專利名稱：煤粉燃氣輪機發(fā)電系統(tǒng)以及產(chǎn)生煤粉兩相流燃料的工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種煤粉燃氣輪機發(fā)電系統(tǒng)以及產(chǎn)生煤粉兩相流燃 料的工藝方法，它屬于燃氣輪機發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，特別是利用煤粉作為 燃料的燃氣輪機發(fā)電技術(shù)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的燃氣輪機發(fā)電技術(shù)中所使用的燃機的燃料通常有氣體燃 料類，如天然氣，煤氣，焦爐煤氣，煤層氣，化工尾氣等；液體燃料 類如煤油，柴油，重油，或原油等。上述這些氣體燃料類的燃機燃 料通常需要受地域條件的限制，否則在使用成本上非常不經(jīng)濟。而液 體類燃料由于目前燃料本身的價格比較昂貴，因此也增加了發(fā)電的成 本。而純固體燃料直接作為燃機燃料的情況極少，因為煤粉必須滿足 一定的細度要求，而微米級超細煤粉在高溫有氧條件下極易燃燒爆炸 的，因此它需要一種載體，以便存儲和增壓輸送。用水作載體的水煤 漿可解決詞問題，但用水量要在30%左右，無論在成本上還是在熱效 率上，仍不是最佳技術(shù)。使用空氣作為載體則極其危險，不可取。如 果用惰性氣體作為載體，如，用氮氣等，則增加氧化氮(NOX)的排 放，且增加成本；如用二氧化碳(Co2)，也會增加成本，增加二氧 化碳的排放。因此這些方法都不利于環(huán)境的保護。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種安全、經(jīng)濟、高效的煤粉燃氣輪機發(fā) 電系統(tǒng)以及產(chǎn)生煤粉兩相流燃料的工藝方法。 本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種煤粉燃氣輪機發(fā)電系統(tǒng)，它包括典型燃氣一蒸汽聯(lián)合循環(huán)系 統(tǒng)，它還包括一個連接在典型燃氣一蒸汽聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)的燃機燃燒室 處的煤粉兩相流的燃料系統(tǒng)，所述的煤粉兩相流的燃料系統(tǒng)包括依次 連接在一起的精煤倉、添加劑倉、磨媒機、煤粉倉、帶計量的給料機 和煤粉蒸汽混合器，在所述的煤粉蒸汽混合器的另一端連接有一蒸汽 總管，在所述的蒸汽總管的另一端連接在典型燃氣一蒸汽聯(lián)合循環(huán)系 統(tǒng)中的余熱鍋爐中；所述的蒸汽總管與煤粉蒸汽混合器的管道上設置 有蒸汽計量裝置和蒸汽調(diào)節(jié)閥。在所述的煤粉兩相流的燃料系統(tǒng)的煤粉蒸汽混合器處連接有一 個氣體燃料輸送管道和一個氣體燃料與煤粉兩相流的燃料混合的混 合器。在所述的煤粉兩相流的燃料系統(tǒng)中設置一個液體燃料輸送管道； 所述的煤粉兩相流的燃料的煤粉蒸汽混合器和液體燃料輸送管道均 連接在燃料噴嘴處；所述的燃料噴嘴為雙燃料噴嘴；雙燃料噴嘴的液 體通道與液體燃料輸送管道連接；雙燃料噴嘴的氣體通道與煤粉蒸汽 混合器連接。所述的煤粉燃氣輪機發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生煤粉兩相流的燃料的工藝方 法，它包括如下的步驟A:將來自精煤倉精煤粉或石油焦和來自添加劑倉中的脫硫添加
