專利名稱：褐煤滾筒煙氣預干燥發(fā)電集成系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及褐煤發(fā)電廠燃燒系統(tǒng)和褐煤煙氣預干燥系統(tǒng)。
背景技術：
近年來，隨著我國國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展，煤炭等能源的需求不斷擴大，能源短缺已成為現(xiàn)實。而我國擁有較多的褐煤資源，如何高效利用我國豐富的褐煤資源，一直是火力發(fā)電設計技術發(fā)展的重要課題之一。褐煤資源的開發(fā)使得褐煤干燥技術愈來愈受到重視，我國用于選煤廠的煤干燥技術多是采用熱煙氣作為干燥介質，以往國內褐煤干燥受整體技術裝備水平的限制，難以滿足大規(guī)模的工業(yè)化生產。隨著煤炭企業(yè)整體技術裝備水平的不斷提高，近年來我國褐煤干燥技術取得了較大進步，其中滾筒煙氣干燥設備的熱源為熱煙氣，采用直接干燥方式，干燥效率高，煙溫適應能力強，目前已基本具備了工業(yè)化應用的條件。如圖1所示，其為褐煤干燥廠的滾筒干燥工藝系統(tǒng)圖。原料煤斗1內的褐煤通過給煤機2輸送至滾筒干燥機3的入料口，并將熱煙氣發(fā)生爐10內的燃油或燃煤產生的熱煙氣經(jīng)由配風室11中的冷煙氣或冷空氣調節(jié)后，輸送至滾筒干燥機的煙氣入口，干燥后的煤料由滾筒干燥機3出料口排出，通過輸送系統(tǒng)送至成品庫；含粉煙氣由滾筒干燥機3出料端的煙氣出口排出，經(jīng)袋式煤粉收集器4、袋式除塵器6處理到粉塵達標，經(jīng)過引風機7升壓、 煙氣脫硫裝置5處理后，由煙 8排出；袋式煤粉收集器4收集的煤粉由成型機9壓制成型后，通過輸送系統(tǒng)送至成品庫。上述滾筒煙氣干燥技術是將褐煤處理后外運至用戶，需設置單獨的熱煙氣發(fā)生爐提供干燥熱源，干燥后的褐煤粉化較為嚴重，粉化的干燥煤粉水分低、溫度高，難以儲存和機械輸送，對干燥廠來說是個難題，還需要設置成型等輔助系統(tǒng)。因此，單獨的褐煤干燥系統(tǒng)配置復雜，耗能大，干燥成本高。另外，干燥后的褐煤較長時間不能利用，還存在水分復吸和自燃的隱患。褐煤屬軟質煤，是煤化程度最低的一類煤，其含水量較高，熱值較低，如直接參與燃燒，大量的水分在燃燒氣化的過程中吸收大量熱量，爐膛容積較大，排煙溫度廣150°C )較高，使得鍋爐效率與煙煤相比大大降低，機組標煤耗相對較大，脫硫設備進口煙溫高也使得脫硫系統(tǒng)耗水量較大；鍋爐及燃燒系統(tǒng)主要輔機(磨煤機、風機、除塵器等)，脫硫設備的造價均較高；另外，由于燃褐煤機組煙風煤粉系統(tǒng)主要設備耗能較高，機組廠用電率較高，使燃褐煤機組的技術經(jīng)濟指標比燃煙煤機組技術經(jīng)濟指標存在較大差距。請參見圖2所示，其為常規(guī)發(fā)電廠配有風扇磨煤機直吹式制粉系統(tǒng)的鍋爐煙風系統(tǒng)圖。鍋爐煤斗13內的燃料經(jīng)過給煤機2輸送，并通過風扇磨煤機14的處理后，進入鍋爐 15燃燒，同時抽爐煙風機20將部分煙氣輸送至風扇磨煤機，送風機12將空氣預熱器18加熱過的空氣送至鍋爐15內參加燃燒。鍋爐煙氣逐一經(jīng)過省煤器16、脫硝裝置17、空氣預熱器18、除塵器19，并經(jīng)過引風機7升壓后，進入煙氣脫硫裝置5的入口煙道內，經(jīng)脫硫處理后，經(jīng)煙囪排出。該系統(tǒng)中風扇磨煤機存在磨煤機沖擊板壽命短，檢修頻繁，制粉系統(tǒng)漏風
