CN204176665U - 中速磨和风扇磨结合的制粉系统 - Google Patents

中速磨和风扇磨结合的制粉系统 Download PDF

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施大钟
裴育峰
施登宇
王波
王怡宁
姚禹歌
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Abstract

本实用新型公开了一种中速磨和风扇磨结合的制粉系统,在该系统汇总,高水分劣质燃料给料机连接到干燥管的进料口,干燥管的出料口经风扇磨连接到粗粉分离器的进料口,粗粉分离器的出口连接到收粉器,收粉器的乏气出口依次经水回收装置、乏气风机连接到风粉混合器的进风口,收粉器的出粉口经木屑分离器连接到粉仓,粉仓连接到给粉机,给粉机连接到风粉混合器的进粉口,风粉混合器的出料口连接锅炉的燃烧器。该系统能满足在大容量高参数燃煤电站锅炉上掺烧高水分劣质燃料的需要,具有高水分劣质燃料处理量大、系统热效率高的优势,可用于高水分褐煤、城市污水污泥和洗煤泥等劣质燃料的大规模资源化利用。

Description

中速磨和风扇磨结合的制粉系统
技术领域
[0001] 本实用新型属于火力发电技术领域,尤其涉及电站锅炉制粉系统技术。
背景技术
[0002] 我国能源消费以煤炭为主的格局决定了电力生产在较长时间内仍将以火电为主。2013年全国煤炭产量完成37亿吨左右,煤炭消费量36.1亿吨左右,占一次能源消费的比重为65.7%,远远超过29.2%的世界平均水平。截至2013年年底,全国发电装机容量达到124738万千瓦,其中火电装机容量达86238万千瓦,占比69.1 全年全国发电量52451亿千瓦时,其中火电发电量42184亿千瓦时,占比80.4%。火力发电用煤约占原煤消耗的50%左右。
[0003] 火电的快速发展带来巨大的资源和环境保护压力。2012年,独立火电厂二氧化硫排放量为706.3万吨,占重点调查工业企业的39.8% ;NOx排放量为981.6万吨,占重点调查工业企业的62.1% ;烟(粉)尘排放量为144.2万吨,占重点调查工业企业排放量的15.
[0004] 我国煤炭资源分布严重不均,还增加了电煤供应的波动性。截至2010年底,全国煤炭保有查明资源储量13412亿吨。其中,山西、内蒙古、陕西和新疆四省区集中了全国近76%的煤炭储量;东部沿海发达地区的煤炭产量仅有11%。在煤炭资源贫乏的地区,特别是东部沿海地区,要满足火电机组的煤炭供应,必须从西部产煤大省或国外购入大量原煤。和富煤地区的坑口电厂不同,煤炭资源贫乏地区的电厂,电煤采购成为一项比较复杂的工作,在采购煤炭时需要综合考虑煤炭品质、煤炭价格、运输费用和采购周期等多种因素,最终购买性价比较高的煤炭,煤种的变化和煤质的波动都在所难免,难以保障锅炉长期稳定地燃用设计煤种。近年来,许多电厂为了降低发电成本,不断尝试在电站锅炉上掺烧低热值高水分的褐煤,取得了一定的成效。
[0005] 火力发电除了以煤炭为燃料外,还可燃用各种废弃物,实现废弃物的减量化、资源化和无害化。例如采用流化床焚烧炉、炉排炉或回转窑焚烧炉处理城市生活垃圾、污泥和洗煤泥等废弃物,在我国得到了比较广泛的应用。然而,由于城市生活垃圾、污泥和洗煤泥等废弃物的水分高热值低,与大型电站锅炉的设计燃料性质一般相差很大,锅炉原有制粉系统很难适应这些废弃物的干燥和研磨要求,故很难在大型电厂中用作燃料。目前我国废弃物焚烧炉的容量远远小于大型电站锅炉,不能充分满足我国日益增长的废弃物的处置需求。
[0006] 现有电厂锅炉的制粉系统一般根据设计燃料和校核燃料的特性进行选型。制粉系统的具体型式包括钢球磨煤机中间储仓式制粉系统、双进双出钢球磨煤机直吹式制粉系统、中速磨直吹式制粉系统和风扇磨直吹式系统等。目前,国内电厂中一台锅炉通常只配一种型式的制粉系统。由于一种制粉系统只适用于特定的一类燃料,因此要在一台锅炉上掺烧两种性质差异很大的燃料时,就会受到制粉系统的限制而影响劣质燃料的掺烧比例。例如,在设计燃料为烟煤、采用中速磨直吹式制粉系统的锅炉上,要大比例高效率掺烧高水分的褐煤或者污泥等废弃物就难以实现。
