開放制粉乏氣暖風型鍋爐機組的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種開放制粉乏氣暖風型鍋爐機組，用于對原煤進行燃燒，其特征在于,干燥劑混合室分別與煙氣抽口和煤粉收集器的氣體出口連接，把由乏氣中抽取的第一部分乏氣與從煙氣抽口抽取的煙氣的一部分混合后作為干燥劑送至原煤預干燥裝置，冷風乏氣預熱裝置利用乏氣暖風器件對環(huán)境冷風進行預加熱得到暖風，空氣預熱器對一部分暖風進一步加熱得到熱風，熱風的一部分與另一部分暖風混合后作為一次風，風粉混合器將一次風與煤粉進行混合得到風粉混合物，熱風的另一部分作為二次風直接送入煤粉燃燒器。
【專利說明】 開放制粉乏氣暖風型鍋爐機組

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種燃煤電站的開放制粉乏氣暖風型鍋爐機組，具體涉及鍋爐送風、冷風預熱、制粉、煤粉燃燒以及煙氣水回收技術。

【背景技術】
[0002]褐煤具有水分高、揮發(fā)分高、發(fā)熱量低、灰熔點低、磨損性低和易自燃等特點。在全世界范圍褐煤約占世界煤炭總儲量40%。我國褐煤約占國內煤炭總儲量16%，主要分布在內蒙古東部與東北三省交界的地區(qū)和云南地區(qū)。內蒙古及東北地區(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%，含木質纖維。此外，位于我國新疆準噶爾盆地東部“準東煤田”的煤炭預測儲量達3900億噸，是我國最大的整裝煤田。準東煤除發(fā)熱量較褐煤高以外，其它煤質特性與褐煤相似，也具有水分高、揮發(fā)分高、灰熔點低、磨損性低和易自燃的特點。
[0003]為提高褐煤利用水平，國內外開展了多種形式的褐煤干燥技術研究。與火電廠集成的抽汽預干燥技術將蒸汽凝結廢熱用于褐煤預干燥，理論上可提高電廠效率2?4個百分點，但無論蒸汽管滾筒干燥機還是內加熱蒸汽流化床工藝，煤粒與蒸汽間為換熱強度較低的間壁式換熱，故干燥設備體積龐大，設備投資和運行費用很大。煙氣(或熱空氣)干燥技術可采用流化床、移動床及氣流管等形式，煤粒與煙氣(或熱空氣)間為換熱強度較高的混合式換熱，但煙氣(或熱空氣)干燥的運行安全性較差，干燥系統(tǒng)容易著火，需嚴格控制干燥劑溫度和含氧量。機械/熱壓脫水和熱力脫水為非蒸發(fā)干燥技術，優(yōu)點是干燥能耗低且能脫除一部分堿金屬物質從而改善鍋爐結渣與沾污，但脫水條件為高溫高壓，設備大型化比較困難，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輸也較為困難?？梢?，當前的各類褐煤干燥技術均存在特有的困難，在規(guī)?；瘧弥叭孕柽M一步研究與完善。
[0004]褐煤水分高、熱值低且易自燃，故不宜遠距離運輸。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)電機組(單機容量> 200MW)的裝機容量僅占全國火電總裝機容量的3%左右，遠低于褐煤在煤炭總儲量中所占的比例(16%)。所以，隨著優(yōu)質煙煤儲量的比例不斷下降，發(fā)展褐煤機組對我國電力工業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
[0005]我國目前已有多臺600麗級褐煤機組投運，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)且價格較高，這主要因于褐煤鍋爐的爐內煙氣量較大，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]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)(例如內蒙古東部地區(qū))大多屬嚴重缺水地區(qū)，水資源匱乏成為影響坑口電源基地建設的重要制約因素。顯然，高水分燃煤鍋爐的煙氣中蘊含有大量水資源，實現(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)明內容】

