专利名称：乏气流化高钠煤脱钠预处理中速磨直吹式制粉发电系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及燃煤发电技术领域，尤其涉及一种乏气流化高钠煤脱钠预处理中速磨直吹式制粉发电系统。
背景技术：
高钠煤是指煤中碱金属化合物成分较高的一类特殊煤炭。各类碱金属化合物中，一般以钠基化合物居多，故称之为“高钠煤”。目前，我国高钠煤主要集中于新疆准噶尔盆地东部的准东煤田。准东煤田资源预测储量达3900亿吨，目前累计探明煤炭资源储量为2136亿吨，煤田成煤面积1.4万平方公里，是我国当前最大的整装煤田。以现在我国煤炭年产量计算，一个准东煤田就能够全国使用一百年。由于资源储备丰富且露天开采成本低，准东煤田已成为我国煤炭行业新一轮投资的热点地区。准东煤属于特低灰分、特低硫、高热值(高位发热量)、低变质程度的优质煤。无论是作为发电或是用来做煤化工的原料，都是低污染、低排放的原料，可以有效的节约废物的处理费用。这些优越的自然条件都为准东地区的煤电和煤化工的发展打下了良好的物质基础。就新疆目前发电而言总装机容量为1800万KW，根据国家“十二五”规划和新疆未来五年规划，新疆在12.5末装机容量将达到一亿KW，其中准东煤田是“新电东送”最主要的能源保障基地。准东地区的煤质具有以下特点:中高水分；中等发热值；易着火、易燃尽；强结焦；高碱金属含量，强沾污性。小容量机组的试运行结果表明:准东高钠煤用于电站发电厂燃煤时，在锅炉的受热面、省煤器、空气预热器沾污问题非常严重，碱金属对锅炉的本体材料腐蚀也非常严重，且排渣也非常困难。因此，强结焦与强沾污性对燃准东煤电站锅炉的设计及运行提出了巨大的挑战，全燃准东煤时锅炉炉内结焦与受热面沾污问题非常严重，锅炉无法长期运行。究其原因，这 些问题均与煤灰中碱金属含量较高密切相关。目前，现有的发电系统只能利用20-30%的准东煤与其它煤种混合后进行掺烧，这样对准东煤使用量非常有限，同时又要从其它地方购买优质燃煤，增加了发电企业的发电成本。对准东煤田的开发和电源基地的建设带来了困难，因此难于将准东煤的优势得以充分发挥。为利用准东高钠煤用于发电的另一种其它掺烧办法:如采用掺和一定数的硅或三氧化二铝等，可以调整炉内燃烧的灰熔点，可多采用准东高钠煤在锅炉中燃烧，也能起到一定的改善锅炉的沾污和结渣的问题，但同时增加了锅炉的磨损影响锅炉使用寿命和降低了燃煤的发热值，这使必又要增加建设投资和电厂的运行成本。因此，如何降低准东煤中的碱金属含量，防结渣、沾污和腐蚀，确保锅炉安全经济长时期的运行，是发电企业和燃用准东煤的其它行业所不可回避的问题，也是当前发展准东煤电基地建设所面临的重大挑战。同时，在电站锅炉制粉发电系统中，中速磨煤机因制粉电耗低、维护工作量小、变负荷性能好等优点而大量应用于燃烟煤和贫煤机组中。但是，现有的中速磨煤机通常干燥出力不足，不仅使煤粉燃烧性能变差，同时也影响磨煤机研磨出力导致锅炉出力较低，使得发电系统效率低下。
发明内容基于此，针对上述技术问题，提供一种乏气流化高钠煤脱钠预处理中速磨直吹式制粉发电系统。为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案:一种乏气流化高钠煤脱钠预处理中速磨直吹式制粉发电系统，包括流化干燥装置、原煤脱钠预处理装置、中速磨煤机、煤粉分配器、送风机、密封风机、设于锅炉烟道中的空气预热器、与所述锅炉连接的汽轮发电机组，所述流化干燥装置与中速磨煤机的进煤口以及所述汽轮发电机组的乏气出口连接，所述原煤脱钠预处理装置的脱钠煤出口与所述流化干燥装置的进煤口连接，所述中速磨煤机的出粉口经所述煤粉分配器与所述锅炉的燃烧器连接，所述送风机连接所述空气预热器，所述空气预热器分两路，一路连接所述燃烧器，另一路连接所述中速磨煤机的进风口，所述密封风机连接所述中速磨煤机的密封风口。