)器雖使一部分汽輪機(jī)低壓蒸汽的凝結(jié)廢熱用于預(yù)熱進(jìn)入空氣預(yù)熱器的風(fēng)，但同時也使鍋爐排煙溫度升高，所造成的總體不良影響是暖風(fēng)器的投運(yùn)使機(jī)組發(fā)電效率趨于降低。故蒸汽暖風(fēng)器在現(xiàn)有火電廠中屬備用設(shè)備，只在冬季等環(huán)境溫度較低時啟用以使空氣預(yù)熱器冷端金屬溫度不致過低，暖風(fēng)器出口風(fēng)溫也設(shè)計(jì)為比鍋爐設(shè)計(jì)冷風(fēng)溫度(20°C )稍高。與此不同的是，在本實(shí)施例中，暖風(fēng)器為四季常投設(shè)備，因空氣預(yù)熱器出口排煙溫度較低，暖風(fēng)器出口風(fēng)溫相對較高?？梢姡?lián)合應(yīng)用上述制粉子系統(tǒng)與暖風(fēng)器，可在保證空氣預(yù)熱器冷端金屬受熱面運(yùn)行安全的條件下進(jìn)一步降低鍋爐排煙溫度從而提高鍋爐熱效率，同時也使一部分機(jī)組低壓蒸汽的凝結(jié)廢熱用于預(yù)熱送風(fēng)，進(jìn)一步提高了由開式制粉蒸汽暖風(fēng)型鍋爐機(jī)組所構(gòu)成發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率。
[0075]此外，乏氣水回收裝置出口的冷乏氣排往尾部鍋爐排煙管道，與除塵器出口的排煙混合后一起進(jìn)入煙氣脫硫裝置?；痣娦袠I(yè)廣泛應(yīng)用的濕法煙氣脫硫系統(tǒng)需要消耗大量水資源，其中煙氣降溫水耗占主要部分，由于本實(shí)施例一中冷乏氣對鍋爐排煙具有冷卻降溫效果，因此可明顯減少脫硫系統(tǒng)的煙氣降溫水耗，這使得本實(shí)施例發(fā)電系統(tǒng)具有相當(dāng)可觀的節(jié)水效益。
[0076]綜上，實(shí)施例一能夠提供一種綠色高效燃煤發(fā)電系統(tǒng)，解決了高水分燃煤鍋爐燃燒不穩(wěn)定的問題、減少了磨煤機(jī)的磨煤耗電量、克服了傳統(tǒng)高水分燃煤鍋爐熱效率低的缺點(diǎn)、在進(jìn)一步大幅提高鍋爐熱效率和機(jī)組發(fā)電效率的同時解決了空氣預(yù)熱器冷端金屬受熱面的運(yùn)行安全問題，由富集有大量水分和水露點(diǎn)溫度高的乏氣的冷卻進(jìn)行水回收使得煙氣水回收易于工程實(shí)現(xiàn)，可回收大量液態(tài)凝結(jié)水，具有突出的水回收效益。
[0077]<實(shí)施例二 >
[0078]對于實(shí)施例二中與實(shí)施例一相同的結(jié)構(gòu)，米用相同的編號并省略相關(guān)說明。
[0079]圖6為本發(fā)明實(shí)施例二中開式制粉蒸汽暖風(fēng)型鍋爐機(jī)組的結(jié)構(gòu)模塊示意圖。
[0080]如圖6所示，開式制粉蒸汽暖風(fēng)型鍋爐機(jī)組200包括:制粉子系統(tǒng)401、鍋爐本體子系統(tǒng)402、送風(fēng)送粉子系統(tǒng)203、乏氣水回收子系統(tǒng)404、以及煙氣凈化子系統(tǒng)405。
[0081]可見，本實(shí)施例二中的開式制粉蒸汽暖風(fēng)型鍋爐機(jī)組系統(tǒng)200與實(shí)施例一相比，不同之處僅在于送風(fēng)送粉子系統(tǒng)。在本實(shí)施例二中，送風(fēng)送粉子系統(tǒng)203是將一次風(fēng)和二次風(fēng)分兩個相互獨(dú)立的流程來完成。
[0082]送風(fēng)送粉子系統(tǒng)203包括:二次風(fēng)送風(fēng)機(jī)29、二次風(fēng)送風(fēng)管道30、二次風(fēng)暖風(fēng)器31、二次風(fēng)旁路管道32、二次風(fēng)暖風(fēng)管道33、空氣預(yù)熱器34、二次風(fēng)熱風(fēng)管道37、二次風(fēng)風(fēng)箱38、一次風(fēng)溫風(fēng)管道240、一次風(fēng)風(fēng)箱242、風(fēng)粉混合器10、送粉管道11、一次風(fēng)送風(fēng)機(jī)243、一次風(fēng)冷風(fēng)管道244、一次風(fēng)蒸汽暖風(fēng)器245以及一次風(fēng)旁路管道246。
