[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU2829657C1 - Method of preparing coal dust at thermal power plant using gas piston drive of mill - Google Patents

Method of preparing coal dust at thermal power plant using gas piston drive of mill Download PDF

Info

Publication number
RU2829657C1
RU2829657C1 RU2024111212A RU2024111212A RU2829657C1 RU 2829657 C1 RU2829657 C1 RU 2829657C1 RU 2024111212 A RU2024111212 A RU 2024111212A RU 2024111212 A RU2024111212 A RU 2024111212A RU 2829657 C1 RU2829657 C1 RU 2829657C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mill
dust
heat exchanger
gas
coal
Prior art date
Application number
RU2024111212A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ирина Вячеславовна Путилова
Михаил Петрович Роганков
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ")
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ")
Application granted granted Critical
Publication of RU2829657C1 publication Critical patent/RU2829657C1/en

Links

Abstract

FIELD: various technological processes.
SUBSTANCE: invention relates to systems for preparation of coal dust at thermal power plants (TPP) for its combustion in furnaces of boilers and can be used in electric power industry and other industries during grinding of raw materials, fuel and materials. Method consists in the fact that coal 10, drying agent and ventilation gas are supplied to mill 2, coal is ground in mill 2, and dust-gas mixture from mill 2 is sent successively to separator 3 for screening of coarse off-grade dust and its return back to mill 2. Finished dust is supplied to dust supply system 4 and further to burners 5 of boiler 6. As a drive of the mill, a gas piston engine (GPE) is used. At that, natural gas is supplied to GPE 11, and exhaust gas flow from GPE 13 is directed to heat exchanger 12, after it the whole exhaust gas flow 13 or its part is directed for mixing with hot air to control temperature and consumption of drying agent of coal and to provide ventilation of the mill. Water is supplied to heat exchanger 12, where it is heated and discharged. Water heated in heat exchanger is removed for heat supply and/or hot water supply to consumers. Heated water from the GPE elements cooling system is discharged into heat exchanger 12. Heat exchanger 12 is built in GPE unit or external heat exchanger is used. Heat exchanger-economizer is used.
EFFECT: method provides energy saving due to reduced use of electric energy for own needs of thermal power plants.
6 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к системам приготовления угольной пыли на тепловых электростанциях (ТЭС) для ее сжигания в топках котлов и может быть использовано в электроэнергетической и других отраслях промышленности при размоле сырья, топлива, материалов. The invention relates to systems for preparing coal dust at thermal power plants (TPP) for its combustion in boiler furnaces and can be used in the electric power and other industries for grinding raw materials, fuel, and materials.

В общепринятой классификации систем пылеприготовления ТЭС, сжигающих твердое топливо, преимущественное место занимают индивидуальные (для одного котла) системы, приниципиальная технология в которых представляет собой следующее. Из бункера сырого дробленого угля его подают в нисходящую шахту, куда также направляют сушильный агент. Основной составляющей сушильного агента является горячий воздух, отбираемый из основного потока после воздухоподогревателя котла, а оптимальные параметры сушки по температуре и расходу поддерживают подмешиванием к горячему воздуху или холодного воздуха, или отходящих дымовых газов котла. Уголь с сушильным агентом поступает в мельницу, откуда пыль за счет вентиляции тем же агентом поднимается в сепаратор; в нем отсеивается крупная, некондиционная пыль, спускаемая назад в мельницу, а готовую, тонкую пыль прямым вдуванием после смешения с первичным воздухом направляют в горелки (или в схемах с промежуточным бункером ее сначала осаждают циклоном в бункер готовой пыли, а уже из него, смешивая с первичным воздухом, направляют в горелки). Привод вращательных механизмов мельниц традиционно осуществляется синхронным электродвигателем.In the generally accepted classification of pulverization systems for thermal power plants burning solid fuel, the individual (for one boiler) systems occupy a preferential place, the fundamental technology of which is as follows. From the bunker of raw crushed coal, it is fed into a descending shaft, where the drying agent is also directed. The main component of the drying agent is hot air taken from the main flow after the air heater of the boiler, and the optimal drying parameters in temperature and flow rate are maintained by mixing either cold air or exhaust flue gases of the boiler with the hot air. Coal with the drying agent enters the mill, from where the dust rises to the separator due to ventilation by the same agent; In it, large, substandard dust is sifted out and sent back to the mill, and the finished, fine dust is sent to the burners by direct injection after mixing with primary air (or in systems with an intermediate bin, it is first deposited by a cyclone in the finished dust bin, and from there, mixed with primary air, it is sent to the burners). The drive of the rotary mechanisms of the mills is traditionally carried out by a synchronous electric motor.