所述流化干燥装置包括干燥管、设于所述干燥管内的流化床和第一加热管、设于所述干燥管外的布袋除尘器以及第一换热装置，所述干燥管上设有出气口、入煤口、出煤口、第一入气口以及第二入气口，所述出气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气口位于所述流化床的下方，所述出气口经所述布袋除尘器与所述第一换热装置连接，所述第一换热装置的出气口经一风机与所述第二入气口连接，所述出煤口以及布袋除尘器均与所述中速磨煤机的进煤口连接，所述汽轮发电机组的乏气出口经所述第一入气口与所述第一加热管连接，所述第一加热管位于所述流化床的上方。所述原煤脱钠预处理装置包括:喷淋式乏气冷却器，所述喷淋式乏气冷却器内设有喷淋头，所述第一换热装置的出气口还经一风机与喷淋式 乏气冷却器连接；与所述喷淋式乏气冷却器连接的原煤脱钠器，所述原煤脱钠器具有原煤入口，所述原煤脱钠器内设有第二加热管，所述第二加热管与所述第一加热管连接；与所述原煤脱钠器连接的煤液分离器，所述煤液分离器具有脱钠煤出口，所述脱钠煤出口与所述干燥管的入煤口连接；用于冷却来自煤液分离器的洗煤废水的第二换热装置，所述第二换热装置与所述煤液分离器连接；用于处理冷却后的洗煤废水的水处理器，所述水处理器与所述第二换热装置连接，其还通过一水泵与所述喷淋式乏气冷却器。本方案还包括钠钾浓缩液回收装置，所述钠钾浓缩液回收装置与所述煤液分离器连接。本实用新型通过原煤脱纳预处理装置对高钠煤进行脱钠处理，把高钠煤变成优质的洁净煤，从而大幅改善或从根本上解决燃高钠煤发电机组所面临的炉内结焦与受热面沾污、腐蚀等重大问题，有效适用于准东煤以及其它含钠高、含水高的劣质煤的净化提质处理，并且通过流化干燥装置对煤进行预干燥以及流化干燥，使进入中速磨煤机的原煤水分大幅降低，这样获得的优质洁净煤的全水份控制在8%内，钠含量控制在2%以内，使煤的发热量提升至5500大卡以上，进而使制粉系统干燥出力大幅提高，煤粉的燃烧性能变强，大大的提高了发电系统发电效率；此外，本实用新型系统充分循环利用了系统工作过程中产生的废液、废气以及热能，节省了发电成本。
以下结合附图和具体实施方式
本实用新型进行详细说明:
图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
如
图1所示，一种乏气流化高钠煤脱钠预处理中速磨直吹式制粉发电系统，包括流化干燥装置、原煤脱钠预处理装置、中速磨煤机11、煤粉分配器12、送风机13、密封风机14、空气预热器15、汽轮发电机组16以及钠钾浓缩液回收装置17。流化干燥装置与中速磨煤机8的进煤口以及汽轮发电机组13的乏气出口连接，原煤脱钠预处理装置的脱钠煤出口与流化干燥装置的进煤口连接。具体地，流化干燥装置由干燥管1、流化床2、第一加热管3、布袋除尘器4、第一换热装置5构成。其中，流化床2以及第一加热管3位于干燥管I内，第一加热管3位于流化床2的上方，布袋除尘器4以及第一 换热装置5位于干燥管I外。干燥管I上设有出气口、入煤口、出煤口，第一入气口以及第二入气口，出气口以及入煤口位于流化床2的上方，出煤口以及第二入气口位于流化床2的下方。干燥管I的出气口经布袋除尘器4以及风机18与第一换热装置5连接，第一换热装置5再经风机19与第二入气口连接，干燥管I出煤口以及布袋除尘器6的出煤口均与中速磨煤机11的进煤口连接，与锅炉20连接的汽轮发电机组16的乏气出口经干燥管I的第一入气口与第一加热管3连接。其中，第一换热装置5内可设置冷却水管束，且其产生的冷凝水可以再次回收利用。原煤脱钠预处理装置包括喷淋式乏气冷却器6、原煤脱钠器7、煤液分离器8、第二换热装置9以及水处理器10。具体地，喷淋式乏气冷却器6可外接温水，其具有乏气入口、废气出口、进水口以及出水口，且其内设有喷淋头21，第一换热装置5的出气口还经风机22与喷淋式乏气冷却器6的乏气入口连接，废气出口可连接至脱硫塔32。