3大，爐煙管道運行可靠性相對較低等問題。請參見圖3所示，其為常規(guī)發(fā)電廠配有中速磨煤機直吹式制粉系統(tǒng)的鍋爐煙風系統(tǒng)圖。在煤質條件適宜時均優(yōu)先選擇中速磨煤機正壓直吹式制粉系統(tǒng)。采用中速磨煤機21， 并通過一次風機22將經(jīng)過空氣預熱器18加熱后的空氣送至中速磨煤機21內，對比上述采用風扇磨煤機的技術方案，此中速磨煤機正壓直吹式制粉系統(tǒng)具有系統(tǒng)簡單、安全可靠、耐磨性能好，且噪音小、密封性好、使生產環(huán)境得到改善，運行、操作、檢修方便的優(yōu)點。但當煤質全水分在30-35%以上時，由于系統(tǒng)難以滿足中速磨煤機干燥出力的要求。

實用新型內容有鑒于此，本專利將褐煤預干燥系統(tǒng)與鍋爐燃燒系統(tǒng)集成，目的在于改善鍋爐爐內燃燒，降低鍋爐排煙溫度，使得機組效率得以提高，節(jié)煤減排，并降低脫硫水耗。對于煤質全水分在40-45%以下的褐煤，還可以解決褐煤鍋爐中速磨煤機正壓直吹式制粉系統(tǒng)干燥出力難以滿足的問題。本實用新型采用如下技術方案一種褐煤滾筒煙氣預干燥發(fā)電集成系統(tǒng)，包含依次連接的鍋爐供煤裝置、鍋爐、省煤器、脫硝裝置、空氣預熱器、除塵器、引風機和脫硫裝置， 其特征在于還包含依次連接的褐煤供煤裝置、滾筒干燥機、袋式粉煤收集器和預干燥增壓風機；其中，所述省煤器的煙氣出口或脫硝裝置的煙氣出口還與滾筒干燥機的煙氣入口相連，滾筒干燥機的出料端與鍋爐供煤裝置相連接，預干燥增壓風機的出口與脫硫裝置的入口煙道相連。進一步講鍋爐供煤裝置包含依次連接的鍋爐煤倉、鍋爐給煤機、中速磨煤機和一次風機；或者由鍋爐煤倉、鍋爐給煤機和風扇磨煤機構成鍋爐供煤裝置。其中，袋式粉煤收集器的出料端與鍋爐爐膛相連。鍋爐產生的煙氣，經(jīng)過省煤器或脫銷裝置后，709Γ80%的煙氣按照原燃燒系統(tǒng)，經(jīng)過空預器、除塵器，由引風機引致脫硫裝置的入口煙道；其中，209Γ30%的煙氣進入滾筒干燥機的進煤端，用于褐煤原料的預干燥，預干燥后的褐煤由滾筒干燥機出料端直接進入鍋爐的供煤端，滾筒干燥機排出的尾氣經(jīng)過袋式粉煤收集器后，由預干燥增壓風機引至脫硫裝置的入口煙道；兩路煙氣匯合后，經(jīng)過脫硫裝置處理后排出。本實用新型采用上述技術方案的優(yōu)點在于將褐煤滾筒干燥技術與鍋爐燃燒系統(tǒng)相結合，充分利用了電廠的煙氣余熱，鍋爐總的排煙溫度可由原150°C左右降為110°C左右，鍋爐效率可提高約1. 5-2%，降低機組標煤耗約4-6g/kWh，相應降低了鍋爐燃燒所產生的污染物及二氧化碳的排放；由于排煙溫度的降低，脫硫系統(tǒng)耗水量可節(jié)約30t/h左右(以不帶GGH的濕法脫硫計)；進入制粉系統(tǒng)和爐膛的煤質水分下降后，可使褐煤鍋爐采用安全可靠，經(jīng)濟性好的中速磨煤機直吹式制粉系統(tǒng)。滾筒煙氣預干燥除熱能外，僅需消耗一定的電能(轉動機械)，無其他能量消耗和廢棄物產生。而由于煤質水分下降，可降低磨煤機干燥出力的要求，減少磨煤功耗，兩者相比電耗基本相當，采用集成系統(tǒng)后，電廠用電變化不大。滾筒煙氣干燥技術設備價格較低， 設備投資增加有限，而預干燥后進入爐膛和制粉系統(tǒng)的煤粉水分減少，又會使鍋爐及其輔機的設備投資有所降低，因此，采用集成系統(tǒng)后，電廠的投資不會有較大變化。與發(fā)電技術相結合的褐煤干燥技術，與單獨的褐煤干燥工程相比，其系統(tǒng)還可得到簡化，煙氣中含氧量的控制也更容易實現(xiàn)，輸送儲存系統(tǒng)及其防爆相對來說也更加簡單?？傊置簼L筒煙氣預干燥發(fā)電集成系統(tǒng)，在設備投資、廠用電無較大變化的情況下，可以實現(xiàn)機組節(jié)煤、節(jié)水、污染物以及二氧化碳的減排。

