一种高水分褐煤的利用方法及系统

摘要

本发明公开了一种高水分褐煤的利用方法及系统，包括蒸汽干燥机，蒸汽干燥机的干燥煤出口与筛分系统的进煤口连接，筛分系统的细粉煤出口与中速磨制粉系统的进口连接，中速磨制粉系统的出口与锅炉的进料口连接；锅炉的蒸汽出口与汽轮机的进气口连接，汽轮机的动力输出端与发电机连接；汽轮机的低品位蒸汽出口与蒸汽干燥机的蒸汽进口连接；本发明采用蒸汽干燥机对高水分褐煤进行干燥，能够有效提高锅炉热效率；采用低品位蒸汽作为蒸汽干燥机的热源，有效降电厂的发电煤耗；将干燥后的褐煤筛分后，细粉煤经过中速磨制粉系统后，进入锅炉燃烧；大颗粒煤外运销售，有效节约了燃用高水分褐煤时的长距离运输的运费，实现了高水分褐煤的有效合理利用。

说明书

技术领域

本发明属于煤炭利用技术领域，特别涉及一种高水分褐煤的利用方法及系统。

背景技术

我国褐煤资源储量丰富，但主要集中在蒙东、云南等地；当地褐煤资源储量大，但褐煤含水量高，难以外运，只能就近建设电厂燃用，难以利用巨大的褐煤储量；高水分褐煤产地附近的电厂在燃用高水分褐煤时，制粉系统只能选择价格高昂的风扇磨制粉系统，且由于褐煤水分过高，锅炉排烟损失大，锅炉热效率低，且常因入炉褐煤含水量过高，影响了锅炉带负荷能力；近年来，已有利用褐煤热解的技术对褐煤进行利用，但工艺复杂，初投资大，运行成本高，限制了高水分褐煤的有效合理利用。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种高水分褐煤的利用方法及系统，以解决现有的褐煤利用方法存在工艺复杂、成本较高且无法实现高效利用的技术问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

本发明提供了一种高水分褐煤利用系统，包括蒸汽干燥机、晒分系统、锅炉、汽轮机、发电机及中速磨制粉系统；蒸汽干燥机的干燥煤出口与筛分系统的进煤口连接，筛分系统的细粉煤出口与中速磨制粉系统的进口连接，中速磨制粉系统的出口与锅炉的进料口连接；

