一种火电厂热解煤系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种火电厂热解煤系统，其中的低温热解装置包括相连的煤气焦油净化分离装置、低温干馏炉、高温换热器，所述低温干馏炉、高温换热器分别与电站锅炉相连，所述低温干馏炉的加热热源为高温换热器加热的煤气、电站锅炉内的高温烟气、电加热装置、补燃室的高温烟气中的至少一种；煤气焦油净化分离装置产生的洁净煤气、焦油及干馏炉产生的粗焦中的任意一种进入电站锅炉参与燃烧或对外销售。本实用新型专利技术不需要将原煤进行型化或高温焦化等复杂操作，直接将原煤在500‑600℃下干馏热解，简化生产工艺，即满足电厂的调峰需求，又可增加产品附加值，提高经济效益；同时，高效利用电站锅炉烟气余热，改造、运行成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种火电厂热解煤系统
本技术涉及火电站
，特别涉及火电厂热解煤系统。
技术介绍
研究发现，煤炭中赋存着较高的油气资源。因此煤炭热解技术能够提高煤炭的品质和利用效率，并且热解产物煤焦油和热解煤气能够作为石油和天然气的补充。而常规燃煤火力发电厂由于近几年煤炭价格上涨，进入电站锅炉的煤炭品质逐年下降，使得燃煤锅炉燃烧效率、锅炉效率都有所下降。目前的大型煤热解工艺中，存在大量的能源消耗及污染物排放，煤的热解过程中需要消耗煤自身或补燃气体的大量热值，烟气、废水等污染物处理成本高昂。另外，目前随着可再生能源发电比例的上升，越来越多的火电站面临长时间的低负荷调峰运行状态，现有的电站锅炉很难进行稳定的高经济性的低负荷运行。因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。
技术实现思路
有鉴于此，本技术旨在提出一种火电厂热解煤系统，以使电厂能够在确保经济性的前提下，通过对煤进行低温干馏，提升品质后的粗焦混合原煤进入锅炉燃烧，提升锅炉燃烧效率，另外，利用锅炉烟气或调峰电力或煤气作为煤热解的热源，从而保证电站锅炉低负荷稳定运行，增强火电厂的深度调峰能力。为达到上述目的，本技术的技术方案是这样实现的：一种火电厂热解煤系统，包括电站锅炉，还包括低温热解装置，所述低温热解装置包括依次相连的煤气焦油净化分离装置、低温干馏炉、高温换热器，所述低温干馏炉、高温换热器分别与电站锅炉相连，所述低温干馏炉的加热热源为高温换热器加热的煤气、电站锅炉内的高温烟气、电加热装置、补燃室的高温烟气中的至少一种；煤气焦油净化分离装置产生的洁净煤气、焦油及低温干馏炉产生的粗焦中的任意一种进入电站锅炉参与燃烧或对外销售。进一步的，所述低温干馏炉采用外热式低温热解炉或内热式低温热解炉。进一步的，所述低温热解装置与电站锅炉相邻设置，利用耐高温工质管将电站锅炉的高温烟气引入高温换热器，并利用引风机和耐高温工质管将换热后的烟气送回电站锅炉，所述耐高温工质管上设有挡板，用于控制引流电站锅炉烟气的流量。进一步的，所述高温换热器通过间隔式换热加热净煤气，所述加热后的净煤气送入低温干馏炉，对干燥后的煤进行接触式加热热解，产生的荒煤气进入煤气净化与分离装置。进一步的，所述低温干馏炉内设有电加热装置，所述电加热装置为电加热管单元、电磁加热单元、电极放电加热单元、高压电弧加热单元中的任意一种或组合。进一步的，所述火电厂热解煤系统还包括补燃室，所述补燃室的进口端与所述煤气焦油净化分离装置相连，所述补燃室的出口端与耐高温工质管相连；所述补燃室接收由所述煤气焦油净化分离装置产生的净化后的煤气并使之燃烧，并将燃烧而产生的高温烟气作为补热烟气通过耐高温工质管输送给所述高温换热器。进一步的，所述耐高温工质管包括耐火层、支撑层、保温层，所述支撑层设置1层或2层，位于耐火层的内侧和/或外侧，所述保温层套设在位于外侧的所述支撑层或耐火层的外侧四周。进一步的，所述耐高温工质管还包括与耐高温工质管同方向延伸的多根冷却水管，所述冷却水管位于保温层内且沿保温层的周侧分布。进一步的，冷却水管内的冷却水来自火电厂汽水系统或冷却水系统或热网循环水系统。进一步的，煤气焦油净化分离装置包括焦油储罐、气柜及依次相连的直冷塔、间冷塔、澄清池、捕雾器、电捕器。