CN107490015A - 一种燃煤发电***以及火力发电设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及火力发电技术领域，涉及一种燃煤发电***及火力发电设备。燃煤发电***包括燃烧器以及炉外燃煤掺配***，其可以实现燃煤的精确掺配并将特定煤质的燃煤送往燃烧器的不同位置进行燃烧，大大提高燃煤利用，降低污染物排放。使用该燃煤发电***的火力发电设备可以实现对于来自不同矿区的燃煤的精确掺配，保证煤质均一，确保锅炉安全运行。

Description

一种燃煤发电***以及火力发电设备

技术领域

本发明涉及火力发电技术领域，具体而言，涉及一种燃煤发电***以及火力发电设备。

背景技术

由于目前各电厂煤源较为复杂，煤种多变，缺乏有效的燃煤分析与管理手段，燃煤掺配手段单一模糊，不够灵活，因而对煤质特性以及拟掺烧煤与锅炉设备的适应性认识不足，导致在入厂煤质发生较大改变时锅炉在运行过程中可能出现锅炉灭火爆燃、制粉******、受热面严重腐蚀磨损和污染物超标排放等问题，严重影响了锅炉的安全经济运行。

发明内容

在本发明的第一方面，提供了一种燃煤发电***，其可以实现燃煤从入厂到燃烧之间的燃煤精确掺配，确保不同煤质的燃煤参数在燃烧前精确控制，确保锅炉的安全运行。

在本发明的第二方面，提供了一种火力发电设备，可提高对燃煤的燃煤特性的精确控制，提高燃煤的热效率以及降低污染物排放。

为实现上述技术目的，本发明提出如下技术方案：

一种燃煤发电***，包括：燃烧器以及炉外燃煤掺配***，所述燃烧器分为顶层燃烧器、中层燃烧器以及底层燃烧器，

所述炉外燃煤掺配***包括：至少一个原煤仓、输送装置、控制***以及至少两个用于存放不同煤质的燃煤的煤仓，所述控制***用于控制每个所述煤仓输出至所述输送装置的输出量，所述输送装置用于混合来自所述至少两个煤仓的燃煤并将混合后的燃煤输送至其中一个所述原煤仓，

所述顶层燃烧器、所述中层燃烧器以及所述底层燃烧器分别接收来自所述至少一个原煤仓的不同燃煤。

例如，底层燃烧器燃烧具有良好的着火特性的燃煤，不易燃烬的燃煤送至中层燃烧器燃烧，而顶层燃烧器可以燃烧燃烬温度更低的煤种。

优选地，所述底层燃烧器用于接收燃烬温度低于第二阈值的燃煤，所述中层燃烧器用于接收燃烬温度大于或等于第二阈值的燃煤，所述顶层燃烧器用于接收燃烬温度低于第一阈值的燃煤，其中，所述第一阈值低于所述第二阈值。

其中第一阈值和第二阈值根据原煤煤质、燃烧器的种类等因素预先设置。

优选地，所述控制***包括控制器、与所述控制器电连接的给煤机以及用于计量所述给煤机输出的燃煤量的计量装置，所述给煤机安装于所述煤仓的出口并用于将燃煤经所述计量装置输送至所述输送装置。

优选地，所述控制器设置有控制模块，所述控制模块根据预设燃煤参数控制每个所述煤仓输出至所述输送装置的输出量比例。

优选地，所述预设燃煤参数包括预设着火参数、预设燃烬参数和预设结焦参数。

优选地，还包括采样装置，所述采样装置用于获取混合后的燃煤的燃煤参数。

优选地，所述输送装置上设置有除铁器。

优选地，所述除铁器为带式除铁器。

优选地，所述给煤机为振动活化给煤机。

一种火力发电设备，其包括锅炉、发电机组以及上述的燃煤发电***。其中燃煤发电***中的燃烧器用于向锅炉供热，以使发电机组发电。

上述方案的有益效果：本发明提供的燃煤发电***，通过获取进厂燃煤的燃煤特性参数，按照预定设计好的燃煤参数，通过控制***控制不同燃煤参数的燃煤的掺配比例，达到燃煤在燃烧前的精确控制，同时燃烧器的顶层、中层以及底层根据需要燃烧不同燃烬特性的燃煤，确保机组安全运行以及污染物达标排放。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的燃煤发电***的结构图。

