СПОСОБ ВЫСУШИВАНИЯ И СИСТЕМА СУШКИ БУРОГО УГЛЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РЕЦИРКУЛЯЦИИ ДЫМОВОГО ГАЗА Российский патент 2024 года по МПК F26B20/00 F26B21/04 F26B23/02 

Область техники

[0001] Настоящее изобретение относится к технической области котельного оборудования электростанций, в частности к способу высушивания бурого угля с рециркуляцией дымового газа и связанной с ним системе.

Уровень техники

[0002] Бурый уголь представляет собой воспламеняющееся ископаемое топливо. Общие известные геологические запасы бурого угля составляют приблизительно 4 триллиона тонн, что составляет приблизительно 40% мировых запасов угля. Китай богат ресурсами бурого угля. Согласно статистике, на конец 20-го века доказанные запасы бурого угля в Китае составляли приблизительно 130 миллиардов тонн, что составляет приблизительно 13% национальных запасов угля. Большая часть доказанных запасов бурого угля в Китае находится в северо-восточной части Внутренней Монголии, на долю которой приходится приблизительно 75% национальных запасов бурого угля; запасы бурого угля на юго-западе Китая, особенно в провинции Юньнань, составляют приблизительно 20% национальных запасов бурого угля; оставшиеся 5% запасов бурого угля распределены в Северо-Восточном Китае, Восточном Китае, Центральном и Южном Китае. В условиях растущего дефицита энергии и регулировки энергетической структуры во всем мире люди все больше обращают внимание на разработку и применение углей более низкого качества, таких как бурый уголь. Основываясь на богатых запасах бурого угля, Китай располагает благоприятными природными условиями для разработки и применения бурого угля. Эффективное и экологически чистое применение бурого угля также соответствует национальной политике экономии энергии, сокращения потребления и углеродного следа.

[0003] Буроугольные блоки требуется использовать с системами измельчения с относительно высокой сушильной способностью. В настоящее время котлы для бурого угля в основном оснащаются системами измельчения прямого нагрева с мельницами средней скорости или системами измельчения прямого нагрева с лопастными мельницами. Большинство котлов для бурого угля с влажностью от средней до низкой оснащены системами измельчения прямого нагрева с мельницами средней скорости, а котлы для бурого угля с влажностью от средней до высокой (или выше) в основном оснащены системами измельчения прямого нагрева с лопастными мельницами.

[0004] Котлы для бурого угля с системами измельчения с лопастными мельницами обладают улучшенной сушильной способностью, но лопастные мельницы легко изнашиваются и требуют частого технического обслуживания, поэтому они обладают низкой стабильностью. Системы измельчения с мельницами средней скорости обладают хорошей стабильностью, но существует широко распространенная проблема недостаточной сушильной способности угольных мельниц, что касается котлов для бурого угля с такими системами. На севере Китая проблема недостаточной сушильной способности угольных мельниц для котлов для бурого угля становится более острой зимой. Зимой в северном Китае холодно, и сушильная способность первичного воздуха снижается из-за расхода тепла на размораживание угля.

[0005] Поэтому, если для бурого угля с влажностью от средней до высокой выбрана стабильная система измельчения с мельницей средней скорости, необходимо повышать температуру первичного воздуха, а температура дымового газа на входном отверстии для денитрации находится в пределах безопасного диапазона рабочих температур катализатора. Например, если котел для бурого угля оснащен системой измельчения с мельницей средней скорости, температуру первичного воздуха необходимо поднимать выше 380°C или даже выше 400°C, а коэффициент первичного воздуха составляет выше 40% или даже близок к 50%. Если котел спроектирован в соответствии с требованиями, то при обычной схеме компоновки ему необходимо повысить температуру дымовых газов на входном отверстии для денитрации и продолжать денитрацию в присутствии высокотемпературного катализатора; также необходимо обратить внимание на конструкцию подогревателя, поскольку температура выхлопных газов очень высока, а котел имеет низкую эффективность; кроме того, необходимо выбирать угольную мельницу больших размеров, что приводит к увеличению энергопотребления; для углей с переменным содержанием влаги система измельчения обладает низкой адаптивностью и во многих проектах не обеспечивает достижения заданной температуры первичного воздуха; и относительно высокий коэффициент первичного воздуха предъявляет более высокие требования к конструкции системы сжигания топлива котла.

Сущность изобретения

[0006] Для решения проблем, связанных с недостаточной сушильной способностью и высокой температурой выхлопных газов, в котлах для бурого угля с мельницами средней скорости настоящее изобретение предоставляет способ высушивания бурого угля с рециркуляцией дымового газа и соответствующую ему систему, в которых предварительно высушивают бурый уголь путем отведения дымового газа из хвостовой части котла для уменьшения влажности угля, так чтобы оставшаяся влага в угле соответствовала требованиям, предъявляемым к диапазону сушильной способности системы измельчения с мельницей средней скорости, и благодаря этому для котла для бурого угля высокой влажности можно выбрать более стабильную и надежную систему измельчения с мельницей средней скорости.

[0007] С этой целью один аспект настоящего изобретения предусматривает способ высушивания бурого угля с рециркуляцией дымового газа, который включает следующие этапы:

[0008] отвод рециркуляционного дымового газа из хвостовой части котла в качестве осушителя для выполнения первого этапа высушивания бурого угля высокой влажности, с получением таким образом предварительно высушенного бурого угля с влажностью, соответствующей диапазону адаптации к влажности блока для помола и измельчения угля;

[0009] подачу горячего первичного воздуха для проведения второго этапа высушивания полученного предварительно высушенного бурого угля, в то время как предварительно высушенный бурый уголь подвергают обработке с помолом и измельчением угля в блоке для помола и измельчения угля для получения пыли высушенного и измельченного бурого угля;

[0010] транспортировку пыли высушенного и измельченного бурого угля в горелку для сжигания в топке котла с использованием горячего первичного воздуха;

[0011] при этом систему измельчения с мельницей средней скорости используют в качестве блока для помола и измельчения угля для проведения обработки с помолом и измельчением угля для предварительно высушенного бурого угля.

