專利名稱：煙氣預干燥褐煤風扇磨直吹式制粉系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明屬于燃煤發(fā)電技術(shù)領域，涉及褐煤發(fā)電技術(shù)。具體地說，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、壓實轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C生物巖的初期產(chǎn)物，因外表呈褐色或暗褐色而得名。褐煤約占我國動力煤儲量的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19% )、發(fā)熱量低(約12. 56MJ/kg)、灰熔點低(約1150°C )、磨損性低 (HGI為50-70)和易自燃等特點。褐煤“二高三低”的特點決定了其制粉系統(tǒng)具有一定的特殊性。褐煤主要用于電廠燃料，也可用于化學工業(yè)等領域。褐煤發(fā)電在澳大利亞、德國、美國等發(fā)達國家應用廣泛。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，減小引風機、磨煤機等電站輔機的能耗，降低發(fā)電煤耗，提高全廠熱效率，同時對減少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，如果出現(xiàn)局部氧化導致過熱，容易引起揮發(fā)份燃燒，從而造成干燥系統(tǒng)的燃燒問題，影響系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運行。如果全部采用水蒸汽進行干燥時，由于潛熱的排放損失，容易造成較大的能源浪費?，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、運行不穩(wěn)定是影響這些工藝推廣應用的主要原因。與煙煤、無煙煤相比，褐煤的優(yōu)勢是價格較低，反應活性高，但其熱值相對較低，含水量較高。褐煤中的水分不僅增加運輸成本，還增加鍋爐造價，降低電廠效率，因此褐煤干燥提質(zhì)技術(shù)及裝備開發(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，磨煤機既是破碎設備，也是關(guān)鍵的原煤干燥設備，故各類制粉系統(tǒng)的最大區(qū)別在于磨煤機類型。目前廣為應用的磨煤機主要有鋼球磨煤機、中速磨煤機及風扇磨煤機三大類。磨煤機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，故在當前的燃褐煤機組中廣泛應用干燥能力較強的風扇磨煤機直吹式制粉系統(tǒng)。根據(jù)干燥介質(zhì)的不同，風扇磨直吹式制粉系統(tǒng)還可分為二介質(zhì)(熱風與熱煙)與三介質(zhì)(熱風、熱煙及冷煙)干燥系統(tǒng)。無論二介質(zhì)還是三介質(zhì)系統(tǒng)，均存在兩個方面的問題。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入鍋爐爐膛，這不僅使煤粉燃燒性能變差，還會降低機組發(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、運行不穩(wěn)定等問題而未能得以規(guī)模化應用，且提質(zhì)后褐煤的儲存、包裝、運輸?shù)热源嬖诖罅繂栴}。而目前電站鍋爐中廣為應用的二介質(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)的安全問題，且將干燥出的大量原煤水分送入鍋爐爐膛，未能實現(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)問題是提供一種干燥效果好、運行安全，能夠提高煤粉燃燒性能、降低發(fā)電煤耗的煙氣預干燥褐煤風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)問題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案一種煙氣預干燥褐煤風扇磨直吹式制粉系統(tǒng)，包括風扇磨煤機、連接在風扇磨煤機進煤口的送煤管，按順序連接在風扇磨煤機后部的粗粉分離器、煤粉分配器以及熱風裝置，所述煤粉分配器連接到鍋爐的燃燒器，所述熱風裝置分兩路，一路連接到鍋爐的燃燒器，另一路連接到送煤管的熱風進口，其特征在于所述送煤管在落煤口連接有預干燥裝置，所述預干燥裝置上部具有進煤口和高溫煙氣干燥劑入口，底部側(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機，所述除塵器的出粉口連接到送煤管的落粉口 ；所述預干燥裝置高溫煙氣干燥劑入口連接有煙氣混合室，所述煙氣混合室有兩個煙氣進口，第一煙氣進口連接到鍋爐爐膛的熱煙抽口，第二煙氣進口連接到鍋爐煙道的冷煙抽口。采用上述技術(shù)方案，在送煤管之前設置預干燥裝置，并通過預干燥裝置的高溫煙氣干燥劑入口向預干燥裝置中通入高溫爐煙和冷煙的混合煙氣對褐煤進行預干燥，從而使得大部分褐煤外在水分在預干燥過程得以去除，而且煙氣含氧量低，可保證在強化褐煤預干燥過程的同時不會發(fā)生爆燃，從而保證制粉系統(tǒng)安全運行。