[0007]本發(fā)明是為了解決上述問題而進行的，目的在于提供一種不僅能實現(xiàn)對制粉乏氣中的大量乏氣水進行回收利用，而且還能實現(xiàn)高效率發(fā)電的開放制粉乏氣暖風型鍋爐機組。
[0008]本發(fā)明提供一種開放制粉乏氣暖風型鍋爐機組，用于對原煤進行燃燒，具有這樣的特征，包括:制粉子系統(tǒng)、鍋爐本體子系統(tǒng)、送風送粉子系統(tǒng)以及乏氣水回收子系統(tǒng)，其中，制粉子系統(tǒng)包含:順次連接的原煤預干燥裝置、氣粉生成裝置、煤粉收集器、煤粉倉、給粉機以及與原煤預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，送風送粉子系統(tǒng)包含:風粉混合器、位于煙道尾部的空氣預熱器和與空氣預熱器相連的冷風乏氣預熱裝置，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，原煤預干燥裝置利用來自干燥劑混合室的干燥劑對原煤進行預干燥，氣粉生成裝置對干燥后的原煤進行磨制和進一步干燥后得到氣粉混合物，煤粉收集器對氣粉混合物進行分離得到煤粉和乏氣，煤粉倉對煤粉進行儲存，給粉機用于計量并調節(jié)控制輸送給風粉混合器的鍋爐給煤量，風粉混合器對來自送風送粉子系統(tǒng)的一次風和煤粉進行混合得到風粉混合物，煤粉燃燒器對風粉混合物中的煤粉進行燃燒，煤粉在爐膛的內部燃燒生成煙氣，干燥劑混合室分別與煙氣抽口和煤粉收集器的氣體出口連接，把由乏氣中的第一部分乏氣與煙氣的一部分混合后作為干燥劑送至原煤預干燥裝置，乏氣水回收裝置將乏氣中的第二部分乏氣引入并將該第二部分乏氣中的水分回收，包括:與煤粉收集器的氣體出口相連接對乏氣進行輸送的乏氣管道、與乏氣管道相連的乏氣水回收器，儲存乏氣水的集水池，以及位于乏氣水回收器的入口側的乏氣暖風器件，冷風乏氣預熱裝置包含:提供環(huán)境冷氣的送風機、將環(huán)境冷風送入乏氣暖風器件中的送風管道、將環(huán)境冷氣被乏氣暖風器件內的乏氣余熱預熱后形成的暖風分別送往空氣預熱器和風粉混合器的乏氣預熱管，空氣預熱器對暖風的一部分進行加熱形成熱風，熱風的一部分作為二次風直接送入煤粉燃燒器，熱風的另一部分與暖風的另一部分混合后作為一次風，風粉混合器將一次風與煤粉進行混合得到風粉混合物，干燥劑混合室將乏氣的第一部分乏氣與從煙氣抽口抽取的煙氣的一部分混合后送入原煤預干燥裝置。
[0009]在本發(fā)明提供的開放制粉乏氣暖風型鍋爐機組中，具有這樣的特征，還包括:煙氣凈化子系統(tǒng)，包含:與空氣預熱器相連的除塵器、引風機、鍋爐排煙管道、煙氣脫硫裝置以及煙囪，引風機的出口通過鍋爐排煙管道與煙氣脫硫裝置的進口相連，煙氣脫硫裝置出口與煙囪相連。
[0010]在本發(fā)明提供的開放制粉乏氣暖風型鍋爐機組中，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口相連的風量調節(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充調節(jié)進入氣粉生成裝置的風量。
[0011]發(fā)明的作用與效果
[0012]在本發(fā)明的開放制粉乏氣暖風型鍋爐機組中，因為煤粉收集器使得煤粉與乏氣在煤粉收集器被分離，而乏氣中富集有大量水蒸氣和熱量且乏氣中水蒸氣容積份額遠大于煙氣中水蒸氣容積份額，水蒸氣容積份額高即水露點高，所以由乏氣降溫回收凝結水大大提高了煙氣中水分回收的可實施性。而且，本發(fā)明中以爐膛出口附近抽取的高溫的煙氣和再循環(huán)乏氣進行混合后所形成的混合物作為制粉子系統(tǒng)干燥劑，可進一步提高乏氣含濕量和水露點，使得乏氣中的水分能夠被更加經(jīng)濟有效地回收利用。利用乏氣余熱對環(huán)境冷氣即空氣進行預熱，使進入空氣預熱器的空氣首先在冷風乏氣預熱裝置內得到一定程度的預熱，由此提高鍋爐熱效率的同時保證空氣預熱器冷端金屬受熱面不發(fā)生低溫腐蝕，從而保證空氣預熱器安全運行。