进一步的，所述火电厂热解煤系统还包括相连的磨煤机、燃烧器，所述磨煤机接收低温干馏炉产生的粗焦、或粗焦与原煤的混合物，磨制完成的焦粉或焦煤混合粉送入燃烧器中参与电站锅炉的燃烧。一种火电厂热解煤系统的负荷调峰控制方法，所述方法使用上述的火电厂热解煤系统，所述方法包括步骤：电网调度下达下一时段对火电厂的负荷需求数据，火电厂依据电网调峰需求下达控制指令，然后利用下面的电站锅炉抽取烟气调峰的技术手段或低温热解装置的电加热装置调峰手段中的至少一种实现火电厂负荷调峰控制；所述控制指令直接要求电站锅炉负荷降低，则通过控制耐高温工质管上挡板的开度和引风机的功率，控制从电站锅炉引出的高温烟气流量，进而减少电站锅炉水蒸汽的蒸发量，从而实现电站锅炉负荷降低到控制指令要求值；如果火电厂电站锅炉负荷降低到锅炉安全运行的最低负荷值，或电网调度要求火电厂快速响应降负荷要求，则启动低温热解装置的电加热装置，利用增加电加热装置的耗电量，满足火电厂快速降低上网电量的调峰需求。一种火电厂热解煤系统的热量平衡计算方法，所述热量平衡计算方法使用上述的火电厂热解煤系统，所述低温干馏炉的热平衡的计算公式为Q低温干馏炉＝Q高温烟气+Q电+Q煤气补热-Q散热＝Q电+Q煤气换热-Q散热；Q高温烟气＝F烟气*Cp烟*(T进烟-T出烟)；Q电＝3600*P调峰电*t调峰；Q煤气补热＝F煤气补热*q煤气；Q煤气换热＝F煤气换热*Cp煤气*(T进煤气-T出煤气)；其中P调峰电为电加热装置的运行功率，kW；Q高温烟气为电站锅炉内经耐高温工质管进入低温干馏炉内换热的烟气热量，KJ；Q散热为低温干馏炉产生的散失热量，KJ；Q低温干馏炉为低温干馏炉内吸收的总热量，KJ；Q电为电加热装置产生的热量，KJ；Q煤气补热为煤气进入补燃室内燃烧产生的热量，KJ；Q煤气换热为被加热后的煤气进入低温干馏炉与煤接触换热的热量，KJ；F烟气、F煤气补热、F煤气换热分别为进入耐高温工质管内高温烟气、进入补燃室或低温干馏炉换热的煤气的流量，kg/h；Cp烟为高温烟气的比热容，kJ/(kg.℃)；Cp煤气为净煤气的比热容，kJ/(kg.℃)；T进烟、T出烟、T进煤气、T出煤气分别为高温烟气换热前、换热后及煤气换热前、换热后的温度，℃；q煤气为单位质量煤气所含热量，KJ/kg；t调峰为电加热装置的运行时间，h。一种火电厂热解煤系统的运行方法，所述方法使用上述的火电厂热解煤系统，所述方法包括步骤：原煤进入电站锅炉内燃烧，产生高温蒸汽驱动发电装置运行，将产生的电力输送至电网；被高温换热器加热的煤气、电站锅炉内的高温烟气、电加热装置、补燃室的高温烟气中的至少一种作为低温干馏炉的加热热源并对干燥煤进行加热至指定温度实现低温热解，并产生粗煤气及粗焦；在高温换热器内完成换热的烟气进入干馏炉的干燥段，对入料原煤进行干燥加热，换热后的低温烟气送入熄焦段对热态粗焦进行冷却，升温后的烟气送入电站锅炉的排烟烟道或返回干燥段再次对原煤进行干燥；产生的粗煤气输送至煤气焦油净化分离装置内处理，得到洁净的煤气及焦油；同时粗焦直接进入磨煤机内磨成焦粉或与原煤混合后进磨煤机磨成煤焦粉并送入电站锅炉内燃烧或者直接混合原煤送入电站锅炉燃烧；所述低温干馏炉产生的粗煤气经过煤气焦油净化分离装置得到的洁净的煤气或焦油送入电站锅炉作为助燃稳燃的燃料，或对外销售。相对于现有技术，本技术所述的一种火电厂热解煤系统具有以下优势：(1)本技术不需要将原煤进行型化或高温热解焦化等复杂操作，直接将原煤在低温(约500-600℃)下进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种火电厂热解煤系统，包括电站锅炉(1)，其特征在于，还包括低温热解装置(16)，所述低温热解装置(16)包括相连的煤气焦油净化分离装置(3)、低温干馏炉(2)、高温换热器(4)，所述低温干馏炉(2)、高温换热器(4)分别与电站锅炉(1)相连，所述低温干馏炉(2)的加热热源为高温换热器(4)加热的煤气、电站锅炉(1)内的高温烟气、电加热装置(9)、补燃室(11)的高温烟气中的至少一种；煤气焦油净化分离装置(3)产生的洁净煤气、焦油及低温干馏炉(2)产生的粗焦中的任意一种进入电站锅炉(1)参与燃烧或对外销售。/n

