大型煤粉集中制備中心系統的制作方案

黎明重工10余種系列、數十種規格的破碎機、制砂機、磨粉機和移動破碎站，型號齊全，品質優越，廣泛適用于礦業、建材、公路、橋梁、煤炭、化工、冶金、耐火材料等多個領域。

技術領域本實用新型屬于煤電領域，涉及一種安全效率的大型煤粉集中制備系統，尤其是一種效率清潔的大型煤粉制備系統。
技術背景電力行業在我國國民經濟中占有重要的地位，是我國社會經濟穩定運行和可持續發展的重要保障。作為我國重要的能源行業，電力行業企業在節能減排、實現低碳發展方面責無旁貸。我國“富煤、貧油、少氣”的能源結構，決定了煤電在未來相當一段時間仍是我國電力生產的主力軍。截止2010年底，全國發電設備容量96219萬千瓦，其中，火電裝機容量70663萬千瓦，占到總裝機容量的73. 4%，決定了我國電力燃料的70%多來源于煤炭。 “十一五”期間，按照國家統一要求與部署，電力行業積極推進“上大壓小”，優化電源結構， 提前完成節能減排規劃目標，為全國節能減排目標的實現做出了重要貢獻。同時，由于我國煤電機組供電煤耗已接近國際很好水平，節能減排空間逐步縮小，煤電企業必須通過生產技術和方法的革新來完成節能減排目標。傳統煤電企業燃料配送方式是原煤從煤礦輸運到煤電企業原煤場，在原煤場經過碎煤機破碎后經輸煤皮帶送入原煤倉，由給煤機送入磨煤機，被磨制成細的煤粉，煤粉在熱空氣的輸送下進入旋風分離器，被分離后的細煤粉落入煤粉倉，從煤粉倉下來的細煤粉經過給粉機將熱空氣和細煤粉經燃燒器噴入爐內燃燒。這種傳統的生產模式存在諸多問題煤炭運費占煤電企業生產成本很大一部分。我國煤炭資源主要集中在西北部地區，由于過去很長一段時間我國電力就地平衡的發展方式，煤電建設更多的向東中部負荷中心布局，形成了大規模、遠距離輸煤的能源輸送格局。煤炭從產地到電廠，要經過鐵路運輸、海上運輸、公路運輸等諸多環節，進一步推動了電煤價格的上漲，電煤運輸費用占發電成本的比例越來越高，2003年華東等地已達到50%以上。不僅給煤電企業生產經營帶來沉重的負擔，還帶來了運力緊張、電廠缺煤停機反復出現等突出問題。據統計，全國鐵路運輸的40%和水運總量的30%多用于煤炭運輸，是造成鐵路、水路運輸緊張的因素之一。我國煤炭運輸距離長、運輸數量大，且含有一定水分，特別是褐煤，原煤水分可達到30%左右， “運水”占運輸費用的很大一部分，造成運力浪費和煤電企業生產成本提高。原煤采用箱式敞車運輸，不但沿途損耗原煤，嚴重污染環境，且對列車安全運行造成威脅。煤炭運輸中，由于運輸途中列車高速運行或會車時壓力變化使原煤顆粒飛濺，揚塵污染使鐵路沿線形成一條污染黑帶，沿線50 IOOm內的農作物生長受到影響。特別是在列車進入隧道的入口處，煤炭顆粒揚塵和飛濺更為嚴重，散落到線路上的煤層很短時間就能超過軌頂，經列車不斷碾壓，形成二次揚塵，列車通過隧道時，隧道內粉塵濃度容易達到煤粉爆炸極限，遇到明火即可引起爆炸事故，危及行車安全。據國家發改委統計數據，2010 年全國鐵路煤炭發運量完成接近20億噸。按國家規定的鐵路箱式敞車運輸原煤途耗率為 1. 2%計算，僅途耗一項一年損失原煤MOO萬噸，相當于一個大煤礦的年產煤量。
