CN103256798A - 一种末煤干燥装置及系统 - Google Patents

Abstract

一种末煤干燥装置及系统，其装置包括干燥装置壳体，干燥装置壳体的顶部设有末煤入口，底部设有末煤出口，干燥装置壳体上从上到下依次设有尾气出口、入口集箱、出口集箱和烟气入口，且入口集箱和出口集箱均与设置在干燥装置壳体内的换热板片对组合相连通。系统包括煤仓、末煤干燥装置和锅炉；煤仓的出口与末煤入口相连通，末煤出口通过磨煤机与锅炉的一次风入口相连通，锅炉尾部的烟气出口经风机与末煤干燥装置的烟气入口相连通，锅炉的蒸汽出口与汽轮机的入口相连通，汽轮机的中间级抽汽口经干燥装置壳体上的入口集箱与换热板片对组合相连通。本发明中利用烟气和蒸汽干燥末煤，干燥效率高，有效地提高了整个系统的能量利用效率。

Description

一种末煤干燥装置及系统

技术领域

本发明属于节能减排领域，具体涉及一种末煤干燥装置及系统。

背景技术

煤炭是我国电站的主要燃料，末煤是粒径25mm以下的原煤，流动性较好，可应用于电站锅炉和工业锅炉中。末煤中的水分会降低末煤的燃烧热效率，增大排烟热损失。如果在燃烧前对末煤进行干燥处理，除去末煤中的水分，可以提高末煤的燃烧热效率，减少锅炉的排烟热损失。

经检索发现，现有的末煤干燥装置多为筒式干燥装置或者链条式干燥装置，且多数使用烟气进行加热。筒式干燥装置旋转需要消耗能量，且燃煤输送阻力大，动力消耗大；链条式干燥装置占用面积大，空间的有效利用率低；使用烟气加热需要消耗大量的烟气，能量消耗大，同时引风机动力消耗大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种末煤干燥装置及系统，能够利用锅炉烟气和汽轮机的中低压蒸汽高效地干燥末煤，以降低末煤干燥的能耗。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种末煤干燥装置，包括干燥装置壳体，干燥装置壳体的顶部设有末煤入口，干燥装置壳体上从上到下依次设有尾气出口、入口集箱、出口集箱和烟气入口，且入口集箱和出口集箱均与设置在干燥装置壳体内的换热板片对组合相连通，干燥装置壳体底部设有末煤出口。

所述的换热板片对组合由多个竖直设置的封闭长方体空腔平行排列组成，且长方体空腔由光滑平板制成，长方体空腔内部有起支撑作用的拉撑板。

所述的换热板片对组合的相邻两个长方体空腔之间竖直地设有多个相互平行的圆柱气体通道。

圆柱气体通道为顶面封口、底面开口、侧面为网状的结构。

所述的干燥装置壳体内设有角形均布板，角形均布板位于换热板片对组合的上方。

所述的角形均布板为长条状，角形均布板水平设置多层，每层中的角形均布板互相平行，多层的角形均布板平行交错设置，角形均布板的数量从上到下逐层递加。

所述的烟气入口与设置在干燥装置壳体内的长条状的烟气均布装置相连通，且烟气均布装置设置在换热板片对组合的下方。

所述的烟气均布装置水平地设置多个，且多个烟气均布装置互相平行。

所述的干燥装置壳体顶部的末煤入口处设有密封加料装置；所述的干燥装置壳体底部的末煤出口处设有密封出料装置。

一种末煤干燥系统，包括煤仓、末煤干燥装置和锅炉；煤仓的出口与末煤干燥装置的末煤入口相连通，末煤干燥装置的末煤出口通过磨煤机与锅炉的一次风入口相连通，锅炉尾部的烟气出口经风机与末煤干燥装置的烟气入口相连通，锅炉的蒸汽出口与汽轮机的入口相连通，汽轮机的中间级抽汽口经干燥装置壳体上的入口集箱与换热板片对组合相连通。