圖1為褐煤干燥廠的滾筒干燥工藝系統(tǒng)圖。圖2為常規(guī)發(fā)電廠配有風扇磨煤機直吹式制粉系統(tǒng)的鍋爐煙風系統(tǒng)圖。圖3為常規(guī)發(fā)電廠配有中速磨煤機直吹式制粉系統(tǒng)的鍋爐煙風系統(tǒng)圖。圖4為本專利褐煤滾筒煙氣預干燥發(fā)電集成系統(tǒng)的配有中速磨煤機制粉系統(tǒng)的工藝系統(tǒng)圖。圖5為本專利褐煤滾筒煙氣預干燥發(fā)電集成系統(tǒng)的配有風扇磨煤機制粉系統(tǒng)的工藝系統(tǒng)圖。
具體實施方式
本實用新型提出了將褐煤預干燥系統(tǒng)與鍋爐燃燒系統(tǒng)集成的系統(tǒng)和工藝方法。配有中速磨煤機制粉系統(tǒng)的褐煤預干燥系統(tǒng)與鍋爐燃燒系統(tǒng)集成的系統(tǒng)和工藝方法，請參見圖4所示，本系統(tǒng)兩部分鍋爐燃燒系統(tǒng)和褐煤預干燥系統(tǒng)，褐煤預干燥系統(tǒng)并聯(lián)接入鍋爐燃燒系統(tǒng)內，具體來講，鍋爐燃燒系統(tǒng)包含依次連接的鍋爐煤斗13、鍋爐給煤機對、中速磨煤機21、鍋爐15、省煤器16、脫硝裝置17、空氣預熱器18、除塵器19、引風機7、 脫硫裝置5及煙囪8，一次風機22與中速磨煤機21相連，同時將空氣預熱器18中加熱的空氣送至中速磨煤機21。而，褐煤預干燥系統(tǒng)包含依次連接的原料煤斗1、褐煤給煤機25滾筒干燥機3、袋式粉煤收集器4和預干燥增壓風機23。脫硝裝置17的煙氣出口除與空氣預熱器18的煙氣入口相連接外，還與滾筒干燥機3的煙氣入口端連接，滾筒干燥機3的出料端與鍋爐煤斗13相連接，預干燥增壓風機的出口與脫硫裝置的入口煙道相連。袋式煤粉收集器4與鍋爐15爐膛相連。滾筒干燥機并聯(lián)設置，滾筒干燥機進口的煙氣溫度由省煤器旁路來調節(jié)，負荷由進煤量和運行臺數(shù)來調節(jié)。上述褐煤滾筒煙氣干燥系統(tǒng)與火力發(fā)電廠的鍋爐燃燒系統(tǒng)相結合的集成系統(tǒng)，適用于全水分在40-45%以下的燃用褐煤的發(fā)電廠。火電廠鍋爐爐膛產生的煙氣，在省煤器16 和高灰布置的SCR脫硝裝置17后，分為兩路，其中一路，70^80%的煙氣按原燃燒系統(tǒng)，經(jīng)空氣預熱器18、除塵器19，由引風機7供至脫硫裝置5入口煙道；另一路，2(Γ30%的煙氣為滾筒干燥機3提供熱源，將鍋爐所需的褐煤進行預干燥，尾氣經(jīng)布袋式煤粉收集器4，含塵濃度可達標后，由預干燥增壓風機23供至脫硫裝置5入口煙道，兩路煙氣匯合后經(jīng)脫硫處理排出煙囪8。由于鍋爐排出的煙氣除了加熱空氣外，還干燥了原料煤，煙氣的余熱得到了進一步利用。而，滾筒干燥機3出料端的干燥煤料經(jīng)過輸煤系統(tǒng)輸送至磨煤機入口的鍋爐煤斗內，經(jīng)鍋爐給煤機24、中速磨煤機21，制成合格煤粉后，由一次風機22的風力送至鍋爐爐膛。由于煤料已進行了預干燥，含水下降約10-15%，可以采用中速磨煤機直吹式制粉系統(tǒng)。 