Известен способ пылеприготовления на ТЭС (патент RU2788060 C1 МПК F23G5/027 20006/01, опубл.16.01.2023, бюл. № 2) который заключается в измельчении твердого топлива, разделении полученного измельченного пылевидного топлива и горячего воздуха и подаче пылевидного топлива на сжигание в топке парового котла с образованием уходящих дымовых газов, причем дополнительно осуществляют пиролиз в баке газификации предварительно отсортированных и измельченных твердых бытовых отходов, подачу уходящих газов, образование в результате генераторного газа и твердого коксового остатка, генераторный газ подают на горелочные устройства парового котла и используют его в качестве подсветочного топлива, а твердый коксовый остаток с твердым топливом измельчают в шаровой барабанной мельнице с подачей горячего воздуха для сушки, полученную пылевидную горючую смесь с воздухом подают в циклон, разделяют, воздух выводят в атмосферу, а пылевидную горючую смесь подают в промежуточный бункер, после чего направляют пылевидную горючую смесь на горелочные устройства парового котла для сжигания. В схеме также имеется устройство традиционного пылеприготовления на ТЭС. A method for preparing pulverized fuel at a thermal power plant is known (patent RU2788060 C1 IPC F23G5/027 20006/01, published on 16.01.2023, bulletin No. 2), which consists of crushing solid fuel, separating the resulting crushed pulverized fuel and hot air, and feeding the pulverized fuel for combustion in the furnace of a steam boiler with the formation of exhaust flue gases, with pyrolysis of pre-sorted and crushed solid household waste in a gasification tank, the supply of exhaust gases, the formation of generator gas and solid coke residue as a result, the generator gas is fed to the burner devices of the steam boiler and used as a backlight fuel, and the solid coke residue with solid fuel is crushed in a ball drum mill with the supply of hot air for drying, the resulting pulverized combustible mixture with air is fed into the cyclone, separated, the air is released into the atmosphere, and the dust-like combustible mixture is fed into an intermediate bunker, after which the dust-like combustible mixture is sent to the burner devices of the steam boiler for combustion. The scheme also includes a device for traditional dust preparation at the thermal power plant.

Недостатком этого технического решения в масштабах всей пылесистемы является низкая энергоэффективность электропривода мельницы, так как электроэнергия для него подается из собственных нужд ТЭС, где она вырабатывается с КПД 35-38%. The disadvantage of this technical solution on the scale of the entire dust system is the low energy efficiency of the mill's electric drive, since electricity for it is supplied from the thermal power plant's own needs, where it is generated with an efficiency of 35-38%.

Известен способ пылеприготовления на ТЭС с молотковой мельницей (патент RU2487759, МПК B02C 13/04, опубл. 20.07.2013, бюл. № 20), которая содержит сито с прижимной рамой и держателем, двигатель, станину статора, вращающее устройство, шпиндель ротора, резцы молотков. Двигатель установлен на станине статора и соединен с вращающим устройством мельницы посредством сцепления. Вращающее устройство, сито и держатель сита вместе формируют камеру измельчения. Шпиндель ротора вращающего устройства соединен со сцеплением. На вращающем устройстве установлены молотки с множеством резцов. На шпинделе ротора между смежными рамными плитами установлена большая распорная втулка, имеющая внутренний и внешний края. Обе стороны внутреннего края и обе стороны внешнего края прочно закреплены на соответствующих смежных рамных плитах молотков, при этом внутренний край распорной втулки находится на шпинделе ротора, а внешний край - на расстоянии от внутренней стороны смонтированного резца молотка, которое составляет от 1 до, приблизительно, 60 мм от траектории движения резца молотка.A known method of dust preparation at a thermal power plant with a hammer mill (patent RU2487759, IPC B02C 13/04, published 20.07.2013, bulletin No. 20), which comprises a sieve with a clamping frame and a holder, a motor, a stator frame, a rotating device, a rotor spindle, and hammer cutters. The motor is mounted on the stator frame and is connected to the mill rotating device by means of a clutch. The rotating device, sieve and sieve holder together form a grinding chamber. The rotor spindle of the rotating device is connected to the clutch. Hammers with a plurality of cutters are mounted on the rotating device. A large spacer sleeve having inner and outer edges is mounted on the rotor spindle between adjacent frame plates. Both sides of the inner edge and both sides of the outer edge are firmly fixed on the respective adjacent frame plates of the hammers, wherein the inner edge of the spacer sleeve is located on the rotor spindle, and the outer edge is at a distance from the inner side of the mounted hammer cutter, which is from 1 to approximately 60 mm from the trajectory of the hammer cutter.

Недостатком этого технического решения в масштабах всей пылесистемы является низкая энергоэффективность электропривода мельницы, так как электроэнергия для него подается из собственных нужд ТЭС, где она вырабатывается с КПД 35-38%. The disadvantage of this technical solution on the scale of the entire dust system is the low energy efficiency of the mill's electric drive, since electricity for it is supplied from the thermal power plant's own needs, where it is generated with an efficiency of 35-38%.

