CN112178671A - 一种适用于煤粉锅炉提升湿煤泥直接掺烧比例的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于煤粉锅炉提升湿煤泥直接掺烧比例的方法和系统。该方法包括以下步骤：将省煤器进口烟道部分高温烟气通过增设的高温烟气旁路引至脱硝装置进口，提高空气预热器进口烟；将部分热二次风回送至一次风机进口提高冷一次风温度。通过上述空气预热器冷、热端烟风温度优化重构技术，达到提高热一次风温度，提升制粉系统干燥能力的目的。实现该方法的系统主要包括：高温烟气旁路、热二次风回送风道、空气预热器、湿煤泥泵送系统、磨煤机和低温省煤器。本发明采用高温烟气旁路和热二次风循环技术，提高热一次风温度，改善磨煤机干燥出力，提高煤粉锅炉湿煤泥直接掺烧比例，并能同时实现宽负荷脱硝和提高空气预热器冷端综合温度。

Description

一种适用于煤粉锅炉提升湿煤泥直接掺烧比例的方法和系统
技术领域
本发明属于火力发电及固体废弃物处置技术领域，具体涉及一种适用于煤粉锅炉提升湿煤泥直接掺烧比例的方法。
背景技术
煤炭资源在我国一次能源消费领域占据绝对的主导地位，由于煤炭储量占我国化石能源资源的90％以上，在今后相当一段时间内，煤炭仍将保持其主体能源地位。
煤炭洗选是提升煤炭质量、提高煤炭燃烧效率、减小大气污染的重要技术措施。煤泥是煤炭洗选过程中产生的副产品，煤泥中含有大量可燃性成分，具有较高热值，弃之不用非常可惜。近年来，随着煤炭洗选比例的增加，洗选后的煤泥综合利用问题越来越突出，目前我国还存在部分矿区的煤泥依然采取就地堆放，存在的后果是：占用大片的土地，同时带来极大的安全隐患，露天堆放还对环境造成了严重的污染。
煤泥由于其粒度细、水分高、粘性大、不易运输等特点，其商品价值低，且煤泥在堆积状态下极不稳定，遇水流失，风干飞扬，不仅浪费能源，污染环境，而且严重影响职工及当地居民的健康。据统计，目前我国共有煤泥堆积场1500多座，每年排煤泥130Mt以上。累计堆存量已达到3400Mt。这些都是污染环境的隐患。
电力煤炭企业的可持续发展不能寄希望于供求关系的转变，电厂应大力发展煤泥资源综合利用，将周边煤泥“吃干榨尽”，真正实现节能、增效的资源综合利用型电厂，这样既能改善周边矿区的生产和生活条件，又可以为电厂带来很好的社会效益和经济，同时也满足国家能源发展的要求。
煤粉锅炉是以煤粉为燃料的锅炉设备，它具有燃烧迅速、完全、容量大、效率高、适应煤种广，便于控制调节等优点。采用煤粉锅炉掺烧煤泥，不仅能够节省燃煤资源，而且还能变废为宝，对煤泥进行资源化综合利用，减少环境污染。但目前煤粉锅炉掺烧煤泥技术尚不成熟，湿煤泥通过烘干设备干化后掺入原煤送至煤粉锅炉进行燃烧，存在以下问题：晾晒或烘干成本高，且存在环保及安全隐患；干燥后的煤泥极易吸水，常会堵塞破碎设备和煤仓；掺烧比例较低。
湿煤泥直输磨煤机是一种投资较小的煤粉锅炉煤泥掺烧方式。由于湿煤泥水分较高，湿煤泥掺烧比例增大时，制粉系统的干燥能力受限。因此，为了解决现有技术的诸多不足，有必要针对通过提高热一次风温度，研究一种适用于煤粉锅炉提升湿煤泥直接掺烧比例的方法和系统。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种适用于煤粉锅炉提升湿煤泥直接掺烧比例的方法和系统。
