过热蒸汽干燥制粉系统技术方案

本发明专利技术涉及煤粉制备领域，具体涉及了一种保证安全可靠运行的过热蒸汽干燥制粉系统，用于对原煤进行磨制与干燥得到煤粉，同时有效回收原煤中的水分，包括:汽粉生成干燥装置，用于对原煤进行磨制形成汽粉混合物并且通过干燥剂对原煤进行干燥；汽粉分离装置，包含：煤粉收集器；干燥剂生成装置，包含：乏汽管道、连通在乏汽管道上输送乏汽管道的部分水蒸汽的乏汽循环管道、对水蒸汽进行加热从而形成作为干燥剂的过热蒸汽的乏汽加热器、将干燥剂输送至汽粉生成干燥装置中进行循环的过热蒸汽管道；以及蒸汽水回收装置，包含：乏汽输出管道、及对水蒸汽进行回收的蒸汽回收器，其中，乏汽加热器通过利用外部热源对水蒸汽进行间壁式加热得到过热蒸汽。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力、冶金及化工等行业中的煤粉制备领域，具体涉及一种能够安全地运行的过热蒸汽干燥制粉系统。
技术介绍
我国是一个富煤少油缺气的国家，煤炭在我国能源供应中一直处于核心主导地位，在未来相当长时期内，以煤为主的能源结构在我国会一直持续下去。目前在我国，煤炭总产量的55％用于燃煤火力发电，而在电源结构方面，火力发电是我国主要发电方式，我国约80％的电力供应来自于火电机组。由于煤粉燃烧具有燃烧效率高、技术成熟等优点，绝大部分燃煤电站锅炉采用的是带有制粉系统的煤粉悬浮燃烧方式。褐煤与烟煤锅炉多采用直吹式制粉系统，一般是以炉烟和热风混合物或热风作为制粉系统干燥剂；贫煤与无烟煤多采用中间储仓式制粉系统，一般是以热风作为制粉系统干燥剂。近年来，随着电煤价格快速上涨和优质煤炭储量在煤炭总储量中比例的逐渐下降，利用高水分褐煤燃烧发电成为了电力行业高度关注的突出问题。在全世界范围内褐煤约占世界煤炭总储量的40％，在我国褐煤储量2900亿吨，约占国内煤炭总储量的16％。褐煤是煤化程度最低的煤种，具有水分高、挥发分高、热值低、在空气中易风化易自燃等特点，所以难以贮存，也不宜长距离运输。我国褐煤的3/4分布在内蒙古及东北地区，这些褐煤全水分在25～40％，属老年褐煤；其余褐煤主要分布在云南地区，这些褐煤全水分在40～60％，含木质纤维，属年轻褐煤；而国外如澳大利亚、德国、塞尔维亚、印尼等国褐煤的水分更高，可高达70％。目前褐煤利用的主要途径是通过坑口电站燃烧发电，锅炉一般均采用直吹式制粉系统。但对于高水分褐煤，采用直吹式制粉系统使得锅炉一次风中含有大量炉烟及水蒸汽等惰性介质，加之炉膛温度又低，使得高水分褐煤存在突出的燃烧不稳定问题，致使锅炉难以安全可靠地运行，这严重制约了国内外高水分褐煤的有效利用。而且，由于褐煤反应活性高，褐煤煤粉易燃易爆，褐煤制粉系统的燃烧与爆炸问题也是一个长期一直困扰褐煤机组安全可靠运行的突出问题。另外，位于我国新疆准噶尔盆地东部“准东煤田”的煤炭预测储量达3900亿吨，是我国最大的整装煤田。准东煤除发热量较褐煤高以外，其它煤质特性与褐煤相似，也具有水分高(22～32％)、挥发分高、灰熔点低、磨损性低和易自燃的特点。目前业内针对准东煤开发的大型电站锅炉均采用直吹式制粉系统，然而，为保证制粉系统干燥出力和炉内稳定燃烧，锅炉均采用了很高的热风温度和一次风率。由此造成的结果是这些准东煤锅炉的排烟温度普遍较高(排烟温度一般在140℃以上)，相应地致使锅炉热效率和机组发电效率均较低；而且，过高的一次风率使得炉内低NOX燃烧的组织较为困难，即炉膛出口烟气中NOX含量较大，这显著增大了锅炉后续烟气脱硝的压力和成本。