Известна шаровая мельница (патент RU193347U1, МПК B02C 17/04, B02C 17/06, B02C 17/10, опубл. 24.10.2019, бюл. № 30), содержащая устройства загрузки и выгрузки, мелющие тела-шары, вал, на который насажен полый барабан, на валу размещены диски, разделяющие барабан на секции, при этом их диаметр увеличен от устройства загрузки к устройству выгрузки, в торцевой поверхности барабана в первой секции выполнено кольцевое окно для загрузки материала, а в последней секции барабана - отверстия для выгрузки готового продукта, согласно полезной модели, полый барабан выполнен из двух частей переменного диаметра: первая меньшего диаметра - для предварительного измельчения, вторая диаметром в 1,4-1,5 больше диаметра первой части - для тонкого измельчения, причем диаметр мелющих тел-шаров второй части в 1,4-1,5 больше диаметра шаров первой части, на внутренней цилиндрической части барабана большего диаметра установлены зацепы, причем их рабочая поверхность выполнена под углом 30-45° к радиусу барабана, для регулирования расстояния между дисками на валу между ними установлены проставки.A ball mill is known (patent RU193347U1, IPC B02C 17/04, B02C 17/06, B02C 17/10, published on 24.10.2019, bulletin No. 30), containing loading and unloading devices, grinding balls, a shaft on which a hollow drum is mounted, disks are placed on the shaft, dividing the drum into sections, while their diameter is increased from the loading device to the unloading device, in the end surface of the drum in the first section there is an annular window for loading the material, and in the last section of the drum there are openings for unloading the finished product, according to the utility model, the hollow drum is made of two parts of variable diameter: the first of a smaller diameter - for preliminary grinding, the second with a diameter 1.4-1.5 larger than the diameter of the first part - for fine grinding, and the diameter of the grinding balls of the second part in 1.4-1.5 larger than the diameter of the balls of the first part, on the inner cylindrical part of the drum of larger diameter, hooks are installed, and their working surface is made at an angle of 30-45° to the radius of the drum, to regulate the distance between the disks on the shaft, spacers are installed between them.

Недостатком этого технического решения в масштабах всей пылесистемы является также низкая энергоэффективность электропривода мельницы. Another disadvantage of this technical solution on the scale of the entire dust system is the low energy efficiency of the mill's electric drive.

Известна установка для приготовления пылевидного топлива (патент RU 197671U1, МПК F23K 1/00, B02C 17/00, опубл. 21.05.2020, бюл. №15), которая состоит из бункера сырого угля и бункера готовой пыли, мельницы, сепаратора, шиберов, циклона, мельничного вентилятора, пылепровода готовой пыли. В установке уголь подают в шаровую барабанную мельницу, подают горячий (первичный) воздух, необходимый для подсушки топлива и его транспорта, из короба горячего воздуха под некоторым давлением, а также под действием разрежения, создаваемого в мельнице вентилятором. В мельнице дробят и подсушивают топливо, которое направляют в сепаратор, где разделяют на два потока. Готовую мелкую пыль направляют в циклон, а крупную (недомол) возвращают во входную горловину мельницы. В циклоне осаждают готовую пыль, которую передают в бункер пыли, где её накапливают. Из бункера пыли пылепитателями готовую пыль необходимого количества подают в пылепровод готовой пыли и направляют через горелки в топку котла для дальнейшего сжигания. Мельчайшие частицы, не осевшие в циклоне, передают в мельничный вентилятор, из которого распределяют по горелкам. A known installation for preparing pulverized fuel (patent RU 197671U1, IPC F23K 1/00, B02C 17/00, published 21.05.2020, bulletin No. 15) consists of a raw coal bin and a finished dust bin, a mill, a separator, dampers, a cyclone, a mill fan, and a finished dust pipeline. In the installation, coal is fed into a ball drum mill, hot (primary) air is supplied, which is necessary for drying the fuel and transporting it, from a hot air box under some pressure, as well as under the action of a vacuum created in the mill by a fan. In the mill, the fuel is crushed and dried, which is sent to the separator, where it is divided into two streams. The finished fine dust is sent to the cyclone, and the coarse (undermilled) dust is returned to the inlet neck of the mill. The cyclone precipitates the finished dust, which is transferred to the dust bunker, where it is accumulated. From the dust bunker, the dust feeders feed the finished dust in the required quantity into the finished dust pipeline and send it through the burners into the boiler furnace for further combustion. The smallest particles that do not settle in the cyclone are transferred to the mill fan, from which they are distributed among the burners.

Недостатком этого технического решения в масштабах всей пылесистемы также является низкая энергоэффективность электропривода мельницы. Another disadvantage of this technical solution on the scale of the entire dust system is the low energy efficiency of the mill's electric drive.