煤電企業要設計和建設龐大的制粉系統，主要設備有磨煤機、給煤機、粗粉分離器、細粉分離器、給粉機、排粉風機等。在傳統煤粉鍋爐中，它是與鍋爐燃燒設備共同組成的不可分割的燃燒系統整體的重要部分。目前，國內電廠普遍采用每臺鍋爐機組單獨配置一套制粉系統的單元制粉系統。現有單元制粉系統存在諸多問題。制粉系統龐大，占用大量的土地資源。煤電企業需要建立原煤場存放燃料煤，并且要在煤場設置干燥棚，在原煤供給系統加裝清除原煤中雜質的設施和破碎設備等。單元制粉系統設備裕量較高，存在資源量費。由于目前普遍采用單元制粉系統形式，每臺鍋爐機組單獨配置一套制粉系統，機組之間協調控制關系不緊密，制粉系統初投資大，不能規模化生產。為了力爭鍋爐連續出力，每臺鍋爐的磨煤機都有一定的設計裕量，按 DL/T5145-2002《火力發電廠制粉系統設計計算技術規定》中要求，設計除備用外的磨煤機總出力應不小于鍋爐更大連續蒸發量時燃料消耗量的110%，除了鋼球磨煤機不需要備用之外，其他類型磨煤機每臺鍋爐需備用1臺。但是目前我國較多機組都參與電網調峰，全國發電機組技術協作會數據顯示，2010年全國600MW機組平均負荷系數為73. 86%，300MW機組平均負荷系數為74. 2%，除備用外其他磨煤機也不能滿負荷運行，單元制粉系統存在很大的資源浪費。制粉系統與機組的安全性和經濟性密切相關。燃煤發電機組的制粉系統龐大、工作條件惡劣，故障率較高，是機組非計劃停運的主要因素之一，制粉系統的安全經濟運行直接影響發電機組的正常運轉。煤電企業煤粉制備和燃燒過程中，對于高揮發性煤種常常遇到煤粉自燃、爆炸問題，特別是中間儲倉式制粉系統中，由于煤粉輸送與堆放環節多，制粉系統很容易由于煤粉自燃引起爆炸。雖然隨著鍋爐制粉系統的改進和發展，大容量鍋爐基本都采用了直吹式制粉系統，減少了煤粉因堆放狀態容易自燃的環節，但是在制粉系統中還是存在煤粉爆炸的隱患，既損壞設備，又嚴重威脅人身及機組的安全，增加了機組停運率和人工成本及維修費用。制粉系統是煤電企業重要的污染源之一。制粉系統普遍漏風嚴重，粉塵污染嚴重， 同時磨煤機產生的噪聲污染很大。而且一旦制粉系統出現爆炸等事故，會產生嚴重的環境污染。在煤電生產成本日益增加和節能減排目標的雙重壓力下，煤電企業亟需轉變生產經營模式。集中制粉系統是指設立一座專門制備煤粉的車間或制粉廠，先把原煤用干燥器干燥，之后送入磨煤機磨制成合格煤粉。煤粉通過罐車或者氣力輸送方式輸送到煤電企業供其使用。集中制粉系統生產的煤粉除了供煤電企業使用之外，還可以給工業煤粉鍋爐用戶、 鋼鐵企業等用戶提供煤粉，是項值得開發應用的煤粉制備技術。國外電廠使用集中制粉系統始于20世紀30年代。美國于1927年，在當時新建的 27座電廠中，使用了 7套，用蒸汽或煙氣對原煤進行干燥。德國投用了多套集中制粉系統， 多數采用蒸汽管式干燥機。前蘇聯在三四十年代也投用了一些集中制粉系統，多數用蒸汽管式干燥機，個別用煙氣滾筒式。首臺集中制粉系統安裝在卡希拉斯克電廠，1930年建成， 1932年投產。流程特點原煤經兩級破碎篩分后，輸入蒸汽管式干燥機，烘干后的煤輸入翻斗式提升機，和細粒煤混合輸入旋轉離心式分離機。支撐的煤粉用氣動螺桿泵供入輸粉管， 借壓縮空氣輸至鍋爐粉倉。俄羅斯斯拉維揚斯克電廠燒無煙煤800MW鍋爐機組使用了集中制粉系統，采用加熱面為4000m2的大型蒸汽管式干燥機和鋼球滾筒式磨煤機，制成煤粉用氣動螺桿泵供入煤粉管借壓縮空氣輸送至鍋爐粉倉內。左洛夫斯克電廠燒褐煤500MW鍋爐集中制粉系統，原煤輸進蒸汽管式干燥機烘干，干煤輸進高速鎚擊式磨煤機，乏氣和部分由干燥機帶出的干煤粉從卸料室引出，含塵氣流通過多管式旋風分離器和濕式除塵器凈化后排入大氣，煤粉借煙氣-空氣混合氣流帶入分離器離析，捕集下來的煤粉進入粉庫，之后借氣動螺桿泵送至鍋爐粉倉。