專利名稱：乏氣流化高鈉煤脫鈉預處理中速磨直吹式制粉發電系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及燃煤發電技術領域，尤其涉及一種乏氣流化高鈉煤脫鈉預處理中速磨直吹式制粉發電系統。
背景技術：
高鈉煤是指煤中堿金屬化合物成分較高的一類特殊煤炭。各類堿金屬化合物中，一般以鈉基化合物居多，故稱之為“高鈉煤”。目前，我國高鈉煤主要集中于新疆準噶爾盆地東部的準東煤田。準東煤田資源預測儲量達3900億噸，目前累計探明煤炭資源儲量為2136億噸，煤田成煤面積1.4萬平方公里，是我國當前最大的整裝煤田。以現在我國煤炭年產量計算，一個準東煤田就能夠全國使用一百年。由于資源儲備豐富且露天開采成本低，準東煤田已成為我國煤炭行業新一輪投資的熱點地區。準東煤屬于特低灰分、特低硫、高熱值(高位發熱量)、低變質程度的優質煤。無論是作為發電或是用來做煤化工的原料，都是低污染、低排放的原料，可以有效的節約廢物的處理費用。這些優越的自然條件都為準東地區的煤電和煤化工的發展打下了良好的物質基礎。就新疆目前發電而言總裝機容量為1800萬KW，根據國家“十二五”規劃和新疆未來五年規劃，新疆在12.5末裝機容量將達到一億KW，其中準東煤田是“新電東送”最主要的能源保障基地。準東地區的煤質具有以下特點:中高水分；中等發熱值；易著火、易燃盡；強結焦；高堿金屬含量，強沾污性。小容量機組的試運行結果表明:準東高鈉煤用于電站發電廠燃煤時，在鍋爐的受熱面、省煤器、空氣預熱器沾污問題非常嚴重，堿金屬對鍋爐的本體材料腐蝕也非常嚴重，且排渣也非常困難。因此，強結焦與強沾污性對燃準東煤電站鍋爐的設計及運行提出了巨大的挑戰，全燃準東煤時鍋爐爐內結焦與受熱面沾污問題非常嚴重，鍋爐無法長期運行。究其原因，這 些問題均與煤灰中堿金屬含量較高密切相關。目前，現有的發電系統只能利用20-30%的準東煤與其它煤種混合后進行摻燒，這樣對準東煤使用量非常有限，同時又要從其它地方購買優質燃煤，增加了發電企業的發電成本。對準東煤田的開發和電源基地的建設帶來了困難，因此難于將準東煤的優勢得以充分發揮。為利用準東高鈉煤用于發電的另一種其它摻燒辦法:如采用摻和一定數的硅或三氧化二鋁等，可以調整爐內燃燒的灰熔點，可多采用準東高鈉煤在鍋爐中燃燒，也能起到一定的改善鍋爐的沾污和結渣的問題，但同時增加了鍋爐的磨損影響鍋爐使用壽命和降低了燃煤的發熱值，這使必又要增加建設投資和電廠的運行成本。因此，如何降低準東煤中的堿金屬含量，防結渣、沾污和腐蝕，確保鍋爐安全經濟長時期的運行，是發電企業和燃用準東煤的其它行業所不可回避的問題，也是當前發展準東煤電基地建設所面臨的重大挑戰。同時，在電站鍋爐制粉發電系統中，中速磨煤機因制粉電耗低、維護工作量小、變負荷性能好等優點而大量應用于燃煙煤和貧煤機組中。但是，現有的中速磨煤機通常干燥出力不足，不僅使煤粉燃燒性能變差，同時也影響磨煤機研磨出力導致鍋爐出力較低，使得發電系統效率低下。