另一方面，我国褐煤主要产区(内蒙古东部地区)及准东煤产区(新疆地区)均为极度缺水地区。由于火电机组需要消耗大量水，水资源匮乏已经成为了这些地区开展电源基地建设从而开发利用褐煤及准东煤资源的首要制约因素。然而，众所周知，制粉系统同时也是一个干燥系统，为保证煤粉气流入炉后稳定燃烧，要求制粉系统将原煤干燥至含水率很低的煤粉水分。电站锅炉燃煤量巨大，故大量煤中水分在制粉系统内蒸发为水蒸汽随煤粉进入了炉膛，成为锅炉烟气的组成成分之一。因而，若能将原煤中水分予以回收，对我国褐煤及准东煤利用具有非常重要的生态保护意义。但由于炉内大量干烟气(主要是N2、CO2和过量干空气)的稀释，锅炉排烟的含湿量和水露点温度很低，这使得通过冷却锅炉排烟从而回收其中的水分变得非常困难。以某燃全水分40％褐煤的在役600MW机组为例，其锅炉排烟量为2800t/h，虽然排烟中含有270t/h水分，但排烟水露点只有53℃(水蒸汽容积份额15％)。可见，由于干烟气量巨大且水露点低，回收排烟中水分需要庞大的烟气冷却换热器和温度足够低的大量冷却介质，这使得从排烟中回收水分仅在理论上可行，至今未有通过冷却电站锅炉排烟从而实现烟气水回收的工程应用。
技术实现思路
本专利技术是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种具有突出节能效果及水回收效益，而且能够保证安全运行并且制成的煤粉质量更好的过热蒸汽干燥制粉系统。本专利技术提供了一种过热蒸汽干燥制粉系统，用于对原煤进行处理得到煤粉，可以具有这样的特征,包括:汽粉生成干燥装置，用于对原煤进行磨制形成汽粉混合物并且通过干燥剂对原煤进行干燥；汽粉分离装置，用于对汽粉混合物进行分离，包含：对汽粉混合物进行分离得到煤粉和水蒸汽的煤粉收集器；干燥剂生成装置，生成干燥剂，包含：与煤粉收集器相连接用于输送水蒸汽的乏汽管道、与乏汽管道相连通用于输送乏汽管道的部分水蒸汽的乏汽循环管道、对乏汽循环管道中的水蒸汽进行加热从而形成作为干燥剂的过热蒸汽的乏汽加热器、将干燥剂输送至汽粉生成干燥装置中进行循环的过热蒸汽管道；以及蒸汽水回收装置，包含：与乏汽管道相连通用于输送乏汽管道的另一部分水蒸汽的乏汽输出管道、及对乏汽输出管道输出的水蒸汽进行回收的蒸汽回收器，其中，乏汽加热器通过利用外部热源对水蒸汽进行间壁式加热得到过热蒸汽。在本专利技术所提供的过热蒸汽干燥制粉系统中，还可以具有这样的特征：其中，汽粉生成干燥装置包含：对原煤进行磨制形成汽粉混合物的磨煤机、与磨煤机的出口相连接用于对被干燥剂进行干燥后的汽粉混合物中的粗粉进行分离的粗粉分离器、及与煤粉收集器相连接用于对煤粉进行贮存的煤粉仓。在本专利技术所提供的过热蒸汽干燥制粉系统中，还可以具有这样的特征：其中，汽粉生成干燥装置还包含：对原煤进行预干燥的原煤预干燥管，原煤预干燥管与磨煤机的入口相连接，对原煤进行预干燥。在本专利技术所提供的过热蒸汽干燥制粉系统中，还可以具有这样的特征：其中，原煤预干燥管的进口通过输送管连通至过热蒸汽管道上，过热蒸汽还作为预干燥剂对原煤预干燥管中的原煤进行预干燥。在本专利技术所提供的过热蒸汽干燥制粉系统中，还可以具有这样的特征：其中，干燥剂生成装置还包含：设在乏汽管道上用于从煤粉收集器中抽取水蒸汽的乏汽风机、及设置在过热蒸汽管道上用于对过热蒸汽进行增压的增压风机。