一種利用電站余熱對低階煤進(jìn)行預(yù)干燥的原煤倉的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種利用電站余熱對低階煤進(jìn)行預(yù)干燥的原煤倉。
【背景技術(shù)】
[0002]低階煤(例如褐煤)由于高含水率，使得其利用范圍、利用效率和經(jīng)濟(jì)性都受到很大的影響。由于褐煤含水量較高，且分布在我國東北和西南地區(qū)，遠(yuǎn)距離運輸會造成大量運力浪費。若褐煤直接燃燒，其中大量水分吸熱氣化，且隨煙氣排放，造成大量汽化潛熱損失，降低鍋爐效率；而且直接燃燒產(chǎn)生的大量水蒸氣，嚴(yán)重降低火焰溫度，降低輻射換熱，在相同產(chǎn)出條件下，高含水量褐煤比低含水率煤種的輻射受熱面增加兩倍；同時，大量水蒸氣伴隨煙氣一同排除，增大了煙道體積，導(dǎo)致設(shè)備固定投資增加，使得褐煤燃燒前的脫水環(huán)節(jié)十分必要。有關(guān)研宄結(jié)果顯示，含水率為50%的褐煤直接燃燒，其中用于自身水分的蒸發(fā)而消耗的能量可占其總化學(xué)能的20 %以上，鍋爐效率僅為65 %，而褐煤經(jīng)脫水后燃燒，鍋爐熱效率可達(dá)82%以上。
[0003]褐煤等高濕煤在利用前進(jìn)行脫水提質(zhì)，不但能夠大幅提高其熱值，使其成為具有煙煤等高階煤特性，同時可大幅提高褐煤利用過程的經(jīng)濟(jì)性能，充分利用其儲量大、埋藏淺的優(yōu)勢，對于以褐煤作為主要能源資源地區(qū)更具有戰(zhàn)略意義。下文不再區(qū)分低階煤、高含水率煤、高濕煤的區(qū)別，可認(rèn)為意義相同。
[0004]針對煤炭等礦物燃料的干燥技術(shù)的研宄已有很多，大多數(shù)研宄者設(shè)計了某種專門的干燥系統(tǒng)或裝置，由于這些工藝技術(shù)均需要建造單獨的干燥單元或裝置(熱風(fēng)爐或過熱蒸汽干燥系統(tǒng))，不僅占用了大量的場地和空間，而且由于另建投資大，運行費用高，且系統(tǒng)復(fù)雜，可靠性差。
[0005]申請?zhí)枮?00520002171的發(fā)明專利，提出了一種儲煤倉設(shè)計，在傳統(tǒng)入爐前煤粉倉的下端新建一套加熱裝置，利用鍋爐燃燒煙氣對煤粉進(jìn)行加熱以脫除其中的水分，其特點:一是在入爐前的煤粉倉下部設(shè)置一單獨的加熱單元，其目的是為解決落煤時的堵塞問題，并非想實現(xiàn)入爐煤的達(dá)標(biāo)干燥，而如何解決高含水率煤的干燥問題至關(guān)重要；二是一般電廠均設(shè)置原煤倉和粉原煤倉，前者用來儲存原煤，粒度大，容量大，后者用于儲存干燥后的粒度較細(xì)的煤粉，粒度小，容量小。該專利沒有考慮原煤倉的大粒徑、高含水率煤的干燥問題，實際上進(jìn)入煤粉倉的粉煤一般經(jīng)過預(yù)處理，含水率已不高，此時再進(jìn)行干燥效果不明顯；三是采用溫度較低的煙氣進(jìn)行干燥，比一般的煙氣干燥系統(tǒng)的熱源溫度(400-500°C )低得多，且是間接加熱，且粉煤在煤粉倉及下部的加熱器內(nèi)的停留時間很短，從傳熱傳質(zhì)的角度看，干燥效果和效率很低；四是由于煤粉倉的設(shè)計要求溫度不能超過100°C，其提出的煙氣溫度明顯超出這一安全限值，容易引發(fā)煤粉爆燃、爆炸等重大事故，而大粒度的原煤則安全得多。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供的裝置克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種利用電站余熱對低階煤進(jìn)行預(yù)干燥的原煤倉，有效利用高含水率煤在原煤倉儲存的較長的停留時間與較大的物理空間，在煤炭入爐前對其進(jìn)行充分干燥，由于干燥時間長(約8小時)，因此傳熱效果好，干燥效率較高；而且不用新建單獨的干燥單元，節(jié)省場地和空間，無運轉(zhuǎn)部件，可靠性高；此外，從源頭上解決了大粒度、高含水率煤的干燥問題，使得后續(xù)原煤的破碎和制粉等難度降低，耗電顯著下降，而且不會出現(xiàn)煤粉干燥容易出現(xiàn)的煤粉爆炸等安全隱患。