锅炉的蒸汽出口与汽轮机的进气口连接，汽轮机的动力输出端与发电机连接；汽轮机的低品位蒸汽出口与蒸汽干燥机的蒸汽进口连接。

进一步的，还包括除尘器，除尘器的进口与蒸汽干燥机的干燥煤出口连接，除尘器的出口与中速磨制粉系统的进口连接，中速磨制粉系统的出口与锅炉的进料口连接。

进一步的，还包括凝汽器；凝汽器的进口与蒸汽干燥机的凝结水出口连接，凝汽器的出口与锅炉的进水口连接。

进一步的，凝汽器与锅炉之间还设置有除氧器；凝汽器的出口与除氧器的进口连接，除氧器的出口与锅炉的进水口连接。

进一步的，还包括冷凝器及脱硫系统；冷凝器的进口与蒸汽干燥机的干燥煤出口连接，冷凝器的出口与脱硫系统连接。

进一步的，还包括褐煤输送机构，褐煤输送机构的进料端与煤矿原煤仓连接，褐煤输送机构的出料端与蒸汽干燥机的进煤口连接。

本发明还提供了一种高水分褐煤利用方法，包括以下步骤：

将高水分褐煤输送至蒸汽干燥机；

燃煤电厂中汽轮机产生的低品位蒸汽作为热源进入蒸汽干燥机中，高水分褐煤在蒸汽干燥机中进行换热干燥，干燥后的褐煤进入筛分系统；

干燥后的褐煤经过筛分系统筛分后，获得细粉煤和大颗粒煤；细粉煤经过中速磨制粉系统后，作为燃煤电厂中锅炉的燃料，输送至锅炉；大颗粒煤外运销售；

燃煤电厂中锅炉产生的高品位蒸汽进入汽轮机及发电机进行发电。

进一步的，高水分褐煤的含水量大于30％；干燥后的褐煤含水量小于10％。

进一步的，低品位蒸汽的温度为200-300℃，压力为0.35-0.55MPa。

进一步的，蒸汽干燥机的凝结水通过除氧处理后，作为锅炉的循环补水，进入锅炉的水循环系统中。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提供了一种高水分褐煤的利用方法及系统，通过采用蒸汽干燥机对高水分褐煤进行干燥，燃用干燥后的褐煤，能够有效降低锅炉排烟中水分带走的热损失，提高锅炉热效率；采用汽轮机产生的低品位蒸汽作为蒸汽干燥机的热源，实现对电厂低品位蒸汽热源的有效利用，有效降电厂的发电煤耗；将干燥后的褐煤筛分后，细粉煤经过中速磨制粉系统后，进入锅炉燃烧；中速磨制粉系统成本较低，大大节约了电厂投资；大颗粒煤外运销售，有效节约了燃用高水分褐煤时的长距离运输的运费，实现了高水分褐煤的有效合理利用。

进一步的，通过在蒸汽干燥机的干燥煤出口设置除尘器，利用除尘器对尾气中的煤尘回收，作为锅炉燃料就地使用，降低了尾气损失。

进一步的，通过设置凝汽器，利用凝汽器对经过蒸汽干燥机的低品位蒸汽，进行凝结回收，进入锅炉的水循环系统，实现了水的循环利用。

进一步的，通过在凝汽器与锅炉之间设置除氧器，降凝汽器凝结后的液态水引入除氧器进行除氧处理，除氧后的水作为锅炉的循环补水，进入锅炉的水循环系统，实现了水的循环利用，有效保护的锅炉水循环系统管路的安全性。

进一步的，通过设置冷凝器及脱硫系统，利用冷凝器对尾气中的水蒸气冷凝为液态水，作为锅炉脱硫系统补水，实现了水循环。

综上所述，本发明所述的高水分褐煤利用方法及系统，可以高效利用高水分褐煤，节省燃用高水分褐煤电厂建设时的凝汽器、冷却塔的投资，提高电厂低品位蒸汽热能的利用效率，降低发电煤耗，同时可以配套价格低廉的中速磨制粉系统，为电厂节约初投资，同时可以为外地燃用干燥褐煤的电厂节约高水分褐煤外送的运费。

附图说明

图1为本发明所述的高水分褐煤利用系统结构框图。

其中，1蒸汽干燥机，2筛分系统，3锅炉，4汽轮机，5发电机，6中速磨制粉系统，7除尘器，8凝汽器，9冷凝器，10脱硫系统。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题，技术方案及有益效果更加清楚明白，以下具体实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如附图1所示，本发明提供了一种高水分褐煤利用系统，包括褐煤输送机构、蒸汽干燥机1、筛分系统2、锅炉3、汽轮机4、发电机5、中速磨制粉系统6、除尘器7、凝汽器8、除氧器、冷凝器9及脱硫系统10。

褐煤输送机构的进料端与煤矿原煤仓连接，褐煤输送机构的出料端与蒸汽干燥机1的进煤口连接；蒸汽干燥机1的第一干燥煤出口与筛分系统2的进煤口连接，筛分系统2的细粉煤出口与中速磨制粉系统6的进口连接，中速磨制粉系统6的出口与锅炉3的进料口连接；锅炉3的蒸汽出口与汽轮机4的进气口连接，汽轮机4的动力输出端与发电机5连接，发电机5输出的电能输送至电网；汽轮机4的低品位蒸汽出口与蒸汽干燥机1的蒸汽进口连接；本发明通过蒸汽干燥机1对高水分褐煤进行干燥，燃用干燥后的褐煤，能够有效降低锅炉排烟中水分带走的热损失，提高锅炉热效率；采用汽轮机4产生的低品位蒸汽作为蒸汽干燥机1的热源，实现对电厂低品位蒸汽热能的有效利用，有效降低了电厂的发电煤耗；降干燥的褐煤筛分后，其中，细粉煤经过中速磨制粉系统后，作为锅炉燃料；采用中速磨制粉系统成本低，大大节约了电厂投资；将大颗粒煤外运销售，对于远距离燃用干燥后的高水分褐煤的电厂来说，既可以避免高水分褐煤水分高带来的制粉系统干燥处理不足的难题，又可以节约高水分褐煤长距离运输的运费，为电厂和煤矿带来可观的经济效益。