發明內容基于此，針對上述技術問題，提供一種乏氣流化高鈉煤脫鈉預處理中速磨直吹式制粉發電系統。為解決上述技術問題，本實用新型采用如下技術方案:一種乏氣流化高鈉煤脫鈉預處理中速磨直吹式制粉發電系統，包括流化干燥裝置、原煤脫鈉預處理裝置、中速磨煤機、煤粉分配器、送風機、密封風機、設于鍋爐煙道中的空氣預熱器、與所述鍋爐連接的汽輪發電機組，所述流化干燥裝置與中速磨煤機的進煤口以及所述汽輪發電機組的乏氣出口連接，所述原煤脫鈉預處理裝置的脫鈉煤出口與所述流化干燥裝置的進煤口連接，所述中速磨煤機的出粉口經所述煤粉分配器與所述鍋爐的燃燒器連接，所述送風機連接所述空氣預熱器，所述空氣預熱器分兩路，一路連接所述燃燒器，另一路連接所述中速磨煤機的進風口，所述密封風機連接所述中速磨煤機的密封風口。所述流化干燥裝置包括干燥管、設于所述干燥管內的流化床和第一加熱管、設于所述干燥管外的布袋除塵器以及第一換熱裝置，所述干燥管上設有出氣口、入煤口、出煤口、第一入氣口以及第二入氣口，所述出氣口以及入煤口位于所述流化床的上方，所述出煤口以及第二入氣口位于所述流化床的下方，所述出氣口經所述布袋除塵器與所述第一換熱裝置連接，所述第一換熱裝置的出氣口經一風機與所述第二入氣口連接，所述出煤口以及布袋除塵器均與所述中速磨煤機的進煤口連接，所述汽輪發電機組的乏氣出口經所述第一入氣口與所述第一加熱管連接，所述第一加熱管位于所述流化床的上方。所述原煤脫鈉預處理裝置包括:噴淋式乏氣冷卻器，所述噴淋式乏氣冷卻器內設有噴淋頭，所述第一換熱裝置的出氣口還經一風機與噴淋式 乏氣冷卻器連接；與所述噴淋式乏氣冷卻器連接的原煤脫鈉器，所述原煤脫鈉器具有原煤入口，所述原煤脫鈉器內設有第二加熱管，所述第二加熱管與所述第一加熱管連接；與所述原煤脫鈉器連接的煤液分離器，所述煤液分離器具有脫鈉煤出口，所述脫鈉煤出口與所述干燥管的入煤口連接；用于冷卻來自煤液分離器的洗煤廢水的第二換熱裝置，所述第二換熱裝置與所述煤液分離器連接；用于處理冷卻后的洗煤廢水的水處理器，所述水處理器與所述第二換熱裝置連接，其還通過一水泵與所述噴淋式乏氣冷卻器。本方案還包括鈉鉀濃縮液回收裝置，所述鈉鉀濃縮液回收裝置與所述煤液分離器連接。本實用新型通過原煤脫納預處理裝置對高鈉煤進行脫鈉處理，把高鈉煤變成優質的潔凈煤，從而大幅改善或從根本上解決燃高鈉煤發電機組所面臨的爐內結焦與受熱面沾污、腐蝕等重大問題，有效適用于準東煤以及其它含鈉高、含水高的劣質煤的凈化提質處理，并且通過流化干燥裝置對煤進行預干燥以及流化干燥，使進入中速磨煤機的原煤水分大幅降低，這樣獲得的優質潔凈煤的全水份控制在8%內，鈉含量控制在2%以內，使煤的發熱量提升至5500大卡以上，進而使制粉系統干燥出力大幅提高，煤粉的燃燒性能變強，大大的提高了發電系統發電效率；此外，本實用新型系統充分循環利用了系統工作過程中產生的廢液、廢氣以及熱能，節省了發電成本。
以下結合附圖和具體實施方式
本實用新型進行詳細說明:
圖1為本實用新型的結構示意圖。
具體實施方式
如
