利用备用磨煤机直燃耦合生物质成型燃料的发电系统及方法与流程

1.本发明属于火力发电厂生物质耦合发电领域，涉及一种利用备用磨煤机直燃耦合生物质成型燃料的发电系统及方法。


背景技术：

2.生物质直燃发电需新建小型炉排炉和小型流化床锅炉，这种纯烧生物质锅炉一般是高压以下参数，机组发电效率不高于30％。而燃煤锅炉耦合生物质发电，则是在原亚临界、超临界或超超临界参数燃煤锅炉的基础上，通过改动或新增一部分设备来利用生物质产生的热量，机组发电效率可达40％以上。总之，燃煤耦合生物质发电与生物质直燃发电相比在社会效益、投资成本、发电效率等方面具有显著优势。
3.生物质耦合发电主要有间接耦合、并联耦合、直燃耦合三种。间接耦合因生物质气化技术需进一步提高和完善且气化炉成本较高，并联混燃因存在蒸汽参数匹配及代价过于高昂等问题，发展前景不是很好。而直燃耦合是一种系统结构简单、成本低、效率高的技术路线，也是今后生物质耦合发电的主要方式。
4.目前生物质直燃耦合发电在国内应用较少。生物质原料的哈氏可磨性指数hgi极低，一般无法直接大量送入常规燃煤锅炉磨煤机进行磨制。有些厂将生物质燃料与煤送入同一磨煤机制粉，生物质成型燃料在给煤机上游与煤预混，在磨煤机中与煤共同制粉后由原送粉管道送至对应的煤粉燃烧器。该技术对电厂设备的改动极小甚至可以不做任何改动，但生物质耦合比例极低，一般认为长期连续生物质耦合比例在1％左右，不超过3％。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种利用备用磨煤机直燃耦合生物质成型燃料的发电系统及方法，该系统及方法将大量生物质原料输送磨煤机中进行磨制，生物质耦合的比例较高。
6.为达到上述目的，本发明所述的利用备用磨煤机直燃耦合生物质成型燃料的发电系统包括生物质原料储料仓、第一破碎机、第二破碎机、湿生物质粉仓、干燥机、干生物质粉仓、生物质成型机、成型燃料储料仓、原煤仓、给煤机、磨煤机、燃烧器、锅炉炉膛、转向室、空气预热器、一次风机、除尘器及热炉烟风机；
7.生物质原料储料仓的出口与第一破碎机的入口相连通，第一破碎机的出口与第二破碎机的入口相连通，第二破碎机的出口与湿生物质粉仓的入口相连通，湿生物质粉仓的出口与干燥机的燃料侧入口相连通，干燥机的燃料侧出口与干生物质粉仓的入口相连通，干生物质粉仓的出口与生物质成型机的入口相连通，生物质成型机的出口与成型燃料储料仓的入口相连通，原煤仓的出口与给煤机的入口相连通，给煤机的出口与磨煤机的燃料侧入口相连通，磨煤机的燃料侧出口与锅炉炉膛上的燃烧器相连通；
8.转向室处设有抽热炉烟口，除尘器上设置有抽冷炉烟口，转向室上的抽热炉烟口与热炉烟风机的入口相连通，除尘器上的抽冷炉烟口分两路，其中一路与磨煤机干燥介质
侧的热风管道相连通，另一路与热炉烟风机的出口通过管道并管后与干燥机的干燥介质侧入口相连通，干燥机的干燥介质侧出口与除尘器的入口相连通；
9.一次风机的出口分两路，其中，一路与空气预热器的一次风侧入口相连通，另一路与磨煤机干燥介质侧的冷风管道相连通，空气预热器的一次风侧出口与磨煤机干燥介质侧的冷风管道相连通。
10.成型燃料储料仓的出口经输煤皮带与原煤仓的入口相连通。
11.除尘器上的抽冷炉烟口经冷炉烟风机后分两路。
12.空气预热器的一次风侧出口经风管与磨煤机干燥介质侧的冷风管道相连通。
13.冷炉烟风机的入口处、热炉烟风机的入口处以及磨煤机干燥介质侧的热风管道上均设有隔绝门及调节门。