Наиболее близим по технической сущности к предлагаемому изобретению явлется способ пылеприготовления (описанный в патенте RU 94313U1, МПК F23K 1/00, опубл. 20.05.2010, бюл.№14), согласно которому питателем уголь из бункера направляют в мельницу одновременно с горячими дымовыми газами, подаваемыми из газозаборного окна топки котла через газозаборную шахту в мельницу. Сырой уголь в мельнице подсушивают, измельчают и передают через пылепровод в горелочное устройство, в которое одновременно подают горячий воздух. Топливо в горелочном устройстве смешивают с воздухом, где его воспламеняют и дожигают в топке котла. Температуру газов, поступающих из топки в дополнительный воздухоподогреватель и мельницу корректируют подачей холодных дымовых газов от дымососа рециркуляции. The closest in technical essence to the proposed invention is the method of pulverization (described in patent RU 94313U1, IPC F23K 1/00, published 20.05.2010, bulletin No. 14), according to which the feeder directs coal from the bunker to the mill simultaneously with hot flue gases supplied from the gas intake window of the boiler furnace through the gas intake shaft to the mill. Raw coal in the mill is dried, crushed and transferred through the dust pipeline to the burner device, into which hot air is simultaneously supplied. The fuel in the burner device is mixed with air, where it is ignited and burned in the boiler furnace. The temperature of the gases coming from the furnace to the additional air heater and the mill is adjusted by supplying cold flue gases from the recirculation smoke exhauster.

Недостатком этого технического решения является высокие энергопотери, связанные с наличием электропривода для работы мельницы, который на ТЭС потребляет электроэнергию из собственных нужд ТЭС, где она обычно вырабатывается с КПД равным 35-38% (при 62-65% неизбежных энергопотерь).The disadvantage of this technical solution is the high energy losses associated with the presence of an electric drive for the operation of the mill, which at the thermal power plant consumes electricity from the thermal power plant’s own needs, where it is usually generated with an efficiency of 35-38% (with 62-65% of unavoidable energy losses).

Технической задачей предлагаемого способа приготовления угольной пыли является обеспечение энергосбережения в системе пылеприготовления ТЭС за счет применения в качестве привода мельницы газопоршневого двигателя (ГПД) и максимальной утилизации энергии выхлопных газов ГПД и нагретой воды системы охлаждения элементов ГПД. The technical objective of the proposed method for preparing coal dust is to ensure energy conservation in the dust preparation system of a thermal power plant by using a gas piston engine (GPE) as a mill drive and maximum utilization of the energy of the GPE exhaust gases and the heated water of the GPE elements cooling system.

Технический результат заключается в снижении использования электроэнергии на собственные нужды ТЭС и энергосбережение.The technical result consists in reducing the use of electricity for the thermal power plant’s own needs and energy conservation.

Это достигается способом приготовления угольной пыли на электростанции, в котором в мельницу подают уголь, сушильный агент и вентиляционный газ, в мельнице осуществляют размалывание угля, пылегазовую смесь из мельницы направляют последовательно в сепаратор для отсева крупной некондиционной пыли и её возврата назад в мельницу, а готовую пыль направляют в систему подачи пыли и далее в горелки котла, согласно изобретению в качестве привода мельницы используют ГПД, осуществляют подачу природного газа в ГПД, а поток выхлопных газов из ГПД направляют в теплообменник, после него весь поток выхлопных газов или его часть направляют на смешение с горячим воздухом для регулирования температуры и расхода сушильного агента угля и обеспечения вентиляции мельницы, при этом подают воду в теплообменник, где её нагревают и отводят.This is achieved by a method for preparing coal dust at a power plant, in which coal, a drying agent and ventilation gas are fed into a mill, coal is ground in the mill, the dust-gas mixture from the mill is sent sequentially to a separator for screening out large substandard dust and returning it back to the mill, and the finished dust is sent to the dust supply system and then to the boiler burners, according to the invention, a gas-turbine power unit is used as a mill drive, natural gas is fed to the gas-turbine power unit, and the exhaust gas flow from the gas-turbine power unit is sent to a heat exchanger, after which the entire exhaust gas flow or part of it is sent for mixing with hot air to regulate the temperature and flow rate of the coal drying agent and to provide ventilation of the mill, while water is fed to the heat exchanger, where it is heated and removed.

Дополнительно нагретую в теплообменнике воду отводят для теплоснабжения и/или горячего водоснабжения потребителей.The additionally heated water in the heat exchanger is diverted for heating and/or hot water supply to consumers.

Также нагретую воду из системы охлаждения элементов ГПД отводят в теплообменник.Also, heated water from the cooling system of the gas turbine elements is diverted to the heat exchanger.

Также теплообменник встраивают в блок ГПД. The heat exchanger is also built into the gas pressure unit.

Кроме того, используют выносной теплообменник.In addition, a remote heat exchanger is used.

Также используют теплообменник-экономайзер.A heat exchanger-economizer is also used.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показана блок-схема технологического комплекса, реализующего способ приготовления угольной пыли, и приняты следующие обозначения: The essence of the invention is explained by drawings, where Fig. 1 shows a block diagram of a technological complex implementing a method for preparing coal dust, and the following designations are adopted:

1 - ГПД (без оборудования для генерации электроэнергии), устанавливаемый как привод мельницы;1 - GPD (without equipment for generating electricity), installed as a mill drive;

2 - мельница (молотковая, шаровая барабанная или среднеходная валковая);2 - mill (hammer, ball drum or medium-speed roller);

3 - сепаратор пыли;3 - dust separator;

4 - система подачи пыли к котлу (прямым вдуванием или с промежуточным бункером пыли);4 - dust supply system to the boiler (direct injection or with an intermediate dust bin);