[0012] Кроме того, рециркуляционный дымовой газ выводят из выходного отверстия экономайзера, выходного отверстия низкотемпературного подогревателя, выходного отверстия низкотемпературного перегревателя или входного отверстия экономайзера в хвостовой части котла, а температура рециркуляционного дымового газа составляет 350-600°C; и бурый уголь высокой влажности имеет содержание влаги выше 35 вес. %, а предварительно высушенный бурый уголь имеет содержание влаги до 35 вес. %.

[0013] Кроме того, пыль бурого угля, захваченную рециркуляционным дымовым газом, подвергнутую первому этапу высушивания, удаляют посредством отделения, отделенную пыль бурого угля отправляют в блок помола и измельчения угля, отделенный дымовой газ возвращают в топку котла и смешивают с дымовым газом, генерируемым при сжигании пыли высушенного и измельченного бурого угля в топке котла, причем образующийся смешанный дымовой газ проходит через нагревательные поверхности на всех этапах от выходного отверстия топки котла до хвостовой части котла, при этом часть смешанного дымового газа отводят из хвостовой части котла в качестве осушителя для первого этапа высушивания, а другую часть смешанного дымового газа используют для нагрева холодного первичного воздуха и холодного вторичного воздуха перед последующей обработкой, связанной с охраной окружающей среды.

[0014] Кроме того, горячий первичный воздух получают путем нагрева холодного первичного воздуха или путем смешивания горячего первичного воздуха, полученного путем нагрева холодного первичного воздуха, и холодного первичного воздуха, используемого в качестве воздуха для регулирования температуры, при этом объемное отношение воздуха для регулирования температуры к холодному первичному воздуху составляет 0-10%.

[0015] Кроме того, холодный вторичный воздух нагревают с использованием другой части смешанного дымового газа, направляют в топку котла и смешивают с горячим первичным воздухом и пылью высушенного и измельченного бурого угля для поддержания сжигания.

[0016] Другой аспект настоящего изобретения предусматривает систему сушки бурого угля с рециркуляцией дымового газа, которая содержит:

[0017] блок рециркуляции дымового газа, отводящий и обеспечивающий рециркуляцию дымового газа из хвостовой части котла и в итоге возвращающий рециркуляционный дымовой газ в топку;

[0018] блок подачи воздуха, обеспечивающий подачу по меньшей мере горячего первичного воздуха;

[0019] блок для сушки бурого угля, принимающий рециркуляционный дымовой газ и выполняющий первый этап высушивания бурого угля высокой влажности; и

[0020] блок для помола и измельчения угля, принимающий горячий первичный воздух и получаемый предварительно высушенный бурый уголь из блока для сушки бурого угля, проводящий второй этап высушивания предварительно высушенного бурого угля, в то время как предварительно высушенный бурый уголь подвергается обработке с помолом и измельчением угля, и предоставляющий пыль высушенного и измельченного бурого угля в топку котла;

[0021] при этом блок для помола и измельчения угля представляет собой систему измельчения с мельницей средней скорости.

[0022] Кроме того, блок рециркуляции дымового газа содержит выходное отверстие для рециркуляционного дымового газа, расположенное в хвостовой части котла, трубопровод для рециркуляции дымового газа и рециркуляционный вентилятор, причем выходное отверстие для рециркуляционного дымового газа соединено с выходным отверстием экономайзера, выходным отверстием низкотемпературного подогревателя, выходным отверстием низкотемпературного перегревателя или входным отверстием экономайзера, и каждый из трубопроводов для рециркуляции дымового газа разделен на три участка: первый участок трубопровода для рециркуляции дымового газа соединен с выходным отверстием для рециркуляционного дымового газа на одном конце и с входным отверстием рециркуляционного вентилятора на другом конце; второй участок трубопровода для рециркуляции дымового газа соединен с выходным отверстием рециркуляционного вентилятора на одном конце и с блоком для сушки бурого угля на другом конце; и третий участок трубопровода для рециркуляции дымового газа соединен с блоком для сушки бурого угля на одном конце и с топкой котла на другом конце, причем по меньшей мере один трубопровод для рециркуляции дымового газа и по меньшей мере один рециркуляционный вентилятор имеют соответствие «один к одному» с по меньшей мере одним прибором для сушки бурого угля в блоке для сушки бурого угля, и входное отверстие и выходное отверстие рециркуляционного вентилятора снабжены изолирующим щитом соответственно.

[0023] Кроме того, блок рециркуляции дымового газа содержит выходное отверстие для рециркуляционного дымового газа, расположенное в хвостовой части котла, трубопровод для рециркуляции дымового газа и рециркуляционный вентилятор, причем выходное отверстие для рециркуляционного дымового газа соединено с выходным отверстием экономайзера, выходным отверстием низкотемпературного подогревателя, выходным отверстием низкотемпературного перегревателя или входным отверстием экономайзера, и каждый из трубопроводов для рециркуляции дымового газа разделен на три участка: первый участок трубопровода для рециркуляции дымового газа соединен с выходным отверстием для рециркуляционного дымового газа на одном конце и с входным коллектором рециркуляционного вентилятора на другом конце, причем множество рециркуляционных вентиляторов подключено параллельно между входным коллектором рециркуляционного вентилятора и выходным коллектором рециркуляционного вентилятора с помощью распределительных трубопроводов; второй участок трубопровода для рециркуляции дымового газа соединен с выходным коллектором рециркуляционного вентилятора на одном конце и с входным отверстием прибора для сушки бурого угля в блоке для сушки бурого угля на другом конце, причем все выходные отверстия множества приборов для сушки бурого угля в блоке для сушки бурого угля соединены с выпускным коллектором блока для сушки бурого угля; и третий участок трубопровода для рециркуляции дымового газа соединен с выпускным коллектором блока для сушки бурого угля на одном конце и с топкой котла на другом конце; при этом входное отверстие и выходное отверстие рециркуляционного вентилятора снабжены изолирующим щитом соответственно; и входное отверстие и выходное отверстие прибора для сушки бурого угля снабжены изолирующим щитом соответственно.