蒸汽干燥机1的凝结水出口与凝汽器8的进口连接，凝汽器8的出口与除氧器的进口连接，除氧器的出口与锅炉3的进水口连接；通过设置凝汽器8，利用凝汽器8对经过蒸汽干燥机1的低品位蒸汽，进行凝结回收，进入锅炉3的水循环系统，实现了水的循环利用；蒸汽干燥机1的第二干燥煤出口与冷凝器9的进口连接，冷凝器9的出口与脱硫系统10连接；通过设置冷凝器9及脱硫系统10，利用冷凝器9对尾气中的水蒸气冷凝为液态水，作为锅炉脱硫系统补水，实现了水循环；蒸汽干燥机1的第三干燥煤出口与除尘器7的进口连接，除尘器7的出口与锅炉3的进料口连接；通过在蒸汽干燥机1的干燥煤出口设置除尘器7，利用除尘器7对尾气中的煤尘回收，作为锅炉燃料就地使用，降低了尾气损失。

本发明还提供了一种高水分褐煤的利用方法，包括以下步骤：

采用褐煤输送机构，将高水分褐煤输送至蒸汽干燥机；优选的，褐煤输送机构采用输煤皮带、汽车或火车等运输设备；所述高水分褐煤的含水量大于30％；干燥后的褐煤含水量小于10％；

燃煤电厂中锅炉产生的低品位蒸汽作为热源进入蒸汽干燥机中，高水分褐煤在蒸汽干燥机中进行换热干燥，干燥后的褐煤进入筛分系统；其中，低品位蒸汽的温度为200-300℃，压力为0.35-0.55MPa；

干燥后的褐煤经过筛分系统筛分后，获得细粉煤和大颗粒煤；细粉煤经过中速磨制粉系统后作为燃煤电厂中锅炉的燃料，输送至锅炉；大颗粒煤外运销售；

燃煤电厂中锅炉产生的高品位蒸汽进入汽轮机及发电机进行发电，产生的电能与电网连接；

蒸汽干燥机的凝结水通过除氧处理后，作为锅炉的循环补水，进入锅炉的水循环系统中；采用除尘器对蒸汽干燥机尾气中的煤尘回收，作为锅炉燃料就地使用；采用冷凝器对蒸汽干燥机尾气中的水蒸气冷凝为液态水，作为锅炉脱硫系统补水或电厂其他用水。

实施例

本实施例提供了一种高水分褐煤利用系统，所述高水分褐煤利用系统设置在燃煤电厂；燃煤电厂设置在高水分褐煤矿区附近或高水分褐煤矿区与外运目的地之间某个预设地点；通过褐煤输送机构将含水量为30％以上的高水分褐煤由煤矿运至燃煤电厂。

所述高水分褐煤利用系统包括褐煤输送机构、蒸汽干燥机1、筛分系统2、锅炉3、汽轮机4、发电机5、凝汽器6、除氧器、冷凝器7及除尘器8；褐煤输送机构的进料端与煤矿原煤仓连接，褐煤输送机构的出料端与蒸汽干燥机1的进煤口连接；其中，褐煤输送机构采用输煤皮带、汽车或火车等运输设备，优选采用输煤皮带。

蒸汽干燥机1的第一干燥煤出口与筛分系统2的进煤口连接，筛分系统2的细粉煤出口与中速磨制粉系统6的进口连接，中速磨制粉系统6的出口与锅炉3的进料口连接；锅炉3的蒸汽出口与汽轮机4的进气口连接，汽轮机4的动力输出端与发电机5连接；汽轮机4的低品位蒸汽出口与蒸汽干燥机1的蒸汽进口连接；通过采用蒸汽干燥机1对高水分褐煤进行干燥，燃用干燥后的褐煤，能够有效降低排烟中水分带走的热损失，提高锅炉热效率；采用汽轮机4产生的低品位蒸汽作为蒸汽干燥机1的热源，实现对电厂低品位蒸汽热能的有效利用，有效降低了电厂的发电煤耗；将干燥后的褐煤筛分后，细粉煤作为锅炉燃料，大颗粒煤外运销售，大大节约了燃用高水分褐煤时的长距离运输的运费。

蒸汽干燥机1的凝结水出口与凝汽器8的进口连接，凝汽器8的出口与除氧器的进口连接，除氧器的出口与锅炉3的进水口连接；通过设置凝汽器8，利用凝汽器8对经过蒸汽干燥机1的低品位蒸汽，进行凝结回收，进入锅炉3的水循环系统，实现了水的循环利用；蒸汽干燥机1的第二干燥煤出口与冷凝器9的进口连接，冷凝器9的出口与脱硫系统10连接；通过设置冷凝器9及脱硫系统10，利用冷凝器9对尾气中的水蒸气冷凝为液态水，作为锅炉脱硫系统补水，实现了水循环；蒸汽干燥机1的第三干燥煤出口与除尘器7的进口连接，除尘器7的出口与锅炉3的进料口连接；通过在蒸汽干燥机1的干燥煤出口设置除尘器7，利用除尘器7对尾气中的煤尘回收，作为锅炉燃料就地使用，降低了尾气损失。