國外集中制粉系統還局限于在煤電企業內部，原煤運輸環節不可避免，煤電企業內部還必須建設原煤場、龐大的制粉系統，企業內的粉塵污染和噪聲污染等也無法避免。國內煤炭科學研究總院對制粉系統進行了一定研究，公開了專利《一種煤粉制備系統及工藝》，該煤粉制備系統是獨立的煤粉制備系統，包括破碎系統、烘干系統和磨制系統，該系統主要關注煤粉的制備過程，局限于工業煤粉爐爐前制粉，沒有考慮煤粉制備和運輸過程中的安全問題，雖在專利中提到了需要外運煤粉的問題，但是并沒有詳細考慮。本系統是一個利用礦區電廠余熱及煙氣制粉的一體化系統，詳細考慮了余熱利用和制粉及運輸過程安全性問題，本實用新型主要應用于通過輸送合格煤粉的方式為煤電企業及其他煤粉用戶提供煤粉的集中制粉廠實用新型內容
針對目前電力企業的現狀和國內外集中制粉系統存在的問題，本實用新型提供一種安全效率的大型煤粉集中制備系統和配送方法。為實現上述任務，本實用新型采取如下技術方案一種大型煤粉集中制備系統，該系統主要包括鍋爐、汽輪機、發電機、凝汽器、煙氣凈化裝置、冷凝式換熱器、碎煤機、干燥器、磨煤機、風粉分離器、布袋除塵器、煤粉倉、惰性氣體儲存容器、惰化保護裝置、煤粉儲存容器和煤粉裝卸設備，所述碎煤機通過干燥器連接磨煤機，磨煤機上連接有風粉分離器，風粉分離器上分別連接煤粉倉和布袋除塵器；所述鍋爐上連接有煙氣凈化裝置，煙氣凈化裝置上連接有冷凝式換熱器；所述煤粉倉連接煤粉儲存容器，煤粉儲存容器連接煤粉裝卸設備；所述鍋爐連接有汽輪機，汽輪機與發電機相連，汽輪機排汽進入凝汽器。鍋爐燃燒產生的煙氣進入煙氣凈化裝置；煙氣經煙氣凈化裝置出口進入冷凝式換熱器冷凝降溫以除去煙氣中的水蒸汽；汽輪機由主蒸汽推動旋轉，帶動發電機發電，汽輪機排汽進入凝汽器；原煤在碎煤機中破碎為煤塊，煤塊送入干燥器進行干燥；干燥熱源在干燥器中對煤塊進行干燥，干燥器排出的給力乏汽進入余熱利用裝置進行余熱利用；干燥后的煤塊送入磨煤機進行磨制；由磨煤機磨制的合格煤粉在氣體的攜帶下進入風粉分離器，分離后的煤粉進入煤粉倉，由風粉分離器排出的第二乏氣進入布袋除塵器；布袋除塵器進一步對第二乏氣凈化后排空，布袋除塵器收集的煤粉進入煤粉倉；煤粉倉的煤粉進入煤粉儲存容器存放。所述的鍋爐采用原煤、煤矸石、煤層氣等燃料單燒或者混燒。[0029]所述的干燥器采用煤電企業產生的熱空氣、蒸汽或者煙氣作為干燥熱源。所述的磨煤機驅動方式包括采用電力驅動和小型汽輪機驅動。所述的煙氣凈化裝置用以除去煙氣中大部分的酸性氣體、粉煤灰和重金屬蒸汽。所述的冷凝式換熱器采用耐腐蝕材料制成的間壁式換熱器，煙氣在冷凝式換熱器內釋放排煙顯熱和煙氣中水蒸汽的潛熱，溫度降低到露點溫度以下。所述的保護氣為經過凈化的煙氣或者惰性氣體，當采用氮氣作為保護氣時，在系統1中增設空分裝置和二氧化碳捕集裝置，空分裝置產生的氧氣通入鍋爐內組織富氧燃燒，尾部二氧化碳捕集裝置捕集二氧化碳。所述煤粉儲存容器中安裝有惰化保護裝置，惰化保護裝置和惰性氣體儲存容器連接。惰性氣體儲存容器存放惰性氣體；所述的煤粉制備系統主要提供合格煤粉外運，該系統利用了發電企業的余熱；采用的配送方法，力爭了煤粉運輸可行性和安全性，且節約原煤，降低運輸量，緩解交通壓力， 煤粉質量能夠得到力爭；對煤電企業來說，企業不用建設龐大的煤粉制備系統，降低了占地面積和廠用電率，增加上網電量，提高機組安全經濟運行時間；整個配送過程可以實現全密封，降低運輸和存放過程企業的粉塵污染；同時能夠有力推動效率工業煤粉鍋爐的推廣，具有極大的經濟效益和社會效益。
