一种利用烟气、乏汽废热的原煤低温预干燥系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于原煤干燥设备领域，特别涉及一种利用烟气、乏汽废热的原煤低温预干燥系统及方法。
【背景技术】
[0002]我国的一次能源以煤为主，长期以来煤炭在我国一次能源消费中的比例均在70%左右。燃煤发电的装机容量和发电量分别占全国电力总装机容量和总发电量的69%和78 %左右，消耗原煤占国内煤炭消费总量的50 %左右。截至2013年底，燃煤发电装机容量已达8.17亿千瓦、年发电量达3.94万亿千瓦时，且近几年仍保持着每年3000-4000万千瓦装机容量的增长速度。另一方面，燃煤电厂的粉尘、SO2, N0x等主要污染物的排放量分别占全国总排放量的12.20%,42.16%和41.59%。因此，进一步提高燃煤电站机组运行效率对保证我国能源安全和降低整个污染物减排工作而言意义重大。
[0003]近年来，国家发改委、环保部、国家能源局三部委下发的《燃煤节能减排升级与改造行动计划2014?2020》明确指出，新建机组供电标煤低于300克/千瓦时，这对我国电力行业提出了巨大的挑战。当前，主要提高技术手段为提高循环参数，提高机组运行水平，但从燃料源头节能，尚未开展相关研宄。众所周知，我国主要动力用煤的为烟煤、贫煤，其水分含量一般在3%?15%，如:烟煤(3?18% );贫煤(4?8%);洗中煤(7?9%)而水分含量中，外水分为主约为70%?80% ;另外，由于气候环境等影响因素，如:我们南方靠近水系的电厂环境湿度偏大，煤中含水量一般更高。
[0004]当前采用的磨煤系统主要为闭式系统，其特点是煤颗粒在磨煤机机研磨干燥后，其水分经三次风或一次风直接送入炉膛内燃烧。在磨煤机中煤中的水分一方面会降低入炉一次风温，另一方面排烟中的水分会增加烟气热损失。另外，煤中的水分影响磨煤机电耗，如可适当降低入炉煤水分，对降低磨煤机电耗也十分有利。目前，煤中水分的蒸发干燥技术研宄，主要针对褐煤等高水分煤展开，烟气、空气、蒸汽等多种干燥介质的干燥手段也日趋成熟。
[0005]另外，近年来低温干燥技术也得到了发展，如美国Clean Coal PowerInitiative(CCPI)集团提出，利用冷却塔中的冷却水加热空气，空气作为干燥介质进入流化床干燥设备，可有效降低褐煤的水分含量并提高电站效率。
[0006]而在烟煤、贫煤等常用动力用煤中，分析表明，其外水分亦占到全水分的70%-80%,因此可以通过低温干燥设备，对燃烧硬煤(烟煤、贫煤，等)电站采用低温干燥技术，大幅度降低煤中的外水分，亦可起到减少锅炉排烟损失，提高电站效率的作用。另夕卜，在常规燃煤电站中，低品位废热资源十分充裕，如锅炉排烟、凝汽器循环水、空冷机组空冷岛热风等，如有效利用此类电站废热，进行原煤的预干燥，可有效降低80?90%外水分，降低标煤耗1.5?3g/kWh.因此，通过预热入炉煤的方式回收电站低温余热，是一种低成本、高回报的提高现役机组运行效率的有效方法。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是提供一种利用烟气、乏汽废热的原煤低温预干燥系统及方法，所述原煤低温预干燥系统包括输煤皮带、碎煤机、低温干燥设备、烟气、乏汽废热回收装置、分离器、煤仓、给煤机和磨煤机；其特征在于，所述原煤低温预干燥系统包括间接利用烟气废热的原煤低温预干燥系统、间接利用空冷乏汽废热的原煤低温预干燥系统和直接利用烟气废热的原煤低温预干燥系统；
[0008]所述间接利用烟气废热的原煤低温预干燥系统为输煤皮带I设置在碎煤机2的上游；碎煤机2通过管道与低温干燥设备3的入料口相连，低温干燥设备3与烟气废热回收装置4相连接，低温干燥设备3的气、固输出口分别连接分离器5和煤仓6，煤仓6再与给煤机7、磨煤机8串联；其中烟气废热回收装置4直接放在锅炉尾部烟道中；