[0024] Кроме того, блок подачи воздуха содержит воздухоподогреватель, первичный вентилятор и вторичный вентилятор, при этом входное отверстие для дымового газа воздухоподогревателя соединено с выходным отверстием реактора денитрации SCR или выходным отверстием экономайзера в хвостовой части котла, выходное отверстие для дымового газа воздухоподогревателя соединено с блоком обеспыливания, выходное отверстие для воздуха воздухоподогревателя соединено с первичным вентилятором через канал холодного первичного воздуха и со вторичным вентилятором через канал холодного вторичного воздуха соответственно, а выходное отверстие для воздуха воздухоподогревателя соединено с блоком для помола и измельчения угля через канал горячего первичного воздуха и с топкой котла через канал горячего вторичного воздуха соответственно, при этом сторона первичного воздуха воздухоподогревателя снабжена регулирующим температуру байпасом, причем регулирующий температуру байпас соединен с каналом холодного первичного воздуха и каналом горячего первичного воздуха отдельно.

[0025] Кроме того, блок для сушки бурого угля соединен с блоком подачи бурого угля через первую линию для транспортировки угля, и блок для сушки бурого угля содержит множество приборов для сушки бурого угля, причем входное отверстие и выходное отверстие каждого из приборов для сушки бурого угля снабжены изолирующим щитом соответственно, и прибор для сушки бурого угля является контактным прибором для сушки или неконтактным прибором для сушки, при этом, когда контактный прибор для сушки используется в качестве прибора для сушки бурого угля, выходное отверстие прибора для сушки бурого угля дополнительно снабжено циклонным сепаратором;

[0026] блок для помола и измельчения угля соединен с блоком для сушки бурого угля через вторую линию для транспортировки угля, с горелкой, расположенной в топке котла, через трубу для измельченного угля и с воздухоподогревателем блока подачи воздуха через канал горячего первичного воздуха.

[0027] Согласно способу высушивания бурого угля с рециркуляцией дымового газа и соответствующей ему системе, раскрытым в настоящем изобретении, дымовой газ отводят из хвостовой части котла для предварительного высушивания бурого угля высокой влажности для уменьшения содержания влаги в угле, так что оставшаяся влага в угле соответствует требованиям, предъявляемым к диапазону сушильной способности системы измельчения с мельницей средней скорости. Предварительно высушенный бурый уголь высушивают и измельчают с использованием системы измельчения с мельницей средней скорости, чтобы улучшить адаптивность к углю системы измельчения с мельницей средней скорости, так что для котла для бурого угля высокой влажности можно выбрать более стабильную и надежную систему измельчения с мельницей средней скорости, чтобы обеспечить благоприятные условия для использования ресурсов бурого угля более стабильным, эффективным и менее загрязняющим окружающую среду способом, который соответствует национальной политике энергосбережения, сокращения потребления, чистоты и охраны окружающей среды.

Краткое описание графических материалов

[0028] На фиг. 1 представлена структурная схема системы сушки бурого угля с рециркуляцией дымового газа согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения.

[0029] Описание номеров ссылок на прилагаемых графических материалах:

[0030] 10 - котел, 11 - топка котла, 12 - хвостовая часть котла, 13 - горелка, 14 - реактор денитрации SCR, 20 - выходное отверстие для рециркуляции дымового газа, 21 - трубопровод для рециркуляции дымового газа, 22 - рециркуляционный вентилятор; 30 - воздухоподогреватель, 31 - первичный вентилятор, 32 - вторичный вентилятор, 33 - канал холодного первичного воздуха, 34 - канал холодного вторичного воздуха, 35 - регулирующий температуру байпас, 36 - канал горячего первичного воздуха, 37 - канал горячего вторичного воздуха; 40 - блок для сушки бурого угля, 41 - первая линия для транспортировки угля; 50 - блок для помола и измельчения угля, 51 - труба для измельченного угля, 52 - вторая линия для транспортировки угля.

Подробное описание изобретения

[0031] Все признаки, раскрытые в подробном описании изобретения, и все этапы любого раскрытого способа или процесса могут быть объединены любым способом, за исключением комбинаций, в которых такие признаки и/или этапы являются взаимоисключающими.

[0032] Любой признак, раскрытый в подробном описании изобретения, может быть заменен другими эквивалентными или подобными признаками, если не указано иное. То есть каждый признак является лишь примером ряда эквивалентных или сходных признаков, если не указано иное.

[0033] В настоящее время котлы для бурого угля, оснащенные мельницами средней скорости, выбирают с учетом максимального расхода первичного воздуха и повышения температуры первичного воздуха, чтобы решить задачу, связанную с сушкой бурого угля. Однако при расходе первичного воздуха выше 40% расход вторичного воздуха будет низким и трудно обеспечить хорошее сжигание в котлах. С другой стороны, без вспомогательных мер по повышению температуры первичного воздуха трудно сбалансировать высокую температуру первичного воздуха со стабильностью системы измельчения и КПД котла. Традиционные вспомогательные меры подогрева первичного воздуха имеют недостатки, связанные с высокими эксплуатационными расходами, плохими последствиями и низким КПД при практическом использовании. В настоящем изобретении раскрыты способ высушивания бурого угля с рециркуляцией дымового газа и связанная система. Они в особенности применимы к бурому углю высокой влажности (содержание влаги выше 35 вес. %) и будут подробно описаны ниже.

[0034] Согласно примерному варианту применения настоящего изобретения, способ высушивания бурого угля с рециркуляцией дымового газа фактически включает четыре процесса, а именно процесс рециркуляции дымовых газов, буроугольный процесс, воздушный процесс и процесс дымовых газов котла.

[0035] Более конкретно, рециркуляционный дымовой газ выпускают из хвостовой части котла и используют в качестве осушителя для выполнения первого этапа высушивания бурого угля, таким образом получая предварительно высушенный бурый уголь с влажностью, соответствующей диапазону адаптации влажности для блока для помола и измельчения угля. Согласно настоящему изобретению рециркуляционный дымовой газ используется в качестве осушителя для выполнения первого этапа высушивания бурого угля высокой влажности, и выпущенный рециркуляционный дымовой газ может подаваться из положений, включающих, но без ограничения, выходное отверстие экономайзера, выходное отверстие низкотемпературного подогревателя, выходное отверстие низкотемпературного перегревателя или входное отверстие экономайзера. Рекомендуется выбирать выходное отверстие экономайзера в качестве точки отвода рециркуляционного дымового газа и устанавливать температуру рециркуляционного дымового газа на уровне 350400°C. Кроме того, содержание влаги в предварительно высушенном буром угле, полученном после первого этапа высушивания, должно быть ниже 35 вес. %. Это делает бурый уголь пригодным для системы измельчения с мельницей средней скорости, что является более надежным. Другими словами, это позволяет применять систему измельчения с мельницей средней скорости для бурого угля с содержанием влаги выше 35%.

