[发明专利]开式制粉蒸汽暖风型锅炉机组及其发电系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃煤电站的开式制粉蒸汽暖风型锅炉机组及其发电系统，具体涉及锅炉送风、冷风预热、制粉、煤粉燃烧以及烟气水回收技术。

背景技术

褐煤具有水分高、挥发分高、发热量低、灰熔点低、磨损性低和易自燃等特点。在全世界范围褐煤约占世界煤炭总储量40％。我国褐煤约占国内煤炭总储量16％，主要分布在内蒙古东部与东北三省交界的地区和云南地区。内蒙古及东北地区的褐煤属老年褐煤，全水分25～40％；云南褐煤属年轻褐煤，全水分40～60％，含木质纤维。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、挥发分高、灰熔点低、磨损性低和易自燃的特点。

为提高褐煤利用水平，国内外开展了多种形式的褐煤干燥技术研究。与火电厂集成的抽汽预干燥技术将蒸汽凝结废热用于褐煤预干燥，理论上可提高电厂效率2～4个百分点，但无论蒸汽管滚筒干燥机还是内加热蒸汽流化床工艺，煤粒与蒸汽间为换热强度较低的间壁式换热，故干燥设备体积庞大，设备投资和运行费用很大。烟气(或热空气)干燥技术可采用流化床、移动床及气流管等形式，煤粒与烟气(或热空气)间为换热强度较高的混合式换热，但烟气(或热空气)干燥的运行安全性较差，干燥系统容易着火，需严格控制干燥剂温度和含氧量。机械/热压脱水和热力脱水为非蒸发干燥技术，优点是干燥能耗低且能脱除一部分碱金属物质从而改善锅炉结渣与沾污，但脱水条件为高温高压，设备大型化比较困难，且脱水系统排放废水的处理难度较大。由于褐煤易碎裂易自燃，干燥后褐煤的成型和安全贮存运输也较为困难。可见，当前的各类褐煤干燥技术均存在特有的困难，在规模化应用之前仍需进一步研究与完善。

褐煤水分高、热值低且易自燃，故不宜远距离运输。目前褐煤利用的主要途径仍为通过坑口电站燃烧发电，再输送电力至需要的地区。而我国大型燃褐煤发电机组(单机容量≥200MW)的装机容量仅占全国火电总装机容量的3％左右，远低于褐煤在煤炭总储量中所占的比例(16％)。所以，随着优质烟煤储量的比例不断下降，发展褐煤机组对我国电力工业可持续发展具有重要意义。

我国目前已有多台600MW级褐煤机组投运，全部配置直吹式制粉系统锅炉。但与常规烟煤锅炉相比，这些褐煤锅炉的热效率较低(约低2个百分点)且价格较高，这主要因于褐煤锅炉的炉内烟气量较大，因而锅炉排烟热损失较高，锅炉体积也较大。此外，高水分燃煤的直吹式制粉系统需抽取高温炉烟作为制粉系统干燥剂主要组分，这使得一次风中含有大量炉烟和水蒸气等惰性气体，致使锅炉稳定燃烧也较为困难。

在常规的中间储仓式制粉系统锅炉中，为了具有一定的给煤缓冲能力，使得制粉过程与燃烧过程相对独立，往往设有煤粉仓，但是，对褐煤及准东煤等高挥发分煤种而言，在制粉系统中设置煤粉仓贮存易燃易爆高挥发分煤粉，对该煤粉仓的防爆设计要求较高，增加了保证制粉系统运行安全的难度。

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。显然，高水分燃煤锅炉的烟气中蕴含有大量水资源，实现燃煤烟气中水分的再循环利用成为一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种在不使用煤粉仓从而安全性能高的前提下不仅能实现对制粉乏气中的大量乏气水进行回收利用，而且还能实现高效率发电的开式制粉蒸汽暖风型锅炉机组及其发电系统。

本发明为了解决上述问题，采用了以下结构：

<结构一>