經(jīng)過安全高效的原煤預干燥，風扇磨煤機入口所需的干燥劑初溫明顯降低，采用熱風與冷煙混合物作為進入風扇磨煤機的通風與干燥介質(zhì)。由此磨煤機內(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，預干燥過程脫除的原煤水分不進入鍋爐爐膛，可顯著改善煤粉燃燒性能，同時提高鍋爐效率，減小引風機、磨煤機電耗，從而降低發(fā)電煤耗。在本發(fā)明的進一步改進中，所述乏氣風機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。通過該乏氣冷卻器可以實現(xiàn)水蒸氣和乏氣的分離，以回收乏氣中水分和熱量，從而實現(xiàn)節(jié)約水資源和節(jié)能減排的目的。當然所述乏氣風機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)明的實施例中，所述煙氣混合室的第二煙氣進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，另外還進一步發(fā)揮了冷乏氣的用途。另外，所述送煤管和熱風裝置之間還設有煙風混合室，所述冷煙抽口也連接到該煙風混合室。這樣一次風風溫可以通過改變熱風、冷煙比例進行調(diào)節(jié)。


圖I為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式如圖I所示，本發(fā)明的煙氣預干燥褐煤風扇磨直吹式制粉系統(tǒng)，包括原煤斗I、稱重式給煤機2、預干燥裝置3、風扇磨煤機4、粗粉分離器5、回粉管6、煤粉分配器7、送風機10、空氣預熱器11、送煤管道12、二次風箱13、煙氣混合室15、高溫爐煙管道16、一次風機17、煙風混合室18、一次風管道19，送煤管20、除塵器21、乏氣風機22、乏氣冷卻器23、冷乏氣風機24、乏氣管道26、冷煙風機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2。預干燥裝置3為下行干燥管，其上部具有進煤口和高溫煙氣干燥劑入口，底部具有出煤口，在底部側(cè)面具有排氣口。稱重式給煤機2連接到預干燥裝置3的進煤口，預干燥裝置3的出煤口連接到送煤管20的落煤口，送煤管20的出煤口連接風扇磨煤機4的進煤口，風扇磨煤機4再連接到粗粉分離器5，粗粉分離器5的粗粉出口通過回粉管6再連接到風扇磨煤機4的進煤口，粗粉分離器5的細粉出口經(jīng)煤粉分配器7連接到鍋爐9的燃燒器8。預干燥裝置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)乏氣風機連接到乏氣冷卻器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機24。預干燥裝置3的高溫煙氣干燥劑入口連接到煙氣混合室15，該煙氣混合室15具有兩個煙氣進口，其中第一煙氣進口連接到鍋爐9的爐膛熱煙抽口 14。
送風機10、一次風機17以及空氣預熱器11構(gòu)成熱風裝置?？諝忸A熱器11設置在鍋爐9的煙道內(nèi)，送風機10、一次風機17設置在鍋爐9的煙道外，連接到空氣預熱器11，空氣預熱器11分兩路，一路經(jīng)二次風箱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)冷煙風機29、冷煙管道30連接到煙氣混合室18，煙氣混合室18再經(jīng)一次風管道19連接到送煤管29的熱風進口，冷煙風機29還經(jīng)支冷煙管道31連接到煙氣混合室15的第二煙氣進口。冷乏氣風機24分兩路，一路連接到煙氣混合室15的第二煙氣進口，另一路連接到脫硫塔27。另外，乏氣風機22也可以直接連接到脫硫塔27。以上就是本發(fā)明的煙氣預干燥褐煤風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2送入預干燥裝置3，在預干燥裝置3頂部與來自煙氣混合室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干燥過程，預干燥后的乏氣由乏氣風機22從預干燥裝置3的底部側(cè)向抽出，在預干燥裝置3與乏氣風機22之間布置除塵器21回收細粉，除塵器21回收的細粉返回連通預干燥裝置3出煤口的送煤管20，乏氣由乏氣風機22送入乏氣冷卻器23進一步冷卻至水露點溫度以下以回收乏氣中的水分(或者乏氣風機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機24輸送，一部分冷乏氣作為調(diào)溫介質(zhì)返回煙氣混合室15，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。