[0036] Кроме того, горячий первичный воздух подают для выполнения второго этапа высушивания предварительно высушенного бурого угля, в то время как предварительно высушенный бурый уголь подвергается обработке с помолом и измельчением угля для получения пыли высушенного и измельченного бурого угля.

[0037] Бурый уголь высокой влажности нагревают рециркуляционным дымовым газом в приборе для сушки бурого угля (контактного или бесконтактного типа). Некоторое количество влаги, содержащейся в буром угле, испаряется. После первого этапа высушивания бурый уголь пригоден для мельницы средней скорости (содержание влаги ниже 35%). Бурый уголь направляют в систему измельчения с мельницей средней скорости для продолжения обработки с помолом и измельчением угля. Кроме того, горячий первичный воздух используют в качестве осушителя для проведения второго этапа высушивания бурого угля после первого этапа высушивания. В конечном итоге пыль высушенного и измельченного бурого угля, переносимую горячим первичным воздухом, направляют для сжигания в топочное оборудование, установленное в котле.

[0038] Согласно настоящему изобретению, пыль бурого угля, переносимую рециркуляционным дымовым газом после высушивания на первом этапе, отделяют. Отделенную пыль бурого угля направляют в блок для помола и измельчения угля, отделенный дымовой газ возвращают в топку котла и смешивают с дымовым газом, генерируемым при сжигании пыли высушенного и измельченного бурого угля в топке котла. Образующийся смешанный дымовой газ проходит через нагревательные поверхности на всех этапах от выходного отверстия топки котла до хвостовой части котла. В процессе часть смешанного дымового газа отводят из хвостовой части котла и используют в качестве рециркуляционного дымового газа, а другая часть смешанного дымового газа проходит через реактор денитрации и воздухоподогреватель, чтобы нагревать холодный первичный и холодный вторичный воздух перед последующей обработкой для защиты окружающей среды, включая обеспыливание и десульфуризацию. После этого газ выпускают в атмосферу через дымоход.

[0039] Горячий первичный воздух, используемый в настоящем изобретении, получают путем нагрева холодного первичного воздуха в воздухоподогревателе или путем смешивания горячего первичного воздуха, полученного путем нагрева холодного первичного воздуха в воздухоподогревателе, и холодного первичного воздуха байпаса, используемого в качестве воздуха для регулирования температуры. Пропорцию воздуха для регулирования температуры из байпаса приспосабливают в зависимости от условий работы котла. Объемное отношение воздуха для регулирования температуры к холодному первичному воздуху оптимизируют на уровне 0-10%.

[0040] Кроме того, согласно способу настоящего изобретения, холодный вторичный воздух нагревают посредством другой части смешанного дымового газа в воздухоподогревателе, направляют в топку котла и смешивают с горячим первичным воздухом и пылью высушенного и измельченного бурого угля для поддержания сжигания.

[0041] Согласно настоящему изобретению бурый уголь высокой влажности высушивают поэтапно с использованием технологии поэтапного последовательного высушивания, чтобы снижать влажность бурого угля до диапазона адаптации мельницы средней скорости перед его поступлением в систему измельчения с мельницей средней скорости, так чтобы котел для бурого угля высокой влажности мог быть адаптирован к более надежной системе измельчения с мельницей средней скорости. Кроме того, благодаря разумному выбору объема рециркуляционного дымового газа и температуры дымового газа, котел подходит для бурого угля с более широким диапазоном влажности, улучшая адаптивность системы измельчения с мельницей средней скорости к влажности бурого угля, повышая гибкость системы измельчения с мельницей средней скорости при работе с влажностью бурого угля, подаваемого в котел, преодолевая ограничение, заключающееся в том, что бурый уголь высокой влажности необходимо обрабатывать с помощью системы измельчения с лопастной мельницей, позволяя эффективно избегать проблем низкой надежности системы измельчения с лопастной мельницей вследствие износа измельчающего колеса, а также коксования и разрушения от растяжения дымовой трубы котла, позволяя избегать проблемы, связанной с тем, что система измельчения с лопастной мельницей не обеспечивает высокоэффективных сверхкритических параметров из-за большого отклонения температуры в котле вследствие аномального тангенциального сжигания, преодолевая ограничения по параметрам блока для бурого угля и улучшая уровень параметров блока для бурого угля так, что этот блок становится более энергосберегающим и стабильным.

[0042] На фиг. 1 представлена структурная схема системы сушки бурого угля с рециркуляцией дымового газа согласно примеру осуществления настоящего изобретения.

[0043] Ссылаясь на фиг. 1, согласно примеру осуществления настоящего изобретения, система сушки бурого угля с рециркуляцией дымового газа содержит блок рециркуляции дымового газа, блок подачи воздуха, блок для сушки бурого угля и блок для помола и измельчения угля. Среди них, блок рециркуляции дымового газа обеспечивает рециркуляцию дымового газа, который отводят из хвостовой части 12 котла 10, блок подачи воздуха обеспечивает по меньшей мере горячий первичный воздух, а блок 40 для сушки бурого угля принимает рециркуляционный дымовой газ и выполняет первый этап высушивания бурого угля. Блок 50 для помола и измельчения угля принимает горячий первичный воздух и получаемый предварительно высушенный бурый уголь из блока 40 для сушки бурого угля, проводит второй этап высушивания предварительно высушенного бурого угля, в то время как предварительно высушенный бурый уголь подвергается обработке с помолом и измельчением угля, и подает пыль высушенного и измельченного бурого угля в топку котла.

