CN204987672U - 一种利用电站余热对低阶煤进行预干燥的原煤仓 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种利用电站余热对低阶煤进行预干燥的原煤仓，包括原煤仓，在原煤仓水平设置多处换热机构和用于通入热烟风的烟风干燥机构，多处换热机构由上到下依次设置，各换热机构包括多层换热管，烟风干燥机构包括多层水平布置的布气管，各换热管垂直于布气管设置，布气管分散在多层换热管之间。本实用新型的有益效果是：独特的烟气干燥机构兼有流化、松动煤层并在一定程度上起到防堵的作用，降低供风压力，原煤落料更为顺畅；由于从源头上解决了大粒度、高含水率煤的干燥问题，使得后续原煤的破碎和制粉等难度降低，从而整体上降低电厂总能耗；而且由于干燥温度低、煤炭粒度大，不会出现煤粉干燥容易出现的煤粉爆炸等安全隐患。

Description

一种利用电站余热对低阶煤进行预干燥的原煤仓

技术领域

本实用新型涉及一种利用电站余热对低阶煤进行预干燥的原煤仓。

背景技术

低阶煤(例如褐煤)由于高含水率，使得其利用范围、利用效率和经济性都受到很大的影响。由于褐煤含水量较高，且分布在我国东北和西南地区，远距离运输会造成大量运力浪费。若褐煤直接燃烧，其中大量水分吸热气化，且随烟气排放，造成大量汽化潜热损失，降低锅炉效率；而且直接燃烧产生的大量水蒸气，严重降低火焰温度，降低辐射换热，在相同产出条件下，高含水量褐煤比低含水率煤种的辐射受热面增加两倍；同时，大量水蒸气伴随烟气一同排除，增大了烟道体积，导致设备固定投资增加，使得褐煤燃烧前的脱水环节十分必要。有关研究结果显示，含水率为50％的褐煤直接燃烧，其中用于自身水分的蒸发而消耗的能量可占其总化学能的20％以上，锅炉效率仅为65％，而褐煤经脱水后燃烧，锅炉热效率可达82％以上。

褐煤等高湿煤在利用前进行脱水提质，不但能够大幅提高其热值，使其成为具有烟煤等高阶煤特性，同时可大幅提高褐煤利用过程的经济性能，充分利用其储量大、埋藏浅的优势，对于以褐煤作为主要能源资源地区更具有战略意义。下文不再区分低阶煤、高含水率煤、高湿煤的区别，可认为意义相同。

针对煤炭等矿物燃料的干燥技术的研究已有很多，大多数研究者设计了某种专门的干燥系统或装置，由于这些工艺技术均需要建造单独的干燥单元或装置(热风炉或过热蒸汽干燥系统)，不仅占用了大量的场地和空间，而且由于另建投资大，运行费用高，且系统复杂，可靠性差。

申请号为200520002171的实用新型专利，提出了一种储煤仓设计，在传统入炉前煤粉仓的下端新建一套加热装置，利用锅炉燃烧烟气对煤粉进行加热以脱除其中的水分，其特点：一是在入炉前的煤粉仓下部设置一单独的加热单元，其目的是为解决落煤时的堵塞问题，并非想实现入炉煤的达标干燥，而如何解决高含水率煤的干燥问题至关重要；二是一般电厂均设置原煤仓和粉原煤仓，前者用来储存原煤，粒度大，容量大，后者用于储存干燥后的粒度较细的煤粉，粒度小，容量小。该专利没有考虑原煤仓的大粒径、高含水率煤的干燥问题，实际上进入煤粉仓的粉煤一般经过预处理，含水率已不高，此时再进行干燥效果不明显；三是采用温度较低的烟气进行干燥，比一般的烟气干燥系统的热源温度(400-500℃)低得多，且是间接加热，且粉煤在煤粉仓及下部的加热器内的停留时间很短，从传热传质的角度看，干燥效果和效率很低；四是由于煤粉仓的设计要求温度不能超过100℃，其提出的烟气温度明显超出这一安全限值，容易引发煤粉爆燃、爆炸等重大事故，而大粒度的原煤则安全得多。

