过热蒸汽干燥制粉型燃煤发电系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种过热蒸汽干燥制粉型燃煤发电系统，用于对原煤进行燃烧后驱动发电机发电，包括：锅炉机组，包含：制粉子系统、锅炉主机子系统、送风送粉子系统以及乏汽水回收子系统；以及汽轮机组，其中，制粉子系统包含：汽粉生成干燥装置、汽粉分离装置、及生成干燥剂的干燥剂生成装置，乏汽加热器利用汽轮机的抽汽的凝结放热对乏汽加热器中的乏汽进行加热形成过热蒸汽，乏汽水回收子系统包含：利用汽轮机组的低温凝结水和环境冷风对乏汽的一部分进行冷凝回收的乏汽水回收装置，环境冷风被乏汽的热量预热得到温风，空气预热器对温风的一部分进行加热得到热风，热风的一部分与温风的另一部分在一次风混合室混合后作为一次风进入风粉混合器。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术提供一种过热蒸汽干燥制粉型燃煤发电系统，用于对原煤进行燃烧后驱动发电机发电，包括：锅炉机组，包含：制粉子系统、锅炉主机子系统、送风送粉子系统以及乏汽水回收子系统；以及汽轮机组，其中，制粉子系统包含：汽粉生成干燥装置、汽粉分离装置、及生成干燥剂的干燥剂生成装置，乏汽加热器利用汽轮机的抽汽的凝结放热对乏汽加热器中的乏汽进行加热形成过热蒸汽，乏汽水回收子系统包含：利用汽轮机组的低温凝结水和环境冷风对乏汽的一部分进行冷凝回收的乏汽水回收装置，环境冷风被乏汽的热量预热得到温风，空气预热器对温风的一部分进行加热得到热风，热风的一部分与温风的另一部分在一次风混合室混合后作为一次风进入风粉混合器。【专利说明】过热蒸汽干燥制粉型燃煤发电系统
本技术涉及一种燃煤发电领域，具体涉及锅炉送风、过热蒸汽干燥制粉、煤中水分回收技术以及利用汽轮机的抽汽热量的过热蒸汽干燥制粉型燃煤发电系统。
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。因为燃煤电站具有大规模集中使用煤炭的特点，有利于做到高效、清洁利用煤炭，因而煤炭在国内外主要用于发电。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。目前我国新建电站仍以燃煤电站为主，电煤在煤炭总产量中的比例正在快速增长。然而，燃煤发电在生产电力的同时也排放大量的污染物，包括SO2、烟尘、NOjP 0)2等；而且，我国燃煤电站的发电净效率和发达国家相比仍有较大差距。因而，进一步提高能源利用效率从而既减少能源消耗又减少污染物排放，成为我国电力工业乃至整个国民经济实现可持续发展的重要又迫切的任务。 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尚，可尚达70%。 目前褐煤利用的主要途径是通过坑口电站燃烧发电，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。但与常规烟煤锅炉相比，这些褐煤锅炉热效率低、体积大价格高、温室气体排放量也较大。而且，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。同时，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。 此外，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。准东煤除放热量较褐煤高以外，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，故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°C以上)，相应的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，即炉膛出口烟气中勵)(含量较大，这显著增大了锅炉后续烟气脱硝的压力和成本。 进一步，在燃用高水分煤种的锅炉中，大量由煤中可燃物质燃烧而放出的热量被消耗于煤中水分蒸发为水蒸汽，由于这些水分最终是以水蒸汽状态排出锅炉，致使燃料实际放热的相当一部分被白白浪费。因而，现有的高水分燃煤锅炉往往表现为燃煤量巨大，单位发电量的污染物排放也明显较高。若以表征燃料实际放热量的高位发热量为基准计算锅炉热效率的话，高水分燃煤锅炉的热效率大幅低于一般的低水分燃煤锅炉。 近年来，火力发电行业广泛关注通过锅炉排烟余热的深度利用进一步提高电厂发电效率，典型的方式是在锅炉排烟烟道中布置低压省煤器，利用排烟余热加热低温的机组凝结水，从而减少低压加热器抽汽量，达到提高电厂效率的目的。