CN104197362A - 带有乏气水回收的炉烟干燥闭式制粉燃煤锅炉机组 - Google Patents

带有乏气水回收的炉烟干燥闭式制粉燃煤锅炉机组 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种带有乏气水回收的炉烟干燥闭式制粉燃煤锅炉机组,包括:称重式给煤机对送入锅炉的给煤量进行计量并且调节控制,锁气式给粉机,干燥剂混合室分别与烟气抽口和煤粉收集器的气体出口连接,把由乏气中抽取的第一部分乏气与从烟气抽口抽取的烟气的一部分混合后作为干燥剂送至原煤预干燥装置,乏气水回收装置对制粉子系统排出的高含湿乏气进行冷却从而获得大量凝结水并排出冷乏气,空气乏气预热器对一部分环境冷风进行加热得到热风并且对冷乏气预加热得到热乏气,热风的一部分、另一部分环境冷风和热乏气混合后作为一次风,风粉混合器将一次风与煤粉进行混合得到风粉混合物,热风的另一部分作为二次风直接送入煤粉燃烧器。

Description

带有乏气水回收的炉烟干燥闭式制粉燃煤锅炉机组
技术领域
[0001] 本发明涉及一种燃煤电站的带有乏气水回收的炉烟干燥闭式制粉燃煤锅炉机组,具体涉及锅炉送风、制粉、煤粉燃烧以及烟气水回收技术。
背景技术
[0002] 褐煤具有水分高、挥发分高、发热量低、灰熔点低、磨损性低和易自燃等特点。在全世界范围褐煤约占世界煤炭总储量40%。我国褐煤约占国内煤炭总储量16%,主要分布在内蒙古东部与东北三省交界的地区和云南地区。内蒙古及东北地区的褐煤属老年褐煤,全水分25〜40% ;云南褐煤属年轻褐煤,全水分40〜60%,含木质纤维。此外,位于我国新疆准噶尔盆地东部“准东煤田”的煤炭预测储量达3900亿吨,是我国最大的整装煤田。准东煤除发热量较褐煤高以外,其它煤质特性与褐煤相似,也具有水分高、挥发分高、灰熔点低、磨损性低和易自燃的特点。
[0003] 为提高褐煤利用水平,国内外开展了多种形式的褐煤干燥技术研究。与火电厂集成的抽汽预干燥技术将蒸汽凝结废热用于褐煤预干燥,理论上可提高电厂效率2〜4个百分点,但无论蒸汽管滚筒干燥机还是内加热蒸汽流化床工艺,煤粒与蒸汽间为换热强度较低的间壁式换热,故干燥设备体积庞大,设备投资和运行费用很大。烟气(或热空气)干燥技术可采用流化床、移动床及气流管等形式,煤粒与烟气(或热空气)间为换热强度较高的混合式换热,但烟气(或热空气)干燥的运行安全性较差,干燥系统容易着火,需严格控制干燥剂温度和含氧量。机械/热压脱水和热力脱水为非蒸发干燥技术,优点是干燥能耗低且能脱除一部分碱金属物质从而改善锅炉结渣与沾污,但脱水条件为高温高压,设备大型化比较困难,且脱水系统排放废水的处理难度较大。由于褐煤易碎裂易自燃,干燥后褐煤的成型和安全贮存运输也较为困难。可见,当前的各类褐煤干燥技术均存在特有的困难,在规模化应用之前仍需进一步研究与完善。
[0004] 褐煤水分高、热值低且易自燃,故不宜远距离运输。目前褐煤利用的主要途径仍为通过坑口电站燃烧发电,再输送电力至需要的地区。而我国大型燃褐煤发电机组(单机容量> 200MW)的装机容量仅占全国火电总装机容量的3%左右,远低于褐煤在煤炭总储量中所占的比例(16%)。所以,随着优质烟煤储量的比例不断下降,发展褐煤机组对我国电力工业可持续发展具有重要意义。
[0005] 我国目前已有多台600丽级褐煤机组投运,全部配置直吹式制粉系统锅炉。但与常规烟煤锅炉相比,这些褐煤锅炉的热效率较低(约低2个百分点)且价格较高,这主要因于褐煤锅炉的炉内烟气量较大,因而锅炉排烟热损失较高,锅炉体积也较大。此外,高水分燃煤的直吹式制粉系统需抽取高温炉烟作为制粉系统干燥剂主要组分,这使得一次风中含有大量炉烟和水蒸气等惰性气体,致使锅炉稳定燃烧也较为困难。
