專利名稱：煙氣干燥褐煤中速磨直吹式制粉系統(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，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、東北三省及云南等地區(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。。)、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(xué)工業(yè)等領(lǐng)域。褐煤發(fā)電在澳大利亞、德國、美國等發(fā)達國家應(yīng)用廣泛。研究指出，燃燒干燥提質(zhì)后的褐煤能提高機組效率，減小引風(fēng)機、磨煤機等輔機的電耗，從而降低發(fā)電煤耗，同時對減少co2、nox排放也起到一定作用。目前，國內(nèi)電煤市場供應(yīng)緊張，國礦電煤價格居高不下。為保障電煤的長期穩(wěn)定供應(yīng)，并控制電廠燃料成本，大量電廠開始探索并試驗在各類燃煤機組中摻燒價格低廉的褐煤。因褐煤水分較高且易燃易爆，故制粉系統(tǒng)干燥出力不足以及制粉系統(tǒng)爆炸隱患成為制約電廠摻燒褐煤的關(guān)鍵因素。在電站鍋爐制粉系統(tǒng)中，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(yīng)用的磨煤機主要有鋼球磨煤機、中速磨煤機及風(fēng)扇磨煤機三大類。其中中速磨煤機因制粉電耗低、維護工作量小、變負(fù)荷性能好等優(yōu)點而大量應(yīng)用于燃煙煤和貧煤機組中，部分燃低水分褐煤機組也采用中速磨煤機制粉。中速磨煤機一般配直吹式制粉系統(tǒng)。根據(jù)中速磨煤機工作時其內(nèi)干燥劑的狀態(tài)，分為正壓直吹式與負(fù)壓直吹式兩類。負(fù)壓直吹式系統(tǒng)中，磨煤機后配置排粉風(fēng)機，磨煤機在負(fù)壓狀態(tài)下工作，有利于避免磨煤機向環(huán)境漏粉，但所有入爐煤粉均經(jīng)過排粉風(fēng)機，排粉風(fēng)機工作可靠性較差，故目前負(fù)壓直吹式中速磨制粉系統(tǒng)已比較少見。在目前廣泛應(yīng)用的正壓直吹式制粉系統(tǒng)中，一般采用高壓密封風(fēng)避免磨煤機向環(huán)境漏粉。根據(jù)一次風(fēng)機的位置不同，正壓直吹式又可分為熱一次風(fēng)機系統(tǒng)和冷一次風(fēng)機系統(tǒng)。圖I所示為現(xiàn)有的中速磨煤機正壓直吹式熱一次風(fēng)機制粉系統(tǒng)，該系統(tǒng)工作時，原煤自原煤倉I經(jīng)稱重式給煤機2送入中速磨煤機3磨制，磨制后的風(fēng)粉混合物進入粗粉分離器4，分離出的粗粉再返回磨煤機3繼續(xù)磨制，合格煤粉與一次風(fēng)經(jīng)煤粉分配器5分配后送往各燃燒器6噴入鍋爐7內(nèi)燃燒?？諝庥伤惋L(fēng)機9送入鍋爐煙道中的空氣預(yù)熱器8加熱后通過熱風(fēng)管道10分為兩路，一路經(jīng)熱一次風(fēng)機11增壓后作為干燥劑與一次風(fēng)進入中速磨煤機3，另一路作為二次風(fēng)經(jīng)二次風(fēng)箱12分配送往各燃燒器6參與燃燒。密封風(fēng)機13提供高壓冷風(fēng)用于磨煤機、給煤機等設(shè)備的密封。磨煤機干燥劑初溫通過熱一次風(fēng)機11前的冷風(fēng)門40調(diào)節(jié)。
