[发明专利]一种褐煤干燥管具体长度确定方法

说明书

本发明公开了一种褐煤干燥管具体长度确定方法，通过建立干燥管内褐煤干燥模型；获取褐煤颗粒物性参数以及干燥介质参数；由能量守恒算出干燥用热烟气量和出口烟气含湿量；推算出褐煤颗粒在下行干燥管各段的速度；考虑干燥平衡时间与粒径的平方之间的线性关系，得出褐煤颗粒在干燥管中的停留时间；计算针对不同煤种的下行干燥管具体管长，通过干燥管长度确定公式，能够得到准确的褐煤干燥所需管长，提高精度，防止褐煤干燥不完全或者过度干燥导致挥发分析出。

技术领域

本发明属于燃煤发电技术领域，涉及燃褐煤电站锅炉的制粉系统与燃烧系统领域，尤其涉及一种褐煤干燥管具体长度确定方法。

背景技术

褐煤是一种储量丰富的化石能源，约占世界煤炭资源总储量的40％，且往往具有埋藏深度浅、开采成本低的优点。我国的褐煤资源储量丰富，分布广泛，但受制于褐煤的高水分，对褐煤资源的利用程度相对较低。高水分含量不仅严重降低了褐煤的热值、增加了运输费用，而且给褐煤的应用带来了诸多的问题。因此，使用褐煤前需要对其进行干燥提质处理，去除其中60～70％的水分，提高其单位质量的热值，改善其燃料特性。但由于褐煤同时具有挥发分含量高的特点，在褐煤的干燥过程中，如果干燥过度，挥发分成分可能会发生大量析出，产生制粉系统爆炸的危险。为了高效和安全地利用褐煤资源，解决褐煤的干燥脱水问题是基本的必要前提条件。

在燃煤电力机组中，煤炭的干燥过程主要是在制粉系统内完成的。在我国，燃用褐煤的电厂大多采用风扇磨煤机对煤粉进行研磨，相应配备有三介质干燥系统对煤粉进行干燥，属于典型的封闭式系统。我国《火力发电厂制粉系统设计计算技术规定》(DL/T 5145—2005)中规定：当采用高水分褐煤，宜采用高(低)温烟气与热风混合的二介质或三介质作为干燥剂。其中，三介质干燥系统是指用高温炉烟、低温炉烟和热风作为干燥介质，对经过风扇磨煤机研磨的褐煤颗粒进行干燥的系统。这一系统对各干燥介质的温度范围有一定的要求：高温烟气一般在1050～1155℃，热风温度一般在250～350℃，低温烟气一般在80～170℃。从炉膛顶端抽出的高温烟气和尾部烟道抽出的低温烟气和热风在混合罐中进行混合，褐煤从给煤机的输煤皮带输送至下行干燥管，干燥介质在下行干燥管内同向对褐煤进行干燥。干燥过程中，由于褐煤的含水量不同，干燥介质温度也要随之调整，高低温炉烟和热风所占的比例也就不同。

褐煤中水分存在形式可分为三种：外表水、毛细水和结合水。褐煤中水分的脱除和煤的粒度组成、煤种、煤岩组成等因素有重要关系，干燥介质和干燥物料间的顺流和逆流运动对干燥速率会产生影响，干燥介质本身的性质如温度、流速以及煤样的厚度等都会对干燥速率产生影响。

目前我国国内的锅炉相关标准及研究文献中，均未对风扇磨三介质干燥系统下行干燥管长度设计方法予以详细介绍，导致一直以来对于下行干燥管长度的设计基本都是以经验作为依据，而没有一个明确的设计标准。但褐煤颗粒在下行干燥管中的干燥过程与系统的安全性和可靠性严重相关：若下行干燥管设计过长，容易使褐煤干燥过度，不但煤炭会灰化，而且挥发分会大量析出，容易发生爆炸；如果下行干燥管设计过短，则褐煤干燥不充分，影响锅炉整体热效率，会降低经济性。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提出一种褐煤干燥管具体长度确定方法，能够得到准确的褐煤干燥所需管长，提高精度，防止褐煤干燥不完全或者过度干燥导致挥发分析出。

为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案为：

一种褐煤干燥管具体长度确定方法，包括以下步骤：

步骤一：建立褐煤颗粒在干燥管中干燥过程模型；

步骤二：获得褐煤颗粒物性参数以及干燥介质参数；

步骤三：根据步骤二中的参数，由能量守恒计算出干燥用热烟气量和干燥管出口烟气含湿量；

步骤四：由步骤二、三确定在干燥管不同阶段的褐煤颗粒速度；