圖1所示，一種乏氣流化高鈉煤脫鈉預處理中速磨直吹式制粉發電系統，包括流化干燥裝置、原煤脫鈉預處理裝置、中速磨煤機11、煤粉分配器12、送風機13、密封風機14、空氣預熱器15、汽輪發電機組16以及鈉鉀濃縮液回收裝置17。流化干燥裝置與中速磨煤機8的進煤口以及汽輪發電機組13的乏氣出口連接，原煤脫鈉預處理裝置的脫鈉煤出口與流化干燥裝置的進煤口連接。具體地，流化干燥裝置由干燥管1、流化床2、第一加熱管3、布袋除塵器4、第一換熱裝置5構成。其中，流化床2以及第一加熱管3位于干燥管I內，第一加熱管3位于流化床2的上方，布袋除塵器4以及第一 換熱裝置5位于干燥管I外。干燥管I上設有出氣口、入煤口、出煤口，第一入氣口以及第二入氣口，出氣口以及入煤口位于流化床2的上方，出煤口以及第二入氣口位于流化床2的下方。干燥管I的出氣口經布袋除塵器4以及風機18與第一換熱裝置5連接，第一換熱裝置5再經風機19與第二入氣口連接，干燥管I出煤口以及布袋除塵器6的出煤口均與中速磨煤機11的進煤口連接，與鍋爐20連接的汽輪發電機組16的乏氣出口經干燥管I的第一入氣口與第一加熱管3連接。其中，第一換熱裝置5內可設置冷卻水管束，且其產生的冷凝水可以再次回收利用。原煤脫鈉預處理裝置包括噴淋式乏氣冷卻器6、原煤脫鈉器7、煤液分離器8、第二換熱裝置9以及水處理器10。具體地，噴淋式乏氣冷卻器6可外接溫水，其具有乏氣入口、廢氣出口、進水口以及出水口，且其內設有噴淋頭21，第一換熱裝置5的出氣口還經風機22與噴淋式乏氣冷卻器6的乏氣入口連接，廢氣出口可連接至脫硫塔32。原煤脫鈉器7與噴淋式乏氣冷卻器6的出水口連接，且其具有原煤入口，原煤脫鈉器7內設有第二加熱管24，第二加熱管24與第一加熱管3連接。煤液分離器8與原煤脫鈉器7連接，其具有脫鈉煤出口，脫鈉煤出口與干燥管I的入煤口間接連接。第二換熱裝置9與煤液分離器8連接，用于冷卻來自煤液分離器8的洗煤廢水。水處理器10與第二換熱裝置9連接，用于處理冷卻后的洗煤廢水，其還通過水泵25與噴淋式乏氣冷卻器6的進水口連接，該進水口與噴淋頭21連接，處理后的水供噴淋式乏氣冷卻器6使用。[0036]鈉鉀濃縮液回收裝置17與煤液分離器10連接。中速磨煤機11的出粉口經煤粉分配器12與鍋爐20的燃燒器26連接。送風機13連接空氣預熱器15，空氣預熱器15設置在鍋爐20的煙道中，送風機13位于煙道外。空氣預熱器15通過管道以及風機27分為兩路，一路經風箱28連接燃燒器26，另一路連接中速磨煤機11的進風口。密封風機14連接在中速磨煤機11的密封風口。本系統的工作原理如下:將高鈉煤輸入原煤脫鈉器7，噴淋式乏氣冷卻器6接入外接溫水，送至原煤脫鈉器
7,該溫水與預注入在原煤脫鈉器7的洗滌濃縮液混合，同時，來自汽輪發電機組16的高溫乏氣持續進入干燥管I的第一加熱管3中，并從第一加熱管3輸送至原煤脫鈉器7的第二加熱管24中，配合洗滌液對高鈉煤進行混合加熱清洗、脫鈉。其中，第二加熱管24內的蒸汽可以冷凝后再次回收利用。在一定溫度和壓力下，通過一定時間在洗滌溶液中洗滌，受溫度和洗滌溶液的雙重作用下，可破壞原煤 結構的平衡，使原煤結晶體和表面及毛細孔中的水和堿金屬迅速發生遷移和溶解，使原煤中的大量堿金屬元素包括鈉、鉀、汞、硫、灰粉等大量遷移至或溶于洗滌溶液中，以達到對原煤的凈化。