[0007]因此,发展新型制粉系统,适应普通煤炭和劣质燃料(如高水分低热值的褐煤、城市污水污泥和洗煤泥等)在电站锅炉上混烧的要求,是通过火力发电进行大规模劣质燃料资源化利用的重要基础,对于节约高品位燃料和促进环境保护有积极意义。
实用新型内容
[0008] 本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够满足在大容量高参数燃煤电厂中进行大规模低能耗掺烧高水分劣质燃料需要的新型制粉系统。该制粉系统既可进行常规的煤粉制备,还可同时进行高水分燃料的干燥、制粉、干燥剂乏气冷却冷凝和热量回收,克服现有常规燃煤电厂和焚烧厂中存在的不足。
[0009] 为解决上述技术问题,本实用新型采用如下的技术方案:
[0010] 一种中速磨和风扇磨结合的制粉系统,包括给煤机、中速磨煤机、隔绝门、煤粉分配器;所述给煤机、中速磨煤机、隔绝门、煤粉分配器依次连接,煤粉分配器的出口连接到锅炉的燃烧器,其特征在于:还包括有高水分劣质燃料给料机、干燥管、风扇磨、粗粉分离器、收粉器、木肩分离器、粉仓、水回收装置、乏气风机、给粉机、风粉混合器;
[0011 ] 所述高水分劣质燃料给料机连接到干燥管的进料口,干燥管的出料口经风扇磨连接到粗粉分离器的进料口,粗粉分离器的出口连接到收粉器,收粉器的乏气出口依次经水回收装置、乏气风机连接到风粉混合器的进风口,所述收粉器的出粉口经木肩分离器连接到粉仓,粉仓连接到给粉机,给粉机连接到风粉混合器的进粉口,风粉混合器的出料口连接锅炉的燃烧器。
[0012] 在本实用新型的具体实施方式中,所述锅炉外设有混合室,混合室的混合烟气出口连接到干燥管的干燥剂入口,混合室的热烟进口连接到锅炉的高温炉烟抽取口 ;所述锅炉的烟道尾部设有除尘器,所述除尘器出口连接冷烟风机,所述冷烟风机再连接到混合室的冷烟进口。
[0013] 在本实用新型的具体实施方式中,所述锅炉的尾部烟道还设有空气预热器,所述空气预热器的空气进口连接送风机,所述空气预热器的二次风出口管道分两路,第一路连接到二次风箱进口,二次风箱出口连接到锅炉的燃烧器,第二路连接到混合室的热风进口。
[0014] 在本实用新型的具体实施方式中,所述空气预热器的出口一次风管道连接到中速磨煤机。
[0015] 在本实用新型的具体实施方式中,还包括有一次风机,所述一次风机出口管道分三路,第一路连接到空气预热器的进口,第二路与空气预热器一次风出口管道汇合后连接中速磨煤机的干燥剂入口 ;第二路连接到密封风机,该密封风机分两路,一路连接到给煤机的密封风口,另一路连接到中速磨煤机的密封风口。
[0016] 采用上述技术方案,高水分劣质燃料经干燥管与高温炉烟/冷炉烟/热风混合介质接触被初步干燥,一并进入风扇中被研磨至很细的粒径,并与干燥介质进行深度换热,劣质燃料中的水分大幅下降,磨出口气粉混合物经粗粉分离器和收粉器进行气粉分离后,高含湿的乏气经水回收装置冷却冷凝降低湿度后再作为送粉介质把干燥后的劣质燃料送入锅炉内与普通煤粉进行掺烧。该过程中高水分劣质燃料与高温烟气进行直接接触换热,可以显著提高干燥的速率和处理量,回收干燥乏气的余热,降低干燥能耗,并减少劣质燃料带入锅炉的水分,从而降低锅炉出口烟气露点温度和排烟热损失,提高锅炉热效率;由于烟气中含氧量很低,故可以确保干燥系统的安全性,避免发生爆炸。
[0017]因此,本实用新型提出的中速磨和风扇磨结合的制粉系统,能满足在大容量高参数燃煤电站锅炉上掺烧高水分劣质燃料的需要,具有高水分劣质燃料处理量大、系统热效率高的优势,可用于高水分褐煤、城市污水污泥和洗煤泥等劣质燃料的大规模资源化利用。
附图说明
[0018] 图1为本实用新型的系统结构示意图。
具体实施方式
