一种煤粉燃烧器直燃耦合生物质的发电系统的制作方法

1.本发明属于火力发电厂生物质耦合发电领域，涉及一种煤粉燃烧器直燃耦合生物质的发电系统。


背景技术：

2.从煤电机组在我国电力结构中占主体地位的国情出发，燃煤耦合生物质发电是优化能源资源配置，破解煤电减排co2难题，促进生态文明建设，推动经济社会绿色发展的有力举措，也是我国燃煤机组在当前条件下较大幅度减排co2的有效和可行性之路。
3.燃煤锅炉生物质耦合发电主要有间接耦合、并联耦合、直燃耦合三种技术路线。直燃耦合是指将生物质燃料处理成可以和煤粉混烧的状态直接送入炉膛实现混烧；间接耦合是指将生物质先在气化炉中进行气化，产生的生物质煤气喷入煤粉炉中实现混烧；并联耦合是指单独燃烧生物质的锅炉和单独燃烧煤粉的锅炉并列两个锅炉蒸汽参数相同，生物质锅炉产生的蒸汽并入煤粉炉的蒸汽管网，共用汽轮机进行发电。对于单机容量等于和大于300mw的燃煤机组，今后最主要的耦合混烧方式是直燃耦合。
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％。
5.为提高生物质的耦合比例，并增强其运行灵活性，本发明提出一种煤粉燃烧器直燃耦合生物质的发电系统及方法。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种煤粉燃烧器直燃耦合生物质的发电系统，该系统能够提高生物质的混合比例，系统的运行灵活性较高。
7.为达到上述目的，本发明所述的煤粉燃烧器直燃耦合生物质的发电系统包括生物质原料仓、星型给料机、冷一次风机、空气预热器、磨煤机进口冷一次风管道、生物质输送系统冷空气管道、磨煤机进口热一次风管道、生物质输送系统热空气管道、磨煤机进口冷热风混合后管道、磨煤机、生物质燃料及输送介质混合前管道、生物质燃料及输送介质混合后管道、煤粉输送管道隔绝门、炉膛、原煤仓、给煤机、磨煤机及若干生物质输送支管；
8.生物质原料仓的出口与星型给料机的入口相连，冷一次风机的出口分为三路，其中，第一路与空气预热器的一次风侧进口相连，第二路与磨煤机进口冷一次风管道的入口相连，第三路与生物质输送系统冷空气管道的入口相连，空气预热器的出口分为两路，其中，一路与磨煤机进口热一次风管道的入口相连，另一路与生物质输送系统热空气管道的入口相连，磨煤机进口冷一次风管道的出口及磨煤机进口热一次风管道通过管道并管后经磨煤机进口冷热风混合后管道与磨煤机的干燥介质侧相连通；
9.生物质输送系统热空气管道的出口与生物质燃料及输送介质混合前管道的入口相连通，生物质输送系统冷空气管道的出口与生物质燃料及输送介质混合前管道的入口相连通；
10.星型给料机(8)的出口和生物质燃料及输送介质混合前管道的出口与生物质燃料及输送介质混合后管道的入口相连通，生物质燃料及输送介质混合后管道的出口与生物质输送支管的入口相连通，生物质输送支管的出口与煤粉输送管道相连通，煤粉输送管道的一端与磨煤机的出口相连通，煤粉输送管道的另一端与炉膛上的煤粉燃烧器相连通；
11.原煤仓的出口经给煤机与磨煤机的燃料侧入口相连；
12.生物质原料仓的出口经仓式布料机、一级破碎机、封罩式皮带输送机、二级粉碎机及螺旋输送机与生物质粉仓的入口相连，生物质粉仓的出口与星型给料机的入口相连。
13.磨煤机进口冷一次风管道上设置有磨煤机进口冷一次风调节挡板。
14.磨煤机进口热一次风管道上设置有磨煤机进口热一次风调节挡板。
15.生物质输送系统热空气管道的出口经生物质输送系统热空气隔绝门及生物质输送系统热空气调节挡板与生物质燃料及输送介质混合前管道的入口相连通。
16.生物质输送系统冷空气管道的出口经生物质输送系统冷空气隔绝门及生物质输送系统冷空气调节挡板与生物质燃料及输送介质混合前管道的入口相连通。
17.生物质输送支管上设置有生物质输送管道隔绝门；