上述洗滌濃縮液主要成份是醋酸或鹽酸及有機溶劑，與水的混合比例為1:(50-500)，其主要作用是脫除原煤的有機類堿性金屬。脫鈉后的煤液混合物從原煤脫鈉器7進入煤液分離器8中，將脫鈉煤與洗煤廢水分離，分離出來的脫鈉煤通過輸煤裝置從煤液分離器8的脫鈉煤出口送往干燥管1，而分離出來的洗煤廢水輸送至第二換熱裝置9，由第二換熱裝置9冷卻后，送入水處理器10中。水處理器10對洗煤廢水中的堿金屬等進行處理，處理后的合格水作為循環水通過泵25輸送至噴淋式乏氣冷卻器6，作為噴淋用水。堿金屬廢液可輸入鈉鉀濃縮液回收裝置17中，通過濃縮分離后，可作為化工原料
生產化工產品。高鈉煤經原煤脫鈉預處理裝置脫鈉后，脫鈉煤送入干燥管1，并置于流化床2上，同時來自汽輪發電機組16的高溫乏氣進入干燥管I的第一加熱管3中，加熱其中的脫鈉煤，進行預干燥，此時，脫鈉煤中的一部分水份形成蒸汽，蒸汽經干燥管I的出氣口、布袋除塵器4以及風機18進入第一換熱裝置5，第一換熱裝置5將蒸汽中的水份液化，剩下相對干燥的氣體分兩路輸送，一路經風機22輸送至噴淋式乏氣冷卻器6的乏氣入口，另一路經風機19高速輸送至干燥管I的第二入氣口。來自第一換熱裝置5相對干燥的乏氣進入噴淋式乏氣冷卻器6，由上述循環水進行噴淋，使乏氣中的水份進一步液化，形成溫水，供原煤脫鈉器7使用，可以節省外接溫水資源，而剩余的廢氣由噴淋式乏氣冷卻器6的廢氣出口排入脫硫塔32。由于風機19的作用，干燥乏氣自下而上高速通過流化床2，使流化床2上的脫鈉煤進一步發生流化干燥，干燥氣體又變成了蒸汽，同時一部分脫鈉煤發生流化粉碎形成煤粉，這是一個預粉碎步驟。預粉碎后的煤粉由蒸汽從出氣口帶入布袋除塵器4，布袋除塵器4將蒸汽中的煤粉分離出來，并送入中速磨煤機11，同時，蒸汽又經第一換熱裝置5干燥后送入干燥管I以及噴淋式乏氣冷卻器6中，如此循環。另外，干燥管I中未被蒸汽帶走的脫鈉煤經干燥管I的出煤口進入中速磨煤機11。脫鈉煤在中速磨煤機11內磨制，磨制后的風粉混合物進入中速磨煤機12的粗粉分離器29，分離出的粗粉返回中速磨煤機11繼續磨制，合格的風粉混合物經煤粉分配器12分配后送往各燃燒器26，并由燃燒器26噴入鍋爐20內燃燒。由送風機13輸送的空氣經空氣預熱器15加熱后經風機27分兩路，一路作為一次風送往中速磨煤機11，另一路作為二次風經風箱28分配送往各燃燒器26參與爐內燃燒，鍋爐20燃燒產生的蒸汽供汽輪發電機組16發電使用，其產生的乏氣又可供流化干燥裝置以及原煤脫鈉預處理裝置使用，充分的利用了熱能。密封風機14提供高壓冷風用于中速磨煤機111等設備的密封。煙道尾端產生的廢氣通過煙氣除塵器30以及風機31送入煙囪23。但是，本技術領域中的普通技術人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說明本實用新型，而并非用作為對本實用新型的限定，只要在本實用新型的實質精神范圍內，對以上所述實施例的 變化、變型都將落在本實用新型的權利要求書范圍內。