[0013]并且，以高溫的煙氣和再循環(huán)乏氣的混合物作為制粉子系統(tǒng)干燥劑，使得干燥劑的含氧量與傳統(tǒng)干燥劑相比明顯較少，從而明顯降低了煤在制粉流程中燃燒爆炸的風險，而且可通過調節(jié)再循環(huán)乏氣的流量方便地調節(jié)干燥劑溫度，從而保證磨煤機出口溫度在合適的范圍之內。另外，經(jīng)空氣預熱器加熱后的熱風的一部分與環(huán)境冷風混合調溫至安全送粉所需溫度，該一次風的溫度的可調控性有效降低了在送粉過程中的燃燒爆炸風險。
[0014]并且，在制粉子系統(tǒng)中形成的乏氣不進入爐膛，使得爐膛內煙氣量減少，相應地爐膛內火焰溫度升高。另外，采用熱風送粉使得一次風中惰性氣體含量大幅減少，由此煤粉氣流著火熱減少，而且一次風中氧濃度提高。共同作用的結果是既提高了煤粉氣流的穩(wěn)燃性能和燃燒效率，也使得煤粉氣流的低NOx燃燒組織更加方便，從而實現(xiàn)清潔高效穩(wěn)定燃燒。
[0015]并且，因為從爐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入爐膛，使得流經(jīng)尾部煙道和空氣預熱器的煙氣量明顯減少，另一方面，雖然采用熱風送粉使得流經(jīng)空氣預熱器的風量趨于減少，但相比之下空氣預熱器內煙氣量減少的幅度更大，因而，綜合結果是空氣預熱器的煙/風水當量比明顯減小，也即空氣預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出口溫度，也即較低的煤粉收集器出口乏氣溫度。由于組成鍋爐機組排煙的空氣預熱器出口煙氣和煤粉收集器出口乏氣均溫度較低，與現(xiàn)有鍋爐機組相比，相應地鍋爐熱效率明顯提聞。
[0016]因此，本發(fā)明能夠提供一種不僅實現(xiàn)對乏氣中的水分進行回收和循環(huán)利用也能實現(xiàn)對乏氣中的熱量進一步利用，還能實現(xiàn)發(fā)電效率較高的開放制粉乏氣暖風型鍋爐機組。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明實施例中發(fā)電系統(tǒng)的結構框圖；
[0018]圖2為本發(fā)明實施例中開放制粉乏氣暖風型鍋爐機組的結構框圖；
[0019]圖3為本發(fā)明實施例中開放制粉乏氣暖風型鍋爐機組的結構模塊示意圖；
[0020]圖4為本發(fā)明實施例中開放制粉乏氣暖風型鍋爐機組的送風送粉子系統(tǒng)的框圖；以及
[0021]圖5為本發(fā)明實施例中開放制粉乏氣暖風型鍋爐機組的結構示意圖。

【具體實施方式】
[0022]為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，以下實施例結合附圖對本發(fā)明的開放制粉乏氣暖風型鍋爐機組作具體闡述。
[0023]<實施例>
[0024]圖1為本發(fā)明實施例中發(fā)電系統(tǒng)的結構框圖。
[0025]如圖1所示，發(fā)電系統(tǒng)100包括:開放制粉乏氣暖風型鍋爐機組501、汽輪機組502、以及發(fā)電機組503。
[0026]原煤在開放制粉乏氣暖風型鍋爐機組501燃燒產(chǎn)生的熱量加熱水形成高溫高壓蒸汽進入汽輪機組502做功，進而帶動發(fā)電機組503進行發(fā)電。
[0027]圖2為本發(fā)明實施例中開放制粉乏氣暖風型鍋爐機組的結構框圖。
[0028]如圖2所示，開放制粉乏氣暖風型鍋爐機組501用于對原煤60進行加熱，開放制粉乏氣暖風型鍋爐機組501包括:制粉子系統(tǒng)401、鍋爐本體子系統(tǒng)402、送風送粉子系統(tǒng)403、乏氣水回收子系統(tǒng)404、以及煙氣凈化子系統(tǒng)405。
