[实用新型]过热蒸汽干燥制粉型燃煤锅炉机组以及发电系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及燃煤锅炉领域，具体涉及锅炉煤粉制备、送风送粉、煤粉燃烧、过热蒸汽干燥制粉以及煤中水分回收的过热蒸汽干燥制粉型燃煤锅炉机组以及发电系统。

背景技术

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。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、NO_X和CO₂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高，可高达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℃以上)，相应地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NO_X燃烧的组织较为困难，即炉膛出口烟气中NO_X含量较大，这显著增大了锅炉后续烟气脱硝的压力和成本。

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。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℃(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 回收水分仅在理论上可行，至今未有通过冷却电站锅炉排烟从而实现烟气水回收的工程应用。

实用新型内容

本实用新型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锅炉稳定高效燃烧的过热蒸汽干燥制粉型燃煤锅炉机组以及发电系统。