5 - горелки;5 - burners;

6 - котел;6 - boiler;

7 - бункер сырого дробленого угля;7 - bunker for raw crushed coal;

8 - основной сушильный агент (только горячий воздух из основного воздухоподогревателя);8 - main drying agent (only hot air from the main air heater);

9 - нисходящая шахта для сушки сырого дробленого угля;9 - descending shaft for drying raw crushed coal;

10 - подача угля, сушильного агента и вентиляционного газа в мельницу;10 - supply of coal, drying agent and ventilation gas to the mill;

11 - подача природного газа в ГПД;11 - supply of natural gas to the gas pump;

12 - встроенный или выносной теплообменник;12 - built-in or remote heat exchanger;

13 - выхлопные газы ГПД;13 - exhaust gases of the gas turbine engine;

14 и 15 - использование выхлопных газов после теплообменника 12, а именно:14 and 15 - use of exhaust gases after heat exchanger 12, namely:

14 - подвод выхлопных газов к основному сушильному агенту угля для регулирования параметров сушки; 14 - supply of exhaust gases to the main coal drying agent to regulate drying parameters;

15 - поток выбросов остатка выхлопных газов в атмосферу через собственную трубу или их отвод в короб отходящих газов котлов, ведущий к дымовой трубе ТЭС; 15 - the flow of emissions of the remaining exhaust gases into the atmosphere through its own pipe or their discharge into the boiler exhaust gas box leading to the TPP chimney;

16 - трубопровод подвода воды в теплообменник;16 - water supply pipeline to the heat exchanger;

17 - трубопровод отвода нагретой воды из теплообменника для целей теплоснабжения и/или горячего водоснабжения потребителей;17 - pipeline for removing heated water from the heat exchanger for the purpose of heat supply and/or hot water supply to consumers;

18 - подвод воды в ГПД для охлаждения элементов ГПД;18 - water supply to the gas turbine engine for cooling the gas turbine engine elements;

19 - отвод воды, нагретой при охлаждении элементов ГПД, на вход в теплообменник.19 - removal of water heated during cooling of the gas turbine elements to the inlet of the heat exchanger.

На фиг. 2 представлена схема распределения энергии, подаваемой в ГПД с природным газом. В ней приняты следующие обозначения:Fig. 2 shows the diagram of the distribution of energy supplied to the gas turbine engine with natural gas. The following designations are used in it:

20 - энергия природного газа, поступающая в ГПД = 100%; 20 - energy of natural gas entering the gas turbine engine = 100%;

21 - полезно используемая энергия ≈ 85%;21 - useful energy ≈ 85%;

22 - механическая энергия, передаваемая на ротор мельницы (на привод барабана шаровой барабанной мельницы) ≈ 42%;22 - mechanical energy transmitted to the mill rotor (to the drive of the ball mill drum) ≈ 42%;

23 - утилизируемая тепловая энергия выхлопных газов ≈ 23%;23 - utilized thermal energy of exhaust gases ≈ 23%;

24 - утилизируемая тепловая энергия воды, охлаждающей элементы ГПД (это водяная рубашка охлаждения двигателя, охладитель масляного контура) ≈15%;24 - utilized thermal energy of water cooling the elements of the gas turbine engine (this is the engine cooling water jacket, oil circuit cooler) ≈15%;

25 - суммарные потери энергии ≈15%, в том числе:25 - total energy losses ≈15%, including:

26 - потери тепловой энергии собственно в ГПД ≈ 5%;26 - thermal energy losses in the gas turbine itself ≈ 5%;

27 - потери тепловой энергии с выхлопными газами ГПД, выбрасываемыми в атмосферу ≈ 10%.27 - losses of thermal energy with exhaust gases of the gas turbine engine emitted into the atmosphere ≈ 10%.