[0044] В частности, в настоящем изобретении предусмотрено два типа компоновки блока рециркуляции дымового газа. В первом типе компоновки блок рециркуляции дымового газа включает выходное отверстие 20 для рециркуляции дымового газа, установленное в хвостовой части котла, трубопровод 21 для рециркуляции дымового газа и рециркуляционный вентилятор 22. Среди них, выходное отверстие 20 для рециркуляции дымового газа соединено с выходным отверстием экономайзера, выходным отверстием низкотемпературного подогревателя, выходным отверстием низкотемпературного перегревателя или входным отверстием экономайзера, и каждый из трубопроводов для рециркуляции дымового газа разделен на три участка. Первый участок трубопровода для рециркуляции дымового газа соединен с выходным отверстием 20 для рециркуляции дымового газа на одном конце и с входным отверстием рециркуляционного вентилятора 22 на другом конце, второй участок трубопровода для рециркуляции дымового газа соединен с выходным отверстием рециркуляционного вентилятора 22 на одном конце и с блоком 40 для сушки бурого угля на другом конце, а третий участок трубопровода для рециркуляции дымового газа соединен с блоком 40 для сушки бурого угля на одном конце и с топкой котла на другом конце. Среди них, по меньшей мере один трубопровод для рециркуляции дымового газа и по меньшей мере один рециркуляционный вентилятор находятся в соответствии «один к одному» с по меньшей мере одним прибором для сушки бурого угля в блоке для сушки бурого угля, и на входном отверстии и выходном отверстии рециркуляционного вентилятора установлен изолирующий щит соответственно, чтобы предотвращать попадание дымовых газов при закрытии изолирующих щитов, когда соответствующие рециркуляционный вентилятор и блок для помола и измельчения угля выключены или находятся в режиме ожидания. В такой компоновке трубопровод для рециркуляции дымового газа находится в соответствии «один к одному» с рециркуляционным вентилятором и рециркуляционный вентилятор также находится в соответствии «один к одному» с прибором для сушки бурого угля в блоке для сушки бурого угля и блоке для помола и измельчения угля, и каждый блок для помола и измельчения угля соответствует одному прибору для сушки бурого угля.

[0045] Во второй компоновке блок рециркуляции дымового газа включает выходное отверстие 20 для рециркуляции дымового газа, установленное в хвостовой части 12 котла, трубопровод 21 для рециркуляции дымового газа и рециркуляционный вентилятор 22. Среди них, выходное отверстие 20 для рециркуляции дымового газа соединено с выходным отверстием экономайзера, выходным отверстием низкотемпературного подогревателя, выходным отверстием низкотемпературного перегревателя или входным отверстием экономайзера, и каждый из трубопроводов для рециркуляции дымового газа разделен на три участка. Первый участок трубопровода для рециркуляции дымового газа соединен с выходным отверстием 20 для рециркуляции дымового газа на одном конце и с входным коллектором рециркуляционных вентиляторов 22 на другом конце, а рециркуляционные вентиляторы 22 расположены параллельно между входным коллектором рециркуляционного вентилятора 22 и выходным коллектором рециркуляционного вентилятора 22 с помощью распределительных трубопроводов. Второй участок трубопровода для рециркуляции дымового газа соединен с выходным коллектором рециркуляционного вентилятора 22 на одном конце и с входным отверстием прибора для сушки бурого угля в блоке 40 для сушки бурого угля на другом конце, причем все выходные отверстия приборов для сушки бурого угля в блоке для сушки бурого угля соединены с выходным коллектором блока 40 для сушки бурого угля. Третий участок трубопровода для рециркуляции дымового газа соединен с выходным коллектором блока 40 для сушки бурого угля на одном конце и с топкой 11 котла на другом конце. Входное отверстие и выходное отверстия рециркуляционного вентилятора снабжены изолирующими щитами соответственно, и входное отверстие и выходное отверстие прибора для сушки бурого угля снабжены изолирующим щитом соответственно. В этой компоновке рециркуляционные вентиляторы 22 и приборы для сушки бурого угля расположены параллельно посредством установки коллектора, так что изолирующие щиты могут быть установлены с независимым управлением.

[0046] Первая компоновка или вторая компоновка является необязательной в зависимости от производительности блока и диапазона влажности сырого угля. Для блоков большой производительности рекомендуется использовать коллектор во второй компоновке, чтобы облегчить выбор оборудования.

[0047] Блок подачи воздуха содержит воздухоподогреватель 30, первичный вентилятор 31 и вторичный вентилятор 32. Входное отверстие для дымового газа воздухоподогревателя 30 соединено с выходным отверстием реактора 14 денитрации SCR или выходным отверстием экономайзера в хвостовой части котла (если реактор денитрации SCR не установлен). Входное отверстие для воздуха воздухоподогревателя 30 соединено с первичным вентилятором 31 через канал 33 холодного первичного воздуха и со вторичным вентилятором 32 через канал 34 холодного вторичного воздуха соответственно, и выходное отверстие для воздуха воздухоподогревателя 30 соединено с блоком 50 для помола и измельчения угля через канал 36 горячего первичного воздуха и с топкой котла 11 через канал 37 горячего вторичного воздуха соответственно. Холодный первичный воздух обменивается теплом с горячим дымовым газом через воздухоподогреватель 30 и превращается в горячий первичный воздух, который направляется в блок для помола и измельчения угля по каналу 33 первичного воздуха и работает в качестве осушителя для второго этапа высушивания. Холодный вторичный воздух также обменивается теплом с горячим дымовым газом через воздухоподогреватель 30 и становится горячим вторичным воздухом, который направляется в котел 10 по каналу 34 вторичного воздуха.

[0048] Сторона первичного воздуха воздухоподогревателя 30 снабжена регулирующим температуру байпасом 35. Регулирующий температуру байпас 35 соединен с каналом 33 холодного первичного воздуха и каналом 37 горячего первичного воздуха отдельно. То есть выходное отверстие первичного вентилятора 31 разделено на два пути, один соединен с входным отверстием для воздуха воздухоподогревателя 30 через канал 33 холодного первичного воздуха, а другой соединен с каналом 36 горячего первичного воздуха через регулирующий температуру байпас 35. Следовательно, холодный первичный воздух из выходного отверстия первичного вентилятора 31 разделяется на два пути, один нагревается воздухоподогревателем 30, а другой смешивается с нагретым горячим первичным воздухом в качестве воздуха для регулирования температуры. Долю воздуха для регулирования температуры приспосабливают в зависимости от условий работы котла, она обычно находится в пределах 10%. Получаемый смешанный горячий первичный воздух направляют в блок для помола и измельчения угля для дальнейшего высушивания предварительно высушенного бурого угля, а получаемую пыль высушенного и измельченного бурого угля направляют в топку 11 котла 1 для смешивания с горячим вторичным воздухом для сжигания.