进一步的，所述的干燥装置壳体上设有检修门。

进一步的，所述的锅炉尾部的烟气出口与风机之间的管道上设有调节阀。

相对于现有技术，本发明的有益效果为：

本发明提供了一种利用锅炉尾部烟气和汽轮机的中后部蒸汽干燥末煤的系统及相应的末煤干燥装置。本发明提供的末煤干燥装置中设有烟气入口、尾气出口，以及带有入口集箱和出口集箱的换热板片对组合，使得烟气能够从烟气入口进入干燥装置壳体中对末煤进行直接干燥，并使得蒸汽能够从入口集箱进入换热板片对组合中对末煤进行间接干燥，可以达到同时利用烟气和蒸汽对末煤进行干燥的目的。本发明提供的末煤干燥系统，利用具有低品位热量的锅炉尾部烟气对末煤进行直接接触式干燥，并同时利用由汽轮机中间级抽汽口抽出的蒸汽对末煤进行间接干燥。利用锅炉尾部烟气对末煤进行干燥，降低了锅炉的排烟热损失，提高了系统整体的热效率，并且因锅炉尾部烟气中携带的水蒸气没有饱和，可以容纳更多的水蒸气，从而烟气能够有效地带出末煤中的水分；利用由汽轮机中间级抽汽口抽出的蒸汽对末煤进行间接干燥，相当于把该部分中低温蒸汽的冷凝放热量进行回收利用，减少了剩余部分的蒸汽冷凝所需的冷却水量。本发明利用锅炉尾部烟气与汽轮机中后部抽汽相结合对末煤进行干燥，充分利用两种不同的低品位热能，实现了能量的合理利用，干燥效果比单纯的直接干燥或间接干燥的效果显著，干燥效率高；并且从整个系统来看，将系统中的低品位热能进行回收利用，相当于降低了系统能耗，从而有效地提高了整个系统的能量利用效率。本发明能够达到在较低的能耗下利用低品位能量高效地干燥末煤的目的。

进一步的，本发明中锅炉尾部烟气对末煤的直接接触式干燥和蒸汽对末煤的间接干燥的同时进行是通过圆柱气体通道实现的。圆柱气体通道的几何结构为顶面封口，侧面为网状，底面开口。在干燥过程中，末煤在末煤干燥装置中缓慢向下流动，呈松散堆积状态。在换热板片对组合处，末煤从圆柱气体通道的间隙向下流动，锅炉尾部烟气在圆柱气体通道内向上流动。圆柱气体通道的顶面封口，从而避免末煤从顶部直接落入圆柱气体通道；在末煤流动过程中，末煤与换热板片对组合内的蒸汽进行间接换热，而在圆柱气体通道附近的末煤与圆柱气体通道内的气体进行直接接触换热，从而使末煤中的水分汽化，汽化的水分因末煤侧与圆柱气体通道气体侧的浓度差及锅炉尾部烟气的卷吸作用而流入圆柱气体通道；并从接近顶面处的圆柱气体通道的侧面流出；圆柱气体通道的底面开口从而保证通过圆柱气体通道的网状侧面进入圆柱气体通道的末煤能够顺利从底面排出。

进一步的，本发明中的换热板片对组合由多个长方体空腔并列排列组成，且长方体空腔由光滑平板制成，长方体空腔的光滑平板即为换热板片对组合中的换热板片，因为换热板片为光滑平板，因此换热板片对组合中的换热工质流动阻力小，驱动换热工质流动所需的能耗低；且换热板片对组合中多组换热板片平行排列，增大了与末煤的换热面积，换热效率高。

进一步的，本发明末煤干燥装置中角形均布板和烟气均布装置的形状及其设置方式，使得末煤在末煤干燥装置中能够实现均匀下落。

附图说明

图1是本发明的末煤干燥系统的结构示意图；

图2是本发明的末煤干燥装置的结构示意图；

图3是图2的A—A面的剖面图；

图4是图2的B—B面的剖面图；

其中：1为煤仓、2为原煤输送装置、3为末煤干燥装置、4为磨煤机、5为锅炉、6为锅炉受热面、7为汽轮机、8为凝汽器、9为凝结水泵、10为低温加热器、11为除氧器、12为给水泵、13为高温加热器、14为调节阀、15为风机、16为密封加料装置、17为角形均布板、18为入口集箱、19为出口集箱、20为烟气均布装置、21为尾气出口、22为检修门、23为换热板片对组合、24为圆柱气体通道、25为烟气入口、26为干燥装置壳体、27为密封出料装置。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

