[发明专利]火力发电厂内烟煤锅炉全烧褐煤的褐煤干燥方法

权利要求书

1.火力发电厂内烟煤锅炉全烧褐煤中的褐煤干燥方法，其特征在于：该方法的具体步骤如下：

（1）、确定褐煤脱水的关键参数：

（a）、确定制粉系统的最大出力；

（b）、确定褐煤提质深度；

（c）、确定褐煤脱水后煤质的元素分析和工业分析；

(d)、确定锅炉单位时间内最大燃用脱水后褐煤的燃料量；

(e)、确定干燥褐煤所需的能量；

（2）、干燥介质的选取

干燥介质的选取应采用就近取材为原则，避免增加投资建立新的热源点，火电厂内能够提供的干燥介质有三种：热烟气、热风、蒸汽，确定干燥介质的方法采用排除法，步骤如下：

a)根据干燥褐煤所需的能量分别计算出利用热烟气干燥的热烟气量、利用热风干燥的热风量和利用蒸汽干燥的蒸汽量；

Dyq=Qgz(1-q5100)(tyq1-tyq2)cyq×103---(20)]]>

式中：

D_yq——热烟气消耗量，t/h；

q₅——干燥系统散热损失，%；

t_yq1——抽取点烟气温度，℃；

t_yq2——发热后烟气温度，℃；

c_yq——烟气平均比热容，kJ/(kg.℃)；

Drf=Qgz(1-q5100)(trf1-trf2)crf×103---(21)]]>

式中：

D_rf——热风消耗量，t/h；

t_rf1——抽取点热风温度，℃；

t_rf2——发热后热风温度，℃；

c_rf——热风平均比热容，kJ/(kg.℃)；

Dzq=Qgz(1-q5100)(izq1-izq2)×103---(22)]]>

式中：

i_zq1——抽取点蒸汽焓值，kJ/kg；

i_zq2——放热后凝结水焓值，kJ/kg；

b)如果采用热烟气干燥，根据上述计算出的干燥褐煤所需能量和品质，来确定热烟气的抽取位置、确定锅炉及辅机系统在抽取该热烟气量的条件下保证锅炉及辅机系统安全运行、确定热烟气与干燥工艺的接口条件及离开干燥工艺的烟气环保排放问题；

c)如果采用热风干燥，根据上述计算出的干燥褐煤所需能量和品质，来确定热风的抽取位置、确定锅炉及辅机系统在抽取该热风量的条件下保证锅炉及辅机系统安全运行、确定热风与干燥工艺的接口条件及离开干燥工艺的烟气环保排放问题；

d)如果采用蒸汽干燥，根据上述计算出的干燥褐煤所需能量和品质，来确定蒸汽的抽取位置、确定汽轮机抽汽系统在抽取该蒸汽量的条件下保证汽轮机安全运行、确定蒸汽与干燥工艺的接口条件及离开干燥工艺的凝结水回收问题及环保排放问题，

对上述三种干燥介质进行技术对比，着重考虑抽取三种介质后对锅炉和汽轮机运行安全性、经济性的影响程度，同时还要综合分析三种介质在系统设计上的复杂性、工程实施的难易程度、工程投资等问题，最终通过逐一排除确定合理的干燥介质，之后利用以上参数完成对褐煤的干燥。

2.根据权利要求1所述的火力发电厂内烟煤锅炉全烧褐煤中的褐煤干燥方法，其特征在于：

确定褐煤脱水的关键参数具体方法如下：

a)确定制粉系统的最大出力

制粉系统出力的确定采用热平衡计算并结合现场试验的方法，制粉系统热平衡是认为在制粉系统起始断面输入之总热量与终端断面带出和消耗之总热量相等，即q_in＝q_out，以求出干燥剂的初温度t₁等，