[0083]圖7為本發(fā)明實(shí)施例二中開式制粉蒸汽暖風(fēng)型鍋爐機(jī)組的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0084]如圖7所示，送風(fēng)送粉子系統(tǒng)203工作流程包含:
[0085]一次風(fēng)流程:一次風(fēng)風(fēng)機(jī)243抽取冷風(fēng)261并通過一次風(fēng)冷風(fēng)管道244送入到一次風(fēng)暖風(fēng)器245，一次風(fēng)暖風(fēng)器245旁設(shè)置了一次風(fēng)旁路管道246，一次風(fēng)暖風(fēng)器245利用來氣汽輪機(jī)抽氣口的低壓蒸汽對冷風(fēng)進(jìn)行加熱得到暖風(fēng)，該暖風(fēng)作為一次風(fēng)通過一次風(fēng)管道240進(jìn)入到一次風(fēng)風(fēng)箱242，一次風(fēng)風(fēng)箱242對一次風(fēng)進(jìn)行分配后進(jìn)入風(fēng)粉混合器10與來自給粉機(jī)9的煤粉混合得到風(fēng)粉混合物，之后該風(fēng)粉混合物進(jìn)入到鍋爐13的爐膛燃燒。
[0086]二次風(fēng)流程:二次風(fēng)風(fēng)機(jī)29抽取冷風(fēng)61并通過二次風(fēng)送風(fēng)管道30送入到二次風(fēng)暖風(fēng)器31、二次風(fēng)暖風(fēng)器31旁設(shè)置了二次風(fēng)旁路管道32，二次風(fēng)暖風(fēng)器31利用來自汽輪機(jī)抽氣口的低壓蒸汽對冷風(fēng)進(jìn)行加熱得到暖風(fēng)，該暖風(fēng)通過二次風(fēng)暖風(fēng)管道33進(jìn)入到空氣預(yù)熱器34進(jìn)一步加熱得到熱風(fēng)，該熱風(fēng)的一部分作為二次風(fēng)通過二次風(fēng)熱風(fēng)管道37進(jìn)入到二次風(fēng)風(fēng)箱38，二次風(fēng)風(fēng)箱38對二次風(fēng)進(jìn)行分配后送入到鍋爐13的爐膛助燃，該熱風(fēng)的另一部分進(jìn)入干燥劑混合室作為了干燥劑組成部分之一。
[0087]實(shí)施例二的作用與效果:
[0088]根據(jù)實(shí)施例二的開式制粉蒸汽暖風(fēng)型鍋爐機(jī)組，除了具有與實(shí)施例一的開式制粉蒸汽暖風(fēng)型鍋爐機(jī)組相同的作用和效果以外，因?yàn)橐淮物L(fēng)和二次風(fēng)采用相對獨(dú)立的流程，所以不僅一次風(fēng)和二次風(fēng)的風(fēng)量調(diào)節(jié)相對方便，而且減少了風(fēng)機(jī)的電耗。
[0089]為便于調(diào)節(jié)干燥劑初溫，上述實(shí)施例一和實(shí)施例二中的開式制粉蒸汽暖風(fēng)型鍋爐機(jī)組設(shè)置了乏氣再循環(huán)管23。但需指出的是，因熱風(fēng)溫度低于常見的干燥劑初溫，故本發(fā)明也可以取消乏氣再循環(huán)管23，通過調(diào)節(jié)干燥用熱風(fēng)的流量也能實(shí)現(xiàn)干燥劑溫度的調(diào)節(jié)，但從開式制粉蒸汽暖風(fēng)型鍋爐機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的角度，調(diào)節(jié)干燥用熱風(fēng)流量會影響鍋爐排煙溫度進(jìn)而影響鍋爐熱效率和空氣預(yù)熱器冷端低溫腐蝕，而且也不如調(diào)節(jié)再循環(huán)乏氣靈活方便。