参见图2至图4，本发明的末煤干燥装置包括干燥装置壳体26，干燥装置壳体26顶部设有末煤入口，末煤入口处设置有密封加料装置16。干燥装置壳体26上从上到下依次设有尾气出口21、烟气入口25、入口集箱18和出口集箱19，且入口集箱18和出口集箱19均与设置在干燥装置壳体26内的换热板片对组合23相连通。干燥装置壳体26内从上到下依次设有长条状的角形均布板17、换热板片对组合23及长条状的烟气均布装置20。角形均布板17的横截面呈角形，角形均布板17水平地设置多层，每层中的角形均布板17互相平行，多层的角形均布板17平行交错设置，角形均布板17的数量从上到下逐层递加。换热板片对组合23由多个竖直设置的长方体空腔平行排列组成，且长方体空腔由两个光滑平板通过窄板片焊接而成，长方体空腔的光滑平板即为换热板片对组合中的换热板片，长方体空腔内部有起支撑作用的拉撑板。相邻的换热板片对组合23之间竖直地设有多个相互平行的圆柱气体通道24，圆柱气体通道24的顶部封口、底部开口、侧面为网状。烟气入口与烟气均布装置20相连通，烟气均布装置20水平设置多个，且多个烟气均布装置20互相平行。干燥装置壳体26上还设有检修门22。干燥装置壳体26的底部设有末煤出口，末煤出口处设有密封出料装置27。

参见图1，本发明的末煤干燥系统包括煤仓1、末煤干燥装置3和锅炉5；煤仓1的出口与原煤输送装置2的入口相连，原煤输送装置2的出口与末煤干燥装置3顶部的末煤入口相连通，末煤干燥装置3底部的末煤出口与磨煤机4的入口相连，磨煤机4的出口与锅炉5的一次风入口相连。锅炉5内设有锅炉受热面6，锅炉5尾部的烟气出口依次经调节阀14和风机15与干燥装置壳体26上的烟气入口相连通，锅炉5的蒸汽出口与汽轮机7的入口相连通，汽轮机7的中间级抽汽口通过入口集箱18与换热板片对组合23相连通。汽轮机7的出口依次经凝汽器8、凝结水泵9、低温加热器10、除氧器11、给水泵12和高温加热器13后与锅炉5的进水口相连通。出口集箱19与除氧器11的入口相连通。

进一步的，本发明中的检修门22可以设置一个或多个，汽轮机7可以设置一个或者多个。高温加热器13、低温加热器10和除氧器11之间的连接关系以及其与汽轮机7间的汽水走向可以根据不同热力系统的形式而具有不同的连接方式。

本发明的工作过程为：

末煤从煤仓1经过原煤输送装置2后，由末煤干燥装置3顶部的密封加料装置16进入干燥装置壳体26，经角形均布板17后实现均匀下落，末煤在末煤干燥装置3中经锅炉尾部烟气和换热板片对组合23同时进行直接干燥和间接干燥，然后由密封出料装置27排出，经磨煤机4磨制后送入锅炉5中进行燃烧。

锅炉尾部烟气和换热板片对组合23对末煤的干燥具体为：锅炉5出口的部分烟气依次经调节阀14和风机15后由烟气均布装置20的两底部侧边上的烟气出口进入干燥装置壳体26中，之后锅炉尾部烟气经圆柱气体通道24向上流动，带出末煤中的水份，经尾气出口21排出，经除尘装置除尘后排放到大气中；圆柱气体通道24的顶面封口、底面开口、侧面呈网状，圆柱气体通道的顶面需高出干燥装置壳体内的末煤煤层的高度，从而保证向上流动的锅炉尾部烟气可以有效地进入到圆柱气体通道24中并从圆柱气体通道24接近顶面处的侧面排出；其底面开口从而保证通过圆柱气体通道的网状侧面进入圆柱气体通道的末煤能够顺利从底面排出。进入干燥装置壳体26的烟气量通过调节阀14进行调节。锅炉5产生的蒸汽进入汽轮机7，汽轮机7的中间级抽汽经入口集箱18进入换热板片对组合23中，与干燥装置壳体26内的末煤通过长方体空腔的壁面进行非接触式换热，蒸汽冷凝后的疏水经出口集箱19返回至除氧器11，末煤在长方体空腔的外侧同时被锅炉尾部烟气直接干燥和被蒸汽间接加热干燥后，从密封出料装置27排出，进入磨煤机4进行磨制，再进入锅炉5中燃烧。