[0049] Согласно настоящему изобретению блок 40 для сушки бурого угля соединен с блоком подачи бурого угля (не показан) через первую линию 41 для транспортировки угля, так что бурый уголь, поступающий в блок 40 для сушки бурого угля, проходит первый этап высушивания под воздействием рециркуляционного дымового газа, и затем рециркуляционный дымовой газ переносит влагу, высушенную и выпаренную на первом этапе высушивания, и возвращается в топку котла 11 по трубопроводу для рециркуляции дымового газа и рециркуляционному соплу котла после отделения переносимой пыли бурого угля.

[0050] Блок для сушки бурого угля согласно настоящему изобретению включает приборы для сушки бурого угля, и приборы для сушки бурого угля могут быть установлены в любом месте на линии для транспортировки бурого угля и сырого угля согласно компоновке блока, например на угольном складе, линии для транспортировки угля питателя угля и первой линии для транспортировки угля, а количество приборов для сушки бурого угля определяют согласно их положениям. Входное отверстие и выходное отверстия каждого из приборов для сушки бурого угля снабжены изолирующим щитом соответственно.

[0051] Прибор для сушки бурого угля может быть контактного или бесконтактного типа, при использовании контактного прибора для сушки выходное отверстие прибора для сушки бурого угля снабжено циклонным сепаратором для отделения и отправки обратно пыли бурого угля, переносимой дымовым газом. В качестве прибора для сушки бурого угля рекомендуется использовать спиральный прибор для сушки. При использовании контактного прибора для сушки в качестве прибора для сушки бурого угля рециркуляционный дымовой газ выполняет первый этап высушивания бурого угля. После разделения газа и твердого вещества небольшое количество пыли бурого угля и летучих веществ переносятся в топку котла рециркуляционным дымовым газом для участия в сжигании, поэтому не происходит потерь сырого угля и не требуется обеспыливание и обработка для защиты окружающей среды.

[0052] Блок 50 для помола и измельчения угля соединен с блоком 40 для сушки бурого угля через вторую линию 52 для транспортировки угля, с горелкой 30, установленной в топке 11 котла, через трубу 51 для измельченного угля и с воздухоподогревателем блока подачи воздуха через канал горячего первичного воздуха. Предварительно высушенный бурый уголь из блока 40 для сушки бурого угля поступает в блок 50 для помола и измельчения угля и дополнительно высушивается и измельчается в пыль в горячем первичном воздухе, и затем пыль высушенного и измельченного бурого угля переносится горячим первичным воздухом и направляется в горелку для сжигания в топке котла. Блок для помола и измельчения угля согласно настоящему изобретению представляет собой систему измельчения с мельницей средней скорости.

[0053] Настоящее изобретение позволяет снизить расчетную температуру дымового газа на входном отверстии воздухоподогревателя при проектировании и выборе котла. По сравнению с котлом для бурого угля, обычно оснащенным системой измельчения с мельницей средней скорости, температура дымового газа на входном отверстии воздухоподогревателя, необходимая котлу в этой системе, ниже, а температура выхлопных газов соответствующего котла снижается на приблизительно 10°C, что повышает КПД котла. Кроме того, на основании обеспечения сушильной способности системы измельчения можно также снизить расчетные и рабочие температуры системы денитрации. Таким образом, отпадает необходимость в использовании высокотемпературных катализаторов, что снижает инвестиционные и эксплуатационные затраты в процессе денитрации.

[0054] Настоящее изобретение будет далее подробно описано с примерами.

[0055] Возьмем в качестве примера сверхкритический котел для бурого угля высокой влажности мощностью 1000 МВт, бурый уголь имеет влажность 45 вес. % и теплотворную способность 2500 ккал/кг, расход угля котлом составляет приблизительно 790 т/ч, а в качестве системы измельчения используется система измельчения прямого нагрева с мельницей средней скорости. Всего установлено восемь угольных мельниц, из которых семь действующих и одна резервная.

[0056] Если способ и система сушки бурого угля с рециркуляцией дымового газа, описанные в настоящем изобретении, не применяются, используемая обычная система измельчения с мельницей средней скорости не может быть применена к углю с таким содержанием влаги, применима только система измельчения с лопастной мельницей. Однако лопастная мельница подвержена износу, и труба для дымового газа высокотемпературного котла подвержена коксованию и разрушению от растяжения, поэтому система обладает низкой надежностью. Кроме того, система приведет к большой разнице температур стенок между нагревательными поверхностями, вызванной большим отклонением температуры в котле из-за аномального тангенциального режима сжигания, так что обычная система не подходит для блока со сверхкритическими параметрами и выше. Поэтому техническое решение настоящего изобретения является доступным вариантом.

[0057] Прибор для сушки бурого угля может быть установлен в любом положении согласно компоновке блока, таком как угольный склад, линия для транспортировки угля питателя угля и линия для транспортировки угля на входном отверстии угольной мельницы, а количество приборов для сушки бурого угля определяют в зависимости от их расположения. Прибор для сушки бурого угля может быть как контактного, так и бесконтактного типа. В одном случае прибор для сушки бурого угля установлен на входном отверстии угольной мельницы, и каждой угольной мельнице соответствует один прибор для сушки бурого угля, причем прибор для сушки бурого угля спирального типа.

[0058] Рециркуляционный дымовой газ поступает с выходного отверстия экономайзера (или с других нагревательных поверхностей), и его температура составляет приблизительно 350-400°C. После поступления в рециркуляционные вентиляторы через входной коллектор вентиляторов дымовой газ поступает во входной коллектор блока для сушки бурого угля через выходной коллектор рециркуляционных вентиляторов, а затем он разделяется на 8 ветвей рециркуляционных дымовых газов и направляется в 8 приборов для сушки по отдельности. При этом установлены 4 рециркуляционных вентилятора, 3 из которых работают и 1 находится в режиме ожидания. Входное отверстие каждого из рециркуляционных вентиляторов и входное отверстие каждой из ветвей рециркуляционных дымовых газов снабжены изолирующим щитом соответственно, чтобы предотвращать прохождение дымовых газов при закрытии изолирующих щитов, когда соответствующие рециркуляционный вентилятор и угольная мельница находятся в режиме ожидания.