[0006] 在常规的中间储仓式制粉系统锅炉中,为了具有一定的给煤缓冲能力,使得制粉过程与燃烧过程相对独立,往往设有煤粉仓,但是,对褐煤及准东煤等高挥发分煤种而言,在制粉系统中设置煤粉仓贮存易燃易爆高挥发分煤粉,对该煤粉仓的防爆设计要求较高,增加了保证制粉系统运行安全的难度。
[0007] 另外,火力发电厂是工业用水大户,而我国褐煤产区(例如内蒙古东部地区)大多属严重缺水地区,水资源匮乏成为影响坑口电源基地建设的重要制约因素。显然,高水分燃煤锅炉的烟气中蕴含有大量水资源,实现燃煤烟气中水分的再循环利用成为一个亟待解决的问题。
发明内容
[0008] 本发明是为了解决上述问题而进行的,目的在于提供一种不仅能实现对制粉乏气中的大量水分进行回收利用,而且还能实现高效率发电的带有乏气水回收的炉烟干燥闭式制粉燃煤锅炉机组。
[0009] 本发明提供一种带有乏气水回收的炉烟干燥闭式制粉燃煤锅炉机组,用于对原煤进行燃烧,其特征在于,包括:制粉子系统、锅炉本体子系统、送风送粉子系统以及乏气水回收子系统,其中,制粉子系统包含:顺次连接的称重式给煤机、原煤预干燥装置、气粉生成装置、煤粉收集器、锁气式给粉机以及与原煤预干燥装置连接的干燥剂混合室,锅炉本体子系统包含:设有炉膛的锅炉、与炉膛的尾部相连的烟道、位于炉膛入口位置的煤粉燃烧器以及位于炉膛的烟气出口附近的烟气抽口,送风送粉子系统包含:风粉混合器、位于烟道尾部的空气乏气预热器、用于提供环境冷风的送风机、与空气乏气预热器进气口相连接的冷乏气风机以及一次风混合室,乏气水回收子系统包含:与煤粉收集器的气体出口相连的乏气水回收装置,称重式给煤机对送入锅炉的给煤量进行计量并且调节控制,原煤预干燥装置利用来自干燥剂混合室的干燥剂对原煤进行预干燥,气粉生成装置对预干燥后的原煤进行磨制和进一步干燥后得到气粉混合物,煤粉收集器对气粉混合物进行分离得到煤粉和乏气,锁气式给粉机用于将煤粉输送到风粉混合器并且防止煤粉发生空气窜流从而维持煤粉顺利流通,风粉混合器对来自送风送粉子系统的一次风和煤粉进行混合得到风粉混合物,煤粉燃烧器对风粉混合物中的煤粉进行燃烧,煤粉在炉膛的内部燃烧生成烟气,干燥剂混合室分别与烟气抽口和煤粉收集器的气体出口连接,把由乏气中抽取的第一部分乏气与烟气的一部分混合后作为干燥剂送至原煤预干燥装置,乏气水回收装置将乏气的第二部分乏气引入并将该第二部分乏气中的水分回收,第二部分乏气经过乏气水回收装置冷凝后得到冷乏气,冷乏气通过冷乏气风机进入空气乏气预热器中,空气乏气预热器对环境冷风的一部分加热形成热风并且对冷乏气预热形成热乏气,该热风的一部分作为二次风直接送入煤粉燃烧器,一次风混合室用于对热风的另一部分、环境冷风的另一部分和热乏气进行混合后得到一次风,风粉混合器将一次风与煤粉进行混合得到风粉混合物,干燥剂混合室将第一部分乏气与从烟气抽口抽取的烟气的一部分混合后送入原煤预干燥装置。在本发明提供的带有乏气水回收的炉烟干燥闭式制粉燃煤锅炉机组中,具有这样的特征,还包括:烟气净化子系统,包含:与空气乏气预热器相连的除尘器、引风机、锅炉排烟管道、烟气脱硫装置以及烟囱,引风机的出口通过锅炉排烟管道与烟气脱硫装置的进口相连,烟气脱硫装置出口与烟囱相连。
[0010] 在本发明提供的带有乏气水回收的炉烟干燥闭式制粉燃煤锅炉机组中,还可以具有这样的特征:其中,乏气水回收装置包括:与煤粉收集器的气体出口相连用于对乏气进行输送的乏气管道、与乏气管道相连的乏气水回收器以及储存乏气水的集水池。