另外，本發(fā)明還可以取消乏氣再循環(huán)管23，可通過調(diào)節(jié)制粉系統(tǒng)漏風(fēng)量實(shí)現(xiàn)干燥劑溫度的調(diào)節(jié)，但制粉系統(tǒng)漏風(fēng)量增大會使開式制粉蒸汽暖風(fēng)型鍋爐機(jī)組熱效率降低，也會使干燥劑含氧量增大進(jìn)而增大制粉系統(tǒng)防爆設(shè)計(jì)難度，還會使乏氣含濕量降低。另外，本發(fā)明還可以取消乏氣再循環(huán)管23，還可通過冷煙風(fēng)機(jī)從鍋爐引風(fēng)機(jī)出口煙道抽取一部分冷煙至混合室20從而實(shí)現(xiàn)干燥劑溫度之調(diào)節(jié)。但與乏氣再循環(huán)相比，這種方法需增設(shè)冷煙風(fēng)機(jī)，而且冷煙管道也較長，乏氣含濕量也相對較低，而干燥劑調(diào)溫效果是相近的。因而，本發(fā)明中的干燥劑雖以含有再循環(huán)乏氣為例，但同時也包括上述對再循環(huán)乏氣的取消方案或替代方案。
[0090]當(dāng)然本發(fā)明所涉及的開式制粉蒸汽暖風(fēng)型鍋爐機(jī)組以及發(fā)電系統(tǒng)并不僅僅限定于在上述實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)。以上內(nèi)容僅為本發(fā)明構(gòu)思下的基本說明，而依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案所作的任何等效變換，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種開式制粉蒸汽暖風(fēng)型鍋爐機(jī)組，用于對原煤進(jìn)行燃燒且與含有汽輪機(jī)的汽輪機(jī)組相連接，其特征在于，包括: 制粉子系統(tǒng)、鍋爐本體子系統(tǒng)、送風(fēng)送粉子系統(tǒng)以及乏氣水回收子系統(tǒng)， 其中，所述制粉子系統(tǒng)包含:順次連接的原煤預(yù)干燥裝置、氣粉生成裝置、煤粉收集器、煤粉倉、給粉機(jī)以及與所述原煤預(yù)干燥裝置連接的干燥劑混合室， 所述鍋爐本體子系統(tǒng)包含:爐膛、與所述爐膛的尾部相連的煙道、位于所述爐膛入口位置的煤粉燃燒器以及位于所述爐膛的煙氣出口附近的煙氣抽口， 所述送風(fēng)送粉子系統(tǒng)包含:風(fēng)粉混合器、與所述風(fēng)粉混合器相連的一次風(fēng)混合室、位于所述煙道尾部的空氣預(yù)熱器、與所述空氣預(yù)熱器相連的冷風(fēng)預(yù)熱裝置、和用于提供環(huán)境冷風(fēng)的送風(fēng)機(jī)， 所述乏氣水回收子系統(tǒng)包含:與所述煤粉收集器的氣體出口相連的乏氣水回收裝置， 所述原煤預(yù)干燥裝置利用來自所述干燥劑混合室的干燥劑對所述原煤進(jìn)行預(yù)干燥， 所述氣粉生成裝置對干燥后的所述原煤進(jìn)行磨制和進(jìn)一步干燥后得到氣粉混合物， 所述煤粉收集器對所述氣粉混合物進(jìn)行分離得到煤粉和乏氣， 所述煤粉倉對所述煤粉進(jìn)行儲存， 所述給粉機(jī)用于計(jì)量并調(diào)節(jié)控制輸送給所述風(fēng)粉混合器的鍋爐給煤量， 所述風(fēng)粉混合器對來自所述送風(fēng)送粉子系統(tǒng)的一次風(fēng)和所述煤粉進(jìn)行混合得到風(fēng)粉混合物， 所述煤粉燃燒器對所述風(fēng)粉混合物中的所述煤粉進(jìn)行燃燒， 所述煤粉在所述爐膛的內(nèi)部燃燒生成煙氣， 所述冷風(fēng)預(yù)熱裝置利用所述汽輪機(jī)的抽汽口抽出的低壓蒸汽對環(huán)境冷風(fēng)進(jìn)行預(yù)加熱得到暖風(fēng)， 