煤質水分下降后對磨煤機干燥出力的要求降低，同樣一次風率的情況下，空預器出口熱風溫度的要求降低，因此，雖然進入空氣器的煙氣量有所減少，但集成系統(tǒng)的空預器可以滿足其要求，且排煙溫度有所降低。預干燥系統(tǒng)的袋式煤粉收集器4用于收集系統(tǒng)中粉化的干燥煤粉，集成系統(tǒng)可將這部分煤粉由風機送至鍋爐爐膛直接燃燒，解決了干燥煤粉在干燥廠中的收集和儲存的難題。且集成系統(tǒng)的褐煤從干燥到利用(燃燒)，儲運環(huán)節(jié)少，儲存時間短，可避免干燥褐煤的水分復吸，減少自燃的風險。配有風扇磨煤機制粉系統(tǒng)的褐煤預干燥系統(tǒng)與鍋爐燃燒系統(tǒng)集成的系統(tǒng)和工藝方法，請參見圖5所示，本系統(tǒng)兩部分鍋爐燃燒系統(tǒng)和褐煤預干燥系統(tǒng)，褐煤預干燥系統(tǒng)并聯(lián)接入鍋爐燃燒系統(tǒng)內，具體來講，鍋爐燃燒系統(tǒng)包含依次連接的鍋爐煤斗13、鍋爐給煤機對、風扇磨煤機14、鍋爐15、省煤器16、脫硝裝置17、空氣預熱器18、除塵器19、引風機 7、脫硫裝置5及煙 8。而，褐煤預干燥系統(tǒng)包含依次連接的原料煤斗1、褐煤給煤機25、滾筒干燥機3、袋式粉煤收集器4和預干燥增壓風機23。脫硝裝置17的煙氣出口除與空氣預熱器18的煙氣入口相連接外，還與滾筒干燥機3的煙氣入口端連接，滾筒干燥機3的出料端與鍋爐煤斗13相連接，預干燥增壓風機的出口與脫硫裝置的入口煙道相連。袋式煤粉收集器4與鍋爐15爐膛相連。本實用新型中，對于煙氣的分流，如考慮全煙氣(100%煙氣)脫硝，則需要從脫硝裝置后分流，如可以接收部分煙氣脫硝，就不一定要從脫硝裝置后分流， 也可以從省煤器后分流。上述褐煤滾筒煙氣干燥系統(tǒng)與火力發(fā)電廠的鍋爐燃燒系統(tǒng)相結合的集成系統(tǒng)，適用于燃用較低磨損性的褐煤的發(fā)電廠?；痣姀S鍋爐爐膛產生的煙氣，在省煤器16和高灰布置的SCR脫硝裝置17后，分為兩路，其中一路， 70%的煙氣按原燃燒系統(tǒng)，經(jīng)空氣預熱器 18、除塵器19，由引風機7供至脫硫裝置5入口煙道；另一路， 30%的煙氣為滾筒干燥機3 提供熱源，將鍋爐所需的褐煤進行預干燥，尾氣經(jīng)布袋式煤粉收集器4，含塵濃度可達標后， 由預干燥增壓風機23供至脫硫裝置5入口煙道，兩路煙氣匯合后經(jīng)脫硫處理排出煙囪8。 由于鍋爐排出的煙氣除了加熱空氣外，還干燥了原料煤，煙氣的余熱得到了進一步利用。而，滾筒干燥機3出料端的干燥煤料經(jīng)過輸煤系統(tǒng)輸送至磨煤機入口的鍋爐煤斗內，經(jīng)鍋爐給煤機24、由風扇磨煤機送至鍋爐爐膛。由于煤料已進行了預干燥，含水下降約 15%，發(fā)熱量有所提高，風扇磨煤機出力可降低，爐煙管道截面可減低，同時有利于磨煤機布置。雖然進入空氣器的煙氣量有所減少，但集成系統(tǒng)的空預器可以滿足其要求，且排煙溫度有所降低。預干燥系統(tǒng)的袋式煤粉收集器4用于收集系統(tǒng)中粉化的干燥煤粉，集成系統(tǒng)可將這部分煤粉由風機送至鍋爐爐膛直接燃燒，解決了干燥煤粉在干燥廠中的收集和儲存的難題。且集成系統(tǒng)的褐煤從干燥到利用(燃燒)，儲運環(huán)節(jié)少，儲存時間短，可避免干燥褐煤的水分復吸，減少自燃的風險。