[0009]所述间接利用空冷乏汽废热的原煤低温预干燥系统与间接利用烟气废热的原煤低温预干燥系统结构差别在于乏汽废热回收装置4的热源入口通过管道与空冷岛凝结水连接，出口通过管道连接进凝结水系统；其余结构与间接利用烟气废热的原煤低温预干燥系统相同；
[0010]所述直接利用烟气废热的原煤低温预干燥系统的结构是将间接利用烟气废热的原煤低温预干燥系统的低温干燥设备3与烟气、乏汽废热回收装置4合并为烟气滚筒干燥器9，分别与锅炉排烟管道、碎煤机2、分离器5和煤仓6连接，其余结构与间接利用烟气废热的原煤低温预干燥系统相同。
[0011]一种利用烟气、乏汽废热的原煤低温预干燥方法，其原煤低温预干燥系统包括输煤皮带、碎煤机、低温干燥设备、废热利用设备、分离器、煤仓、给煤机和磨煤机；其特征在于，具体步骤为输煤皮带末端的原煤经碎煤机破碎后进入低温干燥设备进行干燥；低温干燥的热源取自锅炉排烟或空冷机组乏汽；采用低温干燥设备或采用以烟气滚筒干燥器作为直接干燥设备对原煤进行干燥，大幅降低原煤外水分；
[0012]当采用间接干燥设备时，干燥设备与烟气、乏汽废热回收装置4的干燥尾气为接近饱和的湿空气，经分离器5后直接排入大气，烟气、乏汽废热回收装置4的排气或凝结水，送入脱硫或凝结水系统；干燥后的原煤颗粒与分离器5出口出的原煤颗粒混合进入煤仓6，煤仓6出口依次经过给煤机7、磨煤机8，磨煤机8研磨后送入炉膛燃烧；
[0013]当采用直接干燥设备时，烟气与煤颗粒在烟气滚筒干燥器9中直接接触换热，干燥尾气经分离器5后进入脱硫装置；干燥后的原煤颗粒与分离器5出口出的原煤颗粒混合进入煤仓6，煤仓6出口依次经过给煤机7、磨煤机8，磨煤机8研磨后送入炉膛燃烧。
[0014]所述原煤低温预干燥系统的干燥热源为130?160°C锅炉排烟，锅炉排烟在烟气废热回收装置4中放热后，进入脱硫系统；在采用直接干燥设备时，锅炉排烟在烟气滚筒干燥器9中放热，尾气经分离器5进入脱硫系统；烟气废热回收装置与烟气滚筒干燥器的排烟温度为80?130°C。
[0015]所述空冷机组排乏汽的凝结温度为45?55°C，在乏汽废热回收装置4放热后返回到凝结水系统；干燥设备3入口空气在烟气、乏汽废热回收装置4中被加热至40?50°C，干燥尾气经分离器5分离后直接排入大气。
[0016]本发明的有益效果是根据不同电站的系统配置，选用不同类型的低温干燥热源和干燥热备，通过回收电厂大量存在的低温废热，对入炉原煤进行预干燥处理，从而提高入炉煤的低位发热量，降低锅炉排烟损失，从而提高电厂的发电效率。初步分析表明将该系统应用于我国某在役600MW超临界机组后，不同煤种(含水量和发热量不同)标煤耗降低约为
1.6g/kffh?2.9g/kWh，针对300MW亚临界和100MW超临界机组时，不同煤种(含水量和发热量不同)煤耗降低约为 1.7g/kffh ?3.0g/kffh(300MW)，1.5g/kffh ?2.8g/kffh(1000MW)。
【附图说明】
[0017]图1为间接利用烟气废热的原煤低温预干燥系统示意图；
[0018]图2为间接利用空冷乏汽废热的原煤低温预干燥系统示意图；
[0019]图3为直接利用烟气废热的原煤低温预干燥系统示意图；
[0020]图中:1为输煤皮带、2为碎煤机、3为低温干燥设备、4烟气、乏汽废热回收装置、5为分离器、6为煤仓、7为给煤机、8为磨煤机，9为烟气滚筒干燥器。
【具体实施方式】
[0021]本发明提供一种利用烟气、乏汽废热的原煤低温预干燥系统及方法，下面结合附图对本发明作出进一步详细说明。
[0022]图1所示为一种间接利用烟气废热的低温预干燥原煤系统，图中输煤皮带I设置在碎煤机2的上方；碎煤机2通过管道与低温干燥设备3的入料口相连，低温干燥设备3与烟气、乏汽废热回收装置4相连接，低温干燥设备3的气、固输出口分别连接分离器5和煤仓6，煤仓6再与给煤机7、磨煤机8及串联；其中烟气、乏汽废热回收装置4直接放在锅炉排烟管道中，锅炉排汽直接连