CN111396889A - 一种基于燃煤电厂的废弃风机叶片热解补燃系统及方法 - Google Patents

一种基于燃煤电厂的废弃风机叶片热解补燃系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于燃煤电厂的废弃风机叶片热解补燃系统及方法，其中，该系统包括给料机、碎料机、气液分离塔、热解反应器、储油罐、储气罐、烟气混合调温装置、燃烧器、废料仓。本发明将燃煤电厂锅炉再热器出口及省煤器入口烟气作为系统的启动及调温热源，实现了对热解反应器的温度控制；将风机叶片热解产生的可燃气体直接用于热解反应器加热，达到了节能效果；将多余的可燃气体储存，并用于燃煤机组调峰过程中SCR反应器入口烟道的补燃，可避免调峰过程中存在的催化剂通道堵塞问题；将风机叶片热解产生的油类物质储存，并于燃煤机组调峰过程中投入燃煤锅炉炉膛进行燃烧，对低负荷工况下稳定锅炉炉膛燃烧，保证热解产物的充分利用，实现能量的充分回收。

Description

一种基于燃煤电厂的废弃风机叶片热解补燃系统及方法
技术领域
本发明涉及锅炉尾部烟道补燃技术领域，尤其涉及一种基于燃煤电厂的废弃风机叶片热解补燃系统及方法。
背景技术
风能是目前全球公认的清洁能源之一，但获取风能的设备报废后的处理并非都是清洁的。虽然大多数的部件都是可回收的，但风电机组叶片却由于其构成的成分而难以有效回收。据估计每1kW的新装装机容量就需要10千克叶片材料。因此1台7.5MW的风机约需要75吨的叶片材料，数量巨大。因此退役后叶片的回收处理将成为亟需解决的问题。
目前，国内燃煤机组大都参与调峰，使机组经常处于低负荷工况下运行。当锅炉负荷降低时，SCR反应器入口烟温随之降低，当烟温低于催化剂活性反应温度(320～400℃)时，易导致催化剂通道堵塞影响SCR的正常投运。再加上越来越严格的环保要求，使得低负荷下正常投运SCR成为必然要求。为解决该问题需要一种锅炉尾部烟道补燃方案。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于燃煤电厂的废弃风机叶片热解补燃系统及方法，将废弃风机叶片热解对锅炉尾部烟道进行补燃，达到废弃风机叶片回收处理及节能效果。
本发明提供了一种基于燃煤电厂的废弃风机叶片热解补燃系统，包括给料机、碎料机、气液分离塔、热解反应器、储油罐、储气罐、烟气混合调温装置、燃烧器、废料仓；
所述给料机出口与所述碎料机入口连接，所述碎料机出口与所述热解反应器的入料口连接，所述热解反应器的固态排渣口与所述废料仓连接，所述热解反应器的气态产物排口与所述气液分离塔的入料口连接，所述热解反应器的加热烟气入口同时与所述烟气混合调温装置出口和燃烧器出口连接，所述热解反应器的加热烟气出口与锅炉SCR反应器入口烟道连接，所述气液分离塔气态产物出口通过单向阀与所述储气罐入口连接，所述气液分离塔液态产物出口与所述储油罐入口连接；
所述烟气混合调温装置两个入口分别通过第一流量调节阀及第二流量调节阀与锅炉SCR反应器入口烟道连及锅炉再热器入口烟道连接；
所述燃烧器包括燃烧器第一出口及燃烧器第二出口，所述燃烧器第一出口通过第三流量调节阀与锅炉SCR反应器入口烟道，所述燃烧器第二出口与所述烟气混合调温装置出口并联后与所述热解反应器的加热烟气入口连接；
所述储气罐出口通过第五流量调节阀与燃烧器入口连接，所述燃烧器入口通过与所述第五流量调节阀并联的第四流量调节阀与锅炉引风机出口管路连接；
所述气液分离塔的入口通过第六流量调节阀与锅炉引风机出口管路连接，所述气液分离塔的出口通过第七流量调节阀与锅炉燃烧器二次风入口管路连接；
所述储油罐出口通过第八流量调节阀与锅炉燃烧器油嘴连接。
本发明还提供了上述基于燃煤电厂的废弃风机叶片热解补燃系统的补燃方法，包括：