進入煙氣混合室15的熱煙由預干燥裝置3內(nèi)的負壓從爐膛熱煙抽口 14抽取，布置乏氣冷卻器23且其工作時,冷煙由冷乏氣風機24和乏氣管道26輸送的冷乏氣提供,或者由冷乏氣與來自冷煙抽口 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不工作時冷煙由冷煙風機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，繼而作為原煤預干燥過程的干燥劑進入預干燥裝置3。煙氣混合室15出口的煙氣溫度通過改變冷、熱煙(或冷乏氣)比例進行調(diào)節(jié)。經(jīng)預干燥裝置3干燥后的原煤從預干燥裝置3的底部落入送煤管20，在送煤管20內(nèi)被來自煙風混合室18并經(jīng)由一次風管道19輸送的氣流送入風扇磨煤機4內(nèi)磨制，磨制后的風粉混合物進入粗粉分離器5，分離出的粗粉由回粉管6送回磨煤機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。來自一次風機17和空氣預熱器11出口的熱風與來自冷煙抽口 28的冷煙在煙風混合室18混合，作為磨煤機通風與干燥介質(zhì)輸送原煤進入風扇磨煤機4，風扇磨煤機4入口風溫也即煙風混合室18出口的風溫通過改變熱風、冷煙比例進行調(diào)節(jié)。來自送風機10和空氣預熱器11出口的熱風經(jīng)二次風風箱13分配后作為二次風送往各燃燒器8參與爐內(nèi)燃
Jyti ο本發(fā)明的煙氣預干燥褐煤風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(I)采用高溫煙氣作為預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。同時大部分原煤外在水分在預干燥裝置中得以脫除，由此磨煤機入口風溫可相應降低。(2)預干燥裝置的干燥劑為惰性介質(zhì)煙氣，磨煤機內(nèi)干燥劑為溫度較低的熱風與冷煙混合物，由此制粉系統(tǒng)可有效防止煤粉爆燃，安全性好。(3)原煤在預干燥裝置內(nèi)干燥出的水分不進入鍋爐爐膛，可顯著改善煤粉燃燒性能，同時提高鍋爐效率，減小引風機、磨煤機電耗，從而降低發(fā)電煤耗。(4)設置乏氣冷卻器回收乏氣中的水分與熱能，既可進一步提高機組效率降低發(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，故對環(huán)境無污染。(6)本專利系統(tǒng)既可應用于在役燃褐煤發(fā)電機組的制粉系統(tǒng)改造，也可應用于新建的燃高水分褐煤發(fā)電機組。但是，本技術(shù)領域中的普通技術(shù)人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說明本發(fā)明，而并非用作為對本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實質(zhì)精神范圍內(nèi)，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求書范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種煙氣預干燥褐煤風扇磨直吹式制粉系統(tǒng)，包括風扇磨煤機、連接在風扇磨煤機進煤口的送煤管，按順序連接在風扇磨煤機后部的粗粉分離器、煤粉分配器以及熱風裝置，所述煤粉分配器連接到鍋爐的燃燒器，所述熱風裝置分兩路，一路連接到鍋爐的燃燒器，另一路連接到送煤管的熱風進口，其特征在于所述送煤管在落煤口連接有預干燥裝置，所述預干燥裝置上部具有進煤口和高溫煙氣干燥劑入口，底部側(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機，所述除塵器的出粉口連接到送煤管的落粉口 ；所述預干燥裝置高溫煙氣干燥劑入口連接有煙氣混合室，所述煙氣混合室有兩個煙氣進口，第一煙氣進口連接到鍋爐爐膛的熱煙抽口，第二煙氣進口連接到鍋爐煙道的冷煙抽口。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的煙氣預干燥褐煤風扇磨直吹式制粉系統(tǒng)，其特征在于所述乏氣風機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所述的煙氣預干燥褐煤風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所述的煙氣預干燥褐煤風扇磨直吹式制粉系統(tǒng)，其特征在于所述·送煤管和熱風裝置之間還設有煙風混合室，所述冷煙抽口也連接到該煙風混合室。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種煙氣預干燥褐煤風扇磨直吹式制粉系統(tǒng)，其送煤管在落煤口連接有預干燥裝置，所述預干燥裝置上部具有進煤口和高溫煙氣干燥劑入口，底部側(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機，所述除塵器的出粉口連接到送煤管的落粉口；所述預干燥裝置高溫煙氣干燥劑入口連接有煙氣混合室，所述煙氣混合室有兩個煙氣進口，第一煙氣進口連接到鍋爐爐膛的熱煙抽口，第二煙氣進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，其可應用于在役燃褐煤發(fā)電機組的制粉系統(tǒng)改造，也可應用于新建的燃高水分褐煤發(fā)電機組，具有極大的推廣應用前景。
文檔編號F26B21/14GK102889608SQ20111020282
公開日2013年1月23日 申請日期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 申請人:上海機易電站設備有限公司