專利名稱：煙氣預(yù)干燥褐煤風(fēng)扇磨直吹式制粉系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于燃煤發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，涉及褐煤發(fā)電技術(shù)。具體地說(shuō)，涉及燃煤電站鍋爐的制粉系統(tǒng)與燃燒系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
褐煤是煤化程度最低的礦產(chǎn)煤，是泥炭沉積后經(jīng)脫水、壓實(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)生物巖的初期產(chǎn)物，因外表呈褐色或暗褐色而得名。褐煤約占我國(guó)動(dòng)力煤儲(chǔ)量的18%，主要分布于內(nèi)蒙古、東北及云南等地區(qū)。褐煤具有揮發(fā)分高(Vdaf >37%)、水分高(全水分約為30%，外在水分大多超過(guò)19% )、發(fā)熱量低(約12. 56MJ/kg)、灰熔點(diǎn)低(約1150°C )、磨損性低 (HGI為50-70)和易自燃等特點(diǎn)。褐煤“二高三低”的特點(diǎn)決定了其制粉系統(tǒng)具有一定的特殊性。褐煤主要用于電廠燃料，也可用于化學(xué)工業(yè)等領(lǐng)域。褐煤發(fā)電在澳大利亞、德國(guó)、美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家應(yīng)用廣泛。研究指出，燃燒干燥提質(zhì)后的褐煤能提高鍋爐效率，降低排煙溫度，減小引風(fēng)機(jī)、磨煤機(jī)等電站輔機(jī)的能耗，降低發(fā)電煤耗，提高全廠熱效率，同時(shí)對(duì)減少CO2, NOx排放也起到一定作用。褐煤的提質(zhì)是指褐煤在高溫下經(jīng)受脫水和熱分解作用后轉(zhuǎn)化成具有煙煤性質(zhì)的提質(zhì)煤。目前褐煤干燥提質(zhì)主要有流化床、回轉(zhuǎn)窯、水平移動(dòng)床三種技術(shù)工藝，干燥介質(zhì)主要有煙氣、水蒸汽等。干燥介質(zhì)看，褐煤是一種極易析出揮發(fā)份的煤種，在采用含氧氣體干燥時(shí)，如果出現(xiàn)局部氧化導(dǎo)致過(guò)熱，容易引起揮發(fā)份燃燒，從而造成干燥系統(tǒng)的燃燒問(wèn)題，影響系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行。如果全部采用水蒸汽進(jìn)行干燥時(shí)，由于潛熱的排放損失，容易造成較大的能源浪費(fèi)?，F(xiàn)有的褐煤干燥提質(zhì)工藝多處于規(guī)模示范階段，投資大、運(yùn)行不穩(wěn)定是影響這些工藝推廣應(yīng)用的主要原因。與煙煤、無(wú)煙煤相比，褐煤的優(yōu)勢(shì)是價(jià)格較低，反應(yīng)活性高，但其熱值相對(duì)較低，含水量較高。褐煤中的水分不僅增加運(yùn)輸成本，還增加鍋爐造價(jià)，降低電廠效率，因此褐煤干燥提質(zhì)技術(shù)及裝備開(kāi)發(fā)是清潔高效利用褐煤的關(guān)鍵。在電站鍋爐制粉系統(tǒng)中，磨煤機(jī)既是破碎設(shè)備，也是關(guān)鍵的原煤干燥設(shè)備，故各類制粉系統(tǒng)的最大區(qū)別在于磨煤機(jī)類型。目前廣為應(yīng)用的磨煤機(jī)主要有鋼球磨煤機(jī)、中速磨煤機(jī)及風(fēng)扇磨煤機(jī)三大類。