帶有乏氣水回收的爐煙熱風(fēng)干燥閉式制粉燃煤鍋爐機(jī)組的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種帶有乏氣水回收的爐煙熱風(fēng)干燥閉式制粉燃煤鍋爐機(jī)組，用于對原煤進(jìn)行燃燒，其特征在于,包括:空氣乏氣預(yù)熱器對環(huán)境冷風(fēng)進(jìn)行加熱得到熱風(fēng)，熱風(fēng)中的第一部分熱風(fēng)作為二次風(fēng)直接送入煤粉燃燒器，熱風(fēng)中的第二部分熱風(fēng)直接送入干燥劑混合室與從煙氣抽口抽取的煙氣進(jìn)行混合后作為干燥劑送入原煤預(yù)干燥裝置中，干燥劑混合室分別與煙氣抽口、空氣乏氣預(yù)熱器相連接，乏氣水回收裝置對制粉子系統(tǒng)排出的高含濕乏氣進(jìn)行冷卻從而獲得大量凝結(jié)水并排出冷乏氣，冷乏氣一部分被空氣乏氣預(yù)熱器加熱形成熱乏氣，熱乏氣與冷乏氣中的另一部分混合作為一次風(fēng)進(jìn)入風(fēng)粉混合器與煤粉進(jìn)行混合得到風(fēng)粉混合物。
【專利說明】帶有乏氣水回收的爐煙熱風(fēng)干燥閉式制粉燃煤鍋爐機(jī)組

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種燃煤電站的帶有乏氣水回收的爐煙熱風(fēng)干燥閉式制粉燃煤鍋爐機(jī)組，具體涉及鍋爐送風(fēng)、制粉、煤粉燃燒以及煙氣水回收技術(shù)。

【背景技術(shù)】
[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(nèi)煤炭總儲量16%，主要分布在內(nèi)蒙古東部與東北三省交界的地區(qū)和云南地區(qū)。內(nèi)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(zhì)纖維。此外，位于我國新疆準(zhǔn)噶爾盆地東部“準(zhǔn)東煤田”的煤炭預(yù)測儲量達(dá)3900億噸，是我國最大的整裝煤田。準(zhǔn)東煤除發(fā)熱量較褐煤高以外，其它煤質(zhì)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(nèi)外開展了多種形式的褐煤干燥技術(shù)研究。與火電廠集成的抽汽預(yù)干燥技術(shù)將蒸汽凝結(jié)廢熱用于褐煤預(yù)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(jī)還是內(nèi)加熱蒸汽流化床工藝，煤粒與蒸汽間為換熱強(qiáng)度較低的間壁式換熱，故干燥設(shè)備體積龐大，設(shè)備投資和運行費用很大。煙氣(或熱空氣)干燥技術(shù)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(qiáng)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(yán)格控制干燥劑溫度和含氧量。機(jī)械/熱壓脫水和熱力脫水為非蒸發(fā)干燥技術(shù)，優(yōu)點是干燥能耗低且能脫除一部分堿金屬物質(zhì)從而改善鍋爐結(jié)渣與沾污，但脫水條件為高溫高壓，設(shè)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。可見，當(dāng)前的各類褐煤干燥技術(shù)均存在特有的困難，在規(guī)模化應(yīng)用之前仍需進(jìn)一步研究與完善。
[0004]褐煤水分高、熱值低且易自燃，故不宜遠(yuǎn)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(jī)組(單機(jī)容量> 200MW)的裝機(jī)容量僅占全國火電總裝機(jī)容量的3%左右，遠(yuǎn)低于褐煤在煤炭總儲量中所占的比例(16%)。所以，隨著優(yōu)質(zhì)煙煤儲量的比例不斷下降，發(fā)展褐煤機(jī)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(jī)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(nèi)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(fēng)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(nèi)蒙古東部地區(qū))大多屬嚴(yán)重缺水地區(qū)，水資源匱乏成為影響坑口電源基地建設(shè)的重要制約因素。顯然，高水分燃煤鍋爐的煙氣中蘊(yùn)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(nèi)容】