附圖說明
圖1為一種體現本實用新型的系統工作原理圖；圖2為另一種本實用新型的應用實例；其中1為鍋爐；2為煙氣凈化裝置；3為大汽輪機；4為發電機；5為凝汽器；6為碎煤機；7為干燥器；8為冷凝式換熱器；9為第二換熱器；10為磨煤機；11為布袋除塵器；12 為風粉分離器；13為煤粉倉；14為惰化保護裝置；15為煤粉儲存容器；16為惰性氣體儲存容器；17為罐車；18為煤粉裝卸設備；19為小汽輪機；20為空分裝置。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型做進一步詳細描述參見圖1所示，其系統主要包括鍋爐、大汽輪機、發電機、小汽輪機、空分裝置、 煙氣凈化裝置、凝汽器、冷凝式換熱器、第二換熱器、碎煤機、磨煤機、干燥器、風粉分離器、 布袋除塵器、煤粉倉、煤粉儲存容器、惰性氣體儲存容器、惰化保護裝置、罐車、煤粉裝卸設備。鍋爐組織富氧燃燒，所需氧氣由空分裝置產生，燃燒產生的煙氣依次經過各受熱面之后進入煙氣凈化裝置，煙氣凈化裝置出口分為兩部分，一部分送入爐膛，一部分很好入冷凝式換熱器冷凝降溫，后經過第二換熱器，在其中加熱升溫后進入磨煤機；大汽輪機由主蒸汽推動旋轉，帶動發電機發電，大汽輪機排汽進入凝汽器；空分裝置由小汽輪機驅動，其產生的氮氣通入惰性氣體儲存容器存儲，氧氣經過冷凝式換熱器吸收排煙的顯熱和煙氣中水蒸汽的潛熱，將煙氣溫度降到露點溫度以下，升溫之后的氧氣同部分煙氣以一定比例混合之后進入鍋爐組織富氧燃燒；小汽輪機由大汽輪機抽汽推動，小汽輪機排汽進入凝汽器；[0045]干燥器的干燥熱源來自汽輪機的抽汽，干燥熱源在干燥器中對破碎后的原煤進行干燥，干燥器排出的給力乏汽進入第二換熱器，加熱經過冷凝式換熱器降溫的低溫煙氣；干燥后的原煤送入磨煤機進行磨制，從第二換熱器升溫后的煙氣作為輸送介質和保護氣進入磨煤機；由磨煤機磨制的合格煤粉在氣體的攜帶下進入風粉分離器，分離后的煤粉進入煤粉倉，由風粉分離器排出的第二乏氣進入布袋除塵器；布袋除塵器進一步對第二乏氣凈化后排空，布袋除塵器收集的煤粉進入煤粉倉；煤粉倉的煤粉一小部分送入鍋爐組織燃燒，大部分進入煤粉儲存容器存放，煤粉儲存容器內安裝有惰化保護裝置，力爭整個儲倉處于惰化氣氛下；通過煤粉裝卸設備把煤粉儲存容器中的煤粉卸入罐車中，然后充入氮氣實施惰化保護，力爭罐車處于微正壓條件下，防止空氣漏入。所述系統的工作過程是，鍋爐組織富氧燃燒，產生的蒸汽推動大汽輪機，大汽輪機帶動發電機發電。利用大汽輪機抽汽推動小汽輪機，進而帶動空分裝置產生氧氣和氮氣，氧氣通入爐內組織富氧燃燒，氮氣進入惰性氣體儲存容器。大汽輪機抽汽作為干燥熱源進入干燥器干燥原煤，干燥器排出的給力乏汽進入第二換熱器進行余熱利用，干燥后的原煤進入磨煤機。經過凈化的煙氣一部分進入冷凝式換熱器降溫到酸露點溫度以下除去煙氣中剩余的酸性氣體和水蒸汽，之后進入第二換熱器進行加熱升溫，磨制合格的煤粉在升溫后煙氣的攜帶下進入風粉分離器，經風粉分離器分離出來的煤粉進入煤粉倉，第二乏氣經過布袋除塵器除塵之后排空，布袋除塵器收集的煤粉進入煤粉倉。煤粉倉中的煤粉小部分進入鍋爐進行燃燒，大部分進入煤粉儲存容器進行儲存。氮氣從惰性氣體儲存容器經由惰化保護裝置充入煤粉儲存容器，使煤粉處于惰性氣氛下，力爭其不會發生爆炸。煤粉運輸罐車在裝滿煤粉之后，也充入氮氣，力爭煤粉運輸的安全性。參見圖2，圖2是本實用新型的另一種應用實例。與實例1所不同的是，惰性氣體采用經過凈化的煙氣，鍋爐燃燒產生的煙氣經過煙氣凈化裝置和冷凝式換熱器之后一部分進入惰性氣體儲存容器存放，一部分經過第二換熱器加熱升溫后進入磨煤機輸送磨制合格的煤粉。惰性氣體儲存容器中存放的煙氣通過惰化保護裝置對煤粉儲存容器和煤粉輸送設備進行惰化保護。以上內容是結合具體的優選實施方式對本實用新型所作的進一步詳細說明，不能認定本實用新型的具體實施方式