劑同時加入磨媒機中，將上述的混合煤粉研磨成為細度為1250目一 2000目的超細煤粉；所述的精煤粉的含灰量為0.5 — 1.0%;所述的精 煤粉的灰的熔化溫度不應低于燃機燃燒室出口的燃氣溫度；B:將經(jīng)過上述工序得到的超細煤粉在煤粉倉存放后經(jīng)過帶計量的給料機將超細煤粉以燃機工作狀況要求的流量送入煤粉蒸汽混合器；從余熱鍋爐的中引出的高壓過熱蒸汽經(jīng)過蒸汽總管經(jīng)過設置在蒸汽總管與煤粉蒸汽混合器的管道上的蒸汽計量裝置和蒸汽調(diào)節(jié)閥，同時進入煤粉蒸汽混合器進行混合，生成煤粉與蒸汽的兩相流燃料；所 述的過熱蒸汽的溫度在進入燃燒室后還必須保持5"C — 1(TC的過熱度。所述的蒸汽總管的壓力為典型燃氣一蒸汽聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)中的燃 燒室內(nèi)的壓力的1.5-2.0倍。利用微機控制蒸汽調(diào)節(jié)閥和蒸汽通過量和給料機的給料數(shù)量，調(diào) 節(jié)煤粉蒸汽混合器中煤粉與蒸汽的比例。本發(fā)明由于采用了過熱蒸汽作為煤粉的載體，大幅度降低單位千 瓦成本，提高煤炭利用效率約十個百分點，降低了有害氣體的排放， 改善了環(huán)境質(zhì)量，也保證了系統(tǒng)運行的安全；同時可增加燃機出力， 提高熱效率。


附圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)構(gòu)成原理圖附圖2為本發(fā)明實施例2的系統(tǒng)構(gòu)成原理圖附圖3為本發(fā)明實施例3的系統(tǒng)構(gòu)成原理圖
具體實施例方式下面以附圖l、 2、 3為本發(fā)明的實施例，對本發(fā)明進行進一步的 說明-實施例h如附圖l中所示。在本實施例中，所述的煤粉燃氣輪機發(fā)電系統(tǒng)它包括典型燃氣一 蒸汽聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)和一個連接在典型燃氣一蒸汽聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)的燃 機燃燒室11處的煤粉兩相流的燃料精系統(tǒng)。所述的典型燃氣一蒸汽 聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)為現(xiàn)有技術(shù)，該系統(tǒng)由燃料噴嘴9、燃機壓氣機10、燃機燃燒室11、燃機渦輪12、發(fā)電機13、帶吹灰和除塵裝置的余 熱鍋爐14 、主煙囪15、給水泵16、冷凝器17、蒸汽輪機18和發(fā)電機19;所述的燃料噴嘴9設置在燃機燃燒室11中；由燃機燃燒室11、燃機壓氣機10和燃機渦輪12組成燃機，燃機渦輪12連接發(fā)電 機13;燃機渦輪12通過管道還與帶吹灰和除塵裝置的余熱鍋爐14連接，帶吹灰和除塵裝置的余熱鍋爐14上設置有主煙囪15;帶吹灰和除塵裝置的余熱鍋爐14上還連接有給水泵16、冷凝器17、蒸汽輪 機18和發(fā)電機19。上述系統(tǒng)的連接方式也屬于現(xiàn)有的通用技術(shù)。所 述的煤粉兩相流的燃料精系統(tǒng)包括依次連接在一起的精煤倉1 、添 加劑倉2、磨媒機3、煤粉倉4、帶計量的給料機5和煤粉蒸汽混合 器6，其中精煤倉1和添加劑倉2為并聯(lián)連接連接在磨媒機3上；在 所述的煤粉蒸汽混合器6的另一端連接有一蒸汽總管A，在所述的蒸 汽總管A的另一端連接在典型燃氣一蒸汽聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)中的余熱鍋 爐14中；所述的蒸汽總管A與煤粉蒸汽混合器6的管道上設置有蒸
汽計量裝置7和蒸汽調(diào)節(jié)閥8。所述的煤粉燃氣輪機發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生煤粉兩相流的燃料的工藝方法，它包括如下的步驟A:將來自精煤倉1精煤粉或石油焦和來自添加劑倉2中的脫硫 添加劑同時加入磨媒機3中，將上述的混合煤粉研磨成為細度為1250目一2000目的超細煤粉；所述的精煤粉的含灰量為0.5 — 1.0%。 所述的精煤粉的灰的熔化溫度不應低于燃機燃燒室出口的燃氣溫度； 所述的精煤粉的具體顆粒細度的大小取決于每一個特定的燃燒室結(jié) 構(gòu)， 一般以火焰長度不得直接傷害高溫渦輪第一級導葉為限，并以試 驗數(shù)據(jù)為準。