[0029]送風送粉子系統(tǒng)403對環(huán)境冷風61處理后形成一次風，一次風與制粉子系統(tǒng)401對原煤60進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，送風送粉子系統(tǒng)403的二次風則直接進入鍋爐本體子系統(tǒng)402，鍋爐本體子系統(tǒng)402內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，大部分濕乏氣進入乏氣水回收子系統(tǒng)404冷卻，乏氣中的大部分水分凝結為液態(tài)水后被回收進行再利用，經(jīng)過乏氣水回收后的干乏氣與鍋爐本體子系統(tǒng)402的排煙混合后進入煙氣凈化子系統(tǒng)405凈化。
[0030]圖3為本發(fā)明實施例中開放制粉乏氣暖風型鍋爐機組的結構模塊示意圖。
[0031]如圖3所示，制粉子系統(tǒng)401包括:原煤倉1、給煤機2、原煤預干燥裝置3、風扇磨煤機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以及風量調節(jié)管道51。這里，風扇磨煤機4、粗粉分離器5以及制粉管道6構成了氣粉生成裝置。
[0032]風量調節(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口相連，用于將一部分從乏氣出口送出的乏氣送入氣粉生成裝置來補充調節(jié)進入氣粉生成裝置的風量。
[0033]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。
[0034]送風送粉子系統(tǒng)403包括:送風機29、送風管道30、乏氣預熱管道33、空氣預熱器34、一次風冷風管道35、一次風熱風管道36、二次風熱風管道37、二次風風箱38、一次風混合室39、溫風管道40、一次增壓風機41、一次風風箱42、風粉混合器10、送粉管道11。這里，送風機29、送風管道30、乏氣預熱管道33、二次風熱風管道37、二次風風箱38構成了冷風乏氣預熱裝置。
[0035]乏氣水回收子系統(tǒng)404包括:乏氣風機22、乏氣管道24、乏氣水回收器25、乏氣旁路管道26、集水池27、冷乏氣管道28以及乏氣暖風器件31。
[0036]煙氣凈化子系統(tǒng)405包括:除塵器14、引風機15、鍋爐排煙管道16、煙氣脫硫裝置17以及煙囪18。
[0037]開放制粉乏氣暖風型鍋爐機組501整體的連接關系:
[0038]原煤倉1、給煤機2、原煤預干燥裝置3、風扇磨煤機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分別與原煤預干燥裝置3、再循環(huán)乏氣管道23以及煙氣抽口 19相連，煤粉收集器7還分別與乏氣風機22和煤粉倉8的進口相連，煤粉倉8的出口與給粉機9相連，給粉機9與風粉混合器10的進口相連，風粉混合器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?？諝忸A熱器34位于鍋爐13的煙道的尾部。
[0039]送風機29出口與乏氣暖風件31的空氣側入口通過送風管道30相連，乏氣暖風器件31的空氣側出口與乏氣預熱管道33相連，乏氣預熱管道33含有兩個出口分別與空氣預熱器34的空氣側進口以及一次風混合室39的進氣口相連接。
[0040]空氣預熱器34的空氣側出口通過二次風熱風管道37與二次風風箱38進口相連，并且通過一次風熱風管道36和一次風混合器39的熱風進口相連，二次風風箱38的出口與煤粉燃燒器12相連，一次風混合室39的出口通過溫風管道40與一次風增壓風機41進口相連，一次風增壓風機41出口與一次風風箱42的進口相連，一次風風箱42的出口與風粉混合器10的進口相連。
