[发明专利]烟气预干燥褐煤中速磨直吹式制粉系统

说明书

技术领域

本发明属于燃煤发电技术领域，涉及褐煤发电技术。具体地说，涉及燃煤电站锅炉的制粉系统。

背景技术

褐煤是煤化程度最低的矿产煤，是泥炭沉积后经脱水、压实转变为有机生物岩的初期产物，因外表呈褐色或暗褐色而得名。褐煤约占我国动力煤储量的18％，主要分布于内蒙古、东北三省及云南等地区。褐煤具有挥发分高(V_daf＞37％)、水分高(全水分约为30％，外在水分大多超过19％)、发热量低(约12.56MJ/kg)、灰熔点低(约1150℃)、磨损性低(HGI为50-70)和易自燃等特点。褐煤“二高三低”的特点决定了其制粉系统具有一定的特殊性。

褐煤主要用于电厂燃料，也可用于化学工业等领域。褐煤发电在澳大利亚、德国、美国等发达国家应用广泛。研究指出，燃烧干燥提质后的褐煤能提高机组效率，减小引风机、磨煤机等辅机的电耗，从而降低发电煤耗，同时对减少CO₂、NO_x排放也起到一定作用。

目前，国内电煤市场供应紧张，国矿电煤价格居高不下。为保障电煤的长期稳定供应，并控制电厂燃料成本，大量电厂开始探索并试验在各类燃煤机组中掺烧价格低廉的褐煤。因褐煤水分较高且易燃易爆，故制粉系统干燥出力不足以及制粉系统爆炸隐患成为制约电厂掺烧褐煤的关键因素。

在电站锅炉制粉系统中，各类制粉系统的最大区别在于磨煤机类型。目前广为应用的磨煤机主要有钢球磨煤机、中速磨煤机及风扇磨煤机三大类。其中中速磨煤机因制粉电耗低、维护工作量小、变负荷性能好等优点而大量应用于燃烟煤和贫煤机组中，部分低水分褐煤机组也采用中速磨煤机制粉。

中速磨煤机一般配直吹式制粉系统。根据中速磨煤机工作时其内干燥剂的状态，分为正压直吹式与负压直吹式两类。负压直吹式系统中，磨煤机后配置排粉风机，磨煤机在负压状态下工作，有利于避免磨煤机向环境漏粉，但所有入炉煤粉均经过排粉风机，排粉风机工作可靠性较差，故目前负压直吹式中速磨制粉系统已比较少见。在目前广泛应用的正压直吹式制粉系统中，一般采用高压密封风避免磨煤机向环境漏粉。根据一次风机的位置不同，正压直吹式又可分为热一次风机系统和冷一次风机系统。

如图1所示，现有的中速磨煤机正压直吹式热一次风机制粉系统，该系统工作时，原煤自原煤仓1经称重式给煤机2送入中速磨煤机3磨制，磨制后的风粉混合物进入粗粉分离器4，分离出的粗粉再返回磨煤机3继续磨制，合格煤粉与一次风经煤粉分配器5分配后送往各燃烧器6喷入锅炉7内燃烧。空气由送风机9送入锅炉烟道中的空气预热器8加热后通过热风管道10分为两路，一路经热一次风机11增压后作为干燥剂和一次风进入中速磨煤机3，另一路作为二次风经二次风箱12分配送往各燃烧器6参与燃烧。密封风机13提供高压冷风用于磨煤机、给煤机等设备的密封。磨煤机干燥剂初温通过热一次风机11前的冷风门40调节。

上述中速磨制粉系统是采用热风作为干燥介质，热风温度在350～450℃范围。大量的褐煤掺烧试验业已证实，采用350～450℃的热风作为干燥剂难以满足高水分褐煤的干燥需求，而热风温度的进一步提高受到空气预热器8和中速磨煤机3安全运行的制约。因此，干燥出力不足是制约中速磨制粉系统掺烧褐煤的关键因素。制粉系统干燥出力不足不仅使煤粉燃烧性能变差，同时也影响磨煤机研磨出力导致锅炉出力较低，使得掺烧失去意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种烟气预干燥褐煤中速磨直吹式制粉系统，该系统使得燃褐煤机组采用中速磨制粉系统成为可能，可实现在采用直吹式中速磨制粉系统的燃煤机组中大比例掺烧褐煤或全烧褐煤，还可提高机组效率降低发电煤耗，回收大量水资源，具有显著的经济、节能及环保效益。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一种烟气预干燥褐煤中速磨直吹式制粉系统，其包括有中速磨煤机、煤粉分配器、送风机、密封风机以及设于锅炉烟道中的空气预热器，所述煤粉分配器连接在中速磨煤机出口的粗粉分离器和锅炉燃烧器之间，所述送风机连接空气预热器，空气预热器分两路，一路连接燃烧器，另一路连接中速磨煤机下部的进风口，所述密封风机连接中速磨煤机的密封风口，其特征在于：所述中速磨煤机在顶部的进煤口连接有干燥装置，所述干燥装置顶部具有进煤口和高温烟气干燥剂入口，底部具有出煤口，底部侧面具有排气口，所述排气口连接有除尘器，除尘器的出粉口连接中速磨煤机的进煤口，除尘器的出气口连接有乏气风机。