风扇磨前逆流式炉烟干燥脱水直吹式制粉系统技术方案

本发明专利技术公开了一种风扇磨前逆流式炉烟干燥脱水直吹式制粉系统，该系统在粗粉分离器和煤粉分配器之间设有煤粉混合器，在下行干燥管上部具有煤气出口，该煤气出口连通煤气过滤器，所述煤气过滤器的出煤口再连通煤粉混合器，煤气分离器的出气口连通一煤气风机，该煤气风机再连通煤气冷却器，所述煤气冷却器具有凝结水出口和煤气出气口，该煤气出气口连通到锅炉的煤气燃烧器。该风扇磨前逆流式炉烟干燥脱水直吹式制粉系统具有提高褐煤燃耗质量从而增强燃煤热效率且同时能够回收大量水蒸气，可明显降低锅炉体积和制造成本、污染零排放等一系列优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于煤发电
，涉及褐煤发电技术，具有地说，涉及褐煤的干燥及制粉系统。
技术介绍
褐煤，又名柴煤，多呈褐色或褐黑色，是一种高挥发份(约50% )、高水份(25% -60% )、高灰份(约30% )、低热值(约3200kcal/kg)、低灰熔点、易风化碎裂、易氧化自燃的劣质燃料，是煤化程度最低的矿产煤。褐煤主要用于发电厂的燃料，也可作化工原料、催化剂载体、吸附剂、净化污水和回收金属等。由于自然属性以及技术工艺的限制，在开采、利用褐煤过程存在的主要问题包括(I)热值低，用途受限。建设煤电基地，利用褐煤资源是我国能源发展的一项重要战略。以内蒙古霍林郭勒为例，褐煤发热量基本在3200kcal/kg左右，当地锅炉的设计由于考虑该类煤的特性，可以就地应用。由于多数锅炉设计时对煤 的发热量有严格的要求，如果通过运输将褐煤运到内地应用，则无法直接燃烧，极大地限制了褐煤的产能；(2)不易储存运输，销售半径有限。由于我国褐煤资源主要集中在内蒙古、云南和黑龙江等地，而煤炭消费主要在东南方。煤炭的大量运输导致了铁路运力的紧张，力口之褐煤高水份，不适宜远距离运输，运输半径一般在300千米内；(3)褐煤燃烧时热利用率低，粉尘排放量大，环境污染严重。目前褐煤干燥提质主要有流化床、回转窑、水平移动床三种技术工艺。干燥介质主要有烟气、水蒸汽等。褐煤干燥提质技术就是将其就地干燥，获得高发热量的煤炭。褐煤干燥工艺具有投资少、见效快、节能环保等优点。褐煤价格仅为其他煤种的1/4-1/2，经过干燥提质后价值将大幅提闻。褐煤(3200kcal/kg)经过干燥脱除20%水分后，发热量约为4800kcal/kg以上，经过干燥提质褐煤价值将增加一倍以上。同时，干燥后的褐煤更加有利于储存和运输。从干燥介质看，由于褐煤是一种极易析出挥发份的煤种，在采用含氧气体干燥时，如果出现局部氧化放热所导致的过热问题，容易引起挥发份燃烧，从而造成干燥系统的燃烧问题，影响系统的正常稳定运行。如果全部采用水蒸汽进行干燥时，由于潜热的排放损失，容易造成较大的能源浪费。现有褐煤干燥提质工艺多处于规模示范阶段，稳定运行问题是困扰这些工艺规模应用的主要原因之一。褐煤与烟煤、无烟煤相比，褐煤的优势是价格较低，反应活性高，但其热值相对较低，含水量较高，一般为25%-60%。褐煤中的水分增加运输成本，影响锅炉运行，降低电厂效率，增加温室效应气体排放，因此褐煤干燥和提质技术及装备的开发是清洁和有效利用褐煤的关键。褐煤的提质是指褐煤在高温下经受脱水和热分解作用后转化成具有烟煤性质的提质煤。褐煤脱水过程除脱去部分水分外，也伴随着一些煤的组成和结构的变化，它主要是由脱水作用和过程引起的。所以，褐煤的提质过程主要是褐煤的脱水过程。经过脱水后，褐煤的水分及反应活性降低，发热量提高，燃烧后温室气体的排放减少。若是将褐煤中50%的水分除去，由实际测试得知，一种水分42. 52%、发热量11. 93MJ/kg的褐煤，经提质干燥后水分降为14. 43%、发热量增至18. 08MJ/kg，相当于热值提高了 51.6%，这对褐煤电厂的影响无疑是十分巨大的。而另一方面，我国淡水资源总量为28000亿立方米，占全球水资源的6%，居世界第6位，但人均只有2400立方米，仅为世界平均水平的1/4、在世界上名列121位，是全球13个人均水资源最贫乏的国家之一。到20世纪末,全国600多座城市中，已有400多个城市存在供水不足问题，其中比较严重的缺水城市达110个，全国城市缺水总量为60亿立方米。一方面我国水资源短缺，另一方面我国水资源利用率低下。2001年我国每万元工业产值耗水量为90m3左右，为发达国家的3-7倍；工业用水重复利用率约52%，远低于发达国家80%的水平。在褐煤资源集中的内蒙等地区是我国典型的“富煤缺水”地区。