磨煤機(jī)選型主要與原煤水分、可磨性以及磨損性有關(guān)。因大部分褐煤水分較高且磨損性較弱，故在當(dāng)前的燃褐煤機(jī)組中廣泛應(yīng)用干燥能力較強(qiáng)的風(fēng)扇磨煤機(jī)直吹式制粉系統(tǒng)。根據(jù)干燥介質(zhì)的不同，風(fēng)扇磨直吹式制粉系統(tǒng)還可分為二介質(zhì)(熱風(fēng)與熱煙)與三介質(zhì)(熱風(fēng)、熱煙及冷煙)干燥系統(tǒng)。無(wú)論二介質(zhì)還是三介質(zhì)系統(tǒng)，均存在兩個(gè)方面的問(wèn)題。一是干燥介質(zhì)中含氧較高，易使制粉系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生著火、爆燃等事故，影響制粉系統(tǒng)安全運(yùn)行；二是使制粉系統(tǒng)內(nèi)干燥出的大量原煤水分隨煤粉一起進(jìn)入鍋爐爐膛，這不僅使煤粉燃燒性能變差，還會(huì)降低機(jī)組發(fā)電效率。綜上所述，可知目前的褐煤干燥提質(zhì)工藝均因投資巨大、運(yùn)行不穩(wěn)定等問(wèn)題而未能得以規(guī)?；瘧?yīng)用，且提質(zhì)后褐煤的儲(chǔ)存、包裝、運(yùn)輸?shù)热源嬖诖罅繂?wèn)題。而目前電站鍋爐中廣為應(yīng)用的二介質(zhì) 與三介質(zhì)干褐煤制粉系統(tǒng)均著眼于高水分褐煤的干燥和制粉，未能有效解決褐煤制粉系統(tǒng)的安全問(wèn)題，且將干燥出的大量原煤水分送入鍋爐爐膛，未能實(shí)現(xiàn)燃用提質(zhì)煤的思想。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種干燥效果好、運(yùn)行安全，能夠提高煤粉燃燒性能、降低發(fā)電煤耗的煙氣預(yù)干燥褐煤風(fēng)扇磨直吹式制粉系統(tǒng)，以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案一種煙氣預(yù)干燥褐煤風(fēng)扇磨直吹式制粉系統(tǒng)，包括風(fēng)扇磨煤機(jī)、連接在風(fēng)扇磨煤機(jī)進(jìn)煤口的送煤管，按順序連接在風(fēng)扇磨煤機(jī)后部的粗粉分離器、煤粉分配器以及熱風(fēng)裝置，所述煤粉分配器連接到鍋爐的燃燒器，所述熱風(fēng)裝置分兩路，一路連接到鍋爐的燃燒器，另一路連接到送煤管的熱風(fēng)進(jìn)口，其特征在于所述送煤管在落煤口連接有預(yù)干燥裝置，所述預(yù)干燥裝置上部具有進(jìn)煤口和高溫?zé)煔飧稍飫┤肟?，底部?cè)面還具有排氣口，所述排氣口連接有除塵器，所述除塵器的乏氣出口連接有乏氣風(fēng)機(jī)，所述除塵器的出粉口連接到送煤管的落粉口 ；所述預(yù)干燥裝置高溫?zé)煔飧稍飫┤肟谶B接有煙氣混合室，所述煙氣混合室有兩個(gè)煙氣進(jìn)口，第一煙氣進(jìn)口連接到鍋爐爐膛的熱煙抽口，第二煙氣進(jìn)口連接到鍋爐煙道的冷煙抽口。采用上述技術(shù)方案，在送煤管之前設(shè)置預(yù)干燥裝置，并通過(guò)預(yù)干燥裝置的高溫?zé)煔飧稍飫┤肟谙蝾A(yù)干燥裝置中通入高溫爐煙和冷煙的混合煙氣對(duì)褐煤進(jìn)行預(yù)干燥，從而使得大部分褐煤外在水分在預(yù)干燥過(guò)程得以去除，而且煙氣含氧量低，可保證在強(qiáng)化褐煤預(yù)干燥過(guò)程的同時(shí)不會(huì)發(fā)生爆燃，從而保證制粉系統(tǒng)安全運(yùn)行。