显然，利用机组凝结水温度低的特点进行余热回收是电厂提高发电效率从而获得节能减排效益的有效途径之一，但因烟气的换热系数低，加之烟气与凝结水之间的换热温差较小，使得通过烟气加热凝结水的低压省煤器体积庞大，投资回收期较长，而且在电厂布置较为困难。 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。另外，火力发电厂是工业用水大户，而我国褐煤产区(例如内蒙古东部地区)大多属严重缺水地区，水资源匮乏成为影响坑口电源基地建设的重要制约因素。因而，若能将煤中水分予以回收，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烟气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°C (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与水蒸汽凝结潜热非常困难，至今未有通过冷却电站锅炉排烟从而实现烟气水回收以及热量回收的工程应用。
技术实现思路
本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水回收效益和节能效益，而且还能保证制粉系统安全运行和燃煤效率更高的过热蒸汽干燥制粉型燃煤发电系统。 本技术提供一种过热蒸汽干燥制粉型燃煤发电系统，用于对原煤进行燃烧以驱动发电机发电，其特征在于，包括:锅炉机组，用于对原煤进行燃烧产生热能，并利用热能将给水加热得到高温高压水蒸汽，包含:制粉子系统、锅炉主机子系统、送风送粉子系统以及乏汽水回收子系统；以及汽轮机组，利用高温高压水蒸汽做功从而驱动发电机发电，包含用于输送给水的给水管、用于输送高温高压水蒸汽的蒸汽输送管、及汽轮机，其中，制粉子系统包含:用于对原煤进行磨制并且通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种过热蒸汽干燥制粉型燃煤发电系统，用于对原煤进行燃烧以驱动发电机发电，其特征在于,包括:锅炉机组，用于对所述原煤进行燃烧产生热能，并且利用所述热能将给水加热得到高温高压水蒸汽，包含：制粉子系统、锅炉主机子系统、送风送粉子系统以及乏汽水回收子系统；以及汽轮机组，利用所述高温高压水蒸汽做功从而驱动所述发电机发电，包含用于输送所述给水的给水管、用于输送所述高温高压水蒸汽的蒸汽输送管、及汽轮机，其中，所述制粉子系统包含：用于对所述原煤进行磨制并且通过干燥剂对所述原煤进行干燥从而形成汽粉混合物的汽粉生成干燥装置、对所述汽粉混合物进行分离得到煤粉和乏汽的汽粉分离装置、及生成所述干燥剂的干燥剂生成装置，所述锅炉主机子系统用于将所述给水加热成为所述高温高压水蒸汽，包含：炉膛、与所述炉膛出口相连接的炉内烟道、位于所述炉膛入口位置的煤粉燃烧器，所述送风送粉子系统包含：与所述汽粉分离装置相连接用于输送煤粉的给粉机、与所述给粉机相连接的风粉混合器、与所述风粉混合器相连接的一次风混合室、位于所述炉内烟道尾部的空气预热器、及用于提供冷风的送风机，所述乏汽水回收子系统包含：与所述汽轮机组相连接并且与所述送风机相连接利用所述汽轮机组的低温凝结水和所述冷风对所述乏汽的一部分进行冷凝回收的乏汽水回收装置，所述汽粉分离装置包含：对所述汽粉混合物进行分离得到所述煤粉和所述乏汽的煤粉收集器，所述干燥剂生成装置包含：与所述煤粉收集器相连接用于输送所述乏汽的 乏汽管道、连通在所述乏汽管道上用于输送所述乏汽的另一部分的乏汽循环管道、与所述乏汽循环管道相连接对所述乏汽循环管道中的所述乏汽进行加热从而形成作为所述干燥剂的过热蒸汽的乏汽加热器、及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，所述乏汽加热器利用所述汽轮机的抽汽的凝结放热对所述乏汽加热器中的乏汽进行加热形成所述过热蒸汽，所述给粉机用于输送所述煤粉至所述风粉混合器，所述风粉混合器对来自所述送风送粉子系统的一次风和所述煤粉进行混合得到风粉混合物，所述乏汽水回收装置中的乏汽被所述汽轮机组的所述低温凝结水和所述送风机提供的所述冷风冷凝成为凝结水，所述冷风在所述乏汽水回收装置中被所述乏汽的热量预热得到温风，所述空气预热器对所述温风的一部分进行加热得到热风，所述热风的一部分与所述温风的另一部分在所述一次风混合室混合后作为所述一次风进入所述风粉混合器中，所述热风的另一部分作为二次风直接进入所述煤粉燃烧器中，所述煤粉燃烧器对所述风粉混合物中的所述煤粉进行燃烧，所述煤粉与所述一次风、所述二次风在所述炉膛中燃烧生成烟气。...

【技术特征摘要】

【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：新型
国别省市：上海;31