B-將經(jīng)過上述工序得到的超細煤粉在煤粉倉4存放后經(jīng)過帶計 量的給料機5將超細煤粉以燃機工作狀況要求的流量送入煤粉蒸汽 混合器6;從余熱鍋爐的14中引出的高壓過熱蒸汽經(jīng)過蒸汽總管A 和蒸汽計量裝置7和蒸汽調(diào)節(jié)閥8，同時進入煤粉蒸汽混合器6進行 混合，生成煤粉與蒸汽的兩相流燃料；所述的過熱蒸汽的溫度在進入 燃燒室后還必須保持5°C — l(TC的過熱度。所述的蒸汽總管A的壓力 為典型燃氣一蒸汽聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)中的燃燒室內(nèi)的壓力的1.5-2.0倍。 利用上述工藝方法得到的煤粉與蒸汽的兩相流燃料經(jīng)燃料噴嘴 9，進入燃氣輪機燃燒室ll，從而實現(xiàn)了超細煤粉在高壓過熱蒸汽的 攜帶和驅(qū)動下通過燃料噴嘴9進入燃機燃燒室的目的，所產(chǎn)生的高溫 高壓氣體推動燃機渦輪12的轉(zhuǎn)動，從而進一步推動發(fā)電機13發(fā)電。實施例2:如附圖2中所示。
在本實施例中，在所述的煤粉兩相流的燃料系統(tǒng)的煤粉蒸汽混合器 6處連接有一個氣體燃料輸送管道和一個氣體燃料與煤粉兩相流的燃料混合的混合器6a,這樣就構(gòu)成一個氣體燃料和煤粉兩相流的燃料 的混合燃料系統(tǒng)。當使用燃用天然氣，焦爐煤氣或其它含氧量低的氣 體燃料作為系統(tǒng)燃料時，可以利用混合器6a在氣體燃料中加入微米 級超細煤粉和過熱蒸汽，并使混合氣的單位容積的熱值與原氣體燃料 的熱值接近，然后再通過燃料噴嘴9進入燃燒室11中燃燒。這樣， 可以用微米級超細煤粉替代原氣體燃料，或彌補氣體燃料供應的不 足。為了進一步的控制煤粉與蒸汽在系統(tǒng)中的混合比例，滿足以過熱 蒸汽為載體的微米級超細煤粉兩相流燃料的熱值是相對穩(wěn)定的要求， 可以進一步的利用微機控制蒸汽調(diào)節(jié)閥8和蒸汽通過量和給料機5的 給料數(shù)量，調(diào)節(jié)煤粉蒸汽混合器6中煤粉與蒸汽的比例。本實施例的其他部分與實施例1完全相同。實施例2:如附圖2中所示。在所述的煤粉兩相流的燃料系統(tǒng)中設置一個液體燃料輸送管道 6b;所述的煤粉兩相流的燃料的煤粉蒸汽混合器6和液體燃料輸送管 道6b均連接在燃料噴嘴處；所述的燃料噴嘴為雙燃料噴嘴；雙燃料 噴嘴的液體通道與液體燃料輸送管道連接；雙燃料噴嘴的氣體通道與 煤粉蒸汽混合器連接。這樣，就構(gòu)成一個液體燃料和煤粉兩相流的燃 料的混合燃料系統(tǒng)；所述的液體燃料將經(jīng)過燃料噴嘴的液體通道噴 出，而煤粉兩相流的燃料則經(jīng)過燃料噴嘴的氣體通道噴出?？梢杂贸?細煤粉替代液體燃料，或彌補液體燃料供應的不足。所述的液體燃料 系統(tǒng)和來自煤粉蒸汽混合器6的煤粉兩相流的燃料系統(tǒng)是相對獨立的，但兩個系統(tǒng)共用一套雙燃料噴嘴9。兩個系統(tǒng)既可獨立工作，又可共同工作。本實施例的其他部分與實施例1完全相同。
權(quán)利要求
1、 一種煤粉燃氣輪機發(fā)電系統(tǒng)，它包括典型燃氣一蒸汽聯(lián)合循環(huán) 系統(tǒng)，其特征在于它還包括一個連接在典型燃氣一蒸汽聯(lián)合循 環(huán)系統(tǒng)的燃機燃燒室(11)處的煤粉兩相流的燃料系統(tǒng)，所述 的煤粉兩相流的燃料系統(tǒng)包括依次連接在一起的精煤倉(1)、添加劑倉(2)、磨煤機(3)、煤粉倉(4)、帶計量的給料機(5) 和煤粉蒸汽混合器(6)，在所述的煤粉蒸汽混合器(6)的另一 端連接有一蒸汽總管(A)，在所述的蒸汽總管(A)的另一端 連接在典型燃氣一蒸汽聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)中的余熱鍋爐(14)中； 所述的蒸汽總管(A)與煤粉蒸汽混合器(6)的管道上設置有 蒸汽計量裝置(7)和蒸汽調(diào)節(jié)閥(8)。