經(jīng)過(guò)安全高效的原煤預(yù)干燥，風(fēng)扇磨煤機(jī)入口所需的干燥劑初溫明顯降低，采用熱風(fēng)與冷煙混合物作為進(jìn)入風(fēng)扇磨煤機(jī)的通風(fēng)與干燥介質(zhì)。由此磨煤機(jī)內(nèi)溫度水平降低，加之采用直吹式方式將煤粉送入鍋爐，可有效避免褐煤煤粉爆燃，制粉系統(tǒng)安全性得以顯著提高。此外，預(yù)干燥過(guò)程脫除的原煤水分不進(jìn)入鍋爐爐膛，可顯著改善煤粉燃燒性能，同時(shí)提高鍋爐效率，減小引風(fēng)機(jī)、磨煤機(jī)電耗，從而降低發(fā)電煤耗。在本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)中，所述乏氣風(fēng)機(jī)后連接有乏氣冷卻器，乏氣冷卻器具有脫水冷乏氣出口和冷凝水出口。通過(guò)該乏氣冷卻器可以實(shí)現(xiàn)水蒸氣和乏氣的分離，以回收乏氣中水分和熱量，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)約水資源和節(jié)能減排的目的。當(dāng)然所述乏氣風(fēng)機(jī)還可以直接連接脫硫塔，避免乏氣排空污染環(huán)境。在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述煙氣混合室的第二煙氣進(jìn)口還連接到乏氣冷卻器的冷乏氣出口。這樣，本系統(tǒng)還可以利用冷乏氣來(lái)調(diào)節(jié)高溫爐煙干燥劑的初溫，不僅避免了乏氣排空污染環(huán)境，另外還進(jìn)一步發(fā)揮了冷乏氣的用途。另外，所述送煤管和熱風(fēng)裝置之間還設(shè)有煙風(fēng)混合室，所述冷煙抽口也連接到該煙風(fēng)混合室。這樣一次風(fēng)風(fēng)溫可以通過(guò)改變熱風(fēng)、冷煙比例進(jìn)行調(diào)節(jié)。


圖I為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式如圖I所示，本發(fā)明的煙氣預(yù)干燥褐煤風(fēng)扇磨直吹式制粉系統(tǒng)，包括原煤斗I、稱重式給煤機(jī)2、預(yù)干燥裝置3、風(fēng)扇磨煤機(jī)4、粗粉分離器5、回粉管6、煤粉分配器7、送風(fēng)機(jī)10、空氣預(yù)熱器11、送煤管道12、二次風(fēng)箱13、煙氣混合室15、高溫爐煙管道16、一次風(fēng)機(jī)17、煙風(fēng)混合室18、一次風(fēng)管道19，送煤管20、除塵器21、乏氣風(fēng)機(jī)22、乏氣冷卻器23、冷乏氣風(fēng)機(jī)24、乏氣管道26、冷煙風(fēng)機(jī)29、冷煙管道30以及冷煙支管道31。其中，原煤斗I連接稱重式給煤機(jī)2。預(yù)干燥裝置3為下行干燥管，其上部具有進(jìn)煤口和高溫?zé)煔飧稍飫┤肟?，底部具有出煤口，在底部?cè)面具有排氣口。稱重式給煤機(jī)2連接到預(yù)干燥裝置3的進(jìn)煤口，預(yù)干燥裝置3的出煤口連接到送煤管20的落煤口，送煤管20的出煤口連接風(fēng)扇磨煤機(jī)4的進(jìn)煤口，風(fēng)扇磨煤機(jī)4再連接到粗粉分離器5，粗粉分離器5的粗粉出口通過(guò)回粉管6再連接到風(fēng)扇磨煤機(jī)4的進(jìn)煤口，粗粉分離器5的細(xì)粉出口經(jīng)煤粉分配器7連接到鍋爐9的燃燒器8。