[0011] 在本发明提供的带有乏气水回收的炉烟干燥闭式制粉燃煤锅炉机组中,还可以具有这样的特征:其中,制粉子系统还包括一端与煤粉收集器的乏气出口相连,另一端与气粉生成装置的进口相连的风量调节管道,用于将乏气出口送出的第三部分乏气送入气粉生成装置来补充调节进入气粉生成装置的风量。
[0012] 发明的作用与效果
[0013] 在本发明的带有乏气水回收的炉烟干燥闭式制粉燃煤锅炉机组中,因为煤粉收集器使得煤粉与乏气在煤粉收集器被分离,而乏气中富集有大量水蒸气且乏气中水蒸气容积份额远大于锅炉排烟中水蒸气容积份额,水蒸气容积份额高即水露点高,所以由乏气降温回收凝结水大大提高了烟气中水分回收的可实施性。进一步地,本发明中以炉膛出口附近抽取的高温的烟气和再循环乏气进行混合后所形成的混合物作为制粉子系统干燥剂,可进一步提高乏气含湿量和水露点使得乏气中的水分能够被更加经济有效地回收利用,同时也使干燥剂含氧量大幅降低从而提高制粉系统运行安全性。同时,取消了贮存高挥发分煤粉的煤粉仓,有利于简化制粉流程减少设备投资和提高制粉系统运行安全性。
[0014] 并且,在制粉子系统中形成的乏气通过乏气水回收装置回收乏气中的水蒸气后得到冷乏气,冷乏气经空气乏气预热器加热得到热乏气,热乏气与一部分的热风及另一部分环境冷风在一次风混合室混合得到一次风,这种一次风含氧量低,可避免煤粉在送粉管内燃烧,从而安全地输送高挥发分煤粉至煤粉燃烧器。同时,这种含氧量低的一次风可以采用较高的送粉温度,从而显著改善煤粉气流的稳燃性能。而且,采用上述制粉子系统后,锅炉的炉膛内火焰温度会有所提高,进一步强化了煤粉气流的着火及燃尽性能。
[0015] 并且,因为采用了闭式制粉,即乏气回炉参与燃烧,使得乏气中可能含有的挥发分也在炉内充分燃尽,从而保证了原煤的燃烧效率。而且,因为在制粉过程中可能析出的挥发分随一次风进入炉内并燃尽,所以在闭式制粉机组中不必为了避免挥发分析出而严格控制气粉生成装置中磨煤机出口温度在较低值,磨煤机出口温度可以适度提高,这一方面明显降低了对制粉子系统运行及控制的要求,另一方面因煤粉水分随磨煤机出口温度升高而降低使得更多煤中水分蒸发至乏气中,从而进一步增大从乏气中回收的水量。
[0016] 并且,因为从制粉子系统中蒸发出煤中水分的大部分因乏气水回收而不再进入炉膛,以及由引风机出口烟道抽取的冷烟不再在锅炉内循环,使得锅炉内流经尾部烟道和空气乏气预热器的烟气量明显减少,结果是空气乏气预热器的烟/风水当量比减小,即空气乏气预热器出口排烟温度降低。加之锅炉排烟量也因一部分水蒸气在乏气水回收装置中回收而减少,因而锅炉排烟热损失减小,锅炉热效率相应提高。
[0017] 因此,本发明能够提供一种不仅实现对乏气中的水分进行回收和循环利用还能实现锅炉热效率和机组发电效率更高的带有乏气水回收的炉烟干燥闭式制粉燃煤锅炉机组。
附图说明
[0018] 图1为本发明实施例中发电系统的结构框图;
[0019] 图2为本发明实施例中带有乏气水回收的炉烟干燥闭式制粉燃煤锅炉机组的结构框图;
[0020] 图3为本发明实施例中带有乏气水回收的炉烟干燥闭式制粉燃煤锅炉机组的结构模块示意图;
[0021] 图4为本发明实施例中送风送粉子系统的框图;以及
[0022]图5为本发明实施例中带有乏气水回收的炉烟干燥闭式制粉燃煤锅炉机组的结构示意图。
具体实施方式