实用新型内容

本实用新型提供的装置克服了现有技术的不足，提供了一种利用电站余热对低阶煤进行预干燥的原煤仓，有效利用高含水率煤在原煤仓储存的较长的停留时间与较大的物理空间，在煤炭入炉前对其进行充分干燥，由于干燥时间长(约8小时)，因此传热效果好，干燥效率较高；而且不用新建单独的干燥单元，节省场地和空间，无运转部件，可靠性高；此外，从源头上解决了大粒度、高含水率煤的干燥问题，使得后续原煤的破碎和制粉等难度降低，耗电显著下降，而且不会出现煤粉干燥容易出现的煤粉爆炸等安全隐患。

为了达成上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种利用电站余热对低阶煤进行预干燥的原煤仓，包括原煤仓，在原煤仓水平设置多处换热机构和用于通入热烟风的烟风干燥机构，多处换热机构由上到下依次设置，各换热机构包括多层换热管，烟风干燥机构包括多层水平布置的布气管，各换热管垂直于布气管设置，布气管分散在多层换热管之间，设置多处换热机构，下处的换热机构内通入高温介质，上处的换热机构内通入低温介质或者高温介质，以及烟风干燥机构与换热机构交错布置，这样实现热量梯级利用，有利于提高干燥过程的能效。

进一步地，换热机构还包括进口联箱和出口联箱，多层所述的换热管在所述原煤仓内水平设置，多层换热管的一端共同连接到进口联箱，另一端共同连接到出口联箱，多层换热管共用一个进口联箱和同一个出口联箱，节约了多个装置的设置。

进一步地，烟风干燥机构还包括烟风干燥进口联箱，烟风干燥进口联箱设置在原煤仓外侧，多层布气管一端共同连接到烟风干燥进口联箱，另一端设置在所述原煤仓内，通过设置多层布气管有效提高能量的置换率。

进一步地，在顶部换热机构中通入采用脱硫浆液换热后的工质水或省煤器加热后的热水，充分利用电站余热完成对原煤仓内低阶煤的预干燥。

进一步地，在底部换热机构中通入低压缸蒸汽。

进一步地，在竖直方向，多层所述的布气管中相邻两层之间间隔相同的距离设置在所述换热管之间，布气管间隔设置在多个换热管之间，实现换热介质热量的合理利用。

进一步地，进口联箱和出口联箱设置在所述原煤仓外的同一侧。

进一步地，在所述换热管外表面设置翅片管，通过翅片管提高干燥效果。

进一步地，布气管上开有若干个开孔，在所述布气管上方设置有用于防止煤尘、煤粒进入布气管的挡板，设置开孔用于烟气的流通。

进一步地，在所述原煤仓外设置保温层，保温层的设置用于对原煤仓进行保温，有利于减少原煤仓的散热。

本实用新型的工作原理是：两处换热机构，位于上处的换热机构内通入低温工质，位于下处的换热机构内通入高温工质，在上处的换热机构中通入采用脱硫浆液换热后的工质水或省煤器加热后的热水，在下处的换热机构中通入低压缸蒸汽，以实现热量的分级利用，提高能量利用率。工质从进口联箱进入换热管，将热量通过换热管传给原煤仓内的煤，放热后已降温的水从换热管出口进入出口联箱。

烟风干燥机构中的布气管在原煤仓内分层均匀布置。烟风干燥机构中的热源使用空预器后的烟气或锅炉干除渣系统产生的热风。烟气兼有流化、松动煤层并在一定程度上起到防堵的作用。热的烟风通过输送设备经烟风干燥进口联箱送入原煤仓内的布气管，均匀的进入原煤仓，与原煤仓内的低阶煤直接接触传热，对煤进行加热干燥。低阶煤经过加热，其中所含水分蒸发为水蒸气，这部分水蒸气被通入的烟风携带，通过原煤仓内的烟风通道，通到原煤仓上部的空间，经原煤仓顶部设置的出气口排出，进入锅炉机组的烟气环保治理设施入口，经净化后与烟气共同排放。

本实用新型的有益效果是：

(1)利用电站低温余热对原煤仓内的大粒度、高含水率原煤进行干燥，在不影响原煤仓正常运行的条件下，把煤炭干燥过程提至原煤仓内进行，不同于时间较短的常规干燥工艺，由于长干燥时间保证，因此原煤仓内传热传质效率高，煤炭干燥效果好。能够经济合理地提高入炉煤质，既充分利用电厂外围的余热，如热烟气、低压蒸汽、干除渣系统的热风等，同时节省了专门新建原煤干燥系统的昂贵的投资和运行费用及可能带来的环境污染，还节约了电厂占地面积，且原煤仓无运动部件，可靠性高。