本專利預干燥系統(tǒng)部分與褐煤干燥廠的干燥系統(tǒng)相比，系統(tǒng)簡單，煙氣溫度不需空氣調節(jié)，含氧量與鍋爐出口煙氣含氧量一致，可控制在6%以下，具有惰化作用，可有效防止預干燥系統(tǒng)的爆燃。煤粉收集器收集的煤粉采用氣力輸送，直接進入爐膛燃燒，有效解決了粉煤的儲運問題。集成系統(tǒng)的褐煤從干燥到利用(燃燒)，儲運環(huán)節(jié)少，儲存時間短，可避免干燥褐煤的水分復吸，減少自燃的風險。本專利配有中速磨煤機的燃燒系統(tǒng)與常規(guī)發(fā)電廠配有風扇磨煤機直吹式制粉系統(tǒng)的鍋爐燃燒系統(tǒng)相比，磨煤機可采用可靠性高的中速磨煤機，鍋爐的排煙溫度可降低，進而提高鍋爐效率以及鍋爐及輔機設備的運行可靠性。與常規(guī)發(fā)電廠配有中速磨煤機直吹式制粉系統(tǒng)的鍋爐燃燒系統(tǒng)相比，可減少中速磨煤機的臺數(shù)，磨煤機入口風溫的要求降低，因此即使進入空預器的煙氣量有所減少，空預器熱風溫度也能滿足磨煤機干燥出力的要求， 且鍋爐排煙溫度可降低，排煙損失降低，鍋爐效率得以提高。 本專利配有風扇磨煤機的燃燒系統(tǒng)與常規(guī)發(fā)電廠配有風扇磨煤機直吹式制粉系統(tǒng)的鍋爐燃燒系統(tǒng)相比，風扇磨煤機出力可降低，爐煙管道截面可減低，同時有利于磨煤機布置。雖然進入空氣器的煙氣量有所減少，但集成系統(tǒng)的空預器可以滿足其要求，且排煙溫度有所降低。
權利要求1.一種褐煤滾筒煙氣預干燥發(fā)電集成系統(tǒng)，包含依次連接的鍋爐供煤裝置、鍋爐、省煤器、脫硝裝置、空氣預熱器、除塵器、引風機和脫硫裝置，其特征在于還包含依次連接的褐煤供煤裝置、滾筒干燥機、袋式粉煤收集器和預干燥增壓風機；其中，所述省煤器的煙氣出口或脫硝裝置的煙氣出口還與滾筒干燥機的煙氣入口相連，滾筒干燥機的出料端與鍋爐供煤裝置相連接，預干燥增壓風機的出口與脫硫裝置的入口煙道相連。
2.如權利要求1所述的褐煤滾筒煙氣預干燥發(fā)電集成系統(tǒng)，其特征在于鍋爐供煤裝置包含依次連接的鍋爐煤倉、鍋爐給煤機、中速磨煤機和一次風機。
3.如權利要求1所述的褐煤滾筒煙氣預干燥發(fā)電集成系統(tǒng)，其特征在于鍋爐供煤裝置包含鍋爐煤倉、鍋爐給煤機和風扇磨煤機。
4.如權利要求2或3述的褐煤滾筒煙氣預干燥發(fā)電集成系統(tǒng)，其特征在于袋式粉煤收集器的出料端與鍋爐爐膛相連。
專利摘要本實用新型一種褐煤滾筒煙氣預干燥發(fā)電集成系統(tǒng)，將褐煤滾筒煙氣干燥系統(tǒng)與火力發(fā)電廠的鍋爐燃燒系統(tǒng)相結合，包含依次連接的鍋爐供煤裝置、鍋爐、省煤器、脫硝裝置、空氣預熱器、除塵器、引風機和脫硫裝置；還包含依次連接的褐煤供煤裝置、滾筒干燥機、袋式粉煤收集器和預干燥增壓風機；所述脫硝裝置的煙氣出口還與滾筒干燥機的煙氣入口相連，滾筒干燥機的出料端與鍋爐供煤裝置相連接，預干燥增壓風機的出口與脫硫裝置的入口煙道相連。鍋爐的煙氣部分被分流到滾筒干燥機對褐煤原料進行預干燥，充分利用了電廠的煙氣余熱，鍋爐的效率提高，并且降低了燃燒污染物及二氧化碳的排放，預干燥后的煤質水分下降，使得鍋爐及其輔機設備投資降低。
文檔編號F23K3/00GK202032602SQ20112013369
公開日2011年11月9日 申請日期2011年4月29日 優(yōu)先權日2011年4月29日
發(fā)明者劉紅霞, 張廣文, 彭紅文, 朱大宏, 李惠民, 湯曉舒, 王利華 申請人:中國電力工程顧問集團華北電力設計院工程有限公司