權利要求1.一種乏氣流化高鈉煤脫鈉預處理中速磨直吹式制粉發電系統，其特征在于，包括流化干燥裝置、原煤脫鈉預處理裝置、中速磨煤機、煤粉分配器、送風機、密封風機、設于鍋爐煙道中的空氣預熱器、與所述鍋爐連接的汽輪發電機組，所述流化干燥裝置與中速磨煤機的進煤口以及所述汽輪發電機組的乏氣出口連接，所述原煤脫鈉預處理裝置的脫鈉煤出口與所述流化干燥裝置的進煤口連接，所述中速磨煤機的出粉口經所述煤粉分配器與所述鍋爐的燃燒器連接，所述送風機連接所述空氣預熱器，所述空氣預熱器分兩路，一路連接所述燃燒器，另一路連接所述中速磨煤機的進風口，所述密封風機連接所述中速磨煤機的密封風口。
2.根據權利要求1所述的一種乏氣流化高鈉煤脫鈉預處理中速磨直吹式制粉發電系統，其特征在于，所述流化干燥裝置包 括干燥管、設于所述干燥管內的流化床和第一加熱管、設于所述干燥管外的布袋除塵器以及第一換熱裝置，所述干燥管上設有出氣口、入煤口、出煤口、第一入氣口以及第二入氣口，所述出氣口以及入煤口位于所述流化床的上方，所述出煤口以及第二入氣口位于所述流化床的下方，所述出氣口經所述布袋除塵器與所述第一換熱裝置連接，所述第一換熱裝置的出氣口經一風機與所述第二入氣口連接，所述出煤口以及布袋除塵器均與所述中速磨煤機的進煤口連接，所述汽輪發電機組的乏氣出口經所述第一入氣口與所述第一加熱管連接，所述第一加熱管位于所述流化床的上方。
3.根據權利要求2所述的一種乏氣流化高鈉煤脫鈉預處理中速磨直吹式制粉發電系統，其特征在于，所述原煤脫鈉預處理裝置包括: 噴淋式乏氣冷卻器，所述噴淋式乏氣冷卻器內設有噴淋頭，所述第一換熱裝置的出氣口還經一風機與噴淋式乏氣冷卻器連接； 與所述噴淋式乏氣冷卻器連接的原煤脫鈉器，所述原煤脫鈉器具有原煤入口，所述原煤脫鈉器內設有第二加熱管，所述第二加熱管與所述第一加熱管連接； 與所述原煤脫鈉器連接的煤液分離器，所述煤液分離器具有脫鈉煤出口，所述脫鈉煤出口與所述干燥管的入煤口連接； 用于冷卻來自煤液分離器的洗煤廢水的第二換熱裝置，所述第二換熱裝置與所述煤液分離器連接； 用于處理冷卻后的洗煤廢水的水處理器，所述水處理器與所述第二換熱裝置連接，其還通過一水泵與所述噴淋式乏氣冷卻器。
4.根據權利要求3所述的一種乏氣流化高鈉煤脫鈉預處理中速磨直吹式制粉發電系統，其特征在于，還包括鈉鉀濃縮液回收裝置，所述鈉鉀濃縮液回收裝置與所述煤液分離器連接。
專利摘要一種乏氣流化高鈉煤脫鈉預處理中速磨直吹式制粉發電系統，包括流化干燥裝置、原煤脫鈉預處理裝置、中速磨煤機、煤粉分配器、送風機、密封風機、空氣預熱器、汽輪發電機組，流化干燥裝置與中速磨煤機的進煤口以及汽輪發電機組的乏氣出口連接，原煤脫鈉預處理裝置的脫鈉煤出口與流化干燥裝置的進煤口連接。本實用新型獲得的優質潔凈煤的全水份控制在8％內，鈉含量控制在2％以內，使煤的發熱量提升至5500大卡以上，進而使制粉系統干燥出力大幅提高，煤粉的燃燒性能變強，大大的提高了發電系統發電效率。
文檔編號C10L9/00GK203112784SQ20132012112
公開日2013年8月7日 申請日期2013年3月18日 優先權日2013年3月18日
發明者施大鐘 申請人:施大鐘