[0007]本發(fā)明是為了解決上述問題而進(jìn)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水分進(jìn)行回收利用，而且還能實現(xiàn)高效率發(fā)電的帶有乏氣水回收的爐煙熱風(fēng)干燥閉式制粉燃煤鍋爐機(jī)組。
[0008]本發(fā)明提供一種帶有乏氣水回收的爐煙熱風(fēng)干燥閉式制粉燃煤鍋爐機(jī)組，其特征在于，包括:制粉子系統(tǒng)、鍋爐本體子系統(tǒng)、送風(fēng)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(yù)干燥裝置、氣粉生成裝置、煤粉收集器、煤粉倉、給粉機(jī)以及與原煤預(yù)干燥裝置連接的干燥劑混合室，鍋爐本體子系統(tǒng)包含:設(shè)有爐膛的鍋爐、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(fēng)送粉子系統(tǒng)包含:風(fēng)粉混合器、位于煙道尾部的空氣乏氣預(yù)熱器、用于提供環(huán)境冷風(fēng)的送風(fēng)機(jī)、冷乏氣風(fēng)機(jī)以及熱乏氣管道，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(yù)干燥裝置利用來自干燥劑混合室的干燥劑對原煤進(jìn)行預(yù)干燥，氣粉生成裝置對預(yù)干燥后的原煤進(jìn)行磨制和進(jìn)一步干燥后得到氣粉混合物，煤粉收集器對氣粉混合物進(jìn)行分離得到煤粉和乏氣，煤粉倉對煤粉進(jìn)行儲存，給粉機(jī)用于計量并調(diào)節(jié)控制輸送給風(fēng)粉混合器的鍋爐給煤量，風(fēng)粉混合器對來自送風(fēng)送粉子系統(tǒng)的一次風(fēng)和煤粉進(jìn)行混合得到風(fēng)粉混合物，煤粉燃燒器對風(fēng)粉混合物中的煤粉進(jìn)行燃燒，煤粉在爐膛的內(nèi)部燃燒生成煙氣，乏氣水回收裝置將乏氣中的第一部分乏氣引入并將該第一部分乏氣中的水分回收，第一部分乏氣經(jīng)過乏氣水回收裝置冷凝后得到冷乏氣，空氣乏氣預(yù)熱器對環(huán)境冷風(fēng)進(jìn)行加熱得到熱風(fēng)，熱風(fēng)中的第一部分熱風(fēng)作為二次風(fēng)直接送入煤粉燃燒器，熱風(fēng)中的第二部分熱風(fēng)直接送入干燥劑混合室，冷乏氣風(fēng)機(jī)將冷乏氣的一部分引入空氣乏氣預(yù)熱器中進(jìn)行預(yù)熱得到熱乏氣，熱乏氣和冷乏氣的另一部分作為一次風(fēng)經(jīng)熱乏氣管道送入風(fēng)粉混合器，干燥劑混合室分別與煙氣抽口、空氣乏氣預(yù)熱器相連接，將從煙氣抽口抽取的煙氣和第二部分熱風(fēng)進(jìn)行混合后作為干燥劑送入原煤預(yù)干燥裝置。
[0009]在本發(fā)明提供的帶有乏氣水回收的爐煙熱風(fēng)干燥閉式制粉燃煤鍋爐機(jī)組中，具有這樣的特征，還包括:煙氣凈化子系統(tǒng)，包含:與空氣乏氣預(yù)熱器相連的除塵器、引風(fēng)機(jī)、鍋爐排煙管道、煙氣脫硫裝置以及煙?，引風(fēng)機(jī)的出口通過鍋爐排煙管道與煙氣脫硫裝置的進(jìn)口相連，煙氣脫硫裝置出口與煙囪相連。
[0010]在本發(fā)明提供的帶有乏氣水回收的爐煙熱風(fēng)干燥閉式制粉燃煤鍋爐機(jī)組中，還可以具有這樣的特征:其中，乏氣水回收裝置包括:與煤粉收集器的氣體出口相連用于對乏氣進(jìn)行輸送的乏氣管道、與乏氣管道相連的乏氣水回收器以及儲存乏氣水的集水池。
[0011]在本發(fā)明提供的帶有乏氣水回收的爐煙熱風(fēng)干燥閉式制粉燃煤鍋爐機(jī)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，另一端與干燥劑混合室的進(jìn)口相連的再循環(huán)乏氣管道，再循環(huán)乏氣管道用于將乏氣出口送出的乏氣中的第二部分乏氣送入干燥劑混合室，第二部分乏氣與干燥劑混合用于調(diào)節(jié)干燥劑的溫度。
[0012]在本發(fā)明提供的帶有乏氣水回收的爐煙熱風(fēng)干燥閉式制粉燃煤鍋爐機(jī)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(jìn)口相連的風(fēng)量調(diào)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(bǔ)充調(diào)節(jié)進(jìn)入氣粉生成裝置的風(fēng)量。
[0013]發(fā)明的作用與效果
