一种燃煤电厂多元燃料协同处置的设备及工艺
技术领域
本发明涉及高效燃煤技术领域，具体涉及一种燃煤电厂多元燃料协同处置的设备及工艺。
背景技术
目前，力推煤电+生物质、煤电+污泥、煤电+垃圾的耦合发电技术路线，力求以燃煤电站的高温燃烧系统及烟气净化系统实现城市、农林废弃物的清洁处置和循环再利用。虽然煤电+生物质和煤电+污泥的掺烧工艺已日趋成熟，但煤电+垃圾掺烧工艺尚处于研发阶段。同时，三类掺烧工艺受限于燃料特性差异，工艺特征及主要设备均不相同，每类掺烧工艺需建立特定的生产线，系统复杂，总投资较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种燃煤电厂多元燃料协同处置的设备及工艺，以解决现有技术存在的问题，本发明可实现污泥、生物质、生活垃圾、工业固废的同步清洁焚烧处置，工艺流程简化，节省工程整体投资，降低了系统复杂性，增加了燃煤电厂燃料的适应性。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种燃煤电厂多元燃料协同处置的设备，包括电站锅炉，电站锅炉尾部烟道的SCR反应区上设置有高温烟气出口，高温烟气出口通过烟尘分离装置连接至旋转粉碎装置，旋转粉碎装置的粉碎物出口连接至干燥直管，旋转粉碎装置上还设置有耐磨料排放口，干燥直管的下部通过中低水分燃料输送装置连接至中低水分燃料仓，干燥直管的上部通过高水分燃料输送装置连接至高水分燃料仓，干燥直管顶部的烟气出口连接至机械破碎装置，机械破碎装置上通过低燃点燃料输送装置连接至低燃点燃料仓，机械破碎装置的出口连接至电站锅炉的锅炉入料口。
进一步地，所述干燥直管顶部出口与机械破碎装置之间，或者机械破碎装置的出口与锅炉入料口之间设置有烟气引风机。
进一步地，所述旋转粉碎装置的粉碎物出口连接在干燥直管的底部。
进一步地，所述高水分燃料仓的高水分燃料包括市政污泥和工业污泥。
进一步地，所述中低水分燃料仓的中低水分燃料包括甘蔗渣、工业固废和干燥压缩后的生活垃圾。
进一步地，所述低燃点燃料仓的低燃点燃料采用农林废弃物。
进一步地，所述高水分燃料输送装置的出口与干燥直管的入口之间设置有初级闸切设备。
进一步地，所述机械破碎装置的出口处设置有锁气结构。
进一步地，所述耐磨料排放口连接至中低水分燃料输送装置。
一种燃煤电厂多元燃料协同处置的工艺，从高温烟气出口抽取温度为350℃～400℃的高温烟气，高温烟气经过烟尘分离装置除尘后通过旋转粉碎装置进入干燥直管，与此同时，中低水分燃料仓中的中低水分燃料通过中低水分燃料输送装置进入干燥直管，高水分燃料仓中的高水分燃料通过高水分燃料输送装置进入干燥直管，中低水分燃料和高水分燃料在高温烟气的作用下干燥，大颗粒的物料在重力的作用下直接掉落至旋转粉碎装置中，由烟气携带进行破碎后再次送回至干燥直管中，干燥直管出口烟气温度150～180℃，与经过机械破碎装置破碎的低燃点燃料一起进入锅炉入料口，进行循环再燃烧。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明在使用时，从高温烟气出口抽取温度为350℃～400℃的高温烟气，高温烟气经过烟尘分离装置除尘后通过旋转粉碎装置进入干燥直管，与此同时，中低水分燃料通过中低水分燃料输送装置进入干燥直管，高水分燃料通过高水分燃料输送装置进入干燥直管，中低水分燃料和高水分燃料在高温烟气的作用下干燥，大颗粒的物料在重力的作用下直接掉落至旋转粉碎装置中，由烟气携带进行破碎后再次送回至干燥直管中，干燥直管出口烟气温度150～180℃，与经过机械破碎装置破碎的低燃点燃料一起进入锅炉入料口，进行循环再燃焼，可以实现高水分燃料、中低水分燃料和低燃点燃料的同步清洁焚烧处置，工艺流程简化，节省工程整体投资，降低了系统复杂性，增加了燃煤电厂燃料的适应性，另外本发明使用烟气作为热源及传动介质，降低了运行成本，同时还有烟气再循环低氮改造效果。
具体地，本发明可实现污泥、生物质、生活垃圾、工业固废的同步清洁焚烧处置。
进一步地，通过设置初级闸切设备，可以防止高水分燃料体积过大堵塞干燥直管。
进一步地，通过在机械破碎装置的出口处设置锁气结构，能够防止烟气反窜至机械破碎装置内，磨损设备，威胁运行安全。
附图说明
图1为本发明一种燃煤电厂多元燃料协同处置的设备及工艺原理图。
其中，1——电站锅炉，2——SCR反应区，3—一烟尘分离装置，4——旋转粉碎装置，5——干燥直管，6——高水分燃料仓，7——高水分燃料输送装置，8——中低水分燃料仓，9——中低水分燃料输送装置，10——烟气引风机，11——低燃点燃料仓，12——低燃点燃料输送装置，13——机械破碎装置，14——锅炉入料口，15——初级闸切设备，16——耐磨料排放口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述：
