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1、10申请公布号CN103343954A43申请公布日20131009CN103343954ACN103343954A21申请号201310322906022申请日20130729F22B31/08200601F26B23/10200601F23L15/00200601F23K1/0020060171申请人华北电力大学地址102206北京市昌平区朱辛庄北农路2号华北电力大学72发明人庞力平曹勇张琪琛张文妍吕玉贤74专利代理机构北京众合诚成知识产权代理有限公司11246代理人张文宝54发明名称一种褐煤提质后燃烧或掺烧系统57摘要本发明属于大型电站锅炉系统领域,特别涉及一种褐煤提质后燃烧或掺烧系统。。
2、该系统将电站锅炉省煤器的出水口通过分水阀与滚筒干燥机的入水口连接,滚筒干燥机的蒸气出口与分离器连接,水出口与循环泵、混合器串联后与省煤器的入水口连接;滚筒干燥机的褐煤出口与电站锅炉的给煤机入口连接,分水阀的一条支路与炉膛的水冷壁联箱连接。根据掺烧比例确定褐煤干燥量,再根据褐煤干燥要求确定干燥剂量。该系统一方面可以干燥褐煤,最大限度减小褐煤掺烧且对锅炉的影响;另一方面褐煤干燥后可以回收大量水分,作为电站工业用水。51INTCL权利要求书1页说明书3页附图1页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图1页10申请公布号CN103343954ACN103343954。
3、A1/1页21一种褐煤提质后燃烧或掺烧系统,其特征在于,在电站锅炉的尾部出口端设置有低温再热器(10)、低温过热器(11)和省煤器(12);省煤器(12)的出水口通过分水阀(16)与滚筒干燥机(17)的入水口连接,滚筒干燥机(17)的蒸气出口与分离器(18)连接,水出口与循环泵(19)、混合器(20)串联后与管式空气预热器(12)的入水口连接;滚筒干燥机(17)的褐煤出口与电站锅炉的给煤机入口连接,分水阀(16)的一条支路与炉膛的水冷壁联箱连接。2根据权利要求1所述的一种褐煤提质后燃烧或掺烧系统,其特征在于,所述滚筒干燥机(17)采用间接换热方式。3根据权利要求1所述的一种褐煤提质后燃烧或掺烧。
4、系统,其特征在于,所述混合器(20)的一条支路与高压加热器的出水口连接,高压加热器的出水与滚筒干燥机(17)的出水混合后送往省煤器(12)参与循环。4根据权利要求1所述的一种褐煤提质后燃烧或掺烧系统,其特征在于,所述分离器(18)分离的蒸发水送入冷凝器凝结收集作为电站工业用水,分离出的煤粉送往磨煤机。权利要求书CN103343954A1/3页3一种褐煤提质后燃烧或掺烧系统技术领域0001本发明属于大型电站锅炉系统领域,特别涉及一种褐煤提质后燃烧或掺烧系统,主要用于燃烧和掺烧高水分褐煤的大容量控制循环锅炉和超(超)临界锅炉系统。背景技术0002由于我国的能源结构特点,火力发电仍然是最主要的发电形。
5、式。火力发电用煤根据煤化程度分为三大类褐煤、烟煤、无烟煤。烟煤因为其良好的性质广泛用于发电,近来随着烟煤供应日益紧张其价格不断上涨,许多电厂都采用燃烧或掺烧褐煤的方式解决烟煤供应紧张及发电成本高的问题。褐煤作为劣质煤的主要特点是挥发分含量高、水分含量高、低位发热量小、灰熔点比较低。0003由于褐煤以上特点,褐煤掺烧易出现以下问题0004因为褐煤水分高,烟煤掺烧褐煤时,会出现干燥出力急剧下降,造成制粉系统磨煤机出口温度过低情况,影响锅炉完全燃烧和低负荷燃烧稳定;褐煤挥发分含量高,干燥出力过高会造成制粉系统着火或爆炸的危险工况;褐煤的发热量低,与燃烧烟煤相同负荷下相比,总燃料消耗量增大,烟气量会增。
6、大,送风机、引风机可能出力不够需改造;另外烟气量增大也会使对流换热增强,引起过热蒸汽、再热蒸汽超温,甚至使受热面壁温过高导致爆管事故;褐煤灰熔点低,易引起炉膛、燃烧器区域结焦,过热器、再热器挂焦问题。0005现有的褐煤燃烧和掺烧方案对于以上问题采取的解决办法是0006抽取炉烟干燥,将烟气送入磨煤机内,高温或中温烟气送入磨煤机降低了制粉系统含氧量,减小了制粉系统爆炸危险,同时提高磨煤机干燥出力;对抽取炉烟干燥的新系统进行锅炉热力计算、制粉系统校核计算、烟风等性能计算;更换适合褐煤的燃烧器,进行燃烧调整优化。0007从汽轮机抽汽干燥,干燥后褐煤的质量提高,水分含量减少,低位发热量增大。相对干燥前对。