[0019] 如图1所示,在本实用新型的中速磨和风扇磨结合的制粉系统中,给煤机23连接到中速磨煤机24,中速磨煤机24连接到隔绝门25,隔绝门25连接到煤粉分配器26,煤粉分配器26连接到锅炉燃烧器9。
[0020] 高水分劣质燃料给料机I连接到干燥管2的进料口,干燥管2的出料口连接到风扇磨3,风扇磨3连接到粗粉分离器4,粗粉分离器4连接到收粉器5的进料口,收粉器5的乏气出口连接到水回收装置6,水回收装置6连接到乏气风机7,乏气风机7连接到风粉混合器8的进风口,风粉混合器8的出料口连接到锅炉15的燃烧器9。收粉器5下部的出粉口连接到木肩分离器10,木肩分离器10连接到粉仓11,粉仓11连接到给粉机12,给粉机12再连接到风粉混合器8的进粉口。干燥管2的干燥剂入口与混合室13的混合气体出口连通,混合室13的热烟进口连接到锅炉15的高温炉烟抽取口 14,混合室13的冷烟进口连接冷烟风机16,冷烟风机16与除尘器17的出口连接,混合室13的热风进口连接空气预热器20。
[0021] 空气预热器20 —次风出口管道连接到中速磨煤机24的干燥剂入口,空气预热器20 二次风出口管道分两路,第一路连接到二次风箱21,二次风箱21与锅炉15的燃烧器9连接;第二路连接到混合室13的热风进口。
[0022] 送风机19连接到空气预热器20的进口。一次风机18的出口管道分三路,第一路连接到空气预热器20的进口,第二路与空气预热器20—次风出口管道汇合后连接中速磨煤机24的干燥剂入口 ;第二路连接到密封风机22,该密封风机22分两路,一路连接到给煤机23的密封风口,另一路连接到中速磨煤机24的密封风口。
[0023] 该中速磨和风扇磨结合的制粉系统的工作原理为:
[0024] 高水分劣质燃料经高水分劣质燃料给料机I输送到干燥管2,与来自混合室13的干燥剂接触并被初步干燥,然后和干燥剂一并进入风扇磨3,被进一步干燥并研磨至规定粒径,磨出口风粉混合物进入粗粉分离器4和收粉器5进行分离,合格的劣质燃料粉末经木肩分离器10进入粉仓11 ;分离后高含湿乏气进入水回收装置6中被冷却冷凝,其放出热量被回收,除湿后的乏气作为送粉介质,在风粉混合器8中与粉仓11下部所连给粉机12送来的劣质燃料粉末混合,并输送至锅炉燃烧器9。
[0025] 高水分劣质燃料是城市生活垃圾或污泥或洗煤泥等。
[0026] 原煤经给煤机23送入中速磨煤机24,中速磨煤机24出口的一次风粉混合物经隔绝门25、煤粉分配器26输送到锅炉燃烧器9。
[0027] 送风机19从环境中吸入空气,经空气预热器20加热后,一部分经二次风箱21送到锅炉燃烧器9,一部分送到混合室13的热风进口。
[0028] —次风机18从环境中吸入空气,一次风机18出口冷风分三部分,一部分冷风经空气预热器20加热为热一次风,一部分冷风与所述热一次风混合调温后送入中速磨煤机24,另一部分冷风送至给煤机23和中速磨煤机24作为密封风。
[0029] 本系统实现了燃煤发电、高水分劣质燃料干燥和燃烧的有机结合,具有高效、节能、经济、环保的功能。该中速磨和风扇磨结合的制粉系统专利具有以下特点:
[0030] (I)风扇磨系统和中速磨系统配套使用,适用于高水分劣质燃料和磨损指数小于5的贫煤、烟煤或外水分小于19%的低水分褐煤的混烧发电。
[0031] (2)该系统中高水分劣质燃料与高温烟气进行直接接触换热,可以显著提高干燥的速率,回收干燥乏气的余热,降低干燥能耗,并减少劣质燃料带入锅炉的水分,从而降低锅炉出口烟气露点温度和排烟热损失,提高锅炉热效率;由于烟气中含氧量很低,故可以确保干燥系统的安全性,避免发生爆炸。
[0032] (3)该系统的高水分劣质燃料处理能力可达100t/h以上,有利于实现高水分劣质燃料的大规模资源化利用水平。
[0033] 但是,本技术领域中的普通技术人员应当认识到,以上的实施例仅是用来说明本实用新型,而并非用作为对本实用新型的限定,只要在本实用新型的实质精神范围内,对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型的权利要求书范围内。