大量的坑口电厂采集地下水作为电厂补水，使得地下水资源枯竭，草地大面积沙化，久而久之形成恶性循环。 因此，在缺水地区燃褐煤机组中能否开发一种在燃褐煤过程中将褐煤中的大量水进行分离后再生利用的新型的节水技术成为当务之急，这样既为电厂带来经济效益，也对当地生态系统的改善具有非常积极意义。在燃褐煤电厂中，在国内外应用的风扇磨前逆流式炉烟干燥脱水直吹式制粉系统主要结构如图I和图2所示。图I为三介质(高温炉烟、热空气和低温炉烟)制粉系统。在该系统中，高温烟气在锅炉13炉膛上部抽取，约1100°C ;低温烟气由引风机17抽自经电除尘器18处理后的烟道内的烟气约130°C (剩下部分烟气经烟囱19排出)；高温烟气、低温烟气和热风3种介质在混合室15混合后作为干燥剂由高温炉烟管道16输送至风扇磨煤机5。在原煤仓I内的褐煤经自动磅秤2计量后，再经由给煤机3进入下行干燥管4。褐煤在下行干燥管4中与高温干燥剂混合得到初步干燥后进入风扇磨煤机5。褐煤在风扇磨煤机5中破碎的过程中得到进一步干燥。风扇磨煤机5出口的粗粉分离器6将粗大的煤粉颗粒送回磨煤机5继续磨制，合格的煤粉及乏气经煤粉分配器7被输送至燃烧器8进入炉膛燃烧。热风的产生是由送风机9产生，并经位于烟道中的空气预热器10进行预热，预热后的热风分两路，一路作为一次热风进入混合室15，另一路作为二次热风进入燃烧器8进行助燃。在这种褐煤干燥燃煤系统中，采用三介质系统有如下优点1)三介质干燥可通过调节冷热烟气量适应风扇磨煤机不同工况的干燥需求，可保持热风量不变，有利于燃料在最佳工况下燃烧。2)掺和冷烟气可保证制粉系统干燥剂内CO2含量大于4%，降低了制粉系统发生爆炸的危险，尤其在停磨时向风扇磨煤机内通入冷烟可使热风扇磨煤机惰走，既可吹出余粉又可冷却风扇磨煤机。3)调节灵活，运行可靠。4)能降低燃烧器区域温度水平，减少或避免炉膛内发生结渣，并可减少NOx的生成。图2为二介质(高温炉烟、热空气)制粉系统，该系统与图I所示的三介质褐煤干燥燃煤系统相比少了生成冷烟的管路。在该系统中，风扇磨煤机5从锅炉13的炉膛上部抽吸约1000°C的高温烟气，与经送风机9、空气预热器10生成的热空气混合后进入下行干燥管4，在其内对落煤进行预干燥。干燥剂(即高温炉烟和热空气的混合气体)与煤的混合物进入风扇磨煤机5后，燃料在磨制过程中得到进一步干燥。风扇磨煤机产生的压头将干燥剂混合物送入粗粉分离器6，粗粉返回磨煤机5被再一次磨制，乏气则将合格的煤粉送入燃烧器8中。上述两种制粉系统均强化干燥而保证燃料稳定燃烧方面，但均会将褐煤干燥过程中蒸发出的大量水蒸汽送入炉膛，这一方面使炉膛温度降低，增加了炉膛的燃煤量，同时增加了锅炉的受热面，使褐煤锅炉造价明显增加，一台600丽的燃标煤锅炉与一台同样的燃褐煤锅炉相比造价相差将近2亿元人民币。另一方面也使排烟热损失增大，锅炉热效率降低。目前的电站褐煤干燥制粉系统均着眼于对褐煤的干燥和制粉，褐煤中的水变成蒸汽后一并随乏气进入了炉膛。而褐煤提质，同样带来褐煤提质后的储存、包装、运输、自燃、环境污染等大量问题，且投资巨大。而且它未能与电厂的褐煤制粉系统统筹兼顾，使得各类褐煤提质技术成本较大，均未能得以推广应用
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种既能够提高褐煤燃烧质量从而增强燃煤热效率，把褐煤干燥、制粉、提质、节水、储运等给合起来，既能降低本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风扇磨前逆流式炉烟干燥脱水直吹式制粉系统，包括锅炉，依次串接连通的原煤仓、下行干燥管、磨煤机、粗粉分离器，煤粉分配器；所述煤粉分离器再连通锅炉的燃烧器，还包括混合室，该混合室第一进气口和第二进气口分别连通锅炉的抽烟口和设于锅炉烟道中的空气预热器，所述混合室的出气口再连通下行干燥管，其特征在于：所述粗粉分离器和煤粉分配器之间设有煤粉混合器，所述下行干燥管上部具有煤气出口，该煤气出口连通煤气过滤器，所述煤气过滤器的出煤口再连通煤粉混合器，煤气分离器的出气口连通一煤气风机，该煤气风机再连通煤气冷却器，所述煤气冷却器具有凝结水出口和煤气出气口，该煤气出气口连通到锅炉的煤气燃烧器。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭晓克，肖峰，施大钟，李青山，郭兆君，郑乐宇，施登宇，
申请(专利权)人：中国电力工程顾问集团东北电力设计院，上海机易电站设备有限公司，
类型：发明
国别省市：