7、制粉系统干燥出力影响减小;燃料消耗量减小,烟气量变化小,对送风机、引风机、各级受热面对流吸热量、各级受热面管壁温度影响减小。从汽轮机抽汽干燥褐煤需引入褐煤干燥机及消耗一定量的汽轮机抽汽,对汽轮机有一定的影响,需提高锅炉蒸发量。0008采用抽炉烟和抽汽干燥褐煤的措施都可以在一定程度上解决了问题,但是也还存在一些问题,如抽炉烟提高干燥介质温度可能超过磨煤机的限度,抽炉烟导致抽取点后烟气量减少,使得抽取点后受热面吸热量减少,尤其是空气预热器吸热量减少导致一、二次风温降低;抽汽干燥褐煤使汽轮机做功蒸汽量减少,提高蒸发量对锅炉也会造成一定影响。本专利针对于以上问题提出了一种褐煤干燥提质掺烧系统设计方法。。
8、发明内容0009本文提出了一种褐煤提质后燃烧或掺烧系统,最大程度的减少褐煤掺烧过程中水分含量高对锅炉系统的影响。0010本发明采用的技术方案为说明书CN103343954A2/3页40011在电站锅炉的尾部出口端设置有低温再热器、低温过热器和省煤器;省煤器的出水口通过分水阀与滚筒干燥机的入水口连接,滚筒干燥机的蒸气出口与分离器连接,水出口与循环泵、混合器串联后与管式空气预热器的入水口连接;滚筒干燥机的褐煤出口与电站锅炉的给煤机入口连接,分水阀的一条支路与炉膛的水冷壁联箱连接。0012所述滚筒干燥机采用间接换热方式。0013所述混合器的一条支路与高压加热器的出水口连接,高压加热器的出水与滚筒干燥。
9、机的出水混合后送往省煤器参与循环。0014所述分离器分离的蒸发水送入冷凝器凝结收集作为电站工业用水,分离出的煤粉送往磨煤机。0015本发明的有益效果为0016该系统一方面可以干燥褐煤,最大限度减小褐煤掺烧且对锅炉的影响;另一方面褐煤干燥后可以回收大量水分,作为电站工业用水。例如,对于1000MW机组掺烧褐煤比例为70,将褐煤全水分从3050根据煤质情况干燥到1520左右,需要干燥提质后的煤约300T/H,对应需要干燥的褐煤约380T/H。干燥褐煤需要省煤器水量约250T/H,回收褐煤干燥蒸发水分约70T/H。附图说明0017图1为褐煤提质掺烧锅炉系统;0018图2为褐煤用量、干燥水用量的计算流。
10、程图。0019图中标号00201给煤机;2磨煤机;3分离器;4煤粉分配器;5燃烧器;6炉膛;7屏式过热器;8高温过热器;9高温再热器;10低温再热器;11低温过热器;12省煤器;13回转式空气预热器;14二次风机;15一次风机;16分水阀;17滚筒干燥机;18分离器;19循环泵;20混合器;具体实施方式0021本发明提供了一种褐煤提质后燃烧或掺烧系统,下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。0022该系统相对于原来的锅炉系统的改动在于增加了褐煤干燥提质部分,如图1所示。给煤机1与磨煤机2连接,磨煤机2通过分离器3及煤粉分配器4与炉膛6上的燃烧器5连接,炉膛6的顶部沿烟道依次设置屏式过热。
11、器7、高温过热器8及高温再热器9,炉膛6的烟道尾端设置低温再热器10、低温过热器11和省煤器12;炉膛6的烟道末端连接回转式空气预热器13;二次风机14的出风与回转式空气预热器13换热后连接到燃烧器5,一次风机15的出风与回转式空气预热器13换热后连接到磨煤机2或直接连接到磨煤机2。0023省煤器12的出水口通过分水阀16与滚筒干燥机17的入水口连接,滚筒干燥机17的蒸气出口与分离器18连接,水出口与循环泵19、混合器20串联后与管式空气预热器12的入水口连接;滚筒干燥机17的褐煤出口与电站锅炉的给煤机入口连接,分水阀16的一条支路与炉膛的水冷壁联箱连接。0024使用时,根据褐煤干燥要求,进行。
12、滚筒干燥机的热平衡计算确定干燥每千克褐煤说明书CN103343954A3/3页5需要的热量及蒸发的水分。根据褐煤掺烧比计算需要干燥的褐煤量,确定干燥需要消耗的总热量。根据每千克省煤器出口水在干燥机中的放热量确定干燥用水量。在保证锅炉蒸发量的条件下,会使得进入省煤器的流量及省煤器进出口温度会发生变化,需迭代计算以确定。计算流程如图2所示。0025从以上的干燥系统改造计算流程可以看出该系统的特点。一定量的水进入原省煤器吸热后,在其送往炉膛水冷壁联箱的管路上增加一个分水阀16,分水阀16的作用是根据褐煤掺烧干燥要求及干燥量确定干燥剂量。分水阀16后是滚筒式干燥机17,滚筒式干燥机17采用间接换热方式,干燥后的水经循环泵19加压后与高加水在混合器20混合后进入省煤器中循环使用。滚筒式干燥机17干燥提质后的煤直接送入磨煤机2,干燥蒸发的水经冷凝收集。说明书CN103343954A1/1页6图1图2说明书附图CN103343954A。