图标：101-第一煤仓；102-第二煤仓；103-给煤机；104-电子皮带秤；105-除铁器；106-输送带；107-滚轴筛；108-环式碎煤机；109-采样装置。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明中，在不矛盾或冲突的情况下，本发明的所有实施例、实施方式以及特征可以相互组合。在本发明中，常规的设备、装置、部件等，既可以商购，也可以根据本发明公开的内容自制。在本发明中，为了突出本发明的重点，对一些常规的操作和设备、装置、部件进行的省略，或仅作简单描述。

参阅图1，本实施例提供了一种燃煤发电***，包括燃烧器以及炉外燃煤掺配***，燃烧器分为顶层燃烧器、中层燃烧器以及底层燃烧器。其中燃烧器用于接收来自燃煤掺配***掺配后的燃煤，并且顶层燃烧器、中层燃烧器以及底层燃烧器可以通过控制燃烧不同的煤种。顶层燃烧器、中层燃烧器以及底层燃烧器是燃烧器的不同部位。

炉外燃煤掺配***包括：至少一个原煤仓、输送装置、控制***以及至少两个用于存放不同煤质的燃煤的煤仓，其中煤仓用于储存入厂后的原煤，由于原煤来自不同产区，其中的各成分含量均有差异，因此较优的实施方式是，在原煤从港口、铁路等渠道进入厂区后，根据燃煤的成分进去区分。热电厂员工在煤炭到厂后，根据来煤矿点、到厂日期、煤种、煤质分区存放，人工录入数字化煤场管理***，以方便下一步的精确掺配。还可以的实施方式是基于物联网技术，在煤炭到厂后，根据来煤矿点、到厂日期、煤种、煤质分区存放，通过煤场皮带上的编号或斗轮机定位装置、测距装置、电子皮带秤、激光实时盘煤仪、无人机盘点等信息采集后通过三维图形方式全面直观的展示煤场数据，动态显示各个煤场中燃煤信息，包括进场时间、着火特性、热值和环保指标等约束条件进行精细化存储和查询，自动录入数字化煤场管理***，以方便下一步的精确掺配。例如：对汽车卸煤沟进行分区，根据来煤的挥发份高低将来煤分成长焰煤与贫瘦煤等类别，并在卸煤沟进行初掺。将初掺后的原煤置入煤仓暂存待用。

控制***用于控制每个煤仓输出至输送装置的输出量，本实施例中，控制***包括控制器、与控制器电连接的给煤机以及用于计量给煤机输出的燃煤量的计量装置，给煤机安装于煤仓的出口并用于将燃煤经计量装置输送至输送装置。其中，输送装置例如为输送带。给煤机例如为振动活化给煤机，其可以控制单位时间从煤仓中输出到输送装置的燃煤量。

参阅图1，本实施例中，煤仓为两个，分别为第一煤仓101和第二煤仓102，第一煤仓101和第二煤仓102可以用于储存不同煤质的燃煤。例如第一煤仓101存储燃烬性能好的燃煤，第二煤仓102存储燃烬性能稍差的燃煤。其中第一煤仓101和第二煤仓102均设置有给煤机103，并通过给煤机103将第一煤仓101和第二煤仓102中的燃煤输送至输送带106。控制***控制对应与第一煤仓101的给煤机103和对应于第二煤仓102的给煤机103的给煤量，这样便可以分别控制来自第一煤仓101中的燃烬性能好的燃煤与来自第二煤仓102的燃烬性能稍差的燃煤的比例，达到掺配的效果。

具体的，本实施例中，控制***具有控制模块，控制模块根据预设燃煤参数控制每个煤仓输出至输送装置的输出量比例。

其中的预设燃煤参数包括预设着火参数、预设燃烬参数和预设结焦参数。即控制模块综合第一煤仓101、第二煤仓102中的原煤的着火参数、燃烬参数以及结焦参数等综合控制第一煤仓101和第二煤仓102掺配的比例。