在系统启动前使所有阀门处于关闭状态，系统开始启动时，首先开启第一流量调节阀及第二流量调节阀，且通过控制第一流量调节阀及第二流量调节阀的开度将烟气混合调温装置内的混合烟温控制在400-700℃范围内；当烟气混合调温装置内温度稳定后，开启单向阀、给料机和粉碎机，等待热解反应器升温直至设定温度；所述设定温度为350-650℃；
将给料机启动初期给料量控制在设计给料量的20％以下，且在热解反应器温度未稳定在设定温度时，控制热解反应器内料位不超过设计料位的一半，如热解反应器内料位达到设计料位的一半时，立即关闭给料机停止进料；
当热解反应器升至设定温度后，在保证热解反应器内料位不超过设计料位且热解反应器内平均温度处于设定温度浮动不超过10℃的前提下，逐渐提高给料机给料量至设计值；当给料量，热解反应器内温度、料位及热解反应产生的气态产物生成量稳定后，开启第五流量调节阀和第四流量调节阀并点燃燃烧器，随燃烧器出口烟量的逐步增大，在保证热解反应器不降低的前提下，逐步调小第一流量调节阀和第二流量调节阀的开度，直至完全关闭；
当锅炉燃煤锅炉在75％负荷以上运行时，将风机叶片热解产生的气态物质一部分用于热解自身所需热量，另一部分储存于储气罐中，将油类物质储存于储油罐；当锅炉承担调峰任务时，负荷低于50％时，开启储油罐出口的第八流量调节阀，用于低负荷工况下锅炉炉膛的稳燃，开启储气罐出口的第五流量调节阀用于补燃锅炉SCR反应器入口烟道。
借由上述方案，通过基于燃煤电厂的废弃风机叶片热解补燃系统及方法，具有如下技术效果：
1、将燃煤电厂锅炉再热器出口及省煤器入口烟气作为系统的启动及调温热源，实现了对热解反应器的温度控制。
2、将风机叶片热解产生的可燃气体直接用于热解反应器加热，降低系统本身的热耗，达到节能效果。
3、将多余的可燃气体进行储存，并用于燃煤机组调峰过程中SCR反应器入口烟道的补燃，一定程度可避免调峰过程中存在的催化剂通道堵塞问题。
4、将风机叶片热解产生的油类物质进行储存，并于燃煤机组调峰过程中投入燃煤锅炉炉膛进行燃烧，对低负荷工况下稳定锅炉炉膛燃烧，保证热解产物的充分利用，实现能量的充分回收。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1为本发明基于燃煤电厂的废弃风机叶片热解补燃系统的结构示意图。
图中标号：
1-给料机；2-碎料机；3-气液分离塔；4-热解反应器；4.1-固态排渣口；4.2-气态产物排口；4.31-加热烟气入口；4.32-加热烟气出口；5-储油罐；6-储气罐；7-烟气混合调温装置；8-燃烧器；8.1-燃烧器第一出口；8.2-燃烧器第二出口；9.1-第一流量调节阀；9.2-第二流量调节阀；9.3-第三流量调节阀；9.4-第四流量调节阀；9.5-第五流量调节阀；9.6-第六流量调节阀；9.7-第七流量调节阀；9.8-第八流量调节阀；10-废料仓；11-单向阀；P1-锅炉SCR反应器入口烟道；P2-锅炉再热器入口烟道；P3-锅炉引风机出口管路；P4-锅炉燃烧器油嘴；P5-锅炉燃烧器二次风入口管路。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
参图1所示，本实施例提供了一种基于燃煤电厂的废弃风机叶片热解补燃系统，包括给料机1、碎料机2、气液分离塔3、热解反应器4、储油罐5、储气罐6、烟气混合调温装置7、燃烧器8、废料仓10；
给料机1出口与碎料机2入口连接，碎料机2出口与热解反应器4的入料口连接，热解反应器4的固态排渣口4.1与废料仓10连接，热解反应器4的气态产物排口4.2与气液分离塔3的入料口连接，热解反应器4的加热烟气入口4.31同时与烟气混合调温装置7出口和燃烧器8出口连接，热解反应器4的加热烟气出口4.32与锅炉SCR反应器入口烟道P1连接，气液分离塔3气态产物出口通过单向阀11与储气罐6入口连接，气液分离塔3液态产物出口与储油罐5入口连接；
烟气混合调温装置7两个入口分别通过第一流量调节阀9.1及第二流量调节阀9.2与锅炉SCR反应器入口烟道P1连及锅炉再热器入口烟道P2连接；