[0014]根據(jù)本發(fā)明所涉及的帶有乏氣水回收的爐煙熱風(fēng)干燥閉式制粉燃煤鍋爐機(jī)組，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且乏氣中水蒸氣容積份額遠(yuǎn)大于鍋爐排煙中水蒸氣容積份額，水蒸氣容積份額高即水露點高，所以由乏氣降溫回收凝結(jié)水大大提高了煙氣中水分回收的可實施性。由于高含濕乏氣降溫后凝結(jié)回收了大量的水資源，使得“零水耗”燃煤電廠成為可能。
[0015]并且，在制粉子系統(tǒng)中形成的乏氣通過乏氣水回收裝置回收乏氣中的水蒸氣后得到冷乏氣，部分冷乏氣被冷乏氣風(fēng)機(jī)送到空氣乏氣預(yù)熱器加熱得到熱乏氣，熱乏氣和另一部分冷乏氣通過熱乏氣管道混合得到一次風(fēng)，這種一次風(fēng)含氧量低，可避免煤粉在送粉管道內(nèi)燃燒，從而安全地輸送高揮發(fā)分煤粉至煤粉燃燒器。同時，這種含氧量低的一次風(fēng)可以采用較高的送粉溫度，從而顯著改善煤粉氣流的穩(wěn)燃性能。而且，采用制粉子系統(tǒng)后，鍋爐的爐膛內(nèi)火焰溫度會有所提高，進(jìn)一步強(qiáng)化了煤粉氣流的著火及燃盡性能。
[0016]并且，因為采用了閉式制粉，即乏氣回爐參與燃燒，使得乏氣中可能含有的揮發(fā)分也在爐內(nèi)充分燃盡，從而保證了原煤的燃燒效率。而且，因為在制粉過程中可能析出的揮發(fā)分隨一次風(fēng)進(jìn)入爐內(nèi)并燃盡，所以在閉式制粉機(jī)組中不必為了避免揮發(fā)分析出而嚴(yán)格控制磨煤機(jī)的出口溫度在較低值，磨煤機(jī)出口溫度可以適度提高，這一方面明顯降低了對制粉系統(tǒng)運行及控制的要求，另一方面因煤粉水分隨磨煤機(jī)出口溫度升高而降低使得更多煤中水分蒸發(fā)至乏氣中，從而進(jìn)一步增大了從乏氣中回收的水量。
[0017]并且，因為從制粉子系統(tǒng)中蒸發(fā)出煤中水分的大部分經(jīng)過乏氣水回收裝置后不再進(jìn)入爐膛，以及由鍋爐引風(fēng)機(jī)出口煙道抽取的冷煙不再在鍋爐內(nèi)循環(huán)，使得鍋爐內(nèi)流經(jīng)尾部煙道和空氣乏氣預(yù)熱器的煙氣量明顯減少，結(jié)果是空氣乏氣預(yù)熱器的煙/風(fēng)水當(dāng)量比減小，即空氣乏氣預(yù)熱器出口排煙溫度降低。加之鍋爐排煙量也因一部分水蒸氣在乏氣水回收裝置中被回收而減少，因而鍋爐排煙熱損失減小，鍋爐熱效率相應(yīng)提高。進(jìn)一步，以高溫的煙氣、再循環(huán)乏氣和第二部分熱風(fēng)的混合物作為制粉系統(tǒng)的干燥劑，使得高溫爐煙抽取量減少，同時在空氣乏氣預(yù)熱器內(nèi)冷介質(zhì)吸熱量增大，結(jié)果是使得空氣乏氣預(yù)熱器內(nèi)的煙/風(fēng)水當(dāng)量比進(jìn)一步減小，鍋爐熱效率因此可進(jìn)一步提高。
[0018]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(jìn)行回收和循環(huán)利用還能實現(xiàn)鍋爐熱效率和機(jī)組發(fā)電效率更高的帶有乏氣水回收的爐煙熱風(fēng)干燥閉式制粉燃煤鍋爐機(jī)組。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明實施例中發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0020]圖2為本發(fā)明實施例中帶有乏氣水回收的爐煙熱風(fēng)干燥閉式制粉燃煤鍋爐機(jī)組的結(jié)構(gòu)框圖；
[0021]圖3為本發(fā)明實施例中帶有乏氣水回收的爐煙熱風(fēng)干燥閉式制粉燃煤鍋爐機(jī)組的結(jié)構(gòu)模塊示意圖；
[0022]圖4為本發(fā)明實施例中送風(fēng)送粉子系統(tǒng)的框圖；以及
[0023]圖5為本發(fā)明實施例中帶有乏氣水回收的爐煙熱風(fēng)干燥閉式制粉燃煤鍋爐機(jī)組的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0024]為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，以下實施例結(jié)合附圖對本發(fā)明的帶有乏氣水回收的爐煙熱風(fēng)干燥閉式制粉燃煤鍋爐機(jī)組作具體闡述。
[0025]圖1為本發(fā)明實施例中發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
[0026]如圖1所示，發(fā)電系統(tǒng)100包括:帶有乏氣水回收的爐煙熱風(fēng)干燥閉式制粉燃煤鍋爐機(jī)組501、汽輪機(jī)組502以及發(fā)電機(jī)組503。