一般于此，對于本實用新型所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干簡單的推演或替換，都應當視為屬于本實用新型由所提交的權利要求書確定專利保護范圍。
權利要求1.一種大型煤粉集中制備系統，其特征在于，該系統主要包括鍋爐、汽輪機、發電機、 凝汽器、煙氣凈化裝置、冷凝式換熱器、碎煤機、干燥器、磨煤機、風粉分離器、布袋除塵器、 煤粉倉、惰性氣體儲存容器、惰化保護裝置、煤粉儲存容器和煤粉裝卸設備，所述碎煤機通過干燥器連接磨煤機，磨煤機上連接有風粉分離器，風粉分離器上分別連接煤粉倉和布袋除塵器；所述鍋爐上連接有煙氣凈化裝置，煙氣凈化裝置上連接有冷凝式換熱器；所述煤粉倉連接煤粉儲存容器，煤粉儲存容器連接煤粉裝卸設備；所述鍋爐連接有汽輪機，汽輪機與發電機相連，汽輪機排汽進入凝汽器。
2.如權利要求1所述的大型煤粉集中制備系統，其特征在于鍋爐燃燒產生的煙氣進入煙氣凈化裝置；煙氣經煙氣凈化裝置出口進入冷凝式換熱器冷凝降溫以除去煙氣中的水蒸汽；汽輪機由主蒸汽推動旋轉，帶動發電機發電，汽輪機排汽進入凝汽器；原煤在碎煤機中破碎為煤塊，煤塊送入干燥器進行干燥；干燥熱源在干燥器中對煤塊進行干燥，干燥器排出的給力乏汽進入余熱利用裝置進行余熱利用；干燥后的煤塊送入磨煤機進行磨制；由磨煤機磨制的合格煤粉在氣體的攜帶下進入風粉分離器，分離后的煤粉進入煤粉倉，由風粉分離器排出的第二乏氣進入布袋除塵器；布袋除塵器進一步對第二乏氣凈化后排空，布袋除塵器收集的煤粉進入煤粉倉；煤粉倉的煤粉進入煤粉儲存容器存放。
3.如權利要求1所述的系統，其特征在于所述的鍋爐采用原煤、煤矸石、煤層氣單燒或者混燒。
4.如權利要求1所述的系統，其特征在于所述的磨煤機驅動方式包括采用電力驅動和小型汽輪機驅動。
5.如權利要求1所述的系統，其特征在于所述的煙氣凈化裝置用以除去煙氣中大部分的酸性氣體、粉煤灰和重金屬蒸汽。
6.如權利要求1所述的系統，其特征在于所述的冷凝式換熱器采用耐腐蝕材料制成的間壁式換熱器，煙氣在冷凝式換熱器內釋放排煙顯熱和煙氣中水蒸汽的潛熱，溫度降低到露點溫度以下。
7.如權利要求1所述的系統，其特征在于所述的保護氣為經過凈化的煙氣或者惰性氣體，當采用氮氣作為保護氣時，在系統中增設空分裝置和二氧化碳捕集裝置，空分裝置產生的氧氣通入鍋爐內組織富氧燃燒，尾部二氧化碳捕集裝置捕集二氧化碳。
8.如權利要求1所述的系統，其特征在于所述煤粉儲存容器中安裝有惰化保護裝置， 惰化保護裝置和惰性氣體儲存容器連接。
 

黎明重工專注于礦山、建筑、能源等國家重點基礎設施建設工程所需大型裝備的研發制造，并提供專門技術解決方案和配套產品，贏得了全球140多個國家客戶的高度贊譽。我們致力于開發智能解決方案，從而提高客戶的盈利能力，實現業務的可持續發展。咨詢電話：0371-86162531，地址：河南省鄭州市高新區科學大道169號。
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