[0041]乏氣風機22的進口與煤粉收集器7的氣體出口相連，乏氣風機22的出口分別與乏氣管道24、磨煤機風量調節(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具有冷卻介質入口 80和冷卻介質出口 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，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，乏氣暖風器件31位于乏氣水回收器25靠近乏氣入口一側,使環(huán)境冷風61更充分的吸收乏氣中的熱量。
[0042]除塵器14進口與空氣預熱器34的煙氣側出口相連，除塵器14出口與引風機15進口相連，引風機15出口通過鍋爐排煙管道16與煙氣脫硫裝置17進口相連，煙氣脫硫裝置17出口與煙囪18相連。
[0043]圖4為本發(fā)明實施例中送風送粉子系統(tǒng)的框圖。
[0044]空氣的流程:如圖3、圖4所示，環(huán)境冷風61 (空氣)由送風機29經(jīng)送風管道30送入乏氣暖風器件31中，乏氣暖風器件31中被乏氣余熱加熱，使環(huán)境冷風61被預加熱得到一定溫度的暖風，暖風通過乏氣預熱管33分別被送入空氣預熱器34和一次風混合室39中，空氣預熱器34進一步加熱部分暖風后得到熱風?？諝忸A熱器34空氣側出口的熱風大部分作為二次風經(jīng)二次風熱風管道37引入二次風風箱38，并由二次風箱38分配引往燃燒器12。另一少部分熱風經(jīng)一次風熱風管道36引入一次風混合室39，在一次風混合室39內與另外部分暖風按一定比例混合至煤粉安全輸送與穩(wěn)定燃燒所需的溫風溫度，一次風混合室39出口的一次風經(jīng)一次風熱風管道40進入增壓一次風機41內，被增壓后送往一次風風箱42，再由一次風風箱42分配引往風粉混合器10，進而將煤粉送入鍋爐13的爐膛燃燒。
[0045]圖5為本發(fā)明實施例中開放制粉乏氣暖風型鍋爐機組的結構示意圖。
[0046]如圖5所示，開放制粉乏氣暖風型鍋爐機組501的工作原理:
[0047]煤的流程:原煤60由原煤倉I經(jīng)給煤機2輸送進入原煤預干燥裝置3，在原煤預干燥裝置3內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干燥，風扇磨煤機4將被原煤預干燥裝置3干燥后的煤磨制成煤粉，同時對煤粉進行進一步的干燥。風扇磨煤機4出口的乏氣(風扇磨煤機4出口的氣體稱為乏氣)與煤粉的混合物進入粗粉分離器5，粗粉分離器5將風粉混合物中較粗的煤顆粒分離出并重新送回風扇磨煤機4的進口，合格的煤粉與乏氣的混合物通過制粉管道6進入煤粉收集器7，煤粉收集器7將乏氣和煤粉進行分離，煤粉倉8將煤粉進行儲存，煤粉倉8內的煤粉由給煤機9送入風粉混合器10，在風粉混合器10內與來自一次風風箱42的一次風混合，然后由送粉管道11送往煤粉燃燒器12進入鍋爐13的爐膛內燃燒。
[0048]煙氣流程:煤粉與空氣在鍋爐13的爐膛內燃燒生成煙氣，爐膛內的煙氣在爐膛出口分為二股。一股被風扇磨煤機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的煙道內繼續(xù)加熱后續(xù)的受熱面，并由空氣預熱器34的出口排出鍋爐13?？諝忸A熱器34煙氣側出口的煙氣經(jīng)除塵器14凈化后引入鍋爐引風機15，并在引風機15出口的排煙管道16內與來自乏氣水回收子系統(tǒng)404的出口的冷乏氣混合后進入煙氣脫硫裝置17，經(jīng)過脫硫凈化的煙氣62由煙? 18排向大氣環(huán)境。
[0049]干燥劑流程:由煙氣抽口 19抽取的高溫煙氣與來自再循環(huán)乏氣管道23的乏氣在干燥劑混合室20內進行混合后，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進入原煤預干燥裝置3，干燥劑在原煤預干燥裝置3內與煤混合并下行從而對煤進行預干燥。
