一种增设流化床干燥降低燃煤电厂煤耗的方法 |
|||||||
| 申请号 | CN201010123252.5 | 申请日 | 2010-03-09 | 公开(公告)号 | CN102192639A | 公开(公告)日 | 2011-09-21 |
| 申请人 | 天华化工机械及自动化研究设计院; 国家干燥技术及装备工程技术研究中心; 兰州瑞德干燥技术有限公司; | 发明人 | 赵旭; 张麦奎; 窦岩; 蒋永中; 史晋文; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提出的是一种增设 流化床 干燥降低燃 煤 电厂煤耗的方法，即在现有燃煤 锅炉 发 电机 组中的 煤粉 料仓+称重皮带与磨煤机之间增设流化床干燥系统，并从 汽轮机 抽出做过部分功的 过热 蒸汽 作为干燥介质，利用 过热蒸汽 的 显热 和 潜热 使煤粉中的 水 份 蒸发 ，过热蒸汽冷凝成水后通过凝液水 泵 送入汽轮机组的除 氧 器循环使用。本发明的特点是节煤降耗、余热 回收利用 、减少二氧化 碳 排放量 ，适应国家节能减排的产业政策。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种增设流化床干燥降低燃煤电厂煤耗的方法，其特征是：在燃煤锅炉发电机组的煤粉料仓(1)中原煤经称重皮带(2)计量后进入增设流化床煤干燥系统中，流化床煤干燥系统包括锁气器(20)、流化床干燥机(21)、除尘器(22)、锁气器(23)、换热器(24)、循环风机(25)、凝液罐(26)和凝液泵(27)；由汽轮机4段或5段抽汽来的过热蒸汽进入增设的流化床干燥机(21)中，对煤粉进行干燥，煤粉中蒸发出来的水蒸气和不凝气进入除尘器(22)中除尘后尾气经经循环风机(25)增压进入换热器(24)中，加热后的尾气作为流化风和干燥风进入流化床干燥器(21)中，循环使用；干燥后的煤粉进入磨煤机(3)中，过热蒸汽凝结成水进入凝液罐(23)中，经凝液泵(24)增压后进入除氧器(13)与经过多级低压加热器加热后的凝结水混合并一起脱氧后成为锅炉给水，脱氧后的锅炉给水由给水泵(14)依次送入5号高压加热器(15)、6号高压加热器(16)、7号高压加热器(17)再次加热，加热介质为汽轮机的3段、2段、1段抽汽后进入省煤器在锅炉系统进一步加热后进入汽包内汽液分离，饱和蒸汽排出汽包，进入锅炉过热器加热后成为过热蒸汽进入汽轮机发电，进行朗肯循环； |
||||||
| 说明书全文 | 一种增设流化床干燥降低燃煤电厂煤耗的方法技术领域背景技术[0002] 燃煤蒸汽发电机组都是基于朗肯循环的凝汽式发电机组，燃煤锅炉发电机组蒸汽动力循环系统，其工作过程是：原始煤经磨煤机干燥、研磨成煤粉后进入锅炉中燃烧放出热量，水在锅炉汽包中定压吸热汽化为饱和蒸汽。饱和蒸汽在过热器中吸热成过热蒸汽，过热蒸汽通过汽轮机膨胀对外做功，并有一定的热损失，在汽轮机尾段出口汽轮机膨胀做功后的乏汽进入凝汽器进行冷源散热后凝结成水，由凝液泵依次送入轴封加热器、多级低压加热器(1号低压加热器、2号低压加热器、3号低压加热器、4号低压加热器)在逐级加热后进入除氧器除氧后经给水泵增压后进入多级高压加热器(5号高压加热器、6号高压加热器、7号高压加热器)再次加热后进入省煤器在锅炉系统进一步加热后进入汽包内汽液分离，饱和蒸汽排出汽包，进入锅炉过热器内加热成具有一定温度的过热蒸汽，过热蒸汽进入汽轮机发电。 [0003] 上述流程存在的问题是： [0005] ②过热蒸汽通过汽轮机发电，过热蒸汽的热能转化为电功的转化率不足50％，发电效率不高的原因是汽轮机通过抽汽加热凝液的方法利用了1/3左右蒸汽的蒸发潜热，2/3蒸汽的蒸发潜热无法利用，只能通过凝汽器被冷凝介质带走，通过凉水塔或空冷岛散失，成为无法利用的最大热消耗，即凝汽发电机组的冷源损失。 发明内容[0006] 鉴于上述，本发明的目的在于提供一种增设流化床干燥降低燃煤电厂煤耗的方法，即在现有燃煤锅炉发电机组的煤粉料仓+称重皮带与磨煤机之间增设增设流化床干燥系统，并从汽轮机抽出做过部分功的过热蒸汽作为干燥介质，利用过热蒸汽的显热和潜热使煤粉中的水份蒸发，过热蒸汽冷凝成水后通过凝液水泵送入汽轮机组的除氧器循环使用。 [0007] 本发明的目的是这样实现的： [0008] 一种增设流化床干燥降低燃煤电厂煤耗的方法，其特征是：在燃煤锅炉发电机组的煤粉料仓中原煤经称重皮带计量后进入增设流化床煤干燥系统中，流化床煤干燥系统包括锁气器、流化床干燥机、除尘器、锁气器、换热器、循环风机、凝液罐和凝液泵；由汽轮机4段或5段抽汽来的过热蒸汽进入增设的流化床干燥机中，对煤粉进行干燥，煤粉中蒸发出来的水蒸气和不凝气进入除尘器中除尘后尾气经经循环风机增压进入换热器中，加热后的尾气作为流化风和干燥风进入流化床干燥器中，循环使用。干燥后的煤粉进入磨煤机中，过热蒸汽凝结成水进入凝液罐中，经凝液泵增压后进入除氧器与经过多级低压加热器加热后的凝结水混合并一起脱氧后成为锅炉给水，脱氧后的锅炉给水由给水泵依次送入5号高压加热器、6号高压加热器、7号高压加热器再次加热，加热介质为汽轮机的3段、2段、1段抽汽后进入省煤器在锅炉系统进一步加热后进入汽包内汽液分离，饱和蒸汽排出汽包，进入锅炉过热器加热后成为过热蒸汽进入汽轮机发电，进行朗肯循环。 [0009] 上述增设的流化床煤干燥系统中，干燥介质来自汽轮机的抽汽，抽汽可以为1段、2段、3段、4段、5段、6段或7段抽汽，蒸汽压力为0.6～0.8Mpa。 [0010] 上述增设的流化床煤干燥系统中，流化床干燥机可是卧式单室流化床、或为卧式多室流化床、或为立式单层流化床、或为立式多层流化床。 [0011] 上述增设的流化床煤干燥系统中，除尘器为干法除尘器，干法除尘器为如旋风分离器、或为袋式除尘器、或为电除尘器；或为湿法除尘器，湿法除尘器为文丘里湿法除尘器、或为冲激湿法除尘器、或为湿法洗涤塔。 [0012] 上述增设的流化床煤干燥系统可用于需要制粉系统的煤粉锅炉系统，或用于不需要制粉的循环流化床锅炉系统。 [0013] 对比现有技术和本发明技术，节能效果说明如下： [0014] 燃煤锅炉发电机组需要的燃煤，无论是在现有技术方案中锅炉炉膛内蒸发水分，还是在本发明技术方案中增设的流化床干燥机内蒸发水分，均可看作燃煤的脱水干燥过程，所需热量都是煤在锅炉燃烧产生的燃烧热提供，但提供方式不同： [0015] (1)现有技术中，煤粉中的水在制粉系统和锅炉炉膛内蒸发热量是煤粉燃烧热直接提供；只要煤粉中有水，燃烧的一部分热量将用于水的蒸发，煤中水量越多，消耗的煤量也大，反之消耗的煤量也少。 [0016] (2)本发明技术中，煤粉中的水在增设流化床干燥机内蒸发，需要的热量由汽轮机做过部分功的抽汽间接换热提供，自汽轮机抽出过热蒸汽用于增设流化床干燥机干燥煤粉的过程与凝汽器把过热蒸汽冷凝成水的过程类似，增设流化床干燥机干燥煤粉消耗的热量一部分为显热，一部分为蒸汽潜热，过热蒸汽在流化床干燥机和空气加热器内冷凝成水放出的热量大部分是蒸汽潜热，是凝汽器散去的冷源，研究发现汽轮机抽汽用于流化床干燥机干燥的热量与汽轮机排出泛汽在凝汽器冷凝的冷源散热损失相同，干燥消耗多少汽轮机抽出蒸汽的热量，冷源将减少相同数量的散热损失，因此，在进入制粉系统或锅炉前增设流化床干燥系统将减少发电机组的煤耗量，降低自用电率，下面举例说明。 [0018] [0019] [0020] 对于发电功率为634.34MW的常规机组，按燃煤不干燥，也不抽汽的常规机组设计时机组燃煤耗量为：354t/h(全水分33.4％，湿基)。 [0021] 如将燃煤干燥到8％，采用五段抽汽120t/h(抽汽参数为：0.57MPa(A)，280.3℃过热蒸汽)用于燃煤干燥，将燃煤的水分干燥到8％时，机组实际煤耗248t/h(8.0％，湿基)，折合干燥前煤量342.57t/h(全水分33.4％，湿基)，燃煤干燥到8％的干燥抽汽机组比常规机组节约煤量为： [0022] 354-342.57＝11.43t/h，折合标准煤：9.46g/kWh。 [0023] 如将燃煤干燥到15％，采用五段抽汽干燥，需要抽汽100t/h(抽汽参数为：0.57MPa(A)，280.3℃过热蒸汽)用于燃煤干燥，此时，燃烧水分为15％的干燥煤质的抽汽(干燥)机组的实际煤耗271t/h(15.0％，湿基)，折合干燥前煤量345.86t/h(全水分 33.4％，湿基)，燃煤干燥到15％的干燥抽汽机组比常规机组节约煤量为： [0024] 实际节约煤量为：＝354-345.86＝8.14t/h，折合标准煤：6.64g/kWh。 [0025] 以上举例说明，采用抽汽间接加热干燥降低燃煤水份具有显著的节能效果。 [0026] 本发明的技术特点是： [0027] (1)本发明是燃煤蒸汽发电机组和流化床煤干燥系统二种常规技术组合的新工艺，设备采用常规或标准设备，系统简单，可操作性高。 [0028] (2)本发明中燃煤蒸汽发电机组汽轮机发电利用的是过热蒸汽机械能和显热，增设流化床干燥机主要利用的是汽轮机发电后的无法利用的潜热，减少了凝汽发电机组冷源损失。 [0029] (3)本发明中利用汽轮机发电后的过热蒸汽潜热通过增设流化床干燥机对煤粉进行干燥，降低进入制粉系统和锅炉中煤粉的水分，减少因煤粉中水分蒸发而消耗的煤粉量，节煤降耗。由于进入锅炉中煤粉量的减少，也减少了二氧化碳的排放量。 [0030] (4)本技术中增设流化床干燥机利用的是汽轮机发电后的过热蒸汽潜热，过热蒸汽凝结成水，并回到锅炉中循环利用，对锅炉及汽轮机水系统无影响。 [0032] 图1是本发明的工艺流程图。 [0033] 图中：1-煤粉料仓、2-称重皮带、3-磨煤机、4-锅炉、5-汽轮机、6-凝汽器、7-凝结水泵、8-轴封加热器、多级低压加热器(9-1号低压加热器、10-2号低压加热器、11-3号低压加热器、12-4号低压加热器)、13-除氧器、14-给水泵、多级高压加热器(15-5号高压加热器、16-6号高压加热器、17-7号高压加热器)、18-助燃风机、19-煤粉输送风机(注：1～19设备为燃煤蒸汽发电机组)20-锁气器、21-流化床干燥机、22-除尘器、23-锁气器、 24-换热器、25-循环风机、26-凝液罐、27-凝液泵(注：20～27设备为增设的流化床煤干燥系统) 具体实施方式[0034] 本实施例中增设的流化床煤干燥系统包括锁气器20、流化床干燥机21、除尘器22、锁气器23、换热器24、循环风机25、凝液罐26和凝液泵27，流化床干燥机21上、下部置有锁气器20和锁气器23；采用的流化床干燥机21为带内换热管的卧式多室流化床干燥机；除尘器22为布袋除尘器，流化床煤干燥系统的锅炉4为制粉系统的煤粉锅炉系统。 [0035] 下面结合附图1对一种增设流化床干燥降低燃煤电厂煤耗的工艺流程再作进一步的描述： [0036] 煤粉料仓1中原煤经称重皮带2计量后经锁气器20进入流化床干燥机21中，利用汽轮机5段抽出的过热蒸汽对煤粉进行干燥，过热蒸汽的压力为0.7Mpa。干燥后的煤粉进入磨煤机3研磨成煤粉，同时环境空气经煤粉输送风机19增压，经锅炉4空气预热器加热后进入磨煤机3，把煤粉吹入锅炉4炉膛中，助燃风机18助燃煤粉燃烧。锅炉4炉膛煤粉燃烧放出热量，使锅炉4汽包中的水定压吸热汽化为饱和蒸汽，饱和蒸汽在锅炉4过热器中吸热成过热蒸汽，过热蒸汽通过汽轮机5膨胀对外做功发电，在汽轮机内发电做功后的低压蒸汽(乏汽)进入凝汽器6凝结成水放出潜热，在凝结水泵7增压下，将凝结水依次送入轴封加热器8和多级低压加热器——1号低压加热器9、2号低压加热器10、3号低压加热器11、4号低压加热器12逐级加热后进入除氧器13除氧，加热介质分别来自汽轮机的7段、6段、5段、4段抽汽。经除氧后的锅炉用水由锅炉给水泵14增压后进入多级高压加热器—— 5号高压加热器15、6号高压加热器16、7号高压加热器17再次加热，加热介质为汽轮机的 3段、2段、1段抽汽，后进入省煤器在锅炉系统进一步加热后进入汽包内汽液分离，饱和蒸汽排出汽包，进入锅炉过热器内加热后成为过热蒸汽进入汽轮机发电，进行朗肯循环。 [0037] 汽轮机4段抽汽来的过热蒸汽分为两路，一路进入增设的流化床干燥机换热管中，另一路进入加热器内，提供的热量都是对煤粉进行干燥，煤粉中蒸发出来的水蒸气和不凝气进入布袋除尘器中除尘后，尾气经循环风机增压，经蒸汽加热器加热后进入流化床干燥机内作为干燥煤粉的流化风和干燥风循环使用，干燥后的煤粉进入磨煤机中，流化床干燥机换热管和加热器内的过热蒸汽凝结成水进入凝液罐中，经凝液泵增压后进入除氧器进行脱氧处理。 [0038] 由汽轮机4段或5段抽汽来的过热蒸汽分为两路，一路进入增设的流化床干燥机换热管中，另一路进入加热器内，提供的热量都是对煤粉进行干燥，进入增设的流化床干燥机21和换热器24中，对煤粉进行干燥，煤粉中蒸发出来的水蒸气和不凝气进入布袋除尘器21中除尘后尾气经循环风机25增压进入换热器24中，加热后的尾气作为流化风和干燥风进入流化床干燥器21中，循环使用。干燥后的煤粉进入磨煤机3中，过热蒸汽凝结成水进入凝液罐23中，经凝液泵24增压后进入除氧器13与经过多级低压加热器加热后的凝结水混合并一起脱氧后成为锅炉给水，脱氧后的锅炉给水由给水泵14依次送入多级高压加热器——5号高压加热器15、6号高压加热器16、7号高压加热器17再次加热，加热介质为汽轮机的3段、2段、1段抽汽后进入省煤器，在锅炉系统进一步加热后进入汽包内汽液分离，饱和蒸汽排出汽包，进入锅炉过热器加热后成为过热蒸汽进入汽轮机发电，进行朗肯循环。 |
||||||
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