原煤脱钠器7与喷淋式乏气冷却器6的出水口连接，且其具有原煤入口，原煤脱钠器7内设有第二加热管24，第二加热管24与第一加热管3连接。煤液分离器8与原煤脱钠器7连接，其具有脱钠煤出口，脱钠煤出口与干燥管I的入煤口间接连接。第二换热装置9与煤液分离器8连接，用于冷却来自煤液分离器8的洗煤废水。水处理器10与第二换热装置9连接，用于处理冷却后的洗煤废水，其还通过水泵25与喷淋式乏气冷却器6的进水口连接，该进水口与喷淋头21连接，处理后的水供喷淋式乏气冷却器6使用。[0036]钠钾浓缩液回收装置17与煤液分离器10连接。中速磨煤机11的出粉口经煤粉分配器12与锅炉20的燃烧器26连接。送风机13连接空气预热器15，空气预热器15设置在锅炉20的烟道中，送风机13位于烟道外。空气预热器15通过管道以及风机27分为两路，一路经风箱28连接燃烧器26，另一路连接中速磨煤机11的进风口。密封风机14连接在中速磨煤机11的密封风口。本系统的工作原理如下:将高钠煤输入原煤脱钠器7，喷淋式乏气冷却器6接入外接温水，送至原煤脱钠器
7,该温水与预注入在原煤脱钠器7的洗涤浓缩液混合，同时，来自汽轮发电机组16的高温乏气持续进入干燥管I的第一加热管3中，并从第一加热管3输送至原煤脱钠器7的第二加热管24中，配合洗涤液对高钠煤进行混合加热清洗、脱钠。其中，第二加热管24内的蒸汽可以冷凝后再次回收利用。在一定温度和压力下，通过一定时间在洗涤溶液中洗涤，受温度和洗涤溶液的双重作用下，可破坏原煤 结构的平衡，使原煤结晶体和表面及毛细孔中的水和碱金属迅速发生迁移和溶解，使原煤中的大量碱金属元素包括钠、钾、汞、硫、灰粉等大量迁移至或溶于洗涤溶液中，以达到对原煤的净化。上述洗涤浓缩液主要成份是醋酸或盐酸及有机溶剂，与水的混合比例为1:(50-500)，其主要作用是脱除原煤的有机类碱性金属。脱钠后的煤液混合物从原煤脱钠器7进入煤液分离器8中，将脱钠煤与洗煤废水分离，分离出来的脱钠煤通过输煤装置从煤液分离器8的脱钠煤出口送往干燥管1，而分离出来的洗煤废水输送至第二换热装置9，由第二换热装置9冷却后，送入水处理器10中。水处理器10对洗煤废水中的碱金属等进行处理，处理后的合格水作为循环水通过泵25输送至喷淋式乏气冷却器6，作为喷淋用水。碱金属废液可输入钠钾浓缩液回收装置17中，通过浓缩分离后，可作为化工原料
生产化工产品。高钠煤经原煤脱钠预处理装置脱钠后，脱钠煤送入干燥管1，并置于流化床2上，同时来自汽轮发电机组16的高温乏气进入干燥管I的第一加热管3中，加热其中的脱钠煤，进行预干燥，此时，脱钠煤中的一部分水份形成蒸汽，蒸汽经干燥管I的出气口、布袋除尘器4以及风机18进入第一换热装置5，第一换热装置5将蒸汽中的水份液化，剩下相对干燥的气体分两路输送，一路经风机22输送至喷淋式乏气冷却器6的乏气入口，另一路经风机19高速输送至干燥管I的第二入气口。来自第一换热装置5相对干燥的乏气进入喷淋式乏气冷却器6，由上述循环水进行喷淋，使乏气中的水份进一步液化，形成温水，供原煤脱钠器7使用，可以节省外接温水资源，而剩余的废气由喷淋式乏气冷却器6的废气出口排入脱硫塔32。由于风机19的作用，干燥乏气自下而上高速通过流化床2，使流化床2上的脱钠煤进一步发生流化干燥，干燥气体又变成了蒸汽，同时一部分脱钠煤发生流化粉碎形成煤粉，这是一个预粉碎步骤。预粉碎后的煤粉由蒸汽从出气口带入布袋除尘器4，布袋除尘器4将蒸汽中的煤粉分离出来，并送入中速磨煤机11，同时，蒸汽又经第一换热装置5干燥后送入干燥管I以及喷淋式乏气冷却器6中，如此循环。另外，干燥管I中未被蒸汽带走的脱钠煤经干燥管I的出煤口进入中速磨煤机11。脱钠煤在中速磨煤机11内磨制，磨制后的风粉混合物进入中速磨煤机12的粗粉分离器29，分离出的粗粉返回中速磨煤机11继续磨制，合格的风粉混合物经煤粉分配器12分配后送往各燃烧器26，并由燃烧器26喷入锅炉20内燃烧。