[0059] Рециркуляционный дымовой газ поступает в прибор для сушки бурого угля для высушивания пыли бурого угля методом нагрева в противотоке (или методом нагрева в прямом потоке). Циклонный сепаратор установлен на выходном отверстии для дымового газа прибора для сушки бурого угля для отделения пыли бурого угля, переносимой дымовым газом, и отправки ее обратно на выходное отверстие для пыли бурого угля прибора для сушки бурого угля. Рециркуляционный дымовой газ переносит влагу, генерируемую в результате первоначального высушивания и испарения, в топку котла через сопло рециркуляции дымового газа котла.

[0060] Бурый уголь направляется в прибор для сушки бурого угля по первой линии для транспортировки угля и смешивается с рециркуляционным дымовым газом для первого этапа высушивания в приборе для сушки бурого угля. После снижения содержания влаги бурый уголь направляется в угольную мельницу для дальнейшей обработки с высушиванием и измельчением. Горячий первичный воздух, нагретый воздухоподогревателем, используется в качестве осушителя на угольной мельнице для проведения дальнейшего высушивания бурого угля на угольной мельнице. Затем горячий первичный воздух переносит пыль высушенного и измельченного бурого угля в горелку для сжигания в топке котла.

[0061] Согласно настоящему изобретению котел для бурого угля высокой влажности может использовать более стабильную и надежную систему измельчения с мельницей средней скорости, чтобы обеспечивать благоприятные условия для более стабильного, эффективного и менее загрязняющего использования ресурсов бурого угля, что соответствует национальной политике энергосбережения, сокращения потребления, чистоты и охраны окружающей среды.

[0062] Настоящее изобретение не ограничено вышеупомянутыми конкретными вариантами осуществления. Настоящее изобретение может быть распространено на любой новый признак или любую новую комбинацию, раскрытые в данном подробном описании, и этапы в любом новом способе или процессе или любую новую комбинацию, которые раскрыты.

В группе изобретений раскрыты способ высушивания и система сушки бурого угля с использованием рециркуляции дымового газа. Способ включает: отвод рециркуляционного дымового газа из хвостовой части котла в качестве осушителя для выполнения первого этапа высушивания бурого угля высокой влажности; подачу горячего первичного воздуха для проведения второго этапа высушивания предварительно высушенного бурого угля, в то время как предварительно высушенный бурый уголь подвергается обработке с помолом и измельчением угля в блоке для помола и измельчения угля; перенос, с использованием горячего первичного воздуха, полученной пыли высушенного и измельченного бурого угля и ее подачу в горелку для сжигания в топке котла; и выполнение обработки с помолом и измельчением угля для предварительно высушенного бурого угля с использованием системы измельчения с мельницей средней скорости в качестве блока для помола и измельчения угля. Система содержит: блок рециркуляции дымового газа, блок подачи воздуха, блок для сушки бурого угля и блок для помола и измельчения угля. Согласно настоящему изобретению дымовой газ котла отводят для выполнения предварительного высушивания бурого угля, чтобы уменьшать влажность угля, так чтобы оставшаяся влага в угле соответствовала диапазону сушильной способности системы измельчения с мельницей средней скорости, и поэтому для котла для бурого угля высокой влажности можно выбрать более стабильную и надежную систему измельчения с мельницей средней скорости по изобретению котел для бурого угля высокой влажности. Изобретения должны обеспечить благоприятные условия для более стабильного, эффективного и менее загрязняющего использования ресурсов бурого угля. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ высушивания бурого угля с рециркуляцией дымового газа, отличающийся тем, что включает следующие этапы:

отвод рециркуляционного дымового газа из хвостовой части котла в качестве осушителя для выполнения первого этапа высушивания бурого угля высокой влажности, с получением таким образом предварительно высушенного бурого угля;

подачу горячего первичного воздуха для проведения второго этапа высушивания получаемого предварительно высушенного бурого угля, в то время как предварительно высушенный бурый уголь подвергают обработке с помолом и измельчением угля в блоке для помола и измельчения угля для получения пыли высушенного и измельченного бурого угля;

транспортировку пыли высушенного и измельченного бурого угля в горелку для сжигания в топке котла с использованием горячего первичного воздуха;

при этом систему измельчения используют в качестве блока для помола и измельчения угля для проведения обработки с помолом и измельчением угля для предварительно высушенного бурого угля;

при этом рециркуляционный дымовой газ выводят из выходного отверстия экономайзера, выходного отверстия низкотемпературного подогревателя, выходного отверстия низкотемпературного перегревателя или входного отверстия экономайзера в хвостовой части котла, а температура рециркуляционного дымового газа составляет 350–600 °C; и бурый уголь высокой влажности имеет содержание влаги выше 35 вес. %, а предварительно высушенный бурый уголь имеет содержание влаги до 35 вес. %;

при этом горячий первичный воздух получают путем нагрева холодного первичного воздуха или путем смешивания горячего первичного воздуха, полученного путем нагрева холодного первичного воздуха, и холодного первичного воздуха, используемого в качестве воздуха для регулирования температуры, при этом объемное отношение воздуха для регулирования температуры к холодному первичному воздуху составляет 0–10%.

2. Способ высушивания бурого угля с рециркуляцией дымового газа по п. 1, отличающийся тем, что пыль бурого угля, захваченную рециркуляционным дымовым газом, подвергнутую первому этапу высушивания, удаляют посредством отделения, отделенную пыль бурого угля отправляют в блок помола и измельчения угля, отделенный дымовой газ возвращают в топку котла и смешивают с дымовым газом, генерируемым при сжигании пыли высушенного и измельченного бурого угля в топке котла, причем образующийся смешанный дымовой газ проходит через нагревательные поверхности на всех этапах от выходного отверстия топки котла до хвостовой части котла, при этом часть смешанного дымового газа отводят из хвостовой части котла в качестве осушителя для первого этапа высушивания, а другую часть смешанного дымового газа используют для нагрева холодного первичного воздуха и холодного вторичного воздуха перед последующей обработкой, связанной с охраной окружающей среды.

3. Способ высушивания бурого угля с рециркуляцией дымового газа по п. 2, отличающийся тем, что холодный вторичный воздух нагревают с использованием другой части смешанного дымового газа, направляют в топку котла и смешивают с горячим первичным воздухом и пылью высушенного и измельченного бурого угля для поддержания сжигания.