上述中速磨制粉系統(tǒng)是采用熱風(fēng)作為干燥介質(zhì)，熱風(fēng)溫度在350 450°C范圍。大量的褐煤摻燒試驗業(yè)已證實，采用350 450°C的熱風(fēng)作為干燥劑難以滿足高水分褐煤的干燥需求，而熱風(fēng)溫度的進一步提高受到空氣預(yù)熱器8和中速磨煤機3安全運行的制約。因此，干燥出力不足是制約中速磨制粉系統(tǒng)摻燒褐煤的關(guān)鍵因素。制粉系統(tǒng)干燥出力不足不僅使煤粉燃燒性能變差，同時也影響磨煤機研磨出力導(dǎo)致鍋爐出力較低，使得摻燒失去意義。此外，由于褐煤易燃易爆，以富含氧氣的高溫?zé)犸L(fēng)作為磨煤機干燥劑和輸粉介質(zhì)，制粉系統(tǒng)運行很不安全。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種煙氣干燥褐煤中速磨直吹式制粉系統(tǒng)，該系統(tǒng)一方面使得燃高水分褐煤機組采用中速磨制粉系統(tǒng)成為可能，可實現(xiàn)在采用直吹式中速磨制粉系統(tǒng)的燃煤機組中大比例摻燒褐煤或全燒褐煤，另一方面還消除中速磨煤機利用高溫?zé)犸L(fēng)作為磨煤機干燥劑和輸粉介質(zhì)所存在的爆燃安全隱患，制粉系統(tǒng)的安全性提高?！榱私鉀Q上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案一種煙氣干燥褐煤中速磨直吹式制粉系統(tǒng)，其包括有中速磨煤機、煤粉分配器、送風(fēng)機、密封風(fēng)機以及設(shè)于鍋爐煙道中的空氣預(yù)熱器，所述煤粉分配器連接在中速磨煤機出口的粗粉分離器和鍋爐燃燒器之間，所述送風(fēng)機連接空氣預(yù)熱器，空氣預(yù)熱器分兩路，一路連接燃燒器，所述密封風(fēng)機連接中速磨煤機的密封風(fēng)口，其特征在于所述中速磨煤機在頂部的進煤口連接有干燥裝置，所述干燥裝置頂部具有進煤口和高溫?zé)煔飧稍飫┤肟?，底部具有出煤口，底部?cè)面具有排氣口，所述排氣口經(jīng)排粉風(fēng)機連接中速磨煤機的進風(fēng)口 ；所述粗粉分離器和煤粉分配器之間具有乏氣熱風(fēng)混合器，所述空氣預(yù)熱器另一路連接到該乏氣熱風(fēng)混合器。通過在中速磨煤機前設(shè)置一個干燥裝置利用高溫?zé)煔鈱置哼M行預(yù)干燥，使得褐煤中的水分降低以適應(yīng)中速磨煤機對原煤水分的要求，由此可在采用直吹式中速磨制粉系統(tǒng)的燃煤機組中大比例摻燒褐煤或全燒褐煤。然后再利用排粉風(fēng)機將干燥裝置的排氣送入中速磨煤機的進風(fēng)口，代替熱風(fēng)作為中速磨煤機運行所需的干燥劑和輸粉介質(zhì)。煙氣干燥劑含氧量低，由此中速磨煤機在磨制褐煤時比較安全，消除了褐煤爆燃的隱患，提高了制粉系統(tǒng)的安全性。為實現(xiàn)對進入干燥裝置中的高溫?zé)煔獾臏囟冗M行調(diào)節(jié)，所述干燥裝置的高溫?zé)煔飧稍飫┤肟谶B接有煙氣混合室，該煙氣混合室分別連接設(shè)于鍋爐爐膛的熱煙抽口和鍋爐煙道尾部的冷煙抽口。通過改變冷、熱煙比例調(diào)節(jié)干燥劑初溫。為方便對進入排粉風(fēng)機及中速磨煤機的乏氣溫度和流量進行調(diào)節(jié)，所述煙氣混合室和冷煙抽口之間具有的冷煙管道上具有連接到排粉風(fēng)機的支冷煙管道，該支冷煙管道上設(shè)有閥門。


通過下面結(jié)合附圖對其示例性實施例進行的描述，本發(fā)明上述特征和優(yōu)點將會變得更加清楚和容易理解。
圖I為現(xiàn)有技術(shù)的中速磨煤機正壓直吹式熱一次風(fēng)機制粉系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式如圖2所示，本發(fā)明的煙氣干燥褐煤中速磨直吹式制粉系統(tǒng)，包括原煤倉1，稱重式給煤機2，中速磨煤機3，煤粉分配器5，空氣預(yù)熱器8，送風(fēng)機9，二次風(fēng)箱12，密封風(fēng)機13，干燥裝置14，煙氣混合室15，乏氣熱風(fēng)混合器16以及排粉風(fēng)機17。中速磨煤機3的上部出口具有粗粉分離器4。其中，干燥裝置14為下行干燥管，頂部具有進煤口和高溫?zé)煔飧稍飫┤肟?，底部具有出煤口，在底部?cè)面具有排氣口。原煤倉I底部的出煤口連接稱重式給煤機2，稱重式給煤機2再連接干燥裝置14頂部的進煤口。