【技术特征摘要】
20190919 CN 20191088556931.一种火电厂热解煤系统，包括电站锅炉(1)，其特征在于，还包括低温热解装置(16)，所述低温热解装置(16)包括相连的煤气焦油净化分离装置(3)、低温干馏炉(2)、高温换热器(4)，所述低温干馏炉(2)、高温换热器(4)分别与电站锅炉(1)相连，所述低温干馏炉(2)的加热热源为高温换热器(4)加热的煤气、电站锅炉(1)内的高温烟气、电加热装置(9)、补燃室(11)的高温烟气中的至少一种；煤气焦油净化分离装置(3)产生的洁净煤气、焦油及低温干馏炉(2)产生的粗焦中的任意一种进入电站锅炉(1)参与燃烧或对外销售。


2.根据权利要求1所述的火电厂热解煤系统，其特征在于，所述低温干馏炉(2)采用外热式低温热解炉或内热式低温热解炉。


3.根据权利要求1所述的火电厂热解煤系统，其特征在于，所述低温热解装置(16)与电站锅炉(1)相邻设置，利用耐高温工质管(7)将电站锅炉(1)的高温烟气引入高温换热器(4)，并利用引风机(10)和耐高温工质管(7)将换热后的烟气送回电站锅炉(1)，所述耐高温工质管(7)上设有挡板，用于控制引流电站锅炉(1)烟气的流量。


4.根据权利要求3所述的火电厂热解煤系统，其特征在于，所述高温换热器(4)通过间隔式换热加热净煤气，所述加热后的净煤气送入低温干馏炉(2)，对干燥后的煤进行接触式加热热解，产生的荒煤气进入煤气净化与分离装置(3)。


5.根据权利要求1或2所述的火电厂热解煤系统，其特征在于，所述低温干馏炉(2)内设有电加热装置(9)，所述电加热装置(9)为电加热管单元、电磁加热单元、电极放电加热单元、高压电弧加热单元中的任意一种或组合。...

【专利技术属性】
技术研发人员：金红光，崔华，陈辉，杨豫森，
申请(专利权)人：赫普能源环境科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11