14.燃烧器的入口处设置有隔绝门。
15.冷炉烟风机的入口处、热炉烟风机的入口处、磨煤机干燥介质侧的冷风管道及热风管道上、干燥机的干燥介质侧入口处以及燃烧器的入口处均设置有压力计及温度计。
16.冷炉烟风机及热炉烟风机的数目均为两台，且采用一备一用的运行方式。
17.第一破碎机与第二破碎机之间设置有除铁设备。
18.本发明所述的利用备用磨煤机直燃耦合生物质成型燃料的发电方法包括以下步骤：
19.生物质原料储料仓输出的原始生物质送入第一破碎机中进行初步破碎至50～100mm以下，再送入第二破碎机中粉碎至2～5mm以下，粉碎后的生物质粉末进入湿生物质粉仓中进行储存；湿生物质粉仓中的湿锯末进入到干燥机中进行干燥，干燥机中的干燥介质为从转向室抽取的高温炉烟与从除尘器抽取的低温炉烟的混合介质，干燥后的乏气进入到除尘器中，干燥后的生物质粉末送入干生物质粉仓中进行储存，然后进入生物质成型机中压制成型，最后存储于成型燃料储料仓中；
20.当掺烧生物质燃料时，成型燃料储料仓中的生物质成型燃料经输煤皮带、原煤仓及给煤机进入燃烧器中进行燃烧。
21.本发明具有以下有益效果：
22.本发明所述的利用备用磨煤机直燃耦合生物质成型燃料的发电系统及方法在具体操作时，通过第一破碎机、第二破碎机、干燥机及生物质成型机将生物质原料制成成型燃料，并在成型燃料储料仓中进行存储，当需掺烧生物质燃料时，利用磨煤机单独对生物质成型燃料进行碾磨，再送入燃烧器中进行燃烧，完全不改变原系统的燃煤功能，系统灵活。另外，本发明将生物质原料制成锯末，再压制成型后送入磨煤机中进行碾磨，可以使磨制系统具有更高出力，当利用一台磨煤机时，生物质掺烧比例可达20％以上，继而将大量生物质原料输送磨煤机中进行磨制，生物质耦合的比例较高，具有投资小、系统简单及易操作的特点。
附图说明
23.图1为本发明的系统示意图。
24.其中，1为生物质原料储料仓、2为第一破碎机、3为第二破碎机、4为湿生物质粉仓、5为干燥机、6为干生物质粉仓、7为生物质成型机、8为成型燃料储料仓、9为输煤皮带、10为
原煤仓、11为给煤机、12为磨煤机、13为燃烧器、14为锅炉炉膛、15为转向室、16为空气预热器、17为一次风机、18为除尘器、19为冷炉烟风机、20为热炉烟风机。
具体实施方式
25.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本发明公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本发明公开的概念。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
26.在附图中示出了根据本发明公开实施例的结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
27.参考图1，本发明所述的利用备用磨煤机直燃耦合生物质成型燃料的发电系统包括生物质原料储料仓1、第一破碎机2、第二破碎机3、湿生物质粉仓4、干燥机5、干生物质粉仓6、生物质成型机7、成型燃料储料仓8、输煤皮带9、原煤仓10、给煤机11、磨煤机12、燃烧器13、锅炉炉膛14、转向室15、空气预热器16、一次风机17、除尘器18、冷炉烟风机19及热炉烟风机20。