为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种适用于煤粉锅炉提升湿煤泥直接掺烧比例的系统，包括煤粉锅炉、磨煤机、空气预热器、湿煤泥泵送系统、省煤器、高温烟气旁路、热二次风回送风道、低温省煤器、脱硝装置以及一次风机；其中，
省煤器设置在煤粉锅炉的垂直烟道内，在省煤器的进口烟道部分连通有高温烟气旁路，高温烟气旁路的出口以及省煤器的出口烟道混合后连通至脱硝装置进口烟道，脱硝装置出口烟道连通至空气预热器的烟气进口，空气预热器的烟气出口连通至低温省煤器的烟气进口；高温烟气旁路上设置有烟气旁路调节挡板；
空气预热器上还设置有冷一次风进口、热一次风出口、冷二次风进口和热二次风出口，空气预热器的热二次风出口分为两路，一路连通至热二次风道，另一路通过热二次风回送风道连通至一次风机的进口，一次风机的出口连通至空气预热器的冷一次风进口，空气预热器的热一次风出口连通至磨煤机；热二次风回送风道上设置有热二次风回送风道调节挡板；
湿煤泥通过湿煤泥泵送系统以及湿煤泥输送管道输送至磨煤机，磨煤机的出口通过煤粉输送管道连通至煤粉锅炉。
本发明进一步的改进在于，高温烟气旁路的进口处为高温烟气抽取点，且高温烟气抽取点位于省煤器上游，抽取的高温烟气输送至脱硝装置进口烟道。
本发明进一步的改进在于，热二次风抽取点位于热二次风风道，热二次风回送至一次风机进口风道。
本发明进一步的改进在于，低温省煤器布置于空气预热器和除尘设备之间。
本发明进一步的改进在于，高温烟气旁路末端布置有烟道内置式烟气混合喷射装置。
一种适用于煤粉锅炉提升湿煤泥直接掺烧比例的方法，该方法基于所述的一种适用于煤粉锅炉提升湿煤泥直接掺烧比例的系统，包括：
在进行煤粉锅炉湿煤泥直输磨煤机掺烧时，将省煤器进口烟道部分高温烟气通过增设的高温烟气旁路引至脱硝装置进口烟道，高温烟气与主流烟气混合后，空气预热器进口烟气温度得到提高；将部分热二次风回送至一次风机进口提高冷一次风温度；通过空气预热器冷、热端烟风温度优化重构技术，达到提高热一次风温度，进一步提升制粉系统干燥能力的目的，并同时实现宽负荷脱硝和提高空气预热器冷端综合温度，采用低温省煤器进一步回收烟气余热。
本发明进一步的改进在于，高温烟气与主流烟气混合后，空气预热器进口烟气温度得到提高，由烟气旁路调节挡板控制高温烟气抽取量，通过烟道内置式烟气混合喷射装置保证高温烟气与低温烟气混合均匀；将部分热二次风通过热二次风回送风道引至一次风机进口以提高冷一次风温度，由热二次风回送风道调节挡板控制热二次风回送流量，经空气预热器加热后的热一次风进入磨煤机，对煤泥和原煤进行干燥；经空气预热器放热后的具有较高温度的烟气由低温省煤器进行热回收后进入除尘设备。
相对于现有技术，本发明所提出的一种适用于煤粉锅炉提升湿煤泥掺烧比例的方法和系统具有如下优点：
1、通过抽取省煤器上游高温烟气，并通过增设的烟气旁路引至省煤器出口主流烟道，有效提升了空气预热器进口烟气温度，显著提高了热一次风温度。
2、通过热二次风回送至一次风机进口，有效提升了冷一次风温度，一方面有利于提升热一次风温度，另一方面，通过提升冷端综合温度，有利于减轻空气预热器的堵塞和腐蚀。
3、给煤系统和煤泥输送系统独立布置，原煤和湿煤泥在原煤给煤机出口混合，避免了原煤仓堵塞，减轻了给煤机皮带对原煤的粘连。