燃烧器8包括燃烧器第一出口8.1及燃烧器第二出口8.2，燃烧器第一出口8.1通过第三流量调节阀9.3与锅炉SCR反应器入口烟道P1，燃烧器第二出口8.2与烟气混合调温装置7出口并联后与热解反应器4的加热烟气入口4.31连接；
储气罐6出口通过第五流量调节阀9.5与燃烧器8入口连接，燃烧器8入口通过与第五流量调节阀9.5并联的第四流量调节阀9.4与锅炉引风机出口管路P3连接；
气液分离塔3的入口通过第六流量调节阀9.6与锅炉引风机出口管路P3连接，气液分离塔3的出口通过第七流量调节阀9.7与锅炉燃烧器二次风入口管路P5连接，来自锅炉引风机出口管路P3的空气经第六流量调节阀9.6进入气液分离塔3内的冷却装置升温后经第七流量调节阀(9.7)排入锅炉燃烧器二次风入口管路P5。
储油罐5出口通过第八流量调节阀9.8与锅炉燃烧器油嘴P4连接。
本实施例还提供了废弃风机叶片热解补燃系统的补燃方法，包括：
在系统启动前使所有阀门处于关闭状态，系统开始启动时，首先开启第一流量调节阀9.1及第二流量调节阀9.2，且通过控制第一流量调节阀9.1及第二流量调节阀9.2的开度将烟气混合调温装置7内的混合烟温控制在400-700℃范围内；当烟气混合调温装置7内温度稳定后，开启单向阀11、给料机1和粉碎机2，等待热解反应器4升温直至设定温度；本实施例设定温度为350-650℃；
将给料机1启动初期给料量控制在设计给料量的20％以下，且在热解反应器4温度未稳定在设定温度时，控制热解反应器4内料位不超过设计料位的一半，如热解反应器4内料位达到设计料位的一半时，立即关闭给料机1停止进料；
当热解反应器4升至设定温度后，在保证热解反应器4内料位不超过设计料位且热解反应器4内平均温度处于设定温度浮动不超过10℃的前提下，逐渐提高给料机1给料量至设计值；当给料量，热解反应器4内温度、料位及热解反应产生的气态产物生成量稳定后，开启第五流量调节阀9.5和第四流量调节阀9.4并点燃燃烧器8，随燃烧器8出口烟量的逐步增大，在保证热解反应器4不降低的前提下，逐步调小第一流量调节阀9.1和第二流量调节阀9.2的开度，直至完全关闭；
当锅炉燃煤锅炉在75％负荷以上运行时，将风机叶片热解产生的气态物质一部分用于热解自身所需热量，另一部分储存于储气罐6中，将油类物质储存于储油罐5；当锅炉承担调峰任务时，负荷低于50％时，开启储油罐5出口的第八流量调节阀9.8，用于低负荷工况下锅炉炉膛的稳燃，开启储气罐6出口的第五流量调节阀9.5用于补燃锅炉SCR反应器入口烟道P1。
该基于燃煤电厂的废弃风机叶片热解补燃系统及方法具有如下技术效果：
1、将燃煤电厂锅炉再热器出口及省煤器入口烟气作为系统的启动及调温热源，实现了对热解反应器的温度控制。
2、将风机叶片热解产生的可燃气体直接用于热解反应器加热，降低系统本身的热耗，达到节能效果。
3、将多余的可燃气体进行储存，并用于燃煤机组调峰过程中SCR反应器入口烟道的补燃，一定程度可避免调峰过程中存在的催化剂通道堵塞问题。
4、将风机叶片热解产生的油类物质进行储存，并于燃煤机组调峰过程中投入燃煤锅炉炉膛进行燃烧，对低负荷工况下稳定锅炉炉膛燃烧，保证热解产物的充分利用，实现能量的充分回收。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种基于燃煤电厂的废弃风机叶片热解补燃系统，其特征在于，包括给料机(1)、碎料机(2)、气液分离塔(3)、热解反应器(4)、储油罐(5)、储气罐(6)、烟气混合调温装置(7)、燃烧器(8)、废料仓(10)；
所述给料机(1)出口与所述碎料机(2)入口连接，所述碎料机(2)出口与所述热解反应器(4)的入料口连接，所述热解反应器(4)的固态排渣口(4.1)与所述废料仓(10)连接，所述热解反应器(4)的气态产物排口(4.2)与所述气液分离塔(3)的入料口连接，所述热解反应器(4)的加热烟气入口(4.31)同时与所述烟气混合调温装置(7)出口和燃烧器(8)出口连接，所述热解反应器(4)的加热烟气出口(4.32)与锅炉SCR反应器入口烟道(P1)连接，所述气液分离塔(3)气态产物出口通过单向阀(11)与所述储气罐(6)入口连接，所述气液分离塔(3)液态产物出口与所述储油罐(5)入口连接；