煙氣混合室15連接在干燥裝置14上部的高溫?zé)煔飧稍飫┤肟?。干燥裝置14的出煤口連接中速磨煤機3的進煤口，中速磨煤機3出口 的粗粉分離器4經(jīng)乏氣熱風(fēng)混合器16連接煤粉分配器5，煤粉分配器5再連接鍋爐7的燃燒器6。密封風(fēng)機13連接在中速磨煤機3的密封風(fēng)口上?？諝忸A(yù)熱器8設(shè)置在鍋爐7的煙道中，送風(fēng)機9位于鍋爐7的煙道外，與空氣預(yù)熱器8連接，空氣預(yù)熱器8再通過熱風(fēng)管道10分兩路，一路連接到乏氣熱風(fēng)混合器16，另一路經(jīng)二次風(fēng)箱12連接鍋爐7的燃燒器6。干燥裝置14的排氣口經(jīng)排粉風(fēng)機17連接中速磨煤機3下部的進風(fēng)口。煙氣混合室15具有兩個煙氣進口，其中一個煙氣進口經(jīng)高溫爐煙管道18連接鍋爐7爐膛的熱煙抽口 24，另一個煙氣進口經(jīng)冷煙管道19和冷煙風(fēng)機28連接鍋爐7煙道尾部的冷煙抽口 27。另外，在冷煙管道28上還連接有一個支冷煙管道21，該支冷煙管道21連接到排粉風(fēng)機17。冷煙管道28上接近煙氣混合室15的另一個煙氣進口以及支冷煙管道21設(shè)有閥門。以上就是本發(fā)明的煙氣干燥褐煤中速磨直吹式制粉系統(tǒng)，其工作方式如下原煤自原煤倉I經(jīng)稱重式給煤機2送入干燥裝置14，同時來自煙氣混合室15的高溫?zé)煔庾鳛樵侯A(yù)干燥的干燥劑進入干燥裝置14頂部，二者在干燥裝置14內(nèi)混合并下行。大部分煤粒由干燥裝置14底部的出煤口進入中速磨煤機3，干燥裝置14的排氣由排粉風(fēng)機17從干燥裝置14底部側(cè)向抽出并送入中速磨煤機3中作為磨煤機干燥劑和輸送介質(zhì)。磨煤機干燥劑初溫通過在排粉風(fēng)機17進口管道摻混從支冷煙管道21來的冷煙進行調(diào)節(jié)。經(jīng)過預(yù)干燥的原煤在中速磨煤機3內(nèi)磨制，磨制后的風(fēng)粉混合物進入粗粉分離器4，分離出的粗粉返回中速磨煤機3繼續(xù)磨制，乏氣煤粉混合物在乏氣熱風(fēng)混合室16與熱風(fēng)混合至燃燒所需的一次風(fēng)率，繼而經(jīng)煤粉分配器5分配后送往各燃燒器6噴入鍋爐7內(nèi)燃燒。由送風(fēng)機9輸送的空氣經(jīng)空氣預(yù)熱器8加熱后一路作為一次風(fēng)送往乏氣熱風(fēng)混合室16，另一路作為二次風(fēng)經(jīng)二次風(fēng)箱12分配送往各燃燒器6參與爐內(nèi)燃燒。密封風(fēng)機13提供高壓冷風(fēng)用于中速磨煤機、給煤機等設(shè)備的密封。在爐膛設(shè)置熱煙抽口 24抽取高溫爐煙，利用干燥裝置14內(nèi)的負(fù)壓由高溫爐煙管道18送至煙氣混合室15。在鍋爐煙道尾部設(shè)置冷煙抽口 27抽取冷煙作為調(diào)溫介質(zhì)，由冷煙風(fēng)機28和冷煙管道19也送至煙氣混合室15。二者在煙氣混合室15內(nèi)混合形成合適溫度的干燥劑后進入干燥裝置14對褐煤進行干燥。
與現(xiàn)有的中速磨正壓直吹式制粉系統(tǒng)相比，本專利系統(tǒng)具有以下特點(I)、通過高效充分的原煤預(yù)干燥，進入中速磨煤機的原煤水分大幅降低，制粉系統(tǒng)干燥出力大幅提高，使得高水分褐煤可采用運行安全可靠、維護成本低的中速磨制粉系統(tǒng)。(2)、采用高溫?zé)煔庾鳛樵侯A(yù)干燥的干燥劑，通過改變冷、熱煙比例調(diào)節(jié)干燥劑初溫。高溫?zé)煔獾母稍锬芰φ{(diào)節(jié)范圍大，可滿足各類高水分原煤的預(yù)干燥需求；且煙氣中氧量低，可有效防止褐煤爆燃，制粉系統(tǒng)安全性好。 (3)、以原煤預(yù)干燥裝置的排氣代替熱風(fēng)作為磨煤機內(nèi)干燥劑和輸粉介質(zhì)，使得中速磨煤機中氧含量大大降低，消除了中速磨煤機在磨制和干燥褐煤過程可能引發(fā)的爆燃隱患，提高了制粉系統(tǒng)運行的安全性。