[0007]為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0008]一種利用電站余熱對低階煤進(jìn)行預(yù)干燥的原煤倉，包括原煤倉，在原煤倉水平設(shè)置多處換熱機(jī)構(gòu)和用于通入熱煙風(fēng)的煙風(fēng)干燥機(jī)構(gòu)，多處換熱機(jī)構(gòu)由上到下依次設(shè)置，各換熱機(jī)構(gòu)包括多層換熱管，煙風(fēng)干燥機(jī)構(gòu)包括多層水平布置的布?xì)夤?，各換熱管垂直于布?xì)夤茉O(shè)置，布?xì)夤芊稚⒃诙鄬訐Q熱管之間，設(shè)置多處換熱機(jī)構(gòu)，下處的換熱機(jī)構(gòu)內(nèi)通入高溫介質(zhì)，上處的換熱機(jī)構(gòu)內(nèi)通入低溫介質(zhì)或者高溫介質(zhì)，以及煙風(fēng)干燥機(jī)構(gòu)與換熱機(jī)構(gòu)交錯布置，這樣實現(xiàn)熱量梯級利用，有利于提高干燥過程的能效。
[0009]進(jìn)一步地，換熱機(jī)構(gòu)還包括進(jìn)口聯(lián)箱和出口聯(lián)箱，多層所述的換熱管在所述原煤倉內(nèi)水平設(shè)置，多層換熱管的一端共同連接到進(jìn)口聯(lián)箱，另一端共同連接到出口聯(lián)箱，多層換熱管共用一個進(jìn)口聯(lián)箱和同一個出口聯(lián)箱，節(jié)約了多個裝置的設(shè)置。
[0010]進(jìn)一步地，煙風(fēng)干燥機(jī)構(gòu)還包括煙風(fēng)干燥進(jìn)口聯(lián)箱，煙風(fēng)干燥進(jìn)口聯(lián)箱設(shè)置在原煤倉外側(cè)，多層布?xì)夤芤欢斯餐B接到煙風(fēng)干燥進(jìn)口聯(lián)箱，另一端設(shè)置在所述原煤倉內(nèi)，通過設(shè)置多層布?xì)夤苡行岣吣芰康闹脫Q率。
[0011]進(jìn)一步地，在頂部換熱機(jī)構(gòu)中通入采用脫硫漿液換熱后的工質(zhì)水或省煤器加熱后的熱水，充分利用電站余熱完成對原煤倉內(nèi)低階煤的預(yù)干燥。
[0012]進(jìn)一步地，在底部換熱機(jī)構(gòu)中通入低壓缸蒸汽。
[0013]進(jìn)一步地，在豎直方向，多層所述的布?xì)夤苤邢噜弮蓪又g間隔相同的距離設(shè)置在所述換熱管之間，布?xì)夤荛g隔設(shè)置在多個換熱管之間，實現(xiàn)換熱介質(zhì)熱量的合理利用。
[0014]進(jìn)一步地，進(jìn)口聯(lián)箱和出口聯(lián)箱設(shè)置在所述原煤倉外的同一側(cè)。
[0015]進(jìn)一步地，在所述換熱管外表面設(shè)置翅片管，通過翅片管提高干燥效果。
[0016]進(jìn)一步地，布?xì)夤苌祥_有若干個開孔，在所述布?xì)夤苌戏皆O(shè)置有用于防止煤塵、煤粒進(jìn)入布?xì)夤艿膿醢?，設(shè)置開孔用于煙氣的流通。