q_in＝q_ag1+q_le+q_s+q_mac+q_rc                      （1）

q_out＝q_ev+q_ag2+q_f+q₅                         （2）

t1=qev+qag2+qf+q5-qle-qs-qmac-qrccag1g1---(3)]]>

式中：q_ag1——干燥剂的物理热，kJ/kg；

q_le——漏入冷风的物理热，kJ/kg；

q_s——密封（轴封）风的物理热，kJ/kg；

q_mac——磨煤机工作时碾磨机械所产生之热量，kJ/kg；

q_rc——原煤物理热，kJ/kg；

q_ev——蒸发原煤中水分消耗的热量，kJ/kg；

q_ag2——乏气干燥剂带出热量，kJ/kg；

q_f——加热燃料消耗的热量，kJ/kg；

q₅——设备散热损失，kJ/kg；

t₁——各成分干燥剂混合后的初温度，℃；

q_ag1＝c_ag1t₁g₁                             （4）

式中：

c_ag1——在t₁温度下各成分干燥剂加权平均质量比热容，℃；

g₁——每公斤原煤所需的干燥剂质量，kg/kg；

q_rc＝c_rct_rc                                （5）

式中：

c_rc——原煤比热容，kJ/kg.℃；

t_rc——进入系统原煤温度，℃；

q_mac＝3.6K_mace                            （6）

式中：

K_mac——机械热转化系数；

e——单位磨煤电耗，kJ/kg；

qs=3.6QsBMcsts---(7)]]>

式中：

t_s——密封风温度，℃；

c_s——在温度t_s时之湿空气比热容，kJ/kg.℃；

B_M——磨煤机设计出力，t/h；

q_le＝K_lec_let_leg₁                          （8）

式中：

t_le——漏入冷风的温度，℃；

c_le——相应于t_le下湿空气比热容，kJ/kg.℃；

qev=ΔM(2500+cH2O′′t2-4.187trc)---(9)]]>

式中：

——水蒸气平均定压比热容，kJ/kg.℃；

t_rc——原煤温度，℃；

qag2=[(1+Kle)g1+3.6QsBM]ca2t2---(10)]]>

式中：

c_a2——在下湿空气的比热容，kJ/kg.℃；

qf=100-Mar100[cdc+4.187Mpc100-Mpc](t2-trc)---(11)]]>

式中：

c_dc——干燥煤的比热容，kJ/kg.℃；

M_ar——煤中收到基水分，%；

M_pc——煤粉中水分，%；

b)确定褐煤提质深度

根据制粉系统热平衡计算和现场试验，确定了制粉系统的最大出力，进而确定单体磨煤机能够接受的给煤量和煤质中全水分含量，根据干燥前褐煤中水分含量以及当前制粉系统所能接受的干燥出力情况，即可确定需要的褐煤提质深度，

ΔM=Mar1-(100-Mar1)(100-Mar2)Mar2---(12)]]>

式中：

ΔM——褐煤提质深度，%；

M_ar1——褐煤干燥前全水分含量，%；

M_ar2——褐煤干燥后全水分含量，%；

c)确定褐煤脱水后煤质的元素分析和工业分析

当煤中脱除掉部分水分，煤中其他成分含量也将随之变化，通过计算水分变化，确定煤质变化情况，有两种方式确定脱水后煤质成分变化情况：一种是计算模型，另一种是实验室研究，两种方法相辅相成，通过实验室研究校验计算模型的准确性，

Qar.net2=(Qar.net1+25.12×ΔM)100(100-ΔM)---(13)]]>

式中：

Q_ar._net2——干燥后褐煤低位发热量，kJ/kg；

Q_ar._net1——干燥前褐煤低位发热量，kJ/kg；

Yar2=Yar1100(100-ΔM)---(14)]]>

式中：

Y_ar2——干燥后褐煤收到基成分（代表灰分、碳、氢、氧、氮、硫等），%；

Y_ar1——干燥前褐煤收到基成分（代表灰分、碳、氢、氧、氮、硫等），%；

d)确定锅炉单位时间内最大燃用脱水后褐煤的燃料量

根据锅炉带满负荷需求总的输入热量、干燥后褐煤低位热量以及全烧前后锅炉热效率变化情况，即可确定锅炉单位时间内最大燃用脱水后褐煤的燃料量，

B2=Q1B1η1Qar.net2η2---(15)]]>

式中：

B₂——烟煤锅炉全烧褐煤后燃煤总量，t/h；

Q₁——烟煤锅炉全烧前燃煤低位发热量，kJ/kg；

B₁——烟煤锅炉全烧前燃煤总量，t/h；

η₁——烟煤锅炉全烧前锅炉热效率，%；

η₂——烟煤锅炉全烧褐煤后锅炉热效率，%；

e)确定干燥褐煤所需的能量

干燥褐煤所需能量主要包括脱除掉的水分汽化所吸收的热量、煤中剩余水分吸收的热量以及干煤吸收的热量，

Q_gz＝Q_qh+Q_ms+q_gm                             （16）

式中：

Q_gz——干燥褐煤所需总热量，kJ/h；

Q_qh——汽化水分吸收的热量，kJ/h；

Q_ms——煤中未除去水分所吸收的热量，kJ/h；

Q_gm——干煤所吸收的热量，kJ/h；

Qqh=B2×103ΔM100[cs(tm2-tm1)+qqr]---(17)]]>

式中：

c_s——水的平均比热容，kJ/(kg.℃)；

t_m2——褐煤提质后温度，℃；

t_m1——原煤温度，℃；

q_qr——水的汽化潜热，kJ/kg；

Qms=B2×103Mar1-ΔΛM100cs(tm2-tm1)---(18)]]>

Qgm=B2×103100-Mar1100cgm(tm2-tm1)---(19)]]>式中：

c_gm——干煤平均比热容，kJ/(kg.℃)。