Способ приготовления угольной пыли на электростанции согласно изобретению осуществляют следующим образом. В качестве привода мельницы используют ГПД1. Выходной вал ГПД 1 непосредственно подсоединяют к валу ротора молотковой или валковой мельницы 2 (в случае шаровой барабанной мельницы - к приводу барабана). Мощность ГПД 1 - та же, что в случае с электродвигателем. Электронной системой управления обеспечивают оптимальную скорость вращения ротора мельницы 2. Установка с ГПД 1 не содержит в себе оборудования для генерации электроэнергии. Осуществляют подачу природного газа 11 в ГПД 1. В мельницу 2 по нисходящей шахте 9 осуществляют подачу 10 угля, сушильного агента и вентиляционного газа; в мельнице 2 осуществляют размалывание угля; пылегазовую смесь из мельницы 2 направляют последовательно в сепаратор 3 для отсева крупной, некондиционной пыли и её возврата назад в мельницу 2, а готовую пыль направляют в систему подачи пыли 4 к котлу 6 и далее в горелки 5 котла 6. Весь поток выхлопных газов 13 с начальной температурой 400-600°С из ГПД 1 направляют в теплообменник 12, например, экономайзер, встроенный в блок ГПД или располагаемый отдельно («выносной»); в теплообменник 12 трубопроводом 16 подают воду для ее нагрева; трубопроводом 17 нагретую воду отводят для теплоснабжения и/или горячего водоснабжения потребителей. В системе охлаждения элементов ГПД 1 охлаждающую воду, подаваемую к ГПД 1 через подвод 18, нагревают, и ее отводят через отвод 19 на вход в теплообменник 12, смешивая с потоком 16. Охлажденные выхлопные газы 13 после теплообменника 12 используют следующим образом (на фиг. 1 они показаны пунктирными стрелками). Весь поток выхлопных газов 13 или часть потока выхлопных газов 13 направляют через подвод выхлопных газов 14 на смешение с горячим воздухом 8 для регулирования температуры и расхода сушильного агента угля и обеспечения вентиляции мельницы 2; остаток выхлопных газов 13 потоком выбросов 15 может выбрасываться в атмосферу через свою выхлопную трубу или направляться в общий короб с отходящими газами котлов, ведущий к дымовой трубе ТЭС.The method for preparing coal dust at a power plant according to the invention is carried out as follows. A GPD1 is used as a mill drive. The output shaft of the GPD 1 is directly connected to the rotor shaft of a hammer or roller mill 2 (in the case of a ball drum mill - to the drum drive). The power of the GPD 1 is the same as in the case of an electric motor. An electronic control system ensures an optimal rotation speed of the rotor of the mill 2. The installation with the GPD 1 does not contain equipment for generating electricity. Natural gas 11 is fed into the GPD 1. Coal, drying agent and ventilation gas are fed 10 to the mill 2 through a descending shaft 9; coal is ground in the mill 2; the dust and gas mixture from the mill 2 is directed sequentially to the separator 3 for screening out large, substandard dust and returning it back to the mill 2, and the finished dust is directed to the dust supply system 4 to the boiler 6 and then to the burners 5 of the boiler 6. The entire flow of exhaust gases 13 with an initial temperature of 400-600 °C from the gas-exhaust unit 1 is directed to the heat exchanger 12, for example, an economizer built into the gas-exhaust unit block or located separately ("remote"); water is fed to the heat exchanger 12 via pipeline 16 for heating it; heated water is discharged via pipeline 17 for heating and/or hot water supply to consumers. In the cooling system of the GPE elements 1, the cooling water supplied to the GPE 1 through the inlet 18 is heated and is discharged through the outlet 19 to the inlet of the heat exchanger 12, mixing with the flow 16. The cooled exhaust gases 13 after the heat exchanger 12 are used in the following way (in Fig. 1 they are shown by dotted arrows). The entire flow of exhaust gases 13 or part of the flow of exhaust gases 13 is directed through the exhaust gas inlet 14 for mixing with hot air 8 to regulate the temperature and flow rate of the coal drying agent and to ensure ventilation of the mill 2; the remainder of the exhaust gases 13 by the emission flow 15 can be emitted into the atmosphere through its exhaust pipe or directed into a common box with the boiler exhaust gases leading to the TPP chimney.

Такой способ обеспечивает побочные положительные эффекты: замещение длинного газохода для подмешивания дымовых газов ТЭС в сушильный агент коротким газоходом выхлопных газов после теплообменника, расположенного рядом с мельницей; подмешивание в тракт подготовки угольной пыли практически инертного газа с содержанием кислорода около 1%, что повысит пожаробезопасность всей системы пылеприготовления в сравнении со способом сушки угля только горячим воздухом. This method provides positive side effects: replacing the long flue gas duct for mixing the thermal power plant flue gases into the drying agent with a short flue gas duct of exhaust gases after the heat exchanger located next to the mill; mixing into the coal dust preparation tract of a virtually inert gas with an oxygen content of about 1%, which will increase the fire safety of the entire dust preparation system in comparison with the method of drying coal with hot air only.

В порядке обеспечения требований к газоснабжению промышленных объектов подвод природного газа к ГПД 1 в пределах отделения пылеприготовления ТЭС осуществляют по варианту «труба в трубе», а к уровню шума в производственных помещениях - за счет накрытия ГПД 1 шумозащитным кожухом. Условия и параметры эксплуатации ГПД 1, его габариты, моторный ресурс до капитального и среднего ремонтов, расходные материалы и другая информация о ГПД представляются заводами-изготовителями в рамках технического задания на ГПД с учетом исключения из него ненужного в данном случае генерирующего оборудования электроэнергии, содержащегося в мини-ТЭЦ с ГПД, и, как варианта, размещения в блоке ГПД встроенного теплообменника.In order to ensure the requirements for gas supply to industrial facilities, natural gas is supplied to GPD 1 within the pulverization department of the thermal power plant using the "pipe in pipe" option, and to reduce noise levels in production areas - by covering GPD 1 with a noise-proof casing. The operating conditions and parameters of GPD 1, its dimensions, motor service life before major and medium repairs, consumables and other information about GPD are provided by manufacturers within the technical specifications for GPD, taking into account the exclusion of unnecessary in this case electric power generating equipment contained in a mini-CHP with GPD, and, as an option, the placement of a built-in heat exchanger in the GPD block.