28.生物质原料储料仓1的出口与第一破碎机2的入口相连通，第一破碎机2的出口与第二破碎机3的入口相连通，第二破碎机3的出口与湿生物质粉仓4的入口相连通，湿生物质粉仓4的出口与干燥机5的燃料侧入口相连通，干燥机5的燃料侧出口与干生物质粉仓6的入口相连通，干生物质粉仓6的出口与生物质成型机7的入口相连通，生物质成型机7的出口与成型燃料储料仓8的入口相连通，成型燃料储料仓8的出口与输煤皮带9的一端相连通，输煤皮带9的另一端与原煤仓10的入口相连通，原煤仓10的出口与给煤机11的入口相连通，给煤机11的出口与磨煤机12的燃料侧入口相连通，磨煤机12的燃料侧出口与安装在锅炉炉膛14上的燃烧器13相连通。
29.转向室15处设有抽热炉烟口，除尘器18上设置有抽冷炉烟口，转向室15上的抽热炉烟口与热炉烟风机20的入口相连通，除尘器18上的抽冷炉烟口经冷炉烟风机19后分两路，其中一路作为备用吹扫风与磨煤机12干燥介质侧的热风管道相连通，另一路与热炉烟风机20的出口通过管道并管后与干燥机5的干燥介质侧入口相连通，干燥机5的干燥介质侧出口与除尘器18的入口相连通。
30.一次风机17的出口分两路，其中，一路与空气预热器16的一次风侧入口相连通，另一路与磨煤机12干燥介质侧的冷风管道相连通，空气预热器16的一次风侧出口经热风管道与磨煤机12干燥介质侧的冷风管道相连通。
31.冷炉烟风机19的入口处、热炉烟风机20的入口处以及磨煤机12干燥介质侧的热风管道上均设有隔绝门及调节门，燃烧器13的入口处设置有隔绝门。
32.冷炉烟风机19的入口处、热炉烟风机20的入口处、磨煤机12干燥介质侧的冷风管
道及热风管道上、干燥机5的干燥介质侧入口处、燃烧器13的入口处均设置有压力计及温度计。
33.冷炉烟风机19及热炉烟风机20的数目均为两台，且采用一备一用的运行方式。
34.第一破碎机2设置1台、第二破碎机3设置3台并联布置，其总出力与原煤及出力相当。
35.第一破碎机2与第二破碎机3之间设置有除铁设备，其中，通过除铁设备除去生物质中夹杂的含铁物质。
36.本发明所述的利用备用磨煤机直燃耦合生物质成型燃料的发电方法包括以下步骤：
37.生物质原料储料仓1输出的原始生物质送入第一破碎机2中进行初步破碎至50～100mm以下；再经除铁设备除去夹杂在生物质中的含铁物质后，再送入第二破碎机3中粉碎至2～5mm以下，粉碎后的生物质粉末进入湿生物质粉仓4中进行储存；湿生物质粉仓4中的湿锯末进入到干燥机5中进行干燥，干燥介质为转向室15抽取的高温炉烟与除尘器18抽取的低温炉烟的混合介质，干燥后的乏气被进入到除尘器18中，干燥后的生物质粉末送入干生物质粉仓6中进行储存，然后进入生物质成型机7中压制成型，最后存储于成型燃料储料仓8中。
38.当掺烧生物质燃料时，成型燃料储料仓8中的生物质成型燃料经输煤皮带9进入燃煤锅炉备用制粉系统中制粉，最后进入燃烧器13中进行燃烧。
39.为防止生物质在制粉系统内自燃，通过控制磨煤机12入口风温不超过100℃，出口风温不超过50℃，此时生物质燃料在磨煤机12内无水分蒸发过程。
40.生物质原料的水分一般在30～45％之间，为使生物质粉末易于成型，成型原料的水分需控制在15～20％之间。此外，当磨煤机12入口风温不超过100℃时，生物质成型料在磨煤机12内没有水分蒸发过程，若水分过大易使得磨煤机12出现堵塞及出力降低的问题。
41.为防爆考虑，在磨煤机12进口增设一路冷烟气，作为启、停磨时的吹扫风，或作为着火事故处理时的吹扫介质。
42.虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。