[0050]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漏風以及煤的蒸發(fā)水分組成。乏氣與煤粉在煤粉收集器7內進行分離，分離出的乏氣由乏氣風機22抽出并分為三路，第一路作為干燥劑調溫介質由再循環(huán)乏氣管道23送入干燥劑混合室20，第二路經(jīng)乏氣管道24送入乏氣水回收器25，第三路經(jīng)風量調節(jié)管道51進入風扇磨煤機4。高濕分乏氣在乏氣水回收器25內被冷媒80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。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入煙氣脫硫系統(tǒng)17。
[0051]實施例的作用與效果
[0052]I)高水分燃煤制粉系統(tǒng)的乏氣中富集有大量水分，水露點溫度高，通過乏氣冷卻可回收大量液態(tài)凝結水，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。
[0053]2)以高溫煙氣和再循環(huán)乏氣混合作為干燥劑，可明顯降低干燥劑含氧量，從而提高制粉系統(tǒng)運行安全性；而且，以高溫煙氣和再循環(huán)乏氣混合作為干燥劑，可進一步提高乏氣含濕量和水露點，從而使乏氣水回收更易實現(xiàn)。
[0054]3)乏氣不進入爐膛和采用熱風送粉，可使爐膛內火焰溫度升高、煤粉氣流著火熱減小、一次風氧濃度提高，從而可明顯提高煤粉燃燒的著火及燃盡性能，對爐膛內低NOx燃燒組織也有利從而減少機組污染物排放。
[0055]4)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入爐膛，可使空氣預熱器內的煙/風水當量比減小，從而使空氣預熱器出口排煙溫度降低；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。由于組成開放式乏氣暖風型鍋爐機組排煙的空氣預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)有鍋爐機組相比本發(fā)明開放式乏氣暖風型鍋爐機組的排煙熱損失大幅降低，相應地鍋爐熱效率明顯提高。
[0056]5)因為空氣預熱器的送風入口前設置了利用乏氣暖風器件對環(huán)境冷風進行預熱，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熱器冷端金屬受熱面不發(fā)生低溫腐蝕，從而保證空氣預熱器安全運行。
[0057]6)設置一次風混合器可方便地調節(jié)一次風溫度，從而保證送粉安全和煤粉氣流穩(wěn)燃性能；通過調節(jié)再循環(huán)乏氣量可方便地調節(jié)干燥劑溫度，從而保證下行干燥管內高溫煙氣對原煤的預干燥效果；通過設置磨煤機風量調節(jié)管道，可使磨煤機在最佳通風量下工作，從而保證磨煤機出力并減小制粉電耗。
[0058]根據(jù)本實施例提供的開放制粉乏氣暖風型鍋爐機組，因為在粗粉分離器出口設置了煤粉收集器，使得煤粉與乏氣在煤粉收集器被分離，煤粉由一次風送入爐膛內燃燒。一方面送風機提供的環(huán)境冷風作為冷卻介質對乏氣進行冷卻，從而實現(xiàn)乏氣中一部分水分的回收，進而減輕乏氣水回收系統(tǒng)需承擔的散熱任務；另一方面，利用乏氣預熱鍋爐送風使得乏氣余熱被回收利用于鍋爐系統(tǒng)，或者說減小了鍋爐系統(tǒng)排出的乏氣溫度即乏氣暖風器件出口的乏氣溫度)，從而減小了鍋爐排煙熱損失、提高了鍋爐熱效率；最后，乏氣預熱鍋爐送風后提高了進入空氣預熱器的風溫，從而減輕空氣預熱器冷端低溫腐蝕，保證空氣預熱器安全可靠工作。