4、旁路高温烟气与省煤器出口主流烟气在脱硝装置进口烟道混合，除有效提高了空气预热器进口烟温，还具有提高机组低负荷脱硝效率的作用，实现宽负荷脱硝，同时旁路烟气的脱硝过程不受影响。
5、采用高效的烟道内置式烟气混合喷射装置，保证高温烟气与省煤器出口低温烟气的均匀混合，避免局部高温烟气引起脱硝催化剂失活，并弥补低温烟气脱硝性能的不足。
6、配合采用低温省煤器进一步回收烟气余热，降低了排烟温度升高的不利影响。
附图说明
图1为本发明在提升煤粉锅炉湿煤泥掺烧比例的系统示意图。
附图标记说明：
1为煤粉锅炉；2为磨煤机；3为空气预热器；4为湿煤泥泵送系统；5为省煤器；6为高温烟气抽取点；7为高温烟气旁路；8为烟气旁路调节挡板；9为烟道内置式烟气混合喷射装置；10为热二次风风道；11为热二次风回送风道；12为热二次风回送风道调节挡板；13为低温省煤器；14为湿煤泥输送管道；15为给煤机；16为煤粉输送管道；17为脱硝装置；18为一次风机；19空气预热器进口烟道。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步地详细说明。
参见图1，本发明提供的一种适用于煤粉锅炉提升湿煤泥直接掺烧比例的系统，主要包括高温烟气旁路7及烟气旁路调节挡板8，热二次风回送风道11及热二次风回送风道调节挡板12，煤粉锅炉1，空气预热器3，湿煤泥泵送系统4，磨煤机2，以及低温省煤器13。增设的高温烟气旁路7连接至脱硝装置17的进口烟道，空气预热器3的烟气出口连接低温省煤器13的烟气进口；热二次风回送风道11将热二次风风道10与冷一次风机进口风道相连；湿煤泥输送管道14将湿煤泥泵送系统4和磨煤机2相连。所述给煤机15和湿煤泥泵送系统4独立布置，原煤和湿煤泥在原煤给料机出口混合；混合燃料由磨煤机2干燥、研磨后经煤粉输送管道16送至煤粉锅炉1。
具体实施过程为：将省煤器进口烟道部分高温烟气通过增设的高温烟气旁路7引至脱硝装置17进口烟道，高温烟气旁路7上的烟气旁路调节挡板8用于调节烟气量，高温烟气通过烟道内置式烟气混合喷射装置9与省煤器5出口主流烟气混合，提高空气预热器3进口烟气温度，烟道内置式烟气混合喷射装置9保证高温烟气与主流烟气混合均匀；部分热二次风通过热二次风回送风道11引至一次风机18进口提高冷一次风温度，由热二次风回送风道调节挡板12控制热二次风回送流量；热一次风进入磨煤机2，将湿煤泥泵送系统4输送来的湿煤泥和给煤机15输送来的原煤进行干燥并研磨成合格细度的煤粉，由煤粉输送管道16输送至煤粉锅炉1，湿煤泥和原煤独立给料，在进入磨煤机后混合；空气预热器3出口烟气流经低温省煤器13，实现余热利用。如果机组运行过程中空气预热器没有出现冷端腐蚀堵塞问题，热二次风回送系统可以不设置。
本发明在具体实施过程中，如果空气预热器没有出现冷端腐蚀堵塞问题，热二次风回送系统可以不设置。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。

Claims (7)

1.一种适用于煤粉锅炉提升湿煤泥直接掺烧比例的系统，其特征在于，包括煤粉锅炉(1)、磨煤机(2)、空气预热器(3)、湿煤泥泵送系统(4)、省煤器(5)、高温烟气旁路(7)、热二次风回送风道(11)、低温省煤器(13)、脱硝装置(17)以及一次风机(18)；其中，