具体的，第一煤仓101和第二煤仓102均为圆筒仓，给煤机103均可变频调节，进而实现控制输出量。

在本实施例中，给煤机103下方设置有电子皮带秤104，电子皮带秤104作为计量装置，计量给煤机103从第一煤仓101或第二煤仓102中输出的燃煤量。优选地，计量装置设置在输送带106上。

具体的掺配比例，本领域技术人员可以根据实际的使用需要进行调控。例如：热电厂员工每日依据煤场存储数据，综合考虑掺配煤种的着火特性、燃烬特性、结焦特性和环保指标，结合负荷和设备投运状况及不断积累固化的掺配燃烧经验确定最佳掺配方案，并科学编制《燃煤掺配指导卡》以便指导实际配煤工作。

输送装置用于混合来自至少两个煤仓的燃煤并将混合后的燃煤输送至其中一个原煤仓，其中，每个原煤仓内存储的燃煤的燃烬特性、煤质等参数可以相同也可以不同。

作为本发明的优选实施方式，输送装置上可以设置除铁器105以去除燃煤中可能存在的铁等金属杂质，除铁器105可以选用带式除铁器105、盘式除铁器105或者其他的除铁器105等。

同时，在进入原煤仓之前，输送装置将燃煤依次经过滚轴筛107筛分、环式碎煤机108进行粉碎，粉碎后通过采样装置109采样，并获取入煤炉前的燃煤参数收集。以精确控制进入燃烧器的燃煤的各项燃煤参数，粉碎后的燃煤即可进入原煤仓存放。

顶层燃烧器、中层燃烧器以及底层燃烧器分别接收来自至少一个原煤仓的不同燃煤。此处的不同燃煤是指燃煤的燃烬参数不同。当然，需要说明的是，在特定时间段，若所有原煤的燃烬参数均较好，顶层燃烧器、中层燃烧器以及底层燃烧器是可以接收相同燃煤的。

本实施例中，将燃煤按照燃烬温度的高低进行划分，分别设定以燃烬温度的第一阈值和第二阈值，其中，第一阈值低于第二阈值。

底层燃烧器用于接收燃烬温度低于第二阈值的燃煤，中层燃烧器用于接收燃烬温度大于或等于第二阈值的燃煤，顶层燃烧器用于接收燃烬温度低于第一阈值的燃煤，这样的搭配方式可以使燃煤得到充分燃烧，减少污染物排放同时提高燃煤的利用率。

置于第一阈值和第二阈值的具体设置，本领域技术人员可以根据实际的燃煤参数进行设置和控制。

本实施例还提供一种火力发电设备，包括锅炉、发电机组以及上述的燃煤发电***。其中燃煤发电***中的燃烧器用于向锅炉供热，以使发电机组发电。

本实施例提供的燃煤发电***具有以下优点：

1、通过获取进厂燃煤的燃煤特性参数，按照预定设计好的燃煤参数，通过控制***控制不同燃煤参数的燃煤的掺配比例，达到燃煤在燃烧前的精确控制，同时燃烧器的顶层、中层以及底层根据需要燃烧不同燃烬特性的燃煤，确保机组安全运行以及污染物达标排放。

2、通过从燃煤进厂到入炉燃烧的整个过程中，实时掌控燃煤的各项燃煤参数，采用数字化煤场技术，例如：根据煤场皮带上的编号或斗轮机定位装置、测距装置、电子皮带秤、激光实时盘煤仪、无人机盘点等信息采集后通过三维图形方式全面直观的展示煤场数据，动态显示各个煤场中燃煤信息，包括进场时间、着火特性、热值和环保指标等约束条件进行精细化存储和查询。***中煤堆某区某层用不同颜色显示煤堆挥发分情况、硫分情况、低热值情况和全水分情况，规定硫分异常为红色，低热值异常为蓝色，挥发分异常为绿色，全水分异常为棕色，正常为黑色，这些颜色可以在本***中根据情况重新设置。当在该处点击鼠标右键时，就会弹出快捷菜单，上面显示了煤层位置，堆煤时间，存煤量，矿名，检验员，硫分，低热值，挥发分，全水分，参考煤价等情况。该***内也用不同颜色表示某区某层煤堆的温度情况，以便及时进行翻烧管理。