本发明具有以下优点：

1.本发明用锅炉尾部烟气与蒸汽结合对末煤进行干燥，合理利用两种不同的品位的热能，实现了能量的合理利用，从而使整体系统的能耗降低。本发明利用锅炉尾部烟气的余热及其携带水分的能力对末煤进行直接干燥，并将干燥末煤后的水分有效地带出，锅炉尾部烟气直接与末煤接触进行干燥，干燥效率高；同时利用由汽轮机抽出的蒸汽对末煤进行间接干燥，相当于把该部分蒸汽的冷凝放热量进行利用，从而节省了冷凝剩余部分蒸汽所需的冷凝水量。因此本发明有效地提高了整个系统的能量利用效率。

2.本发明中的末煤干燥装置占地面积小，结构紧凑。

3.本发明降低了末煤中的含水量，从而降低了末煤燃烧后锅炉尾部烟气中的含水量，因此在相同的排烟温度下能够减少腐蚀和积灰；同时降低了末煤燃烧时因末煤中水分蒸发而产生的烟气量，在排烟温度相同的情况下，降低了排烟热损失；并且间接的降低了烟气的酸露点的温度，在腐蚀和积灰基本不变的情况下能够降低烟气温度，又因干燥提高了末煤的初始温度，在相同燃料量的情况下提高了末煤的理论燃烧温度，因此将低品位热量转换为高品位热量，从而提高燃烧效率和整个热力系统的效率。

Claims (10)

1.一种末煤干燥装置，其特征在于：包括干燥装置壳体（26），干燥装置壳体（26）的顶部设有末煤入口，干燥装置壳体（26）上从上到下依次设有尾气出口（21）、入口集箱（18）、出口集箱（19）和烟气入口（25），且入口集箱（18）和出口集箱（19）均与设置在干燥装置壳体（26）内的换热板片对组合（23）相连通，干燥装置壳体（26）底部设有末煤出口。

2.根据权利要求1所述的末煤干燥装置，其特征在于：所述的换热板片对组合（23）由多个竖直设置的封闭长方体空腔平行排列组成，且长方体空腔由光滑平板制成，长方体空腔内部有起支撑作用的拉撑板。

3.根据权利要求1或2所述的末煤干燥装置，其特征在于：所述的换热板片对组合（23）的相邻两个长方体空腔之间竖直地设有多个相互平行的圆柱气体通道（24）。

4.根据权利要求3所述的末煤干燥装置，其特征在于：圆柱气体通道（24）为顶面封口、底面开口、侧面为网状的结构。

5.根据权利要求1所述的末煤干燥装置，其特征在于：所述的干燥装置壳体（26）内设有角形均布板（17），角形均布板（17）位于换热板片对组合（23）的上方。

6.根据权利要求5所述的末煤干燥装置，其特征在于：所述的角形均布板（17）为长条状，角形均布板（17）水平设置多层，每层中的角形均布板（17）互相平行，多层的角形均布板（17）平行交错设置，角形均布板（17）的数量从上到下逐层递加。

7.根据权利要求1所述的末煤干燥装置，其特征在于：所述的烟气入口与设置在干燥装置壳体（26）内的长条状的烟气均布装置（20）相连通，且烟气均布装置（20）设置在换热板片对组合（23）的下方。

8.根据权利要求7所述的末煤干燥装置，其特征在于：所述的烟气均布装置（20）水平地设置多个，且多个烟气均布装置（20）互相平行。

9.根据权利要求1所述的末煤干燥装置，其特征在于：所述的干燥装置壳体（26）顶部的末煤入口处设有密封加料装置（16）；所述的干燥装置壳体（26）底部的末煤出口处设有密封出料装置（27）。

10.一种利用权利要求1-9任意一项所述的末煤干燥装置的末煤干燥系统，其特征在于：包括煤仓（1）、末煤干燥装置（3）和锅炉（5）；煤仓（1）的出口与末煤干燥装置（3）的末煤入口相连通，末煤干燥装置（3）的末煤出口通过磨煤机（4）与锅炉（5）的一次风入口相连通，锅炉（5）尾部的烟气出口经风机（15）与末煤干燥装置（3）的烟气入口（25）相连通，锅炉（5）的蒸汽出口与汽轮机（7）的入口相连通，汽轮机（7）的中间级抽汽口经干燥装置壳体（26）上的入口集箱（18）与换热板片对组合（23）相连通。

Images