(4)、對于在役機組改造，只需增設(shè)干燥裝置和排粉風(fēng)機，以及高溫爐煙管道、冷煙風(fēng)機和冷煙管道，即可使原煙煤或貧煤中速磨制粉系統(tǒng)安全、經(jīng)濟地大比例摻燒褐煤。因此，本制粉系統(tǒng)使得燃高水分褐煤機組采用中速磨制粉系統(tǒng)成為可能，可實現(xiàn)在采用直吹式中速磨制粉系統(tǒng)的燃煤機組中大比例摻燒褐煤或全燒褐煤，具有顯著的經(jīng)濟及節(jié)能效益。本專利系統(tǒng)既可應(yīng)用于在役機組的褐煤摻燒，也可應(yīng)用于全部燃用高水分褐煤的電站鍋爐。另外，本系統(tǒng)還具有運行安全的優(yōu)點。需要注意的是，以上內(nèi)容是結(jié)合具體的實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實施方式
僅限于此，在本發(fā)明的上述指導(dǎo)下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在上述實施例的基礎(chǔ)上進行各種改進和變形，而這些改進或者變形落在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種煙氣干燥褐煤中速磨直吹式制粉系統(tǒng)，其包括有中速磨煤機、煤粉分配器、送風(fēng)機、密封風(fēng)機以及設(shè)于鍋爐煙道中的空氣預(yù)熱器，所述煤粉分配器連接在中速磨煤機中出口的粗粉分離器和燃燒器之間，所述送風(fēng)機連接空氣預(yù)熱器，空氣預(yù)熱器分兩路，一路連接燃燒器，所述密封風(fēng)機連接中速磨煤機密封風(fēng)口，其特征在于所述中速磨煤機在頂部的進煤口連接有干燥裝置，所述干燥裝置頂部具有進煤口和高溫?zé)煔飧稍飫┤肟?，底部具有出煤口，底部?cè)面具有排氣口，所述排氣口經(jīng)排粉風(fēng)機連接中速磨煤機的進風(fēng)口 ；所述粗粉分離器和煤粉分配器之間具有乏氣熱風(fēng)混合器，所述空氣預(yù)熱器另一路連接該乏氣熱風(fēng)混合器。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的煙氣干燥褐煤中速磨直吹式制粉系統(tǒng)，其特征在于所述干燥裝置的高溫?zé)煔飧稍飫┤肟谶B接有混合室，該混合室分別連接設(shè)于鍋爐爐膛的熱煙抽口和鍋爐煙道的冷煙抽口。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的煙氣預(yù)干燥褐煤中速磨直吹式制粉系統(tǒng)，其特征在于所述混合室和冷煙抽口之間具有的冷煙管道上具有連接排粉風(fēng)機的支冷煙管道，該支冷煙管道上設(shè)有閥門。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種煙氣干燥褐煤中速磨直吹式制粉系統(tǒng)，在中速磨煤機頂部的進煤口連接有干燥裝置，所述干燥裝置頂部具有進煤口和高溫?zé)煔飧稍飫┤肟冢撞烤哂谐雒嚎?，底部?cè)面具有排氣口，所述排氣口經(jīng)排粉風(fēng)機連接中速磨煤機的進風(fēng)口；所述粗粉分離器和煤粉分配器之間具有乏氣熱風(fēng)混合器，所述空氣預(yù)熱器的一路熱風(fēng)連接到該乏氣熱風(fēng)混合器。本系統(tǒng)使得燃高水分褐煤機組采用中速磨制粉系統(tǒng)成為可能，可實現(xiàn)在采用直吹式中速磨制粉系統(tǒng)的燃煤機組中大比例摻燒褐煤或全燒褐煤，并且還具有不會引起爆燃、運行安全的優(yōu)點。
文檔編號F23K1/00GK102840594SQ201110166500
公開日2012年12月26日 申請日期2011年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月20日
發(fā)明者施大鐘, 施登宇 申請人:上海機易電站設(shè)備有限公司