[0023] 为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,以下实施例结合附图对本发明的带有乏气水回收的炉烟干燥闭式制粉燃煤锅炉机组作具体阐述。
[0024] 图1为本发明实施例中发电系统的结构框图。
[0025] 如图1所示,发电系统100包括:带有乏气水回收的炉烟干燥闭式制粉燃煤锅炉机组501、汽轮机组502以及发电机组503。
[0026] 原煤在带有乏气水回收的炉烟干燥闭式制粉燃煤锅炉机组501内燃烧后产生的热量对水进行加热,水加热形成高温高压的蒸汽进入汽轮机组502做功,进而汽轮机组502带动发电机组503进行发电。
[0027] 图2为本发明实施例中带有乏气水回收的炉烟干燥闭式制粉燃煤锅炉机组的结构框图。
[0028] 如图2所示,带有乏气水回收的炉烟干燥闭式制粉燃煤锅炉机组501用于对原煤进行燃烧。带有乏气水回收的炉烟干燥闭式制粉燃煤锅炉机组501包括:制粉子系统401、锅炉本体子系统402、送风送粉子系统403、乏气水回收子系统404、以及烟气净化子系统405。
[0029] 将送风送粉子系统403对环境冷风61和冷乏气处理后形成一次风,一次风与制粉子系统401对原煤60进行磨制得到的煤粉按一定比例混合后送入锅炉本体子系统402中,送风送粉子系统403的二次风则直接进入锅炉本体子系统402,锅炉本体子系统402内的部分高温炉烟被抽出作为制粉子系统401的干燥剂组分。制粉子系统401中的乏气被分离出,被分离出乏气中带有大量水蒸气,大部分湿乏气进入乏气水回收子系统404进行冷却,乏气中的大部分水蒸气遇冷凝结为液态水,液态水在乏气水回收子系统404中被回收进行再利用,湿乏气经过乏气水回收后得到干的冷乏气,冷乏气被送风送粉子系统403预热形成热乏气,热乏气与热风及环境冷风在送风送粉子系统403中进行混合,混合后进入锅炉本体子系统402进行燃烧。
[0030] 图3为本发明实施例中的带有乏气水回收的炉烟干燥闭式制粉燃煤锅炉机组的结构模块示意图。
[0031] 如图3所示,制粉子系统401用于将原煤60进行研磨分离得到煤粉,制粉子系统401包括:原煤仓1、称重式给煤机2、原煤预干燥装置3、风扇磨煤机4、粗粉分离器5、制粉管道6、煤粉收集器7、再循环乏气管道23、风量调节管道50、干燥剂混合室20、干燥剂管道21、锁气式给粉机51。这里,风扇磨煤机4、粗粉分离器5以及制粉管道6构成了气粉生成装置,气粉生成装置能够生成煤粉与乏气的气粉混合物并将该气粉混合物输送进入煤粉收集气7。锁气式给粉机51用于输送煤粉并且防止煤粉发生空气窜流而维持煤粉顺利流通。
[0032] 锅炉本体子系统402用于将煤粉进行燃烧,包括:煤粉燃烧器12、锅炉13以及烟气抽口 19。锅炉13中设有炉膛13a,炉膛13a用于使煤粉在炉膛13a内尽可能的燃烧。
[0033] 送风送粉子系统403与制粉子系统401和锅炉本体子系统402相连,用于将制粉子系统401得到的煤粉送入锅炉本体子系统402中,同时向锅炉本体子系统402提供风源。送风送粉子系统403包括:送风机29、送风管道30、空气乏气预热器48、一次风冷风管道35、一次风热风管道36、二次风热风管道37、二次风风箱38、一次风混合室39、一次风管道40、一次增压风机41、一次风风箱42、风粉混合器10、送粉管道11、冷乏气风机49、热乏气管道53。冷乏气管道28的出口与冷乏气风机49的进风口相连,热乏气管道53的一端与空气乏气预热器48的出风口相连,另一端与一次风混合室39相连。