省煤器(5)设置在煤粉锅炉(1)的垂直烟道内，在省煤器(5)的进口烟道部分连通有高温烟气旁路(7)，高温烟气旁路(7)的出口以及省煤器(5)的出口烟道混合后连通至脱硝装置(17)进口烟道，脱硝装置(17)出口烟道连通至空气预热器(3)的烟气进口，空气预热器(3)的烟气出口连通至低温省煤器(13)的烟气进口；高温烟气旁路(7)上设置有烟气旁路调节挡板(8)；
空气预热器(3)上还设置有冷一次风进口、热一次风出口、冷二次风进口和热二次风出口，空气预热器(3)的热二次风出口分为两路，一路连通至热二次风道(10)，另一路通过热二次风回送风道(11)连通至一次风机(18)的进口，一次风机(18)的出口连通至空气预热器(3)的冷一次风进口，空气预热器(3)的热一次风出口连通至磨煤机(2)；热二次风回送风道(11)上设置有热二次风回送风道调节挡板(12)；
湿煤泥通过湿煤泥泵送系统(4)以及湿煤泥输送管道(14)输送至磨煤机(2)，磨煤机(2)的出口通过煤粉输送管道(16)连通至煤粉锅炉(1)。
2.根据权利要求1所述的一种适用于煤粉锅炉提升湿煤泥直接掺烧比例的系统，其特征在于，高温烟气旁路(7)的进口处为高温烟气抽取点(6)，且高温烟气抽取点(6)位于省煤器(5)上游，抽取的高温烟气输送至脱硝装置(17)进口烟道。
3.根据权利要求1所述的一种适用于煤粉锅炉提升湿煤泥直接掺烧比例的系统，其特征在于，热二次风抽取点位于热二次风风道(10)，热二次风回送至一次风机(18)进口风道。
4.根据权利要求1所述的一种适用于煤粉锅炉提升湿煤泥直接掺烧比例的系统，其特征在于，低温省煤器(13)布置于空气预热器(3)和除尘设备之间。
5.根据权利要求1所述的一种适用于煤粉锅炉提升湿煤泥直接掺烧比例的系统，其特征在于，高温烟气旁路(7)末端布置有烟道内置式烟气混合喷射装置(9)。
6.一种适用于煤粉锅炉提升湿煤泥直接掺烧比例的方法，其特征在于，该方法基于权利要求1至5中任一项所述的一种适用于煤粉锅炉提升湿煤泥直接掺烧比例的系统，包括：
在进行煤粉锅炉湿煤泥直输磨煤机掺烧时，将省煤器(5)进口烟道部分高温烟气通过增设的高温烟气旁路(7)引至脱硝装置(17)进口烟道，高温烟气与主流烟气混合后，空气预热器(3)进口烟气温度得到提高；将部分热二次风回送至一次风机(18)进口提高冷一次风温度；通过空气预热器冷、热端烟风温度优化重构技术，达到提高热一次风温度，进一步提升制粉系统干燥能力的目的，并同时实现宽负荷脱硝和提高空气预热器冷端综合温度，采用低温省煤器(13)进一步回收烟气余热。
7.根据权利要求6所述的一种适用于煤粉锅炉提升湿煤泥直接掺烧比例的方法，其特征在于，高温烟气与主流烟气混合后，空气预热器(3)进口烟气温度得到提高，由烟气旁路调节挡板(8)控制高温烟气抽取量，通过烟道内置式烟气混合喷射装置(9)保证高温烟气与低温烟气混合均匀；将部分热二次风通过热二次风回送风道(11)引至一次风机进口以提高冷一次风温度，由热二次风回送风道调节挡板(12)控制热二次风回送流量，经空气预热器(3)加热后的热一次风进入磨煤机(2)，对煤泥和原煤进行干燥；经空气预热器(3)放热后的具有较高温度的烟气由低温省煤器(13)进行热回收后进入除尘设备。
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