[0027]原煤在帶有乏氣水回收的爐煙熱風(fēng)干燥閉式制粉燃煤鍋爐機(jī)組501內(nèi)燃燒后產(chǎn)生的熱量對水進(jìn)行加熱，水加熱形成高溫高壓的蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)組502做功，進(jìn)而汽輪機(jī)組502帶動發(fā)電機(jī)組503進(jìn)行發(fā)電。
[0028]圖2為本發(fā)明實施例中帶有乏氣水回收的爐煙熱風(fēng)干燥閉式制粉燃煤鍋爐機(jī)組的結(jié)構(gòu)框圖。
[0029]如圖2所示，帶有乏氣水回收的爐煙熱風(fēng)干燥閉式制粉燃煤鍋爐機(jī)組501用于對原煤進(jìn)行燃燒。帶有乏氣水回收的爐煙熱風(fēng)干燥閉式制粉燃煤鍋爐機(jī)組501包括:制粉子系統(tǒng)401、鍋爐本體子系統(tǒng)402、送風(fēng)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。
[0030]送風(fēng)送粉子系統(tǒng)403的一次風(fēng)與制粉子系統(tǒng)401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(fēng)送粉子系統(tǒng)403的二次風(fēng)則直接進(jìn)入鍋爐本體子系統(tǒng)402，鍋爐本體子系統(tǒng)402內(nèi)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。制粉子系統(tǒng)401中的乏氣被分離出，被分離出的乏氣中帶有大量水蒸氣即濕乏氣，大部分濕乏氣進(jìn)入乏氣水回收子系統(tǒng)404被冷卻，乏氣中的大部分水蒸氣遇冷凝結(jié)為液態(tài)水,液態(tài)水在乏氣水回收子系統(tǒng)404中被回收進(jìn)行再利用，濕乏氣經(jīng)過乏氣水回收后得到干的冷乏氣，冷乏氣通過送風(fēng)送粉子系統(tǒng)403處理后進(jìn)入鍋爐本體子系統(tǒng)401進(jìn)行燃燒，鍋爐本體子系統(tǒng)401燃燒產(chǎn)生的部分煙氣與送風(fēng)送粉子系統(tǒng)403產(chǎn)生的熱風(fēng)以及乏氣組成干燥劑。鍋爐本體子系統(tǒng)401燃燒產(chǎn)生的其余煙氣通過煙氣凈化子系統(tǒng)405排出。
[0031]圖3為本發(fā)明實施例中的帶有乏氣水回收的爐煙熱風(fēng)干燥閉式制粉燃煤鍋爐機(jī)組的結(jié)構(gòu)模塊示意圖。
[0032]如圖3所示，制粉子系統(tǒng)401用于將原煤60進(jìn)行研磨分離得到煤粉，制粉子系統(tǒng)401包括:原煤倉1、給煤機(jī)2、原煤預(yù)干燥裝置3、風(fēng)扇磨煤機(jī)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(jī)9以及再循環(huán)乏氣管道23、風(fēng)量調(diào)節(jié)管道51以及干燥劑混合室20。這里，風(fēng)扇磨煤機(jī)4、粗粉分離器5以及制粉管道6構(gòu)成了氣粉生成裝置，氣粉生成裝置能夠生成煤粉與乏氣的氣粉混合物并將該氣粉混合物輸送進(jìn)入煤粉收集器7。
[0033]鍋爐本體子系統(tǒng)402用于將煤粉進(jìn)行燃燒，包括:煤粉燃燒器12、鍋爐13、煙道(圖中未標(biāo)出)以及煙氣抽口 19。鍋爐13包含爐膛13a，爐膛13a用于使煤粉在爐膛13a內(nèi)盡可能的燃燒。
[0034]送風(fēng)送粉子系統(tǒng)403與制粉子系統(tǒng)401和鍋爐本體子系統(tǒng)402相連，送風(fēng)送粉子系統(tǒng)403用于將制粉子系統(tǒng)401得到的煤粉送入鍋爐本體子系統(tǒng)402中，同時向鍋爐本體子系統(tǒng)402提供風(fēng)源。送風(fēng)送粉子系統(tǒng)403包括:送風(fēng)機(jī)29、送風(fēng)管道30、空氣乏氣預(yù)熱器48、熱風(fēng)干燥管道47、二次風(fēng)熱風(fēng)管道37、二次風(fēng)風(fēng)箱38、熱乏氣管道53、一次風(fēng)風(fēng)箱42、風(fēng)粉混合器10、送粉管道11、冷乏氣風(fēng)機(jī)49、冷乏氣旁路46、熱乏氣管道53。
[0035]乏氣水回收子系統(tǒng)404設(shè)置在制粉子系統(tǒng)401和送風(fēng)送粉子系統(tǒng)403之間，能夠有效回收制粉子系統(tǒng)401產(chǎn)生的乏氣中的水分。乏氣水回收子系統(tǒng)404包括:乏氣風(fēng)機(jī)22、乏氣管道24、乏氣水回收器25、乏氣旁路管道26、集水池27以及冷乏氣管道28。
[0036]煙氣凈化子系統(tǒng)405用于處理凈化鍋爐本體子系統(tǒng)402產(chǎn)生的排煙，煙氣凈化子系統(tǒng)405包括:除塵器14、引風(fēng)機(jī)15、鍋爐排煙管道16、煙氣脫硫裝置17以及煙囪18。