所述空氣預(yù)熱器對所述暖風(fēng)進(jìn)一步加熱得到熱風(fēng)，所述熱風(fēng)的第一部分與所述環(huán)境冷風(fēng)在所述一次風(fēng)混合室內(nèi)混合后作為所述一次風(fēng)，所述熱風(fēng)的第二部分作為二次風(fēng)直接送入所述煤粉燃燒器，所述熱風(fēng)的第三部分直接送入所述干燥劑混合室， 所述風(fēng)粉混合器將所述一次風(fēng)與所述煤粉進(jìn)行混合得到所述風(fēng)粉混合物， 所述乏氣水回收裝置將所述乏氣中的第一部分乏氣引入并將該第一部分乏氣中的水分回收， 所述干燥劑混合室分別與所述煙氣抽口、所述煤粉收集器的氣體出口相連接，將所述乏氣中的第二部分乏氣、從所述煙氣抽口抽取的所述煙氣的一部分、以及所述熱風(fēng)的第三部分進(jìn)行混合后作為所述干燥劑送入所述原煤預(yù)干燥裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開式制粉蒸汽暖風(fēng)型鍋爐機(jī)組，其特征在于: 其中，所述乏氣水回收裝置包括:與所述煤粉收集器的氣體出口相連，對所述乏氣進(jìn)行輸送的乏氣管道、與所述乏氣管道相連的乏氣水回收器以及儲存所述乏氣水的集水池。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開式制粉蒸汽暖風(fēng)型鍋爐機(jī)組，其特征在于: 其中，所述冷風(fēng)預(yù)熱裝置具有:利用所述低壓蒸汽對所述環(huán)境冷風(fēng)進(jìn)行加熱的暖風(fēng)器以及用于將加熱后的所述暖風(fēng)弓I入所述空氣預(yù)熱器中的暖風(fēng)管道。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的開式制粉蒸汽暖風(fēng)型鍋爐機(jī)組，其特征在于: 其中，所述制粉子系統(tǒng)還包括一端與所述煤粉收集器的乏氣出口相連，另一端與所述氣粉生成裝置的進(jìn)口相連的風(fēng)量調(diào)節(jié)管道，用于將所述乏氣出口送出的所述乏氣中的第三部分乏氣送入所述氣粉生成裝置來補(bǔ)充調(diào)節(jié)進(jìn)入所述氣粉生成裝置的風(fēng)量。
5.一種發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，包括: 開式制粉蒸汽暖風(fēng)型鍋爐機(jī)組以及含有汽輪機(jī)的汽輪機(jī)組， 其中，所述開式制粉蒸汽暖風(fēng)型鍋爐機(jī)組和所述汽輪機(jī)組為上述權(quán)利要求1至權(quán)利要求4中任意一項(xiàng)中所述的開式制粉蒸汽暖風(fēng)型鍋爐機(jī)組及汽輪機(jī)組。
6.一種開式制粉蒸汽暖風(fēng)型鍋爐機(jī)組，用于對原煤進(jìn)行燃燒且與含有汽輪機(jī)的汽輪機(jī)組相連接，其特征在于，包含: 制粉子系統(tǒng)、鍋爐本體子系統(tǒng)、送風(fēng)送粉子系統(tǒng)以及乏氣水回收子系統(tǒng)，其中， 所述制粉子系統(tǒng)包含:順次連接的原煤預(yù)干燥裝置、氣粉生成裝置、煤粉收集器、煤粉倉、給粉機(jī)、風(fēng)粉混合器以及與所述原煤預(yù)干燥裝置連接的干燥劑混合室， 所述鍋爐本體子系統(tǒng)包含:爐膛、煙道、位于所述爐膛入口位置的煤粉燃燒器以及位于所述爐膛的煙氣出口附近的煙氣抽口， 所述送風(fēng)送粉子系統(tǒng)包含:第一冷風(fēng)預(yù)熱裝置、位于所述煙道尾部的空氣預(yù)熱器以及與所述空氣預(yù)熱器相連的第二冷風(fēng)預(yù)熱裝置， 所述乏氣水回收子系統(tǒng)包含:與所述煤粉收集器的氣體出口相連的乏氣水回收裝置， 所述原煤預(yù)干燥裝置利用來自所述干燥劑混合室的干燥劑對所述原煤進(jìn)行預(yù)干燥， 所述氣粉生成裝置對干燥后的所述原煤進(jìn)行磨制和進(jìn)一步干燥后得到氣粉混合物， 