18.磨煤机与煤粉输送管道之间设置有煤粉输送管道隔绝门。
19.煤粉燃烧器的入口处设置有燃烧器进口一次风隔绝门。
20.生物质输送支管上均布置有可调缩孔。
21.生物质燃料及输送介质混合前管道、生物质燃料及输送介质混合后管道、煤粉输送管道及磨煤机进口冷热风混合后管道上均设置有压力测点及温度测点；
22.生物质燃料及输送介质混合前管道及磨煤机进口冷热风混合后管道上均设置有流量测点。
23.本发明具有以下有益效果：
24.本发明所述的利用原煤粉燃烧器直燃耦合生物质的发电系统在具体操作时，通过增加一套生物质原料存储、初步破碎、二次粉碎、生物质粉仓存储及空气输送系统，将粒径满足要求的生物质颗粒送入原煤粉管道及原煤粉燃烧器中进行燃烧；采用100℃以下的空气进行输送，避免生物质颗粒在输送过程中发生着火，并为初期燃烧提供一定的氧量，保证燃烧效率；另外，通过在煤粉输送管道及生物质输送管道上加装隔绝门，实现单独纯烧生物质或煤粉的灵活切换，且结构简单、易操作、安全防爆、全程可调节；由于生物质燃料与煤粉颗粒在煤粉燃烧器前的煤粉管道上进行耦合，两套系统相对独立，实际改造可在不停炉的条件下进行。本发明适用于各种燃烧方式的煤粉锅炉，且对农林生物质种类没有特殊要求，只需满足粉碎后的生物质粒径满足2～5mm以下即可，当耦合一层煤粉燃烧器时，生物质掺烧比例可达20％左右。
附图说明
25.图1为本发明的系统示意图。
26.其中，1为生物质原料仓、2为仓式布料机、3为一级破碎机、4为封罩式皮带输送机、
5为二级粉碎机、6为螺旋输送机、7为生物质粉仓、8为星型给料机、9为生物质输送系统冷空气管道、10为生物质输送系统冷空气隔绝门、11为生物质输送系统冷空气调节挡板、12为生物质输送系统热空气管道、13为生物质输送系统热空气隔绝门、14为生物质输送系统热空气调节挡板、15为生物质燃料及输送介质混合前管道、16为生物质燃料及输送介质混合后管道、17为生物质输送管道隔绝门、18为煤粉输送管道、19为燃烧器进口一次风隔绝门、20为炉膛、21为煤粉燃烧器、22为空气预热器、23为除尘器、24为冷一次风机、25为磨煤机进口冷一次风管道、26为磨煤机进口冷一次风调节挡板、27为磨煤机进口热一次风管道、28为磨煤机进口热一次风调节挡板、29为原煤仓、30为给煤机、31为磨煤机、32为煤粉输送管道隔绝门。
具体实施方式
27.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。
28.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。
29.参考图1，本发明所述的煤粉燃烧器直燃耦合生物质的发电系统包括生物质原料仓1、星型给料机8、冷一次风机24、空气预热器22、磨煤机进口冷一次风管道25、生物质输送系统冷空气管道9、磨煤机进口热一次风管道27、生物质输送系统热空气管道12、磨煤机进口冷热风混合后管道、磨煤机31、生物质燃料及输送介质混合前管道15、生物质燃料及输送介质混合后管道16、煤粉输送管道隔绝门32、炉膛20、原煤仓29、给煤机30、磨煤机31及若干生物质输送支管；
30.生物质原料仓1的出口经仓式布料机2、一级破碎机3、封罩式皮带输送机4、二级粉碎机5及螺旋输送机6与生物质粉仓7的入口相连，生物质粉仓7的出口与星型给料机8的入口相连。
31.冷一次风机24的出口分为三路，其中，第一路与空气预热器22的一次风侧进口相连，第二路与磨煤机进口冷一次风管道25相连，磨煤机进口冷一次风管道25上设置有磨煤机进口冷一次风调节挡板26，第三路与生物质输送系统冷空气管道9的入口相连。空气预热器22的出口分为两路，其中，一路与磨煤机进口热一次风管道27相连，另一路与生物质输送系统热空气管道12的入口相连，磨煤机进口热一次风管道27上设置有磨煤机进口热一次风调节挡板28。