Claims (5)

1.一种中速磨和风扇磨结合的制粉系统,包括给煤机、中速磨煤机、隔绝门、煤粉分配器;所述给煤机、中速磨煤机、隔绝门、煤粉分配器依次连接,煤粉分配器的出口连接到锅炉的燃烧器,其特征在于:还包括有高水分劣质燃料给料机、干燥管、风扇磨、粗粉分离器、收粉器、木肩分离器、粉仓、水回收装置、乏气风机、给粉机、风粉混合器; 所述高水分劣质燃料给料机连接到干燥管的进料口,干燥管的出料口经风扇磨连接到粗粉分离器的进料口,粗粉分离器的出口连接到收粉器,收粉器的乏气出口依次经水回收装置、乏气风机连接到风粉混合器的进风口,所述收粉器的出粉口经木肩分离器连接到粉仓,粉仓连接到给粉机,给粉机连接到风粉混合器的进粉口,风粉混合器的出料口连接锅炉的燃烧器。
2.根据权利要求1所述的中速磨和风扇磨结合的制粉系统,其特征在于:所述锅炉外设有混合室,混合室的混合烟气出口连接到干燥管的干燥剂入口,混合室的热烟进口连接到锅炉的高温炉烟抽取口 ;所述锅炉的烟道尾部设有除尘器,所述除尘器出口连接冷烟风机,所述冷烟风机再连接到混合室的冷烟进口。
3.根据权利要求2所述的中速磨和风扇磨结合的制粉系统,其特征在于:所述锅炉的尾部烟道还设有空气预热器,所述空气预热器的空气进口连接送风机,所述空气预热器的二次风出口管道分两路,第一路连接到二次风箱进口,二次风箱出口连接到锅炉的燃烧器,第二路连接到混合室的热风进口。
4.根据权利要求3所述的中速磨和风扇磨结合的制粉系统,其特征在于:所述空气预热器的出口一次风管道连接到中速磨煤机。
5.根据权利要求4所述的中速磨和风扇磨结合的制粉系统,其特征在于:还包括有一次风机,所述一次风机出口管道分三路,第一路连接到空气预热器的进口,第二路与空气预热器一次风出口管道汇合后连接中速磨煤机的干燥剂入口 ;第二路连接到密封风机,该密封风机分两路,一路连接到给煤机的密封风口,另一路连接到中速磨煤机的密封风口。
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