[0037]帶有乏氣水回收的爐煙熱風(fēng)干燥閉式制粉燃煤鍋爐機(jī)組501整體的連接關(guān)系:
[0038]在制粉子系統(tǒng)401中，原煤倉I的出口與給煤機(jī)2的入口相連，給煤機(jī)2的出口連接在原煤預(yù)干燥裝置3上，同時，原煤預(yù)干燥裝置3還與干燥劑混合室20的出口連接，風(fēng)扇磨煤機(jī)4的入口連接有原煤預(yù)干燥裝置3以及粗粉分離器5回流口，粗粉分離器5的入口與風(fēng)扇磨煤機(jī)4的出口連接，粗粉分離器5的出口通過制粉管道6連接在煤粉收集器7上，煤粉收集器7的出煤口與煤粉倉8的進(jìn)口連接，并且，煤粉收集器7的出風(fēng)口還連接乏氣風(fēng)機(jī)22的入風(fēng)口，煤粉倉8的出口與給粉機(jī)9相連，乏氣風(fēng)機(jī)22的出風(fēng)口通過磨煤機(jī)風(fēng)量調(diào)節(jié)管道51與風(fēng)扇磨煤機(jī)4連接，也通過再循環(huán)乏氣管道23與干燥劑混合室20的進(jìn)口連接。
[0039]在鍋爐本體子系統(tǒng)402中，煤粉燃燒器12位于爐膛13a內(nèi)，煙氣抽口 19設(shè)置在鍋爐13的上部，煙氣抽口 19的出煙口與制粉子系統(tǒng)401中的干燥劑混合室20相連。
[0040]在乏氣水回收子系統(tǒng)404中，乏氣水回收器25通過乏氣管道24與制粉子系統(tǒng)401中的乏氣風(fēng)機(jī)22的出氣口相連，乏氣水回收器25具有冷卻介質(zhì)入口 80和冷卻介質(zhì)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，用于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冷凝回收乏氣中的水分后的冷乏氣通過冷乏氣管道28送入冷乏氣風(fēng)機(jī)49。
[0041]在送風(fēng)送粉子系統(tǒng)403中，送風(fēng)機(jī)29的送風(fēng)口通過送風(fēng)管道30與空氣乏氣預(yù)熱器48相連接，空氣乏氣預(yù)熱器48的熱風(fēng)分兩路，一路為第一部分熱風(fēng)通過二次風(fēng)熱風(fēng)管道37進(jìn)入二次風(fēng)風(fēng)箱38中然后進(jìn)入煤粉燃燒器12中，還有一路為第二部分熱風(fēng)通過熱風(fēng)干燥管道47進(jìn)入干燥劑混合室20。熱風(fēng)干燥管道47的一端是由經(jīng)過空氣乏氣預(yù)熱器48出口的熱風(fēng)管道分出形成的，另一端則連接進(jìn)入干燥劑混合室20。熱乏氣管道53與一次風(fēng)風(fēng)箱42連接，風(fēng)粉混合器10進(jìn)口分別與給粉機(jī)9和一次風(fēng)風(fēng)箱42相連、風(fēng)粉混合器10通過送粉管道11連接煤粉燃燒器12。
[0042]在煙氣凈化子系統(tǒng)405中，除塵器14進(jìn)口與空氣乏氣預(yù)熱器48的煙氣側(cè)出口相連，除塵器14出口與引風(fēng)機(jī)15進(jìn)口相連，引風(fēng)機(jī)15出口通過鍋爐排煙管道16與煙氣脫硫裝置17進(jìn)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(fēng)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(fēng)61 (即空氣)由送風(fēng)機(jī)29經(jīng)送風(fēng)管道30送入空氣乏氣預(yù)熱器48中?？諝夥忸A(yù)熱器48空氣側(cè)出口的熱風(fēng)的大部分即、第一部分熱風(fēng)作為二次風(fēng)經(jīng)二次風(fēng)熱風(fēng)管道37引入二次風(fēng)風(fēng)箱38，二次風(fēng)由二次風(fēng)箱38分配引往煤粉燃燒器12中，另外少部分熱風(fēng)即第二部分熱風(fēng)經(jīng)熱風(fēng)干燥管道47進(jìn)入干燥劑混合室20。第二部分熱風(fēng)、第二部分乏氣和從煙氣抽口 19抽取的煙氣的一部分進(jìn)行混合后作為干燥劑送入原煤預(yù)干燥裝置3。