2、 如權(quán)利要求1中煤粉燃氣輪機發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于在所述的 煤粉兩相流的燃料系統(tǒng)的煤粉蒸汽混合器(6)處連接有一個氣 體燃料輸送管道和一個氣體燃料與煤粉兩相流的燃料混合的混 合器(6a)。
3、 如權(quán)利要求1中所述的煤粉燃氣輪機發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于在 所述的煤粉兩相流的燃料系統(tǒng)中設置一個液體燃料輸送管道(6b);所述的煤粉兩相流的燃料的煤粉蒸汽混合器6和液體燃 料輸送管道(6b)均連接在燃料噴嘴處；所述的燃料噴嘴為雙 燃料噴嘴；雙燃料噴嘴的液體通道與液體燃料輸送管道(6b) 連接；雙燃料噴嘴的氣體通道與煤粉蒸汽混合器(6)連接。
4、 利用權(quán)利要求1或2或3中所述的煤粉燃氣輪機發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生煤粉兩相流的燃料的工藝方法，其特征在于它包括如下的步驟 A:將來自精煤倉(l)精煤粉或石油焦和來自添加劑倉(2)中的 脫硫添加劑同時加入磨媒機(3)中，將上述的混合煤粉研磨成為細度為1250目—2000目的超細煤粉；所述的精煤粉的含灰量為0.5_1.0%;所述的精煤粉的灰的熔化溫度不應低于燃機燃燒室出口的燃氣溫度；B-將經(jīng)過上述工序得到的超細煤粉在煤粉倉(4)存放后經(jīng)過帶 計量的給料機(5)將超細煤粉以燃機工作狀況要求的流量送入煤粉 蒸汽混合器(6);從余熱鍋爐的(14)中引出的高壓過熱蒸汽經(jīng)過蒸 汽總管(A)經(jīng)過設置在蒸汽總管(A)與煤粉蒸汽混合器(6)的管 道上的蒸汽計量裝置(7)和蒸汽調(diào)節(jié)閥(8)，同時進入煤粉蒸汽混 合器(6)進行混合，生成煤粉與蒸汽的兩相流燃料；所述的過熱蒸 汽的溫度在進入燃燒室后還必須保持5"C — 1(TC的過熱度。
5、 如權(quán)利要求4中所述的產(chǎn)生煤粉兩相流的燃料的工藝方法，其 特征在于所述的蒸汽總管(A)的壓力為典型燃氣一蒸汽聯(lián)合循 環(huán)系統(tǒng)中的燃燒室內(nèi)的壓力的1.5-2.0倍。
6、 如權(quán)利要求4中所述的產(chǎn)生煤粉兩相流的燃料的工藝方法，其 特征在于利用微機控制蒸汽調(diào)節(jié)閥(8)和蒸汽通過量和給料機(5)的給料數(shù)量，調(diào)節(jié)煤粉蒸汽混合器(6)中煤粉與蒸汽的 比例。
全文摘要
一種煤粉燃氣輪機發(fā)電系統(tǒng)以及產(chǎn)生煤粉兩相流燃料的工藝方法，它屬于燃氣輪機發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，它包括典型燃氣—蒸汽聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于它還包括一個連接在典型燃氣—蒸汽聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)的燃機燃燒室處的煤粉兩相流的燃料系統(tǒng)，煤粉兩相流的燃料系統(tǒng)包括依次連接在一起的精煤倉、添加劑倉、磨媒機、煤粉倉、帶計量的給料機和煤粉蒸汽混合器；其煤粉兩相流燃料的產(chǎn)生方法是將精煤粉和添加劑一起，在磨煤機中磨成1250目-2000目的超細煤粉，送入煤粉蒸汽混合器與來自余熱鍋爐的的過熱蒸汽均勻混合生成煤粉兩相流燃料。本發(fā)明由于采用了過熱蒸汽作為煤粉的載體，保證了系統(tǒng)運行安全，減少了有害氣體的排放，還可增加燃機出力，提高熱效率。
文檔編號F02C3/28GK101122258SQ20061006205
公開日2008年2月13日 申請日期2006年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月9日
發(fā)明者馬龍根 申請人:馬龍根