[0034] 乏气水回收子系统404设置在制粉子系统401和送风送粉子系统403之间,能够有效回收制粉子系统401产生的乏气中的水分。乏气水回收子系统404包括:乏气风机22、乏气管道24、乏气水回收器25、乏气旁路管道26、集水池27以及冷乏气管道28。
[0035] 烟气净化子系统405用于处理净化锅炉本体子系统402产生的排烟,烟气净化子系统405包括:除尘器14、引风机15、锅炉排烟管道16、烟气脱硫装置17以及烟囱18。
[0036] 带有乏气水回收的炉烟干燥闭式制粉燃煤锅炉机组501整体的连接关系:
[0037] 在制粉子系统401中,原煤仓I的出口与称重式给煤机2的入口相连,称重式给煤机2的出口连接在原煤预干燥装置3上,同时,原煤预干燥装置3还与干燥剂混合室20的出口连接,风扇磨煤机4的入口连接有原煤预干燥装置3以及粗粉分离器5回流口,粗粉分离器5的入口与风扇磨煤机4的出口连接,粗粉分离器5的出口通过制粉管道6连接在煤粉收集器7上,煤粉收集器7的出煤口与锁气式给粉机51的进口连接,并且,煤粉收集器7的出风口还连接乏气风机22的入风口,锁气式给粉机51的出口与风粉混合器10相连,乏气风机22的出风口通过磨煤机风量调节管道50与风扇磨煤机4连接,也通过再循环乏气管道23与干燥剂混合室20的进口连接。
[0038] 在锅炉本体子系统402中,煤粉燃烧器12位于炉膛13a内,烟气抽口 19设置在锅炉13的上部,烟气抽口 19的出烟口与制粉子系统401中的干燥剂混合室20相连。
[0039] 在乏气水回收子系统404中,乏气水回收器25通过乏气管道24与乏气风机22的出气口相连,乏气水回收器25具有冷却介质入口 80和冷却介质出口 81,乏气旁路管道26与乏气水回收器25并联,集水池27与乏气水回收器25相连接,用于储存被乏气水回收器25回收的乏气中的水分,经过乏气水回收器25回收乏气中的水分后的冷乏气经过冷乏气管道28排到空气乏气预热器48中。
[0040] 在送风送粉子系统403中,送风机29的送风口通过送风管道30与空气乏气预热器48相连接,空气乏气预热器48出口的热风分为两路,一路通过二次风热风管道37与二次风风箱38连接进入煤粉燃烧器12中,相并联的另一路通过一次风热风管道36与一次风混合室39相连,一次风混合室39、一次风管道40、一次增压风机41、一次风风箱42顺次连接,风粉混合器10进口分别与锁气式给粉机51和一次风风箱42相连、风粉混合器10通过送粉管道11连接煤粉燃烧器12。
[0041] 在烟气净化子系统405中,除尘器14进口与空气乏气预热器48的烟气侧出口相连,除尘器14出口与引风机15进口相连,引风机15出口通过锅炉排烟管道16与烟气脱硫装置17进口相连,烟气脱硫装置17出口与烟囱18相连。
[0042] 图4为本发明实施例中送风送粉子系统的框图。
[0043] 空气的流程:如图3、图4所示,环境冷风61 (即空气)的一部分由送风机29经送风管道30送入空气乏气预热器48中,环境冷风61的另一部分由送风机29经过一次风冷风管道35进入一次风混合室39,空气乏气预热器48空气侧出口的热风大部分作为二次风经二次风热风管道37引入二次风风箱38,并由二次风箱38分配引往燃烧器12。另一少部分热风经一次风热风管道36引入一次风混合室39,并且乏气风机49将冷乏气引入空气乏气预热器48中进行加热形成热乏气,热乏气经过热乏气管道53送入一次风混合室39中。在一次风混合室39内热风、环境冷风还有热乏气按一定比例混合,通过调节环境冷风的流量和流入一次混合室39的热风的流量来调节一次风的温度,调节该一次风的温度直至煤粉安全输送与稳定燃烧所需的一次风温度,一次风混合室39出口的一次风经过一次风热风管道40进入增压一次风机41内,被增压后送往一次风风箱42,再由一次风风箱42分配引往风粉混合器10,进而通过一次风的流动将煤粉送入炉膛13a内进行燃烧。