[0045]圖5為本發(fā)明實施例中帶有乏氣水回收的爐煙熱風(fēng)干燥閉式制粉燃煤鍋爐機(jī)組的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0046]如圖5所示，帶有乏氣水回收的爐煙熱風(fēng)干燥閉式制粉燃煤鍋爐機(jī)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(jī)2輸送進(jìn)入原煤預(yù)干燥裝置3，在原煤預(yù)干燥裝置3內(nèi)與來自干燥劑混合室20的干燥劑混合并下行完成原煤60的預(yù)干燥，風(fēng)扇磨煤機(jī)4將被原煤預(yù)干燥裝置3干燥后的煤磨制成煤粉，同時對煤粉進(jìn)行進(jìn)一步的干燥。風(fēng)扇磨煤機(jī)4出口的乏氣(風(fēng)扇磨煤機(jī)4出口的氣體稱為乏氣)與煤粉的混合物進(jìn)入粗粉分離器5，粗粉分離器5將風(fēng)粉混合物中較粗的煤顆粒分離出并經(jīng)回流口重新送回風(fēng)扇磨煤機(jī)4的進(jìn)口，通過粗粉分離器5的合格的煤粉與乏氣的混合物經(jīng)過制粉管道6進(jìn)入煤粉收集器7，煤粉收集器7將乏氣和煤粉進(jìn)行分離，用于收集煤粉，煤粉倉8將收集的煤粉進(jìn)行儲存，煤粉倉8內(nèi)的煤粉由給煤機(jī)9送入風(fēng)粉混合器10，在風(fēng)粉混合器10內(nèi)與來自一次風(fēng)風(fēng)箱42的一次風(fēng)相混合，然后由送粉管道11送往煤粉燃燒器12在爐膛13a內(nèi)燃燒。
[0048]煙氣流程:煤粉與空氣在爐膛13a內(nèi)燃燒生成煙氣，爐膛13a內(nèi)的煙氣在爐膛13a出口分為二股被排出。一股從煙氣抽口 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(nèi)繼續(xù)加熱后續(xù)的受熱面，并由空氣乏氣預(yù)熱器48的出口排出鍋爐13。空氣乏氣預(yù)熱器48煙氣側(cè)出口排出的煙氣經(jīng)除塵器14凈化后引入鍋爐引風(fēng)機(jī)15，并經(jīng)過引風(fēng)機(jī)15出口的排煙管道16進(jìn)入煙氣脫硫裝置17，經(jīng)過脫硫凈化的煙氣62由煙囪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?zé)煔夂蛠碜栽傺h(huán)乏氣管道23的乏氣以及第二部分熱風(fēng)在干燥劑混合室20內(nèi)混合得到的混合物，混合物是制粉子系統(tǒng)401中所需的干燥劑，該干燥劑經(jīng)由干燥劑管道21進(jìn)入原煤預(yù)干燥裝置3，干燥劑在原煤預(yù)干燥裝置3內(nèi)與煤混合并下行從而對煤進(jìn)行預(yù)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(fēng)以及煤的蒸發(fā)水分組成。乏氣與煤粉在煤粉收集器7內(nèi)進(jìn)行分離，分離出的乏氣由乏氣風(fēng)機(jī)22抽出并分為三部分，第二部分乏氣作為干燥劑調(diào)溫介質(zhì)由再循環(huán)乏氣管道23送入干燥劑混合室20，第三部分乏氣通過風(fēng)量調(diào)節(jié)管道51進(jìn)入風(fēng)扇磨煤機(jī)4，對進(jìn)入風(fēng)扇磨煤機(jī)4的風(fēng)量進(jìn)行補(bǔ)充，第一部分乏氣經(jīng)乏氣管道24送入乏氣水回收器25。高濕分乏氣在乏氣水回收器25內(nèi)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(nèi)。乏氣水回收系統(tǒng)25排出的冷乏氣經(jīng)冷乏氣管道28引往冷乏氣風(fēng)機(jī)49，冷乏氣風(fēng)機(jī)49將部分冷乏氣送入空氣乏氣預(yù)熱器48中進(jìn)行加熱得到熱乏氣，冷乏氣風(fēng)機(jī)49將另一部分冷乏氣通過冷乏氣旁路46送入熱乏氣管道53中，該部分冷乏氣與熱乏氣在熱乏氣管道53內(nèi)混合后作為一次風(fēng)被輸入一次風(fēng)風(fēng)箱42，然后一次風(fēng)與煤粉在風(fēng)粉混合器10混合后通過送粉管道11進(jìn)入煤粉燃燒器12，通過調(diào)節(jié)冷乏氣旁路46中冷乏氣的流量從而調(diào)節(jié)一次風(fēng)的溫度，一次風(fēng)進(jìn)入爐膛13a燃燒，使得一次風(fēng)中的乏氣回爐參與燃燒能夠保證乏氣中可能含有的揮發(fā)分充分燃盡從而保證原煤60的燃燒效率。
[0051]實施例的作用與效果
[0052]根據(jù)本實施例所涉及的帶有乏氣水回收的爐煙熱風(fēng)干燥閉式制粉燃煤鍋爐機(jī)組，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且乏氣中水蒸氣容積份額遠(yuǎn)大于鍋爐排煙中水蒸氣容積份額，水蒸氣容積份額高即水露點高，所以由乏氣降溫回收凝結(jié)水大大提高了煙氣中水分回收的可實施性。在高水分燃煤制粉系統(tǒng)中的乏氣富集有大量水分，水露點溫度高，通過乏氣冷卻可回收大量液態(tài)凝結(jié)水，具有突出的水回收效益。