由送风机13输送的空气经空气预热器15加热后经风机27分两路，一路作为一次风送往中速磨煤机11，另一路作为二次风经风箱28分配送往各燃烧器26参与炉内燃烧，锅炉20燃烧产生的蒸汽供汽轮发电机组16发电使用，其产生的乏气又可供流化干燥装置以及原煤脱钠预处理装置使用，充分的利用了热能。密封风机14提供高压冷风用于中速磨煤机111等设备的密封。烟道尾端产生的废气通过烟气除尘器30以及风机31送入烟囱23。但是，本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对以上所述实施例的 变化、变型都将落在本实用新型的权利要求书范围内。
权利要求1.一种乏气流化高钠煤脱钠预处理中速磨直吹式制粉发电系统，其特征在于，包括流化干燥装置、原煤脱钠预处理装置、中速磨煤机、煤粉分配器、送风机、密封风机、设于锅炉烟道中的空气预热器、与所述锅炉连接的汽轮发电机组，所述流化干燥装置与中速磨煤机的进煤口以及所述汽轮发电机组的乏气出口连接，所述原煤脱钠预处理装置的脱钠煤出口与所述流化干燥装置的进煤口连接，所述中速磨煤机的出粉口经所述煤粉分配器与所述锅炉的燃烧器连接，所述送风机连接所述空气预热器，所述空气预热器分两路，一路连接所述燃烧器，另一路连接所述中速磨煤机的进风口，所述密封风机连接所述中速磨煤机的密封风口。
2.根据权利要求1所述的一种乏气流化高钠煤脱钠预处理中速磨直吹式制粉发电系统，其特征在于，所述流化干燥装置包 括干燥管、设于所述干燥管内的流化床和第一加热管、设于所述干燥管外的布袋除尘器以及第一换热装置，所述干燥管上设有出气口、入煤口、出煤口、第一入气口以及第二入气口，所述出气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气口位于所述流化床的下方，所述出气口经所述布袋除尘器与所述第一换热装置连接，所述第一换热装置的出气口经一风机与所述第二入气口连接，所述出煤口以及布袋除尘器均与所述中速磨煤机的进煤口连接，所述汽轮发电机组的乏气出口经所述第一入气口与所述第一加热管连接，所述第一加热管位于所述流化床的上方。
3.根据权利要求2所述的一种乏气流化高钠煤脱钠预处理中速磨直吹式制粉发电系统，其特征在于，所述原煤脱钠预处理装置包括: 喷淋式乏气冷却器，所述喷淋式乏气冷却器内设有喷淋头，所述第一换热装置的出气口还经一风机与喷淋式乏气冷却器连接； 与所述喷淋式乏气冷却器连接的原煤脱钠器，所述原煤脱钠器具有原煤入口，所述原煤脱钠器内设有第二加热管，所述第二加热管与所述第一加热管连接； 与所述原煤脱钠器连接的煤液分离器，所述煤液分离器具有脱钠煤出口，所述脱钠煤出口与所述干燥管的入煤口连接； 用于冷却来自煤液分离器的洗煤废水的第二换热装置，所述第二换热装置与所述煤液分离器连接； 用于处理冷却后的洗煤废水的水处理器，所述水处理器与所述第二换热装置连接，其还通过一水泵与所述喷淋式乏气冷却器。
4.根据权利要求3所述的一种乏气流化高钠煤脱钠预处理中速磨直吹式制粉发电系统，其特征在于，还包括钠钾浓缩液回收装置，所述钠钾浓缩液回收装置与所述煤液分离器连接。
专利摘要一种乏气流化高钠煤脱钠预处理中速磨直吹式制粉发电系统，包括流化干燥装置、原煤脱钠预处理装置、中速磨煤机、煤粉分配器、送风机、密封风机、空气预热器、汽轮发电机组，流化干燥装置与中速磨煤机的进煤口以及汽轮发电机组的乏气出口连接，原煤脱钠预处理装置的脱钠煤出口与流化干燥装置的进煤口连接。本实用新型获得的优质洁净煤的全水份控制在8％内，钠含量控制在2％以内，使煤的发热量提升至5500大卡以上，进而使制粉系统干燥出力大幅提高，煤粉的燃烧性能变强，大大的提高了发电系统发电效率。
文档编号C10L9/00GK203112784SQ20132012112
公开日2013年8月7日 申请日期2013年3月18日 优先权日2013年3月18日
发明者施大钟 申请人:施大钟