預(yù)干燥裝置3的排氣口連接到除塵器21，除塵器21的出粉口連接到送煤管20的落粉口，除塵器21的乏氣出口經(jīng)乏氣風(fēng)機(jī)連接到乏氣冷卻器23，乏氣冷卻器23為一種熱交換器，具有冷凝水出口和脫水冷乏氣出口，其中，冷凝水出口連接到脫硫塔廢水池25(當(dāng)然也可以經(jīng)水處理后被電廠回收利用)，冷乏氣出口連接冷乏氣風(fēng)機(jī)24。預(yù)干燥裝置3的高溫?zé)煔飧稍飫┤肟谶B接到煙氣混合室15，該煙氣混合室15具有兩個(gè)煙氣進(jìn)口，其中第一煙氣進(jìn)口連接到鍋爐9的爐膛熱煙抽口 14。
送風(fēng)機(jī)10、一次風(fēng)機(jī)17以及空氣預(yù)熱器11構(gòu)成熱風(fēng)裝置?？諝忸A(yù)熱器11設(shè)置在鍋爐9的煙道內(nèi)，送風(fēng)機(jī)10、一次風(fēng)機(jī)17設(shè)置在鍋爐9的煙道外，連接到空氣預(yù)熱器11，空氣預(yù)熱器11分兩路，一路經(jīng)二次風(fēng)箱13連接到鍋爐9的燃燒器，另一路連接到煙氣混合室18，鍋爐9煙道尾部的冷煙抽口 28經(jīng)冷煙風(fēng)機(jī)29、冷煙管道30連接到煙氣混合室18，煙氣混合室18再經(jīng)一次風(fēng)管道19連接到送煤管29的熱風(fēng)進(jìn)口，冷煙風(fēng)機(jī)29還經(jīng)支冷煙管道31連接到煙氣混合室15的第二煙氣進(jìn)口。冷乏氣風(fēng)機(jī)24分兩路，一路連接到煙氣混合室15的第二煙氣進(jìn)口，另一路連接到脫硫塔27。另外，乏氣風(fēng)機(jī)22也可以直接連接到脫硫塔27。以上就是本發(fā)明的煙氣預(yù)干燥褐煤風(fēng)扇磨直吹式制粉系統(tǒng)，其工作方式如下原煤(褐煤)自原煤斗I經(jīng)稱重式給煤機(jī)2送入預(yù)干燥裝置3，在預(yù)干燥裝置3頂部與來(lái)自煙氣混合室15并經(jīng)由高溫爐煙管道16輸送的干燥劑混合并下行完成原煤預(yù)干燥過(guò)程，預(yù)干燥后的乏氣由乏氣風(fēng)機(jī)22從預(yù)干燥裝置3的底部側(cè)向抽出，在預(yù)干燥裝置3與乏氣風(fēng)機(jī)22之間布置除塵器21回收細(xì)粉，除塵器21回收的細(xì)粉返回連通預(yù)干燥裝置3出煤口的送煤管20，乏氣由乏氣風(fēng)機(jī)22送入乏氣冷卻器23進(jìn)一步冷卻至水露點(diǎn)溫度以下以回收乏氣中的水分(或者乏氣風(fēng)機(jī)22直接將含水乏氣送往脫硫塔27)，乏氣冷卻器23回收的熱能通過(guò)冷卻水返回電廠汽水系統(tǒng)，乏氣冷卻器23排出的低溫脫水乏氣由冷乏氣風(fēng)機(jī)24輸送，一部分冷乏氣作為調(diào)溫介質(zhì)返回?zé)煔饣旌鲜?5，其余部分排往脫硫塔27，乏氣冷卻器23排出的凝結(jié)水既可經(jīng)處理后回收利用，也可直接排往脫硫塔廢水池25集中處理。
進(jìn)入煙氣混合室15的熱煙由預(yù)干燥裝置3內(nèi)的負(fù)壓從爐膛熱煙抽口 14抽取，布置乏氣冷卻器23且其工作時(shí),冷煙由冷乏氣風(fēng)機(jī)24和乏氣管道26輸送的冷乏氣提供,或者由冷乏氣與來(lái)自冷煙抽口 28和冷煙支管道31的冷煙混合后一并作為調(diào)溫介質(zhì)，不布置乏氣冷卻器23或乏氣冷卻器23不工作時(shí)冷煙由冷煙風(fēng)機(jī)29自鍋爐煙道尾部的冷煙抽口28抽取。熱煙、冷煙(或脫水冷乏氣)在煙氣混合室15混合，繼而作為原煤預(yù)干燥過(guò)程的干燥劑進(jìn)入預(yù)干燥裝置3。