4. Система сушки бурого угля с рециркуляцией дымового газа способом по п. 1, отличающаяся тем, что содержит:

блок рециркуляции дымового газа, отводящий и обеспечивающий рециркуляцию дымового газа из хвостовой части котла и в итоге возвращающий рециркуляционный дымовой газ в топку;

блок подачи воздуха, обеспечивающий подачу по меньшей мере горячего первичного воздуха;

блок для сушки бурого угля, принимающий рециркуляционный дымовой газ и выполняющий первый этап высушивания бурого угля высокой влажности; и

блок для помола и измельчения угля, принимающий горячий первичный воздух и получаемый предварительно высушенный бурый уголь из блока для сушки бурого угля, проводящий второй этап высушивания предварительно высушенного бурого угля, в то время как предварительно высушенный бурый уголь подвергается обработке с помолом и измельчением угля, и предоставляющий пыль высушенного и измельченного бурого угля в топку котла;

при этом блок для помола и измельчения угля представляет собой систему измельчения.

5. Система сушки бурого угля с рециркуляцией дымового газа по п. 4, отличающаяся тем, что блок рециркуляции дымового газа содержит выходное отверстие для рециркуляционного дымового газа, расположенное в хвостовой части котла, трубопровод для рециркуляции дымового газа и рециркуляционный вентилятор, причем выходное отверстие для рециркуляционного дымового газа соединено с выходным отверстием экономайзера, выходным отверстием низкотемпературного подогревателя, выходным отверстием низкотемпературного перегревателя или входным отверстием экономайзера, и каждый из трубопроводов для рециркуляции дымового газа разделен на три участка: первый участок трубопровода для рециркуляции дымового газа соединен с выходным отверстием для рециркуляционного дымового газа на одном конце и с входным отверстием рециркуляционного вентилятора на другом конце; второй участок трубопровода для рециркуляции дымового газа соединен с выходным отверстием рециркуляционного вентилятора на одном конце и с блоком для сушки бурого угля на другом конце; и третий участок трубопровода для рециркуляции дымового газа соединен с блоком для сушки бурого угля на одном конце и с топкой котла на другом конце, при этом по меньшей мере один трубопровод для рециркуляции дымового газа и по меньшей мере один рециркуляционный вентилятор имеют соответствие «один к одному» с по меньшей мере одним прибором для сушки бурого угля в блоке для сушки бурого угля, а входное отверстие и выходное отверстие рециркуляционного вентилятора снабжены изолирующим щитом соответственно.

6. Система сушки бурого угля с рециркуляцией дымового газа по п. 4, отличающаяся тем, что блок рециркуляции дымового газа содержит выходное отверстие для рециркуляционного дымового газа, расположенное в хвостовой части котла, трубопровод для рециркуляции дымового газа и рециркуляционный вентилятор, причем выходное отверстие для рециркуляционного дымового газа соединено с выходным отверстием экономайзера, выходным отверстием низкотемпературного подогревателя, выходным отверстием низкотемпературного перегревателя или входным отверстием экономайзера, и каждый из трубопроводов для рециркуляции дымового газа разделен на три участка: первый участок трубопровода для рециркуляции дымового газа соединен с выходным отверстием для рециркуляционного дымового газа на одном конце и с входным коллектором рециркуляционного вентилятора на другом конце, при этом множество рециркуляционных вентиляторов подключено параллельно между входным коллектором рециркуляционного вентилятора и выходным коллектором рециркуляционного вентилятора с помощью распределительных трубопроводов; второй участок трубопровода для рециркуляции дымового газа соединен с выходным коллектором рециркуляционного вентилятора на одном конце и с входным отверстием прибора для сушки бурого угля в блоке для сушки бурого угля на другом конце, причем все выходные отверстия множества приборов для сушки бурого угля в блоке для сушки бурого угля соединены с выпускным коллектором блока для сушки бурого угля; и третий участок трубопровода для рециркуляции дымового газа соединен с выпускным коллектором блока для сушки бурого угля на одном конце и с топкой котла на другом конце; при этом входное отверстие и выходное отверстие рециркуляционного вентилятора снабжены изолирующим щитом соответственно; и входное отверстие и выходное отверстие прибора для сушки бурого угля снабжены изолирующим щитом соответственно.

7. Система сушки бурого угля с рециркуляцией дымового газа по п. 4, отличающаяся тем, что блок подачи воздуха содержит воздухоподогреватель, первичный вентилятор и вторичный вентилятор, при этом входное отверстие для дымового газа воздухоподогревателя соединено с выходным отверстием реактора денитрации SCR или выходным отверстием экономайзера в хвостовой части котла, выходное отверстие для дымового газа воздухоподогревателя соединено с низкотемпературным экономайзером или блоком обеспыливания, входное отверстие для воздуха воздухоподогревателя соединено с первичным вентилятором через канал холодного первичного воздуха и со вторичным вентилятором через канал холодного вторичного воздуха соответственно, и выходное отверстие для воздуха воздухоподогревателя соединено с блоком для помола и измельчения угля через канал горячего первичного воздуха и с топкой котла через канал горячего вторичного воздуха соответственно, при этом сторона первичного воздуха воздухоподогревателя снабжена регулирующим температуру байпасом, регулирующий температуру байпас соединен с каналом холодного первичного воздуха и каналом горячего первичного воздуха отдельно.

8. Система сушки бурого угля с рециркуляцией дымового газа по п. 4, отличающаяся тем, что блок для сушки бурого угля соединен с блоком подачи бурого угля через первую линию для транспортировки угля, и блок для сушки бурого угля содержит множество приборов для сушки бурого угля, причем входное отверстие и выходное отверстие каждого из приборов для сушки бурого угля снабжены изолирующим щитом соответственно, и прибор для сушки бурого угля является контактным прибором для сушки или неконтактным прибором для сушки, причем, когда контактный прибор для сушки используется в качестве прибора для сушки бурого угля, выходное отверстие прибора для сушки бурого угля дополнительно снабжено циклонным сепаратором;

блок для помола и измельчения угля соединен с блоком для сушки бурого угля через вторую линию для транспортировки угля, с горелкой, расположенной в топке котла, через трубу для измельченного угля, и с воздухоподогревателем блока подачи воздуха через канал горячего первичного воздуха.