(2)对原煤仓内的原煤进行热烟风、热水(水蒸汽)联合干燥，实现了电厂余热的拓展和综合利用，避免了单一干燥方式的限制，使得系统更为灵活。且采用分级加热和梯级干燥，可充分利用不同温度热源所具有的能级水平，高温热源(低压缸蒸汽)加热高温物料，低温热源(热水)加热低温物料，实现热量梯级利用，有利于提高干燥过程的能效，并进而提高机组整体的热效率。

(3)独特的烟气干燥机构兼有流化、松动煤层并在一定程度上起到防堵的作用，降低供风压力，因此比常规的煤样加装干燥单元的原煤仓相比，原煤落料更为顺畅。

(4)由于从源头上解决了大粒度、高含水率煤的干燥问题，使得后续原煤的破碎和制粉等难度降低，因此这些环节的耗电显著下降，从而整体上降低电厂总能耗；而且由于干燥温度低、煤炭粒度大，不会出现煤粉干燥容易出现的煤粉爆炸等安全隐患。

附图说明

图1是本实用新型中原煤仓的主视图；

图2是本实用新型中原煤仓的侧视图；

图3是本实用新型图2中A-A的剖视图；

其中：1为原煤仓，2为低温工质进口联箱、3为高温工质进口联箱、4为烟风干燥进口联箱、5为布气管、6为换热管、7为低温工质出口联箱、8为高温工质出口联箱、9为干燥风出口，10为干燥风入口。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。

图1是本实用新型中原煤仓的主视图，图中一种利用电站余热对低阶煤进行预干燥的原煤仓，包括底部设置支架的原煤仓1，在原煤仓1水平设置两处换热机构和用于通入热烟风的烟风干燥机构，两处换热机构由上到下依次设置在原煤仓1的上中部，换热机构中包括多层换热管6，烟风干燥机构中包括多层水平布置的布气管5，换热管6垂直于布气管5设置，布气管5分散在多层换热管6之间，在竖直方向，多层所述的布气管5中相邻两层之间间隔相同的距离设置在所述换热管6之间，即布气管5和换热管6交错设置。

图2是本实用新型中原煤仓的侧视图；图3是本实用新型图2中A-A的剖视图；从图中可知，原煤仓1截面为圆形或方形结构，上部呈规则的圆形或方形结构，下部呈缩口形状，低阶煤储存于仓体内，因原煤仓1的结构，上端直径较大，故将最上层布气管5设置两根，下方的布气管5每层设置一根。经过合理布置的换热组件设置在仓体内，不影响正常储煤和落料；在原煤仓1外设置保温层，用于对原煤仓1进行保温，有利于减少原煤仓1的散热，提高热能利用效率。

换热机构包括进口联箱、多层换热管6和出口联箱，可选地，多层换热管6在所述原煤仓1内水平设置，或者直线贯穿原煤仓1内外，多层换热管6的一端共同连接到进口联箱，另一端共同连接到出口联箱，在换热管外表面设置翅片管。下处的换热管两端连接高温工质进口联箱3和高温工质出口联箱8，上处的换热管6两端连接低温工质进口联箱2和低温工质出口联箱7。

烟风干燥机构包括烟风干燥进口联箱4和多层布气管5，烟风干燥进口联箱4设置在原煤仓1外侧，多层布气管5一端共同连接到烟风干燥进口联箱，另一端设置在所述原煤仓1内，烟风干燥进口联箱外水平设置干燥风入口10。布气管5上竖直开有若干个开孔，在所述布气管5上方设置有用于防止煤尘、煤粒进入布气管的挡板，布气管5的设置满足了低阶煤干燥、防止煤起拱、堵塞的作用，同时降低了供风压力；烟风从布气管5中流出后，通过烟风通道从设置在原煤仓1上方的干燥风出口中出去，进入锅炉后面的烟气净化系统净化后排放。