[0059]并且，考慮到褐煤等高水分煤的揮發(fā)分較高，采用了一次風和二次風溫度可以調控的送風送粉子系統(tǒng)，一次風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燃燒。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溫度稍有降低，但由于一次風風量大幅減少，風粉混合物的著火熱明顯降低，加之一次風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，鍋爐的爐膛內火焰溫度會明顯提高，進一步強化了煤粉著火及燃盡性能。
[0060]由于爐膛內產(chǎn)生的煙氣在煙氣抽口出口分為二股，約占鍋爐爐膛內煙氣總量的10-20%的一股作為干燥劑組分進入制粉子系統(tǒng)并由煤粉收集器出口排出，另一股保留在鍋爐的爐膛內加熱后續(xù)受熱面內的汽水工質并由空氣預熱器出口排出，因此，進入空氣預熱器的煙氣量明顯減少。并且，進入原煤預干燥裝置的干燥劑可由乏氣進行溫度的調節(jié)，使得干燥劑的溫度不至于過高而導致煤中的揮發(fā)分過多的析出?？傮w上，采用上述制粉子系統(tǒng)和送風送粉子系統(tǒng)后，空氣預熱器內的水當量比明顯減小，也即在相同的空氣預熱器熱端換熱溫差下，空氣預熱器出口排煙溫度可明顯降低。因而，得益于低的空氣預熱器出口排煙溫度和煤粉收集器出口乏氣溫度，實施例中的鍋爐機組可使鍋爐排煙熱損失大幅降低，鍋爐熱效率明顯提聞。
[0061]在燃煤電站鍋爐的排煙溫度選取中需考慮煙氣側低溫腐蝕對空氣預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，工程設計中一般要求將空氣預熱器冷端金屬溫度在可使腐蝕速度較低的70°C?85°C。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，隨空氣預熱器出口排煙溫度大幅降低，空氣預熱器冷端金屬溫度會過低。為解決此問題，本實施例中進入空氣預熱器的風先經(jīng)乏氣暖腔進行加熱，以提高空氣預熱器冷端金屬溫度，從而能夠滿足工程設計要求。
[0062]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入煙氣脫硫裝置。對火電行業(yè)廣泛應用的濕法煙氣脫硫系統(tǒng)而言需要在煙氣脫硫裝置中耗費大量水脫硫，由于本實施例中采用了冷乏氣對鍋爐排煙的冷卻降溫后，再來進入煙氣脫硫裝置脫硫，可明顯減少脫硫系統(tǒng)的煙氣降溫水耗，這使得本實施例發(fā)電系統(tǒng)具有相當可觀的節(jié)水效益。
[0063]另外，與傳統(tǒng)二介質(高溫爐煙+熱風)干燥和三介質(高溫爐煙+熱風+冷煙)干燥的直吹式制粉子系統(tǒng)不同的是，本實施例是以鍋爐機組本身內部產(chǎn)生的煙氣的一部分和再循環(huán)乏氣混合后作為制粉子系統(tǒng)的干燥劑?？梢姡诒緦嵤├闹品圩酉到y(tǒng)中干燥劑熱量僅來自于煙氣，再循環(huán)乏氣起到了協(xié)調風扇磨煤機通風量與制粉子系統(tǒng)干燥出力的作用。可知，這種制粉子系統(tǒng)至少具有以下二個優(yōu)點:在相同的制粉子系統(tǒng)干燥出力下可進一步提高乏氣含濕量并減少乏氣排放量，這對實現(xiàn)經(jīng)濟的乏氣水回收設備非常有利，也進一步突出了本實施例鍋爐機組的乏氣水回收優(yōu)勢；干燥劑含氧量明顯降低，提高了高揮發(fā)分煤制粉子系統(tǒng)運行的安全性。
[0064]另外，因為通過磨煤機風量調節(jié)管道可以將風扇磨煤機的通風量控制在最佳通風量，所以能夠減少風扇磨煤機的磨煤耗電量。
[0065]綜上，實施例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、在大幅提高鍋爐熱效率和機組發(fā)電效率的同時解決了空氣預熱器冷端金屬受熱面的運行安全問題、制粉子系統(tǒng)在惰化氣氛下運行提高了高揮發(fā)分煤制粉子系統(tǒng)的運行安全性、明顯提高了制粉子系統(tǒng)乏氣含濕量和水露點，既使得乏氣水回收易于工程實現(xiàn)，也使得由冷卻乏氣所得凝結水量增大。