通过对燃料的进、耗、存、量、质的动态实时管理，极大的方便了煤场信息的查询与调取。例如：通过汽车衡无人值守***使用RFID卡识别车辆身份，自动完成二次计量。通过使用GPS和***4G移动网络双重定位实现对运输车辆位置、路线和速度的实时监控，并建立电子围栏，保证了燃煤运输全过程实时监管。通过车载集群呼叫***实现作业指令的准确下达和所有车辆在线调度。运用港口理货子***与卫星定位***配合实现从派出车辆到指定垛位，从空车进港到重车入厂的全过程控制。

这些措施有助于降低场损及优化煤质结构，极大的提升了煤场管理效率。同时将传统煤场管理转变成数字化方式，彻底改变了以往以设计煤种为目标的采购方式，而目前以成本最低为目标的采购方式实现了燃料采购和使用成本的最小化。

3、通过下水煤中转全过程管理平台的应用，实现了下水煤在线闭环管理，全程数据物料不落地，使得短倒运输的安全性和效率大幅度提高。

4、通过多方式、多手段的燃煤精确掺配改变了以往粗放式的配煤作业，前移掺配管理关口，以数字化煤场为依托，从燃煤入厂开始便进行结合煤炭市场变化、厂内存煤情况、输煤***设备状况、主机设备状态、负荷情况等进行适时调整。通过对来煤及掺配历史记录的分析，并结合模拟实验、燃烧实验等多种手段探索燃料成本控制与配煤掺烧的内在规律，使入炉煤达到或接近于设计煤种指标，提高机组运行安全性、稳定性和经济性。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种燃煤发电***，其特征在于，包括：燃烧器以及炉外燃煤掺配***，所述燃烧器分为顶层燃烧器、中层燃烧器以及底层燃烧器，

所述炉外燃煤掺配***包括：至少一个原煤仓、输送装置、控制***以及至少两个用于存放不同煤质的燃煤的煤仓，所述控制***用于控制每个所述煤仓输出至所述输送装置的输出量，所述输送装置用于混合来自所述至少两个煤仓的燃煤并将混合后的燃煤输送至其中一个所述原煤仓；

所述顶层燃烧器、所述中层燃烧器以及所述底层燃烧器分别接收来自所述至少一个原煤仓的不同燃煤。

2.根据权利要求1所述的燃煤发电***，其特征在于，所述底层燃烧器用于接收燃烬温度低于第二阈值的燃煤，所述中层燃烧器用于接收燃烬温度大于或等于第二阈值的燃煤，所述顶层燃烧器用于接收燃烬温度低于第一阈值的燃煤，其中，所述第一阈值低于所述第二阈值。

3.根据权利要求1所述的燃煤发电***，其特征在于，所述控制***包括控制器、与所述控制器电连接的给煤机以及用于计量所述给煤机输出的燃煤量的计量装置，所述给煤机安装于所述煤仓的出口并用于将燃煤经所述计量装置输送至所述输送装置。

4.根据权利要求3所述的燃煤发电***，其特征在于，所述控制器设置有控制模块，所述控制模块根据预设燃煤参数控制每个所述煤仓输出至所述输送装置的输出量比例。

5.根据权利要求4所述的燃煤发电***，其特征在于，所述预设燃煤参数包括预设着火参数、预设燃烬参数和预设结焦参数。

6.根据权利要求1所述的燃煤发电***，其特征在于，还包括采样装置，所述采样装置用于获取混合后的燃煤的燃煤参数。

7.根据权利要求1所述的燃煤发电***，其特征在于，所述输送装置上设置有除铁器。

8.根据权利要求7所述的燃煤发电***，其特征在于，所述除铁器为带式除铁器。

9.根据权利要求2-7任一项所述的燃煤发电***，其特征在于，所述给煤机为振动活化给煤机。

10.一种火力发电设备，其特征在于，包括锅炉、发电机组以及权利要求1-9任一项所述的燃煤发电***。