所述烟气混合调温装置(7)两个入口分别通过第一流量调节阀(9.1)及第二流量调节阀(9.2)与锅炉SCR反应器入口烟道(P1)连及锅炉再热器入口烟道(P2)连接；
所述燃烧器(8)包括燃烧器第一出口(8.1)及燃烧器第二出口(8.2)，所述燃烧器第一出口(8.1)通过第三流量调节阀(9.3)与锅炉SCR反应器入口烟道(P1)，所述燃烧器第二出口(8.2)与所述烟气混合调温装置(7)出口并联后与所述热解反应器(4)的加热烟气入口(4.31)连接；
所述储气罐(6)出口通过第五流量调节阀(9.5)与燃烧器(8)入口连接，所述燃烧器(8)入口通过与所述第五流量调节阀(9.5)并联的第四流量调节阀(9.4)与锅炉引风机出口管路(P3)连接；
所述气液分离塔(3)的入口通过第六流量调节阀(9.6)与锅炉引风机出口管路(P3)连接，所述气液分离塔(3)的出口通过第七流量调节阀(9.7)与锅炉燃烧器二次风入口管路(P5)连接；
所述储油罐(5)出口通过第八流量调节阀(9.8)与锅炉燃烧器油嘴(P4)连接。
2.一种权利要求1所述的基于燃煤电厂的废弃风机叶片热解补燃系统的补燃方法，其特征在于，包括：
在系统启动前使所有阀门处于关闭状态，系统开始启动时，首先开启第一流量调节阀(9.1)及第二流量调节阀(9.2)，且通过控制第一流量调节阀(9.1)及第二流量调节阀(9.2)的开度将烟气混合调温装置(7)内的混合烟温控制在400-700℃范围内；当烟气混合调温装置(7)内温度稳定后，开启单向阀(11)、给料机(1)和粉碎机(2)，等待热解反应器(4)升温直至设定温度；所述设定温度为350-650℃；
将给料机(1)启动初期给料量控制在设计给料量的20％以下，且在热解反应器(4)温度未稳定在设定温度时，控制热解反应器(4)内料位不超过设计料位的一半，如热解反应器(4)内料位达到设计料位的一半时，立即关闭给料机(1)停止进料；
当热解反应器(4)升至设定温度后，在保证热解反应器(4)内料位不超过设计料位且热解反应器(4)内平均温度处于设定温度浮动不超过10℃的前提下，逐渐提高给料机(1)给料量至设计值；当给料量，热解反应器(4)内温度、料位及热解反应产生的气态产物生成量稳定后，开启第五流量调节阀(9.5)和第四流量调节阀(9.4)并点燃燃烧器(8)，随燃烧器(8)出口烟量的逐步增大，在保证热解反应器(4)不降低的前提下，逐步调小第一流量调节阀(9.1)和第二流量调节阀(9.2)的开度，直至完全关闭；
当锅炉燃煤锅炉在75％负荷以上运行时，将风机叶片热解产生的气态物质一部分用于热解自身所需热量，另一部分储存于储气罐(6)中，将油类物质储存于储油罐(5)；当锅炉承担调峰任务时，负荷低于50％时，开启储油罐(5)出口的第八流量调节阀(9.8)，用于低负荷工况下锅炉炉膛的稳燃，开启储气罐(6)出口的第五流量调节阀(9.5)用于补燃锅炉SCR反应器入口烟道(P1)。
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CN113294784A (zh) * 2021-05-25 2021-08-24 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种处置废弃风机叶片的水泥回转窑系统及其工作方法
CN115090656A (zh) * 2022-05-13 2022-09-23 北京华能长江环保科技研究院有限公司 风机叶片综合处置系统及综合处置方法

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