所述煤粉收集器對所述氣粉混合物進(jìn)行分離得到煤粉和乏氣， 所述煤粉倉對所述煤粉進(jìn)行儲存， 所述給粉機(jī)用于計(jì)量并調(diào)節(jié)控制輸送給所述風(fēng)粉混合器的鍋爐給煤量， 所述風(fēng)粉混合器對來自所述送風(fēng)送粉子系統(tǒng)的一次風(fēng)和所述煤粉進(jìn)行混合得到風(fēng)粉混合物， 所述煤粉燃燒器對所述風(fēng)粉混合物中的所述煤粉進(jìn)行燃燒， 所述煤粉在所述爐膛內(nèi)燃燒生成煙氣， 所述第一冷風(fēng)預(yù)熱裝置利用所述汽輪機(jī)的抽汽口抽出的低壓蒸汽加熱第一環(huán)境冷風(fēng)生成的蒸氣暖風(fēng)作為所述一次風(fēng)， 所述第二冷風(fēng)預(yù)熱裝置利用所述汽輪機(jī)的抽汽口抽出的低壓蒸汽加熱第二環(huán)境冷風(fēng)，之后進(jìn)入所述空氣預(yù)熱器進(jìn)一步加熱所生成的熱風(fēng)的一部分作為二次風(fēng)進(jìn)入所述煤粉燃；BS-5g.所述風(fēng)粉混合器將所述一次風(fēng)與所述煤粉混合得到風(fēng)粉混合物， 所述干燥劑混合室還分別與所述煙氣抽口和所述煤粉收集器的氣體出口連接，所述干燥劑混合室將所述乏氣中的第一部分乏氣、從所述煙氣抽口抽出的所述煙氣的一部分、以及所述熱風(fēng)的另一部分進(jìn)行混合后作為所述干燥劑送入所述原煤預(yù)干燥裝置， 所述乏氣水回收裝置將所述乏氣中的第二部分乏氣引入并回收該第二部分乏氣中的水分。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的開式制粉蒸汽暖風(fēng)型鍋爐機(jī)組，其特征在于: 其中，所述乏氣水回收裝置包括:與所述煤粉收集器的氣體出口相連，對所述乏氣進(jìn)行輸送的乏氣管道、與所述乏氣管道相連的乏氣水回收器以及儲存所述乏氣水的集水池。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的開式制粉蒸汽暖風(fēng)型鍋爐機(jī)組，其特征在于: 其中，所述第一冷風(fēng)預(yù)熱裝置具有:利用所述低壓蒸汽對所述第一環(huán)境冷風(fēng)進(jìn)行加熱的一次風(fēng)暖風(fēng)器以及將所述一次風(fēng)引入風(fēng)粉混合器的暖風(fēng)管道， 所述第二冷風(fēng)預(yù)熱裝置具有:利用所述低壓蒸汽對所述第二環(huán)境冷風(fēng)進(jìn)行加熱的二次風(fēng)暖風(fēng)器以及將所述二次風(fēng)引入所述空氣預(yù)熱器的二次風(fēng)暖風(fēng)管道。
9.根據(jù)權(quán)利要求6至8中任意一項(xiàng)所述的開式制粉蒸汽暖風(fēng)型鍋爐機(jī)組，其特征在于: 其中，所述制粉子系統(tǒng)還包括一端與所述煤粉收集器的乏氣出口相連，另一端與所述氣粉生成裝置的進(jìn)口相連的風(fēng)量調(diào)節(jié)管道，用于將所述乏氣出口送出的所述乏氣中的第三部分乏氣送入所述氣粉生成裝置來補(bǔ)充調(diào)節(jié)進(jìn)入所述氣粉生成裝置的風(fēng)量。
10.一種發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，包括: 開式制粉蒸汽暖風(fēng)型鍋爐機(jī)組以及含有汽輪機(jī)的汽輪機(jī)組，其中，所述開式制粉蒸汽暖風(fēng)型鍋爐機(jī)組和所述汽輪機(jī)組為上述權(quán)利要求6至9中任意一項(xiàng)中所述的開式制粉蒸汽暖風(fēng)型鍋爐機(jī)組和汽輪機(jī)組。
【文檔編號】F23K3/02GK104132363SQ201410371254
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月31日
【發(fā)明者】馬有福 申請人:上海理工大學(xué)