[0044]图5为本发明实施例中带有乏气水回收的炉烟干燥闭式制粉燃煤锅炉机组的结构示意图。
[0045] 如图5所示,带有乏气水回收的炉烟干燥闭式制粉燃煤锅炉机组501的工作原理:
[0046] 煤的流程:原煤60由原煤仓I经称重式给煤机2输送进入原煤预干燥装置3,称重式给煤机2用于对锅炉13的给煤量进行计量和调节控制,原煤60在原煤预干燥装置3内与来自干燥剂混合室20的干燥剂混合并下行完成对原煤60的预干燥,风扇磨煤机4将被原煤预干燥装置3预干燥后的煤磨制成煤粉,同时对煤粉进行进一步的干燥。风扇磨煤机4出口的乏气(风扇磨煤机4出口的气体称为乏气)与煤粉的混合物进入粗粉分离器5,粗粉分离器5将风粉混合物中较粗的煤颗粒分离出并经回流口重新送回风扇磨煤机4的进口,通过粗粉分离器5的合格的煤粉与乏气的混合物经过制粉管道6进入煤粉收集器7,煤粉收集器7将乏气和煤粉进行分离,用于收集煤粉,锁气式给粉机51连接在煤粉收集器7与风粉混合器10之间,用于防止煤粉与空气发生空气窜流,使得煤粉顺利流通进入风粉混合器10,煤粉由锁气式给粉机51送入风粉混合器10,在风粉混合器10内与来自一次风风箱42的一次风相混合,然后由送粉管道11送往煤粉燃烧器12在炉膛13a内燃烧。
[0047] 烟气流程:煤粉与空气在炉膛13a内燃烧生成烟气,炉膛13a内的烟气在炉膛13a出口分为二股被排出。一股从烟气抽口 19抽出作为制粉子系统401的干燥剂组分,另一股仍保留在锅炉13的烟道内继续加热后续的受热面,并由空气乏气预热器48的出口排出锅炉13。空气乏气预热器48烟气侧出口排出的烟气经除尘器14净化后引入锅炉引风机15,并经过引风机15出口的排烟管道16进入烟气脱硫装置17,经过脱硫净化的烟气62由烟囱18排向大气环境。
[0048] 干燥剂流程:由烟气抽口 19抽取的高温烟气与来自再循环乏气管道23的乏气在干燥剂混合室20内混合得到制粉子系统401中所需的干燥剂,该干燥剂经由干燥剂管道21进入原煤预干燥装置3,干燥剂在原煤预干燥装置3内与煤混合并下行从而对煤进行预干燥。
[0049] 乏气流程:乏气由来自干燥剂混合室20的干燥剂、制粉子系统401漏风以及煤的蒸发水分组成。乏气与煤粉在煤粉收集器7内进行分离,分离出的乏气由乏气风机22抽出并分为三部分,第一部分乏气作为干燥剂调温介质由再循环乏气管道23送入干燥剂混合室20,第三部分通过风量调节管道50进入风扇磨煤机4,对进入风扇磨煤机4的风量进行补充,第二部分乏气即湿乏气经乏气管道24送入乏气水回收器25。第二部分乏气中的水分在乏气水回收器25内被冷媒80冷却降温,从而获得大量液态水,液态水集于集水池27内。乏气水回收系统25排出的冷乏气通过冷乏气风机49经冷乏气管道28引入空气乏气预热器48中进行预热得到热乏气,热乏气与环境冷风的一部分、一部分热风混合后形成一次风,通过调节环境冷风的流量能够调节一次风的温度,一次风和煤粉进入炉膛13a燃烧,一次风中的热乏气回炉参与燃烧能够保证乏气中可能含有的挥发分充分燃尽从而保证原煤60的燃烧效率。
[0050] 实施例的作用与效果