[0053]并且，在制粉子系統(tǒng)中形成的乏氣通過乏氣水回收裝置回收乏氣中的水分后得到冷乏氣，冷乏氣風(fēng)機(jī)將冷乏氣的一部分進(jìn)入空氣乏氣預(yù)熱器中進(jìn)行加熱得到熱乏氣，另一部分通過冷乏氣旁路與熱乏氣在熱乏氣管道53中混合后作為一次風(fēng)，這種一次風(fēng)含氧量低，可避免煤粉在送粉管內(nèi)燃燒，從而安全地輸送高揮發(fā)分煤粉至煤粉燃燒器。同時，這種含氧量低的一次風(fēng)可以采用較高的送粉溫度，從而顯著改善煤粉氣流的穩(wěn)燃性能。而且，采用上述制粉子系統(tǒng)后，鍋爐的爐膛內(nèi)火焰溫度會有所提高，進(jìn)一步強(qiáng)化了煤粉氣流的著火及燃盡性能。
[0054]并且，因為采用了閉式制粉，即乏氣回爐參與燃燒，使得乏氣中可能含有的揮發(fā)分也在爐內(nèi)充分燃盡，從而保證了原煤的燃燒效率。而且，因為在制粉過程中可能析出的揮發(fā)分隨一次風(fēng)進(jìn)入爐內(nèi)并燃盡，所以在閉式制粉機(jī)組中不必為了避免揮發(fā)分析出而嚴(yán)格控制磨煤機(jī)出口溫度在較低值，磨煤機(jī)出口溫度可以適度提高，這一方面明顯降低了對制粉子系統(tǒng)運行及控制的要求，另一方面因煤粉水分隨磨煤機(jī)出口溫度升高而降低使得更多煤中水分蒸發(fā)至乏氣中，從而進(jìn)一步增大從乏氣中回收的水量。
[0055]并且，因為從制粉子系統(tǒng)中所蒸發(fā)出煤中的水分大部分因乏氣水回收不再進(jìn)入爐膛，以及由鍋爐引風(fēng)機(jī)出口煙道抽取的冷煙不再在鍋爐內(nèi)循環(huán)，使得鍋爐內(nèi)流經(jīng)尾部煙道和空氣乏氣預(yù)熱器的煙氣量明顯減少，結(jié)果是空氣乏氣預(yù)熱器的煙/風(fēng)水當(dāng)量比減小，即空氣乏氣預(yù)熱器出口排煙溫度降低。加之鍋爐排煙量也因一部分水蒸氣在乏氣水回收裝置中回收而減少，因而鍋爐排煙熱損失減小，鍋爐熱效率相應(yīng)提高。進(jìn)一步，由于本實施例的制粉子系統(tǒng)的干燥出力的熱源有一部分來自鍋爐尾部煙道煙氣的熱量(以第二部分熱風(fēng)為載熱介質(zhì))，因而高溫爐煙抽取量趨于減少，同時流經(jīng)空氣乏氣預(yù)熱器內(nèi)的空氣量明顯增大，顯然在空氣乏氣預(yù)熱器內(nèi)空氣流量的增大幅度遠(yuǎn)高于煙氣流量的增大幅度，結(jié)果是空氣乏氣預(yù)熱器內(nèi)的煙/風(fēng)水當(dāng)量比會進(jìn)一步減小，即在相同的空氣乏氣預(yù)熱器入口煙溫和出口熱風(fēng)溫度下空氣乏氣預(yù)熱器的出口排煙溫度會進(jìn)一步降低。因而本實施例的帶有乏氣水回收的爐煙熱風(fēng)干燥閉式制粉燃煤鍋爐機(jī)組可使鍋爐熱效率進(jìn)一步提高。
[0056]在本實施例中，還通過在空氣乏氣預(yù)熱器旁設(shè)置冷乏氣旁路管道可方便地調(diào)節(jié)一次風(fēng)溫度，從而保證送粉安全和煤粉氣流穩(wěn)燃性能，調(diào)節(jié)冷乏氣旁路流量可調(diào)節(jié)一次風(fēng)溫度。通過調(diào)節(jié)再循環(huán)乏氣管道中乏氣的流量可方便地調(diào)節(jié)干燥劑溫度，從而保證原煤預(yù)干燥裝置內(nèi)干燥劑對原煤的預(yù)干燥效果。通過風(fēng)量調(diào)節(jié)管道，可使磨煤機(jī)在最佳通風(fēng)量下工作，從而保證磨煤機(jī)出力并減小制粉電耗。
[0057]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(jī)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(jī)組發(fā)電效率的同時可由高含濕乏氣降溫凝結(jié)回收大量水資源，使實現(xiàn)“零水耗”高效燃煤電廠成為可能，具有突出的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保意義。
[0058]當(dāng)然本發(fā)明所涉及的帶有乏氣水回收的爐煙熱風(fēng)干燥閉式制粉燃煤鍋爐機(jī)組以及發(fā)電系統(tǒng)并不僅僅限定于在上述實施例中的結(jié)構(gòu)。以上內(nèi)容僅為本發(fā)明構(gòu)思下的基本說明，而依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案所作的任何等效變換，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種帶有乏氣水回收的爐煙熱風(fēng)干燥閉式制粉燃煤鍋爐機(jī)組，用于對原煤進(jìn)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(fēng)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(yù)干燥裝置、氣粉生成裝置、煤粉收集器、煤粉倉、給粉機(jī)以及與所述原煤預(yù)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:設(shè)有爐膛的鍋爐、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(fēng)送粉子系統(tǒng)包含:風(fēng)粉混合器、位于所述煙道尾部的空氣乏氣預(yù)熱器、用于提供環(huán)境冷風(fēng)的送風(fēng)機(jī)、冷乏氣風(fēng)機(jī)以及熱乏氣管道， 