[0066]當然本發(fā)明所涉及的開放式乏氣暖風型鍋爐機組并不僅僅限定于在上述實施例中的結構。以上內容僅為本發(fā)明構思下的基本說明，而依據(jù)本發(fā)明的技術方案所作的任何等效變換，均應屬于本發(fā)明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種開放制粉乏氣暖風型鍋爐機組，用于對原煤進行燃燒，其特征在于，包括: 制粉子系統(tǒng)、鍋爐本體子系統(tǒng)、送風送粉子系統(tǒng)以及乏氣水回收子系統(tǒng)， 其中，所述制粉子系統(tǒng)包含:順次連接的原煤預干燥裝置、氣粉生成裝置、煤粉收集器、煤粉倉、給粉機以及與所述原煤預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， 所述送風送粉子系統(tǒng)包含:風粉混合器、位于所述煙道尾部的空氣預熱器和與所述空氣預熱器相連的冷風乏氣預熱裝置， 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行預干燥， 所述氣粉生成裝置對干燥后的所述原煤進行磨制和進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行分離得到煤粉和乏氣， 所述煤粉倉對所述煤粉進行儲存， 所述給粉機用于計量并調節(jié)控制輸送給所述風粉混合器的鍋爐給煤量， 所述風粉混合器對來自所述送風送粉子系統(tǒng)的一次風和所述煤粉進行混合得到風粉混合物， 所述煤粉燃燒器對所述風粉混合物中的所述煤粉進行燃燒， 所述煤粉在所述爐膛的內部燃燒生成煙氣， 所述干燥劑混合室分別與所述煙氣抽口和所述煤粉收集器的氣體出口連接，把由所述乏氣中的第一部分乏氣與所述煙氣的一部分混合后作為所述干燥劑送至所述原煤預干燥裝置， 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將該第二部分乏氣中的水分回收，包括:與所述煤粉收集器的氣體出口相連接對所述乏氣進行輸送的乏氣管道、與所述乏氣管道相連的乏氣水回收器，儲存所述乏氣水的集水池，以及位于所述乏氣水回收器的入口側的乏氣暖風器件， 所述冷風乏氣預熱裝置包含:提供環(huán)境冷氣的送風機、將所述環(huán)境冷風送入所述乏氣暖風器件中的送風管道、將所述環(huán)境冷氣被所述乏氣暖風器件內的乏氣余熱預熱后形成的暖風分別送往所述空氣預熱器和所述風粉混合器的乏氣預熱管， 所述空氣預熱器對所述暖風的一部分進行加熱形成熱風，所述熱風的一部分作為二次風直接送入所述煤粉燃燒器，所述熱風的另一部分與所述暖風的另一部分混合后作為所述一次風， 所述風粉混合器將所述一次風與所述煤粉進行混合得到所述風粉混合物， 所述干燥劑混合室將所述第一部分乏氣與從所述煙氣抽口抽取的所述煙氣的一部分混合后送入所述原煤預干燥裝置。
2.根據(jù)權利要求1中所述的開放制粉乏氣暖風型鍋爐機組，其特征在于，還包括: 煙氣凈化子系統(tǒng)，包含:與所述空氣預熱器相連的除塵器、引風機、鍋爐排煙管道、煙氣脫硫裝置以及煙囪， 所述引風機的出口通過所述鍋爐排煙管道與所述煙氣脫硫裝置的進口相連，所述煙氣脫硫裝置出口與所述煙囪相連。
3.根據(jù)權利要求1至2中任意一項所述的開放制粉乏氣暖風型鍋爐機組，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口相連的風量調節(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充調節(jié)進入所述氣粉生成裝置的風量。
【文檔編號】F23K3/02GK104165373SQ201410407191
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年8月19日 優(yōu)先權日:2014年8月19日
【發(fā)明者】馬有福 申請人:上海理工大學