本实施例还提供了一种高水分褐煤利用方法，具体包括以下：

1)在高水分褐煤矿区附近或高水分褐煤矿区与外运目的地之间合适地点设置燃煤电厂；

2)将含水量为30％以上的高水分褐煤，由煤矿运至燃煤电厂；

3)燃煤电厂中锅炉产生的高品位蒸汽进入汽轮机，驱动汽轮机运转，并利用汽轮机驱动发电机发电，发电机产生的电能输送至电网；

4)燃煤电厂中产生的高品位蒸汽驱动汽轮机及发电机发电后，产生的低品位蒸汽引入蒸发干燥机，作为蒸发干燥机的热源；其中，低品位蒸汽的温度为200-300℃、压力为0.35-0.55MPa；

5)蒸汽干燥机利用低品位蒸汽，将含水量为20％以上、粒径不大于30mm的褐煤，干燥至含水量在10％以下；

6)低品位蒸汽经蒸汽干燥机后，温度下降至110-140℃，压力降低到0.15-0.25MPa后，变为液态水，引入除氧器，作为锅炉的循环补水，进入锅炉的水循环系统中；其中，低品位蒸汽参数可根据燃煤电厂实际需要进行调整；

7)蒸汽干燥机的干燥煤出口设置除尘器及冷凝器；利用除尘器将尾气中的煤尘回收，作为锅炉燃料就地使用；利用冷凝器将尾气中的水蒸气冷凝为液态水，作为锅炉脱硫系统补水或电厂其它用水；

8)经蒸汽干燥机干燥后的水分在10％以下的褐煤，进行筛分系统筛分处理后，得到细粉煤和大颗粒煤，细粉煤经过中速磨制粉系统后，作为锅炉燃料就地使用，其余大颗粒煤部分作为商品煤销售外运。

本实施例中，燃煤电厂距离高水分褐煤矿区不宜过远，以节省高水分褐煤从煤矿运至燃煤电厂的运费；本实施例中的燃煤电厂包括燃煤锅炉、汽轮机、发电机及配套的环保设施，且燃煤电厂不再设置冷却塔系统；锅炉汽轮机出口的低品位蒸汽经蒸汽干燥机后冷凝为液态水，直接引入除氧器，改用蒸汽干燥机，在回收低品位蒸汽热能的同时，将其冷凝为液态水，可节约燃煤电厂的投资。

本发明所述的利用系统及方法，能够高效利用高水分褐煤，节省燃用高水分褐煤电厂建设时的冷却塔的投资，提高电厂低品位蒸汽热能的利用效率，降低发电煤耗，同时可以配套价格低廉的中速磨制粉系统，为电厂节约初投资，同时可以为外地远距离燃用干燥褐煤的电厂节约高水分褐煤外送的运费；同时，回收高水分褐煤中水分，缓解西部地区用水紧张的局面，降低了电厂用水成本；本发明取消了常规燃煤电厂的冷凝塔，改用蒸汽干燥机，在回收低品位蒸汽热能的同时，将其冷凝为液态水，可节约燃煤电厂的投资；对于用来干燥高水分褐煤的电厂和外地燃用干燥褐煤的电厂，均可使用价格低廉的中速磨制粉系统，为电厂节约费用。

本发明中，锅炉燃用干燥后的高水分褐煤锅炉排烟热损失小，锅炉效率高，可以完全利用锅炉低品位蒸汽热能，并可以回收高水分褐煤中的水分，对于外地燃用干燥后的高水分褐煤的电厂来说，既可以避免高水分褐煤水分高带来的制粉系统干燥处理不足的难题，又可以节约高水分褐煤长距离运输的运费，为电厂和煤矿带来可观的经济效益。

上述实施例仅仅是能够实现本发明技术方案的实施方式之一，本发明所要求保护的范围并不仅仅受本实施例的限制，还包括在本发明所公开的技术范围内，任何熟悉本技术领域的技术人员所容易想到的变化、替换及其他实施方式。