[0051] 根据本实施例所涉及的带有乏气水回收的炉烟干燥闭式制粉燃煤锅炉机组,因为煤粉收集器使得煤粉与乏气在煤粉收集器被分离,而乏气中富集有大量水蒸气且乏气中水蒸气容积份额远大于锅炉排烟中水蒸气容积份额,水蒸气容积份额高即水露点高,所以由乏气降温回收凝结水大大提高了烟气中水分回收的可实施性。在高水分燃煤制粉系统中的乏气富集有大量水分,水露点温度高,通过乏气冷却可回收大量液态凝结水,具有突出的水回收效益。
[0052] 并且,以高温的烟气和再循环乏气的混合物作为制粉子系统干燥剂,使得干燥剂的含氧量与传统干燥剂相比明显较少,从而明显降低了煤在制粉流程中燃烧爆炸的风险,而且可通过调节再循环乏气的流量方便地调节干燥剂温度,从而保证磨煤机出口温度在合适的范围之内。以高温烟气和再循环乏气混合作为干燥剂,可进一步提高乏气含湿量和水露点,从而使乏气水回收更易实现。
[0053] 另外,在制粉子系统中形成的乏气通过乏气水回收装置回收乏气中的水分后得到冷乏气,冷乏气经过空气乏气预热器预热后形成热乏气,热乏气与一部分的热风及另一部分环境冷风在一次风混合室混合得到一次风,这种一次风含氧量低,可避免煤粉在送粉管内燃烧,从而安全地输送高挥发分煤粉至煤粉燃烧器。同时,这种含氧量低的一次风可以采用较高的送粉温度,从而显著改善煤粉气流的稳燃性能。而且,采用上述制粉子系统后,锅炉的炉膛内火焰温度会有所提高,进一步强化了煤粉气流的着火及燃尽性能。
[0054] 并且,因为采用了闭式制粉,即乏气回炉参与燃烧,使得乏气中可能含有的挥发分也在炉内充分燃尽,从而保证了原煤的燃烧效率。而且,因为在制粉过程中可能析出的挥发分随一次风进入炉内并燃尽,所以在闭式制粉机组中不必为了避免挥发分析出而严格控制磨煤机出口温度在较低值,磨煤机出口温度可以适度提高,这一方面明显降低了对制粉系统运行及控制的要求,另一方面因煤粉水分随磨煤机出口温度升高而降低使得更多煤中水分蒸发至乏气中,从而进一步增大从乏气中回收的水量。
[0055] 并且,因为从制粉子系统中所蒸发出煤中的水分大部分因乏气水回收不再进入炉膛,以及由引风机出口烟道抽取的冷烟不再在锅炉内循环,使得锅炉内流经尾部烟道和空气乏气预热器的烟气量明显减少,结果是空气乏气预热器的烟/风水当量比减小,即空气乏气预热器出口排烟温度降低。加之锅炉排烟量也因一部分水蒸气在乏气水回收装置中回收而减少,因而锅炉排烟热损失减小,锅炉热效率相应提高。
[0056] 并且,通过设置一次风混合室可方便地调节一次风温度和一次风率,从而保证送粉安全和煤粉气流稳燃性能,一次风混合室将热乏气、部分环境冷风和部分热风进行混合形成一次风,使得一次风的温度可以通过调节部分环境冷风的流量和部分热风的流量来调节。通过调节再循环乏气量可方便地调节干燥剂温度,从而保证原煤预干燥装置内高温烟气对原煤的预干燥效果。通过设置磨煤机风量调节管道,可使磨煤机在最佳通风量下工作,从而保证磨煤机出力并减小制粉电耗。
[0057] 综上,本实施例能够提供一种绿色高效燃煤锅炉系统,解决了高水分燃煤锅炉燃烧不稳定的问题、减少了磨煤机的磨煤耗电量、克服了传统高水分燃煤锅炉热效率低的缺点、在大幅提闻锅炉热效率和机组发电效率的同时制粉子系统在惰化气氛下运行提闻了闻挥发分煤制粉子系统的运行安全性、明显提高了制粉子系统乏气含湿量和水露点,使得乏气水回收易于工程实现,也使得由冷却乏气所得凝结水量增大。