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(yù)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(jìn)行預(yù)干燥， 所述氣粉生成裝置對預(yù)干燥后的所述原煤進(jìn)行磨制和進(jìn)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(jìn)行分離得到煤粉和乏氣， 所述煤粉倉對所述煤粉進(jìn)行儲存， 所述給粉機(jī)用于計量并調(diào)節(jié)控制輸送給所述風(fēng)粉混合器的給煤量， 所述風(fēng)粉混合器對來自所述送風(fēng)送粉子系統(tǒng)的一次風(fēng)和所述煤粉進(jìn)行混合得到風(fēng)粉混合物， 所述煤粉燃燒器對所述風(fēng)粉混合物中的所述煤粉進(jìn)行燃燒， 所述煤粉在所述爐膛的內(nèi)部燃燒生成煙氣， 所述乏氣水回收裝置將所述乏氣中的第一部分乏氣引入并將該第一部分乏氣中的水分回收，所述第一部分乏氣經(jīng)過所述乏氣水回收裝置冷凝后得到冷乏氣， 所述空氣乏氣預(yù)熱器對所述環(huán)境冷風(fēng)進(jìn)行加熱得到熱風(fēng)，所述熱風(fēng)中的第一部分熱風(fēng)作為二次風(fēng)直接送入所述煤粉燃燒器，所述熱風(fēng)中的第二部分熱風(fēng)直接送入所述干燥劑混I=I 主， 所述冷乏氣風(fēng)機(jī)將所述冷乏氣的一部分引入所述空氣乏氣預(yù)熱器中進(jìn)行預(yù)熱得到熱乏氣，所述熱乏氣和所述冷乏氣的另一部分作為一次風(fēng)經(jīng)所述熱乏氣管道送入風(fēng)粉混合器， 所述干燥劑混合室分別與所述煙氣抽口、所述空氣乏氣預(yù)熱器相連接，將從所述煙氣抽口抽取的所述煙氣和所述第二部分熱風(fēng)進(jìn)行混合后作為所述干燥劑送入所述原煤預(yù)干燥裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的帶有乏氣水回收的爐煙熱風(fēng)干燥閉式制粉燃煤鍋爐機(jī)組，其特征在于，還包括: 煙氣凈化子系統(tǒng)，包含:與所述空氣乏氣預(yù)熱器相連的除塵器、引風(fēng)機(jī)、鍋爐排煙管道、煙氣脫硫裝置以及煙囪， 所述引風(fēng)機(jī)的出口通過所述鍋爐排煙管道與所述煙氣脫硫裝置的進(jìn)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(quán)利要求1所述的帶有乏氣水回收的爐煙熱風(fēng)干燥閉式制粉燃煤鍋爐機(jī)組，其特征在于: 其中，所述乏氣水回收裝置包括:與所述煤粉收集器的氣體出口相連用于對所述乏氣進(jìn)行輸送的乏氣管道、與所述乏氣管道相連的乏氣水回收器以及儲存所述乏氣水的集水池。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有乏氣水回收的爐煙熱風(fēng)干燥閉式制粉燃煤鍋爐機(jī)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，另一端與所述干燥劑混合室的進(jìn)口相連的再循環(huán)乏氣管道， 所述再循環(huán)乏氣管道用于將所述乏氣出口送出的所述乏氣中的第二部分乏氣送入所述干燥劑混合室， 所述第二部分乏氣與所述干燥劑混合用于調(diào)節(jié)所述干燥劑的溫度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有乏氣水回收的爐煙熱風(fēng)干燥閉式制粉燃煤鍋爐機(jī)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(jìn)口相連的風(fēng)量調(diào)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(bǔ)充調(diào)節(jié)進(jìn)入所述氣粉生成裝置的風(fēng)量。
【文檔編號】F23K1/00GK104197358SQ201410472025
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月16日
【發(fā)明者】馬有福 申請人:上海理工大學(xué)