[发明专利]一种大型燃煤锅炉耦合异质燃料直燃发电的方法

说明书

本发明公开了大型燃煤锅炉耦合异质燃料直燃发电领域的一种方法，基于以农林废弃物为代表的生物质燃料、各种生物质压块及成型燃料、生活垃圾、污水处理厂污泥、洗煤厂煤泥、与锅炉燃烧煤种不一样的低热值煤、泥煤等各类与锅炉煤种不一样的异质燃料，与锅炉已有煤粉一次风混合后送入炉膛直接燃烧发电的方法。本发明首先采用干燥机器对需要异质燃料进行烘焙预处理，预处理后的异质燃料进入燃料制粉机处理为粉状燃料，再通过分料机、网关阀门、开关阀门、流量流速检测、现场就地控制柜和管道为主体的管道分配自动控制系统，把粉状耦合燃料分配到设定的各煤粉一次风管道实现异质燃料粉和煤粉的耦合，耦合后的异质燃料粉和煤粉一起进入炉膛直接燃烧发电。

技术领域

本发明属于大型燃煤锅炉耦合异质燃料直燃发电技术领域，尤其涉及一种基于异质燃料烘焙和研磨制粉处理后与锅炉原一次风混合后进入炉膛直燃发电的方法。

技术背景

2017年我国年发电量近6.5万亿度，比2016年增长5.9％。其中以煤为燃料的火力发电超过4.6亿度，比2016年增长5.1％。煤电占比超过70％，煤炭消耗量约占全世界的50％。巨量的能源需求和以煤为主的一次能源结构，给不可再生的化石能源消耗和环境保护带来巨大的压力。为了降低优质煤炭资源的消耗，充分利用各种低密度、广分散的一次能源，我国在关停大量技术寿命尚未到期的煤电厂的同时，投资建设了各类大量的小型化电厂，如生物质发电厂、垃圾焚烧电厂、劣质煤电厂等，形成了投资建设的利用不充分和重复浪费。

农林废弃物生物质是一种清洁可再生能源，我国可能源化利用的生物质燃料折合标煤为4.6亿吨/年，目前已利用率不到10％。目前我国的约300家生物质发电厂以小型直燃发电、小型热解后气化发电等为主，单机装机容量多为高温高压30MW，中温中压15MW，热解气化发电一般不超过10MW。这种新建的小型分布式电厂单位装机容量投资大、上网电量总量小、能源利用效率低、运营成本高、无法形成规模效应等不足，其单位电能消耗的生物质燃料单项成本甚至高于电网正常购买煤电的价格，以至于全行业过度依赖政府补贴，造成新能源补贴较重的财政负担。

生活垃圾伴随我国正在经历的人类有史以来最大规模和最快速度的城市化和工业化浪潮在全国各地的城镇产生。截止2017年底，我国全年生活垃圾清运量约2.36亿吨，其中约40％进入了垃圾焚烧电厂处理，已投产垃圾焚烧发电投产项目超过300家，典型单机装机容量中温中压6MW-12MW，发电效率远低于大型燃煤电厂，需要地方财政和国家财政共同补贴。

污水无处理厂的污泥也正在成为一种难以处理的垃圾，2017年，县市已建成污水物理场3976座，污水处理能力达1.7亿立方米，产生80％含水率的污泥4000 多万吨，预计2018年污泥将超过5000万吨。“重水轻泥”是我国污水处理行业普遍现象，和填埋、堆肥等相比较，污泥焚烧具有避免二次污染、节约土地资源并且发挥污泥自身经济效益的优点，是真正的减量化、无害化和资源化的处理方式。但污泥热值低、区域范围内资源量极其有限，难以支撑达到规模效益的焚烧发电厂，使得焚烧处理难以大规模推广。

煤炭成本通常占煤电厂总成本的70％左右，煤炭成本高企的同时，可获得的小品种异质燃料如泥煤、煤泥、低热值煤等却处于废弃或未充分开发的状态。燃煤电厂耦合部分异质燃料可以降低电厂煤炭采购成本，提升电厂经济效益，也可提升资源利用效率。

随着我国近年来电力行业的发展，现存的大型燃煤电厂的能源利用效率已大幅提高，接近国际先进水平，与为了专门处理区域范围内总量较小的农林废弃物、生活垃圾、污泥等小型化电厂相比，具有显著更高的能源利用效率。

煤粉炉耦合异质燃料发电改造是在原有发电基础设施不变的基础上，新增耦合部分异质燃料的配套设施，最大限度利用已有设施和投资，并且在几乎不变动燃煤电厂运营。