参见图1，一种燃煤电厂多元燃料协同处置的设备，包括电站锅炉1，电站锅炉1尾部烟道的SCR反应区2上设置有高温烟气出口，高温烟气出口通过烟尘分离装置3连接至旋转粉碎装置4，旋转粉碎装置4的粉碎物出口连接至干燥直管5，旋转粉碎装置4上还设置有耐磨料排放口16，干燥直管5的下部通过中低水分燃料输送装置9连接至中低水分燃料仓8，干燥直管5的上部通过高水分燃料输送装置7连接至高水分燃料仓6，干燥直管5顶部的烟气出口连接至机械破碎装置13，机械破碎装置13上通过低燃点燃料输送装置12连接至低燃点燃料仓11，机械破碎装置13的出口连接至电站锅炉的锅炉入料口14。
所述干燥直管5顶部出口与机械破碎装置13之间，或者机械破碎装置13的出口与锅炉入料口14之间设置有烟气引风机10；所述旋转粉碎装置4的粉碎物出口连接在干燥直管5的底部；所述高水分燃料仓6的高水分燃料包括市政污泥和工业污泥；所述中低水分燃料仓8的中低水分燃料包括甘蔗渣、工业固废和干燥压缩后的生活垃圾；所述低燃点燃料仓11的低燃点燃料采用农林废弃物；所述高水分燃料输送装置7的出口与干燥直管5的入口之间设置有初级闸切设备15；所述机械破碎装置13的出口处设置有锁气结构；所述耐磨料排放口16连接至中低水分燃料输送装置9。
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明：
1、从电站锅炉1尾部烟道的SCR反应区2出口抽取中高温烟气，烟气经过烟尘分离装置3送入旋转粉碎装置4；
2、高水分燃料由高水分燃料仓6经过高水分燃料输送装置7送入干燥直管5；
3、中低水分燃料由中低水分燃料仓8经过中低水分燃料输送装置9送入干燥直管5；
4、低燃点燃料由低燃点燃料仓11经过低燃点燃料输送装置12送入机械破碎装置13；
5、烟气携带小颗粒燃料由干燥直管5顶部排出，经引风机10后，携带机械破碎后低燃点燃料，最终送至锅炉入料口14，进行循环再燃烧。
所述步骤1中，具体包括：
1-1、为保证物料干燥效果，抽取的烟气温度需控制处于350℃～400℃区间，部分机组若无法保证烟气温度，可由上级换热器入口抽取少量烟气进行合并；
1-2、旋转粉碎装置4可依托燃煤电站原有磨煤机进行一定改造，如风式反击破碎机、过风式锤击破碎机、风扇磨煤机或类似简化装置；
1-3、旋转粉碎装置4物料入口连接干燥直管5底部，大颗粒的物料在重力的作用下可直接掉落至旋转粉碎装置4中，由烟气携带进行破碎后再次送回至干燥直管5中。
所述步骤2中，具体包括：
2-1、高水分燃料主要指市政污泥和工业污泥，其含水率一般超过70％，黏性较大，无法直接送入煤粉锅炉燃烧；
2-2、由于干燥直管5为垂直布置，高水分燃料输送装置7可选用柱塞泵或特定的蛟龙泵，为防止泥料体积过大堵塞干燥支管，可在入口处安装初级闸切设备15，如切条机、闸切机等；
2-3、湿污泥在下落过程中被热烟气初步干化破碎，产生的微尘颗粒随烟气由顶部排出，大颗粒污泥落入旋转粉碎装置4中。
所述步骤3中，具体包括：
3-1、中低水分燃料主要指甘蔗渣、工业固废非危废、干燥压缩后的生活垃圾等固体基本成型，黏度较低的燃料，其可直接送入底部旋转粉碎装置4中；
3-2、中低水分燃料输送装置9不可选用柱塞泵，宜采用刮板给料机、皮带给料机或蛟龙输送机；
3-3、旋转粉碎装置4的耐磨料排放口16可连接中低水分燃料输送装置9，实现循环破碎。
所述步骤4中，具体包括：
4-1、低燃点燃料主要指秸秆、木材等易燃烧的农林废弃物，其挥发分含量较高，最低挥发温度一般为200℃；
4-2、机械破碎装置13一般采用绞轮式结构，可分为单绞轮和双绞轮，也有部分工艺采用辊式磨煤机，对于煤粉锅炉，若破碎后生物质颗粒偏大可能会影响燃尽效果，因此生物质颗粒度建议不超过8mm，对于循环流化床锅炉颗粒度不宜超过100mm；
4-3、机械破碎装置13及烟气管道连接处需增设锁气结构，防止烟气反串至粉碎设备内，磨损设备，威胁运行安全。
4-4、干燥直管5出口烟气温度150～180℃，含氧量较低，不会引发低燃点燃料爆燃。
所述步骤5中，具体包括：
5-1、为保证系统稳定性，烟气引风机10需采用耐磨抗腐蚀叶片，为防止破碎后秸秆、木材卡塞风机转动结构，烟气引风机10可布置于机械破碎装置之前，但若破碎性能较好，风机结构合理，也可布置于机械破碎装置13之后；
5-2、烟气输送多元燃料进入炉膛燃烧，锅炉入料口14可选用上二次风口、炉内石灰石入口、OFA风口、新增开口等。
使用时，从高温烟气出口抽取温度为350℃～400℃的高温烟气，高温烟气经过烟尘分离装置3除尘后通过旋转粉碎装置4进入干燥直管5，与此同时，中低水分燃料仓8中的中低水分燃料通过中低水分燃料输送装置9进入干燥直管5，高水分燃料仓6中的高水分燃料通过高水分燃料输送装置7进入干燥直管5，中低水分燃料和高水分燃料在高温烟气的作用下干燥，大颗粒的物料在重力的作用下直接掉落至旋转粉碎装置4中，由烟气携带进行破碎后再次送回至干燥直管5中，干燥直管5出口烟气温度150～180℃，与经过机械破碎装置13破碎的低燃点燃料一起进入锅炉入料口14，进行循环再燃焼。