Энергосбережение в результате применения настоящего изобретения обеспечивается следующим образом. При применении электропривода для мельницы электроэнергия для него подается из собственных нужд ТЭС, а она вырабатывается на ТЭС, сжигающей уголь, с КПД 35-38%. Это общеизвестный факт, следующий из теории распределения энергии в паротурбинном цикле ТЭС (цикл Ренкина), и многократно подтвержденный. Как показывают испытания ГПД при использовании его как источника только механической энергии (т.е. без оборудования, генерирующего электроэнергию), КПД преобразования энергии топлива в механическую составляет примерно 42%; кроме того, полезно используется большая часть теплоты выхлопных газов ГПД (около 23%) и теплоты воды, нагретой при охлаждении элементов ГПД (около 15%). Потери в самом ГПД составляют около 5%; еще около 10% теряется с выбросом выхлопных газов в атмосферу с температурой 130-150°С. Energy saving as a result of using the present invention is ensured as follows. When using an electric drive for a mill, electric power for it is supplied from the TPP's own needs, and it is generated at a coal-burning TPP with an efficiency of 35-38%. This is a well-known fact, following from the theory of energy distribution in a steam turbine cycle of a TPP (Rankine cycle), and has been repeatedly confirmed. As shown by tests of a gas turbine engine when using it as a source of only mechanical energy (i.e. without equipment generating electric power), the efficiency of converting fuel energy into mechanical energy is approximately 42%; in addition, most of the heat of the gas turbine exhaust gases (about 23%) and the heat of the water heated during cooling of the gas turbine elements (about 15%) are used usefully. Losses in the gas turbine engine itself are about 5%; another 10% is lost with the emission of exhaust gases into the atmosphere with a temperature of 130-150°C.

В итоге потери энергии на традиционный электропривод составляют 65-68% в то время, как для предлагаемого способа с ГПД - около 15% (т.е. более, чем в 4 раза больше, чем при использовании электропривода). Коэффициент полезного использования топлива в варианте с ГПД может достигать 85%. As a result, energy losses for a traditional electric drive are 65-68%, while for the proposed method with a gas-turbine engine - about 15% (i.e. more than 4 times more than when using an electric drive). The fuel efficiency coefficient in the gas-turbine engine variant can reach 85%.

Использование изобретения позволяет обеспечить энергосбережение в системе пылеприготовления на ТЭС за счет применения в качестве привода мельницы ГПД и максимальной утилизации энергии выхлопных газов ГПД и нагретой воды системы его охлаждения и снизить использование электроэнергии на собственные нужды ТЭС.The use of the invention makes it possible to ensure energy conservation in the dust preparation system at the thermal power plant by using a gas-turbine drive as a mill drive and maximum utilization of the energy of the gas-turbine exhaust gases and the heated water of its cooling system and to reduce the use of electricity for the thermal power plant's own needs.

Claims (6)

1. Способ приготовления угольной пыли на тепловой электростанции (ТЭС), в котором в мельницу подают уголь, сушильный агент и вентиляционный газ, в мельнице осуществляют размалывание угля, пылегазовую смесь из мельницы направляют последовательно в сепаратор для отсева крупной некондиционной пыли и её возврата назад в мельницу, а готовую пыль направляют в систему подачи пыли и далее в горелки котла, отличающийся тем, что в качестве привода мельницы используют газопоршневой двигатель (ГПД), осуществляют подачу природного газа в ГПД, а поток выхлопных газов из ГПД направляют в теплообменник, после него весь поток выхлопных газов или его часть направляют на смешение с горячим воздухом для регулирования температуры и расхода сушильного агента угля и обеспечения вентиляции мельницы, при этом подают воду в теплообменник, где её нагревают и отводят.1. A method for preparing coal dust at a thermal power plant (TPP), in which coal, a drying agent and ventilation gas are fed into a mill, the coal is ground in the mill, the dust and gas mixture from the mill is sent sequentially to a separator for screening out large substandard dust and returning it back to the mill, and the finished dust is sent to a dust supply system and then to the boiler burners, characterized in that a gas piston engine (GPE) is used as a mill drive, natural gas is fed to the GPE, and the exhaust gas flow from the GPE is sent to a heat exchanger, after which the entire exhaust gas flow or part of it is sent for mixing with hot air to regulate the temperature and flow rate of the coal drying agent and to provide ventilation of the mill, while water is fed to the heat exchanger, where it is heated and removed. 2. Способ приготовления угольной пыли на электростанции по п. 1, отличающийся тем, что нагретую в теплообменнике воду отводят для теплоснабжения и/или горячего водоснабжения потребителей.2. A method for preparing coal dust at a power plant according to paragraph 1, characterized in that the water heated in the heat exchanger is diverted for heat supply and/or hot water supply to consumers. 3. Способ приготовления угольной пыли на электростанции по п. 1, отличающийся тем, что нагретую воду из системы охлаждения элементов ГПД отводят в теплообменник.3. A method for preparing coal dust at a power plant according to paragraph 1, characterized in that heated water from the cooling system of the gas-turbine engine elements is discharged into a heat exchanger. 4. Способ приготовления угольной пыли на электростанции по п. 1, отличающийся тем, что теплообменник встраивают в блок ГПД. 4. A method for preparing coal dust at a power plant according to paragraph 1, characterized in that the heat exchanger is built into the gas pressure unit. 5. Способ приготовления угольной пыли на электростанции по п. 1, отличающийся тем, что используют выносной теплообменник.5. A method for preparing coal dust at a power plant according to paragraph 1, characterized in that a remote heat exchanger is used. 6. Способ приготовления угольной пыли на электростанции по п. 1, отличающийся тем, что используют теплообменник-экономайзер.6. A method for preparing coal dust at a power plant according to paragraph 1, characterized in that a heat exchanger-economizer is used.
RU2024111212A 2024-04-23 Method of preparing coal dust at thermal power plant using gas piston drive of mill RU2829657C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2829657C1 true RU2829657C1 (en) 2024-11-05