煙氣混合室15出口的煙氣溫度通過(guò)改變冷、熱煙(或冷乏氣)比例進(jìn)行調(diào)節(jié)。經(jīng)預(yù)干燥裝置3干燥后的原煤從預(yù)干燥裝置3的底部落入送煤管20，在送煤管20內(nèi)被來(lái)自煙風(fēng)混合室18并經(jīng)由一次風(fēng)管道19輸送的氣流送入風(fēng)扇磨煤機(jī)4內(nèi)磨制，磨制后的風(fēng)粉混合物進(jìn)入粗粉分離器5，分離出的粗粉由回粉管6送回磨煤機(jī)4繼續(xù)磨制，合格煤粉與乏氣經(jīng)煤粉分配器7分配后送往燃燒器8在爐內(nèi)燃燒。來(lái)自一次風(fēng)機(jī)17和空氣預(yù)熱器11出口的熱風(fēng)與來(lái)自冷煙抽口 28的冷煙在煙風(fēng)混合室18混合，作為磨煤機(jī)通風(fēng)與干燥介質(zhì)輸送原煤進(jìn)入風(fēng)扇磨煤機(jī)4，風(fēng)扇磨煤機(jī)4入口風(fēng)溫也即煙風(fēng)混合室18出口的風(fēng)溫通過(guò)改變熱風(fēng)、冷煙比例進(jìn)行調(diào)節(jié)。來(lái)自送風(fēng)機(jī)10和空氣預(yù)熱器11出口的熱風(fēng)經(jīng)二次風(fēng)風(fēng)箱13分配后作為二次風(fēng)送往各燃燒器8參與爐內(nèi)燃
Jyti ο本發(fā)明的煙氣預(yù)干燥褐煤風(fēng)扇磨直吹式制粉系統(tǒng)與現(xiàn)有的制粉系統(tǒng)相比，具有以下特點(diǎn)(I)采用高溫?zé)煔庾鳛轭A(yù)干燥裝置中的干燥劑，干燥劑干燥能力調(diào)節(jié)范圍大，可滿足各類高水分原煤的干燥需求。同時(shí)大部分原煤外在水分在預(yù)干燥裝置中得以脫除，由此磨煤機(jī)入口風(fēng)溫可相應(yīng)降低。(2)預(yù)干燥裝置的干燥劑為惰性介質(zhì)煙氣，磨煤機(jī)內(nèi)干燥劑為溫度較低的熱風(fēng)與冷煙混合物，由此制粉系統(tǒng)可有效防止煤粉爆燃，安全性好。(3)原煤在預(yù)干燥裝置內(nèi)干燥出的水分不進(jìn)入鍋爐爐膛，可顯著改善煤粉燃燒性能，同時(shí)提高鍋爐效率，減小引風(fēng)機(jī)、磨煤機(jī)電耗，從而降低發(fā)電煤耗。(4)設(shè)置乏氣冷卻器回收乏氣中的水分與熱能，既可進(jìn)一步提高機(jī)組效率降低發(fā)電煤耗，還可回收大量水資源。(5)乏氣不直接排空，一部分作為調(diào)溫介質(zhì)在制粉系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)利用，余下部分排往脫硫塔，故對(duì)環(huán)境無(wú)污染。(6)本專利系統(tǒng)既可應(yīng)用于在役燃褐煤發(fā)電機(jī)組的制粉系統(tǒng)改造，也可應(yīng)用于新建的燃高水分褐煤發(fā)電機(jī)組。但是，本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，以上的實(shí)施例僅是用來(lái)說(shuō)明本發(fā)明，而并非用作為對(duì)本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)，對(duì)以上所述實(shí)施例的變化、變型都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求書(shū)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種