进口联箱和出口联箱设置在原煤仓1外的同一侧，即换热管6的一端连接进口联箱，换热管6围绕着原煤仓1一圈或者以直线的形式布置在原煤仓1后连接到出口联箱。换热管6外表面可加装翅片管，提高干燥效果，可以根据需要将换热管6设置成不同形状，可以是方形、圆形；根据仓体1内煤炭落料情况，换热管6也可以是光管，可减少流动阻力。

进入锅炉制粉系统之前的原煤储存于原煤仓中以备使用，同时，原煤仓1作为低阶煤的干燥场所；原煤可以是高含水率的低阶煤，如褐煤，也可以是其他含水率不满足电厂要求的煤炭。

低阶煤的干燥热源来自于锅炉机组的余热，可以为：

1)脱硫浆液换热后的工质水，指通过热泵将湿法烟气脱硫的循环水热能提质生成的热水；

2)低温省煤器加热后的水；

3)低压缸蒸汽；

4)空预器(空气预热器)后的烟气；

5)干除渣系统的热风，指锅炉底渣使用干式除渣系统时冷却所产生的热空气等。

在上处的换热机构中通入采用脱硫浆液换热后的工质水或省煤器加热后的热水。

在下处的换热机构中通入低压缸蒸汽；或者两处换热机构内均通入较高温度的工质。

两处换热机构，位于上处的换热机构内通入低温工质，位于下处的换热机构内通入高温工质，在上处的换热机构中通入采用脱硫浆液换热后的工质水或省煤器加热后的热水，在下处的换热机构中通入低压缸蒸汽，以实现热量的分级利用，提高能量利用率。工质从进口联箱进入换热管6，将热量通过换热管传给原煤仓1内的煤，放热后已降温的水从换热管出口进入出口联箱，然后返回到工质循环系统内。

烟风干燥机构中的布气管5在原煤仓内分层均匀布置。烟风干燥机构中的热源使用空预器后的烟气或锅炉干除渣系统产生的热风。烟气兼有流化、松动煤层并在一定程度上起到防堵的作用。热的烟风通过输送设备经烟风干燥进口联箱送入原煤仓内的布气管，均匀的进入原煤仓1，与原煤仓1内的低阶煤直接接触传热，对煤进行预热干燥。低阶煤经过加热，其中所含水分部分蒸发为水蒸气，这部分水蒸气被通入的烟风携带，通过原煤仓1内的烟风通道，通到原煤仓1上部的空间，经原煤仓1顶部设置的出气口排出，进入锅炉机组的烟气环保治理设施入口，经净化后与烟气共同排放。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种利用电站余热对低阶煤进行预干燥的原煤仓，其特征在于，包括原煤仓，在原煤仓水平设置多处换热机构和用于通入热烟风的烟风干燥机构，多处换热机构由上到下依次设置，各换热机构包括多层换热管，烟风干燥机构包括多层水平布置的布气管，各换热管垂直于布气管设置，布气管分散在多层换热管之间。

2.如权利要求1所述的原煤仓，其特征在于，所述换热机构还包括进口联箱和出口联箱，多层所述的换热管在所述原煤仓内水平设置，多层换热管的一端共同连接到进口联箱，另一端共同连接到出口联箱。

3.如权利要求1所述的原煤仓，其特征在于，所述烟风干燥机构还包括烟风干燥进口联箱，烟风干燥进口联箱设置在原煤仓外侧，多层所述的布气管一端共同连接到烟风干燥进口联箱，另一端设置在所述原煤仓内。

4.如权利要求1所述的原煤仓，其特征在于，在所述的顶部换热机构中通入采用脱硫浆液换热后的工质水或省煤器加热后的热水。

5.如权利要求1所述的原煤仓，其特征在于，在所述的底部换热机构中通入低压缸蒸汽。

6.如权利要求1所述的原煤仓，其特征在于，在竖直方向，多层所述的布气管中相邻两层之间间隔相同的距离设置在所述换热管之间。

7.如权利要求2所述的原煤仓，其特征在于，所述进口联箱和出口联箱设置在所述原煤仓外的同一侧。

8.如权利要求1所述的原煤仓，其特征在于，在所述换热管外表面设置翅片管。

9.如权利要求1所述的原煤仓，所述布气管上开有若干个开孔，在所述布气管上方设置有用于防止煤尘、煤粒进入布气管的挡板。

10.如权利要求1所述的原煤仓，在所述原煤仓外设置保温层。