在本专利技术所提供的过热蒸汽干燥制粉系统中，还可以具有这样的特征：其中，蒸汽水回收装置还包含：用于抽取蒸汽回收器中冷凝后的剩余气体的抽气器、用于对剩余气体进行燃烧的燃烧装置。在本专利技术所提供的过热蒸汽干燥制粉系统中，还可以具有这样的特征：其中，干燥剂生成装置还包含：与乏汽循环管道相连通用于输送气体的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种过热蒸汽干燥制粉系统，用于对原煤进行处理得到煤粉，其特征在于,包括:汽粉生成干燥装置，用于对所述原煤进行磨制形成汽粉混合物并且通过干燥剂对所述原煤进行干燥；汽粉分离装置，用于对所述汽粉混合物进行分离，包含：对所述汽粉混合物进行分离得到所述煤粉和水蒸汽的煤粉收集器；干燥剂生成装置，生成所述干燥剂，包含：与所述煤粉收集器相连接用于输送所述水蒸汽的乏汽管道、与所述乏汽管道相连通用于输送所述乏汽管道的部分所述水蒸汽的乏汽循环管道、对所述乏汽循环管道中的水蒸汽进行加热从而形成作为干燥剂的过热蒸汽的乏汽加热器、将所述干燥剂输送至所述汽粉生成干燥装置中进行循环的过热蒸汽管道；以及蒸汽水回收装置，包含：与所述乏汽管道相连通用于输送所述乏汽管道的另一部分所述水蒸汽的乏汽输出管道、及对所述乏汽输出管道输出的水蒸汽进行回收的蒸汽回收器，其中，所述乏汽加热器通过利用外部热源对所述水蒸汽进行间壁式加热得到所述过热蒸汽。

【技术特征摘要】
1.一种过热蒸汽干燥制粉系统，用于对原煤进行处理得到煤粉，其
特征在于,包括:
汽粉生成干燥装置，用于对所述原煤进行磨制形成汽粉混合物并
且通过干燥剂对所述原煤进行干燥；
汽粉分离装置，用于对所述汽粉混合物进行分离，包含：对所述
汽粉混合物进行分离得到所述煤粉和水蒸汽的煤粉收集器；
干燥剂生成装置，生成所述干燥剂，包含：与所述煤粉收集器相
连接用于输送所述水蒸汽的乏汽管道、与所述乏汽管道相连通用于输
送所述乏汽管道的部分所述水蒸汽的乏汽循环管道、对所述乏汽循环
管道中的水蒸汽进行加热从而形成作为干燥剂的过热蒸汽的乏汽加
热器、将所述干燥剂输送至所述汽粉生成干燥装置中进行循环的过热
蒸汽管道；以及
蒸汽水回收装置，包含：与所述乏汽管道相连通用于输送所述乏
汽管道的另一部分所述水蒸汽的乏汽输出管道、及对所述乏汽输出管
道输出的水蒸汽进行回收的蒸汽回收器，
其中，所述乏汽加热器通过利用外部热源对所述水蒸汽进行间壁
式加热得到所述过热蒸汽。
2.根据权利要求1所述的过热蒸汽干燥制粉系统，其特征在于:
其中，所述汽粉生成干燥装置包含：对所述原煤进行磨制形成所
述汽粉混合物的磨煤机、与所述磨煤机的出口相连接用于对被所述干
燥剂进行干燥后的所述汽粉混合物中的粗粉进行分离的粗粉分离器、
及与所述煤粉收集器相连接用于对所述煤粉进行贮存的煤粉仓。
3.根据权利要求2所述的过热蒸汽干燥制粉系统，其特征在于:
其中，所述汽粉生成干燥装置还包含：对所述原煤进行预干燥的
原煤预干燥管，
所述原煤预干燥管与所述磨煤机的入口相连接，对所述原煤进行
预干燥。
4.根据权利要求3所述的过热蒸汽干燥制粉系统，其特征在于:...

【专利技术属性】
技术研发人员：马有福，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：上海;31