煙氣預(yù)干燥褐煤風(fēng)扇磨直吹式制粉系統(tǒng)，包括風(fēng)扇磨煤機(jī)、連接在風(fēng)扇磨煤機(jī)進(jìn)煤口的送煤管，按順序連接在風(fēng)扇磨煤機(jī)后部的粗粉分離器、煤粉分配器以及熱風(fēng)裝置，所述煤粉分配器連接到鍋爐的燃燒器，所述熱風(fēng)裝置分兩路，一路連接到鍋爐的燃燒器，另一路連接到送煤管的熱風(fēng)進(jìn)口，其特征在于所述送煤管在落煤口連接有預(yù)干燥裝置，所述預(yù)干燥裝置上部具有進(jìn)煤口和高溫?zé)煔飧稍飫┤肟?，底部?cè)面還具有排氣口，所述排氣口連接有除塵器，所述除塵器的乏氣出口連接有乏氣風(fēng)機(jī)，所述除塵器的出粉口連接到送煤管的落粉口 ；所述預(yù)干燥裝置高溫?zé)煔飧稍飫┤肟谶B接有煙氣混合室，所述煙氣混合室有兩個(gè)煙氣進(jìn)口，第一煙氣進(jìn)口連接到鍋爐爐膛的熱煙抽口，第二煙氣進(jìn)口連接到鍋爐煙道的冷煙抽口。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的煙氣預(yù)干燥褐煤風(fēng)扇磨直吹式制粉系統(tǒng)，其特征在于所述乏氣風(fēng)機(jī)后連接有乏氣冷卻器，乏氣冷卻器具有冷乏氣出口和冷凝水出口。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的煙氣預(yù)干燥褐煤風(fēng)扇磨直吹式制粉系統(tǒng)，其特征在于所述煙氣混合室的第二煙氣進(jìn)口還連接到乏氣冷卻器的脫水冷乏氣出口。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的煙氣預(yù)干燥褐煤風(fēng)扇磨直吹式制粉系統(tǒng)，其特征在于所述·送煤管和熱風(fēng)裝置之間還設(shè)有煙風(fēng)混合室，所述冷煙抽口也連接到該煙風(fēng)混合室。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種煙氣預(yù)干燥褐煤風(fēng)扇磨直吹式制粉系統(tǒng)，其送煤管在落煤口連接有預(yù)干燥裝置，所述預(yù)干燥裝置上部具有進(jìn)煤口和高溫?zé)煔飧稍飫┤肟?，底部?cè)面還具有排氣口，所述排氣口連接有除塵器，所述除塵器的乏氣出口連接有乏氣風(fēng)機(jī)，所述除塵器的出粉口連接到送煤管的落粉口；所述預(yù)干燥裝置高溫?zé)煔飧稍飫┤肟谶B接有煙氣混合室，所述煙氣混合室有兩個(gè)煙氣進(jìn)口，第一煙氣進(jìn)口連接到鍋爐爐膛的熱煙抽口，第二煙氣進(jìn)口連接到鍋爐煙道的冷煙抽口。該制粉系統(tǒng)具有干燥效果好、運(yùn)行安全，能夠提高煤粉燃燒性能、降低發(fā)電煤耗等一系列優(yōu)點(diǎn)，其可應(yīng)用于在役燃褐煤發(fā)電機(jī)組的制粉系統(tǒng)改造，也可應(yīng)用于新建的燃高水分褐煤發(fā)電機(jī)組，具有極大的推廣應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)F26B21/14GK102889608SQ20111020282
公開(kāi)日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2011年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月20日
發(fā)明者施大鐘, 施登宇 申請(qǐng)人:上海機(jī)易電站設(shè)備有限公司