[0058]当然本发明所涉及的带有乏气水回收的炉烟干燥闭式制粉燃煤锅炉机组以及发电系统并不仅仅限定于在上述实施例中的结构。以上内容仅为本发明构思下的基本说明,而依据本发明的技术方案所作的任何等效变换,均应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种带有乏气水回收的炉烟干燥闭式制粉燃煤锅炉机组,用于对原煤进行燃烧,其特征在于,包括: 制粉子系统、锅炉本体子系统、送风送粉子系统以及乏气水回收子系统, 其中,所述制粉子系统包含:顺次连接的称重式给煤机、原煤预干燥装置、气粉生成装置、煤粉收集器、锁气式给粉机以及与所述原煤预干燥装置连接的干燥剂混合室, 所述锅炉本体子系统包含:设有炉膛的锅炉、与所述炉膛的尾部相连的烟道、位于所述炉膛入口位置的煤粉燃烧器以及位于所述炉膛的烟气出口附近的烟气抽口, 所述送风送粉子系统包含:风粉混合器、位于所述烟道尾部的空气乏气预热器、用于提供环境冷风的送风机、与所述空气乏气预热器进气口相连接的冷乏气风机以及一次风混合室, 所述乏气水回收子系统包含:与所述煤粉收集器的气体出口相连的乏气水回收装置, 所述称重式给煤机对送入所述锅炉的给煤量进行计量并且调节控制, 所述原煤预干燥装置利用来自所述干燥剂混合室的干燥剂对所述原煤进行预干燥, 所述气粉生成装置对预干燥后的所述原煤进行磨制和进一步干燥后得到气粉混合物, 所述煤粉收集器对所述气粉混合物进行分离得到煤粉和乏气, 所述锁气式给粉机用于将所述煤粉输送到所述风粉混合器并且防止所述煤粉发生空气窜流从而维持所述煤粉顺利流通, 所述风粉混合器对来自所述送风送粉子系统的一次风和所述煤粉进行混合得到风粉混合物, 所述煤粉燃烧器对所述风粉混合物中的所述煤粉进行燃烧, 所述煤粉在所述炉膛的内部燃烧生成烟气, 所述干燥剂混合室分别与所述烟气抽口和所述煤粉收集器的气体出口连接,把由所述乏气中抽取的第一部分乏气与所述烟气的一部分混合后作为所述干燥剂送至所述原煤预干燥装置, 所述乏气水回收装置将所述乏气的第二部分乏气引入并将该第二部分乏气中的水分回收,所述第二部分乏气经过所述乏气水回收装置冷凝后得到冷乏气, 所述冷乏气通过所述冷乏气风机进入空气乏气预热器中, 所述空气乏气预热器对所述环境冷风的一部分加热形成热风并且对所述冷乏气预热形成热乏气,该热风的一部分作为二次风直接送入所述煤粉燃烧器, 所述一次风混合室用于对所述热风的另一部分、所述环境冷风的另一部分和所述热乏气进行混合后得到所述一次风, 所述风粉混合器将所述一次风与所述煤粉进行混合得到所述风粉混合物, 所述干燥剂混合室将所述第一部分乏气与从所述烟气抽口抽取的所述烟气的一部分混合后送入所述原煤预干燥装置。
2.根据权利要求1中所述的带有乏气水回收的炉烟干燥闭式制粉燃煤锅炉机组,其特征在于,还包括: 烟气净化子系统,包含:与所述空气乏气预热器相连的除尘器、引风机、锅炉排烟管道、烟气脱硫装置以及烟囱, 所述引风机的出口通过所述锅炉排烟管道与所述烟气脱硫装置的进口相连,所述烟气脱硫装置出口与所述烟囱相连。
3.根据权利要求1所述的带有乏气水回收的炉烟干燥闭式制粉燃煤锅炉机组,其特征在于: 其中,所述乏气水回收装置包括:与所述煤粉收集器的气体出口相连用于对所述乏气进行输送的乏气管道、与所述乏气管道相连的乏气水回收器以及储存所述乏气水的集水池。
4.根据权利要求1所述的带有乏气水回收的炉烟干燥闭式制粉燃煤锅炉机组,其特征在于: 其中,所述制粉子系统还包括一端与所述煤粉收集器的乏气出口相连,另一端与所述气粉生成装置的进口相连的风量调节管道,用于将所述乏气出口送出的第三部分乏气送入所述气粉生成装置来补充调节进入所述气粉生成装置的风量。
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