32.生物质输送系统热空气管道12的出口经生物质输送系统热空气隔绝门13及生物质输送系统热空气调节挡板14与生物质燃料及输送介质混合前管道15的入口相连通，生物
质输送系统冷空气管道9的出口经生物质输送系统冷空气隔绝门10及生物质输送系统冷空气调节挡板11与生物质燃料及输送介质混合前管道15的入口相连通。
33.星型给料机8的出口和生物质燃料及输送介质混合前管道15的出口与生物质燃料及输送介质混合后管道16的入口相连通，生物质燃料及输送介质混合后管道16的出口与生物质输送支管的入口相连通，生物质输送支管的出口与煤粉输送管道18相连通，煤粉输送管道18的一端与磨煤机31的出口相连通，煤粉输送管道18的另一端与炉膛20上的煤粉燃烧器21相连通，生物质输送支管上设置有生物质输送管道隔绝门17；磨煤机31与煤粉输送管道18之间设置有煤粉输送管道隔绝门32；煤粉燃烧器21的入口处设置有燃烧器进口一次风隔绝门19以上各隔绝门距离耦合点应尽可能短，以防止煤粉或生物质颗粒沉积。
34.生物质输送支管上均布置有可调缩孔，以平衡燃烧生物质时同层各支燃烧器的出力。
35.来自煤场的来煤经输煤皮带进入原煤仓29，原煤仓29的出口经给煤机30与磨煤机31的燃料侧入口相连。
36.用于燃煤系统冷、热两股空气分别经磨煤机进口冷一次风调节挡板26及磨煤机进口热一次风调节挡板28调节混合后进入到磨煤机31的干燥介质侧中，磨制合格的煤粉经空气携带进入煤粉燃烧器21中。
37.生物质燃料及输送介质混合前管道15、生物质燃料及输送介质混合后管道16、煤粉输送管道18及磨煤机进口冷热风混合后管道上均设置有压力测点及温度测点。
38.生物质燃料及输送介质混合前管道15及磨煤机进口冷热风混合后管道上均设置有流量测点。
39.一级破碎机3及二级粉碎机5均并联布置3台，以满足实际出力需要。
40.仓式布料机2及封罩式皮带输送机4均具备磁选功能，以除去生物质中夹杂的含铁物质，避免破碎机刀具受损。
41.生物质破碎过程中产生的废气，送入除尘器23中，利用原环保设施净化处理后达标排放。
42.生物质燃料与煤粉颗粒在煤粉管道上实现耦合，两套系统互不影响，并可独立运行。
43.本发明的具体工作过程为：
44.当生物质掺烧系统运行时，开启生物质输送管道隔绝门17，关闭煤粉输送管道隔绝门32。储存于生物质原料仓1中的原始生物质首先经具有磁选功能的仓式布料机2进入一级破碎机3中进行初步破碎，将物料直径破碎至50mm以下，然后进入具有磁选功能的封罩式皮带输送机4中，经两级除铁后，将初步破碎及除铁后的生物质送入二级粉碎机5中粉碎至直径2～5mm以下，粉碎后满足粒径要求的生物质颗粒经螺旋输送机6送入生物质粉仓7中进行储存；冷一次风机24输出的冷风与空气预热器22输出的热一次风混和后作为生物质颗粒的输送介质；通过星型给料机8将生物质颗粒送入生物质燃料及输送介质混合前管道15中，通过生物质输送系统冷空气调节挡板11及生物质输送系统热空气调节挡板14的开度控制混合前风温不超过100℃，混合后风温不超过50℃。充分混合后的生物质颗粒与空气混合物，经生物质燃料及输送介质混合后管道16经煤粉燃烧器21进入炉膛20中参与燃烧。通过调节安装在各生物质支管上的调节缩孔，以平衡各支燃烧器的出力。通过调整输送空气的
流量，以控制各生物质支管的流速。
45.当燃煤系统运行时，开启煤粉输送管道隔绝门32，关闭生物质输送管道隔绝门17。来自原煤仓29中的原煤经给煤机30进入磨煤机31中制粉，经干燥空气携带至煤粉输送管道18，最后进入煤粉燃烧器21中进行燃烧。
46.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。