[0017]進(jìn)一步地，在所述原煤倉外設(shè)置保溫層，保溫層的設(shè)置用于對原煤倉進(jìn)行保溫，有利于減少原煤倉的散熱。
[0018]本發(fā)明的工作原理是:兩處換熱機(jī)構(gòu)，位于上處的換熱機(jī)構(gòu)內(nèi)通入低溫工質(zhì)，位于下處的換熱機(jī)構(gòu)內(nèi)通入高溫工質(zhì)，在上處的換熱機(jī)構(gòu)中通入采用脫硫漿液換熱后的工質(zhì)水或省煤器加熱后的熱水，在下處的換熱機(jī)構(gòu)中通入低壓缸蒸汽，以實現(xiàn)熱量的分級利用，提高能量利用率。工質(zhì)從進(jìn)口聯(lián)箱進(jìn)入換熱管，將熱量通過換熱管傳給原煤倉內(nèi)的煤，放熱后已降溫的水從換熱管出口進(jìn)入出口聯(lián)箱。
[0019]煙風(fēng)干燥機(jī)構(gòu)中的布?xì)夤茉谠簜}內(nèi)分層均勻布置。煙風(fēng)干燥機(jī)構(gòu)中的熱源使用空預(yù)器后的煙氣或鍋爐干除渣系統(tǒng)產(chǎn)生的熱風(fēng)。煙氣兼有流化、松動煤層并在一定程度上起到防堵的作用。熱的煙風(fēng)通過輸送設(shè)備經(jīng)煙風(fēng)干燥進(jìn)口聯(lián)箱送入原煤倉內(nèi)的布?xì)夤?，均勻的進(jìn)入原煤倉，與原煤倉內(nèi)的低階煤直接接觸傳熱，對煤進(jìn)行加熱干燥。低階煤經(jīng)過加熱，其中所含水分蒸發(fā)為水蒸氣，這部分水蒸氣被通入的煙風(fēng)攜帶，通過原煤倉內(nèi)的煙風(fēng)通道，通到原煤倉上部的空間，經(jīng)原煤倉頂部設(shè)置的出氣口排出，進(jìn)入鍋爐機(jī)組的煙氣環(huán)保治理設(shè)施入口，經(jīng)凈化后與煙氣共同排放。
[0020]本發(fā)明的有益效果是:
[0021](I)利用電站低溫余熱對原煤倉內(nèi)的大粒度、高含水率原煤進(jìn)行干燥，在不影響原煤倉正常運行的條件下，把煤炭干燥過程提至原煤倉內(nèi)進(jìn)行，不同于時間較短的常規(guī)干燥工藝，由于長干燥時間保證，因此原煤倉內(nèi)傳熱傳質(zhì)效率高，煤炭干燥效果好。能夠經(jīng)濟(jì)合理地提高入爐煤質(zhì)，既充分利用電廠外圍的余熱，如熱煙氣、低壓蒸汽、干除渣系統(tǒng)的熱風(fēng)等，同時節(jié)省了專門新建原煤干燥系統(tǒng)的昂貴的投資和運行費用及可能帶來的環(huán)境污染，還節(jié)約了電廠占地面積，且原煤倉無運動部件，可靠性高。
[0022](2)對原煤倉內(nèi)的原煤進(jìn)行熱煙風(fēng)、熱水(水蒸汽)聯(lián)合干燥，實現(xiàn)了電廠余熱的拓展和綜合利用，避免了單一干燥方式的限制，使得系統(tǒng)更為靈活。且采用分級加熱和梯級干燥，可充分利用不同溫度熱源所具有的能級水平，高溫?zé)嵩?低壓缸蒸汽)加熱高溫物料，低溫?zé)嵩?熱水)加熱低溫物料，實現(xiàn)熱量梯級利用，有利于提高干燥過程的能效，并進(jìn)而提高機(jī)組整體的熱效率。
[0023](3)獨特的煙氣干燥機(jī)構(gòu)兼有流化、松動煤層并在一定程度上起到防堵的作用，降低供風(fēng)壓力，因此比常規(guī)的煤樣加裝干燥單元的原煤倉相比，原煤落料更為順暢。
[0024](4)由于從源頭上解決了大粒度、高含水率煤的干燥問題，使得后續(xù)原煤的破碎和制粉等難度降低，因此這些環(huán)節(jié)的耗電顯著下降，從而整體上降低電廠總能耗；而且由于干燥溫度低、煤炭粒度大，不會出現(xiàn)煤粉干燥容易出現(xiàn)的煤粉爆炸等安全隱患。
【附圖說明】
[0025]圖1是