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2550390A (en) * 1944-08-25 1951-04-24 C H Wheeler Mfg Co Method for treating fuel
DE3723975C2 (en) * 1987-02-06 1991-09-26 Energiagazdalkodasi Intezet, Budapest, Hu
RU94313U1 (en) * 2010-02-03 2010-05-20 Виталий Алексеевич Дубровский BOILER DUST MANAGEMENT SYSTEM
FR2945817A1 (en) * 2009-05-25 2010-11-26 Francois Hustache NEW DEVICE FOR GASIFYING ORGANIC WASTE, AND METHOD OF IMPLEMENTING SAID DEVICE
RU2428632C2 (en) * 2010-08-31 2011-09-10 Открытое Акционерное Общество "Энергомашиностроительный Альянс" Flaring method of pulverised fuel and device for method's implementation
RU2437028C1 (en) * 2010-08-12 2011-12-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" Method for intensifying combustion process of tpp solid low-reactive fuel

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2550390A (en) * 1944-08-25 1951-04-24 C H Wheeler Mfg Co Method for treating fuel
DE3723975C2 (en) * 1987-02-06 1991-09-26 Energiagazdalkodasi Intezet, Budapest, Hu
FR2945817A1 (en) * 2009-05-25 2010-11-26 Francois Hustache NEW DEVICE FOR GASIFYING ORGANIC WASTE, AND METHOD OF IMPLEMENTING SAID DEVICE
RU94313U1 (en) * 2010-02-03 2010-05-20 Виталий Алексеевич Дубровский BOILER DUST MANAGEMENT SYSTEM
RU2437028C1 (en) * 2010-08-12 2011-12-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" Method for intensifying combustion process of tpp solid low-reactive fuel
RU2428632C2 (en) * 2010-08-31 2011-09-10 Открытое Акционерное Общество "Энергомашиностроительный Альянс" Flaring method of pulverised fuel and device for method's implementation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105368499B (en) Block biomass updraft type fixed bed gasification power generating simultaneously electricity, charcoal, the technique of heat
CN101117584A (en) Integral process for oil shale retorting oil refining and coal-char combustion power generation
CN109990296B (en) Flue gas circulation type coal and garbage coupling combustion system
CN111649334A (en) Novel sludge drying and incinerating system and method
CN113217936A (en) System for treating waste fan blade in decomposing furnace and working method thereof
CN206269118U (en) Biological particles combustion apparatus
RU2829657C1 (en) Method of preparing coal dust at thermal power plant using gas piston drive of mill
JP2003227349A (en) Biomass gasification generating set
RU2827332C1 (en) Method of fuel preparation at thermal power plant using gas piston engine
RU2827082C1 (en) Method of dust preparation at thermal power plant using gas piston engine
CN108753364A (en) A kind of biomass positive pressure gasification system
CN210891662U (en) Solid waste pre-incineration system for cooperative disposal of cement kiln
CN113149482A (en) System for treating waste fan blade in rotary kiln and working method thereof
CN112503497A (en) Combined cycle thermodynamic system based on coupling of light gas turbine and biomass direct-fired grate boiler
US20230110304A1 (en) Method and apparatus for manufacturing cement using rotary generated thermal energy
CN110762517A (en) Fly ash fluidized bed combustion decarbonization device
CN101676364B (en) Calcining process of petroleum cokes by using large rotary kiln and equipment thereof
CN210765158U (en) Thermal power plant and high-temperature coal coking furnace coupling system
CN113847596A (en) Mixed fuel fluidized combustion method and device
CN204058259U (en) A kind of take coal dust as the roasting assembly of fuel
CN214115431U (en) Solid waste treatment device
CN221375727U (en) Boiler coal supply distribution system
CN218324982U (en) Thermal power plant stability control system
CN219433716U (en) System for biomass fuel stoving and cement kiln coupling
CN219083053U (en) Comprehensive utilization power generation system for coal gangue