电力系统发电机组的锅炉掺烧系统及方法与流程

本发明涉及电力系统发电机组的锅炉掺烧系统及方法，属于电厂节污减排技术领域。

背景技术：

由于土地资源紧张以及环境污染等问题，传统的污泥土地利用技术和填埋处理技术逐渐被焚烧所取代。

例如火力发电厂以可燃物例如煤粉作为燃料，其在污水处理后必然会产生污泥。为了实现污泥的无害化处理，可将污泥干化后与煤粉混合作为锅炉的掺烧燃料。现有锅炉掺烧系统中，由于污泥的干化效率差并且干化程度低，造成锅炉运行过程中污泥燃烧不充分，从而不能最大程度的将污泥再利用，经系统残渣排放后，还会对环境造成污染。

技术实现要素：

针对现有锅炉掺烧系统不能将湿污泥充分的干化，从而再利用程度低的问题，本发明提供一种电力系统发电机组的锅炉掺烧系统及方法。

本发明的一种电力系统发电机组的锅炉掺烧系统，包括沉淀池100、污泥干燥机200、干污泥储罐300、给煤机400、燃煤锅炉500和汽轮机600，

所述沉淀池100内设置污泥沉淀最高液面，沉淀池100的排水口设置在所述最高液面之上的侧壁上，沉淀池100的湿污泥出口设置在所述最高液面之下的侧壁上；

所述沉淀池100的湿污泥出口通过管路连通污泥干燥机200上壁设置的湿污泥入口，污泥干燥机200的干污泥出口连通干污泥储罐300的入口，干污泥储罐300的出口连通给煤机400的入口，给煤机400的出口连通燃煤锅炉500的燃料入口，燃煤锅炉500的蒸汽出口连通汽轮机600的蒸汽入口，汽轮机600的回收蒸汽出口连通污泥干燥机200的热源入口；

所述污泥干燥机200的湿污泥入口内设置湿污泥分散管路210，所述湿污泥分散管路210包括相互连通的引入段211和分散段212，引入段211为直通管路，设置于所述湿污泥入口内，分散段212为锥形夹层结构，锥形夹层结构的上下层通过连接筋固定连接，锥形夹层结构的末端为湿污泥出口。

根据本发明的电力系统发电机组的锅炉掺烧系统，所述污泥干燥机200内还设置搅拌机构，所述搅拌机构包括中心轴220、转盘230、固定框240、一对外搅拌棍250和一对内搅拌棍260，

所述中心轴220固定于污泥干燥机200内，转盘230通过电机带动可沿中心轴220旋转，转盘230下表面居中连接固定框240，所述固定框240为长方体轮廓，一对外搅拌棍250对应连接在所述固定框240长边的外侧壁上，一对内搅拌棍260连接在所述固定框240内部，并且一对内搅拌棍260的末端位置分别对应于固定框240短边的侧壁方位，所述一对外搅拌棍250和一对内搅拌棍260间隔交错形成圆周方向的排布，所述一对外搅拌棍250和一对内搅拌棍260在转盘230的带动下可绕中心轴220转动；所述一对外搅拌棍250和一对内搅拌棍260转动状态的末端处于锥形夹层结构的末端以下，并且位置相对应。

根据本发明的电力系统发电机组的锅炉掺烧系统，每个外搅拌棍250包括固定块、延长杆和弧形刮板，所述固定块连接在固定框240长边的外侧壁上，固定块底端通过转轴连接延长杆的首端，延长杆的末端连接弧形刮板。

根据本发明的电力系统发电机组的锅炉掺烧系统，所述中心轴220上设置中心齿轮221；

每个内搅拌棍260包括连接杆261、外齿轮262和长条形刮板263，

外齿轮262套接在连接杆261上，外齿轮262用于与中心齿轮221啮合，连接杆261的首端连接转盘230的下表面，末端居中连接长条形刮板263；所述长条形刮板263的两端设置弧形搅拌叶264。

根据本发明的电力系统发电机组的锅炉掺烧系统，所述固定框240短边的侧壁上分别设置分两行排布的四个定位钉，所述外齿轮262对应限位在两行定位钉之间。

根据本发明的电力系统发电机组的锅炉掺烧系统，所述干污泥储罐300和给煤机400之间设置阀门，用于调节干污泥储罐300出口的干污泥流量。

根据本发明的电力系统发电机组的锅炉掺烧系统，所述沉淀池100的端口处设置可拆卸滤网110。

根据本发明的电力系统发电机组的锅炉掺烧系统，所述污泥干燥机200还设置能量回收出口，所述能量回收出口通过冷凝器连通燃煤锅炉500的能量回收入口。

本发明还提供了一种电力系统发电机组的锅炉掺烧方法，基于所述的电力系统发电机组的锅炉掺烧系统实现，包括：

污泥干燥方法：将湿污泥引入沉淀池100，沉淀后的污泥通过湿污泥出口进入污泥干燥机200的湿污泥入口，并经由分散管路210将沉淀后的污泥分散后排入污泥干燥机200腔体内部；

同时，启动电机带动转盘230旋转，当转盘230进一步带动固定框240转动时，使一对外搅拌棍250和一对内搅拌棍260在离心力的作用下，产生向外伸展的离心圆周运动，形成圆形旋转轮廓，所述圆形旋转轮廓对应于锥形夹层结构底面的半径，从而将锥形夹层结构输出的污泥打散，并持续翻动污泥干燥机200腔体内的污泥，使松散的污泥被烘干；

烘干后的干污泥储存于干污泥储罐300内，采用阀门控制由干污泥储罐300输送至给煤机400的污泥量，实现给煤机400内燃料煤与干污泥的混合，共同作为燃煤锅炉500的燃料，实现锅炉掺烧。

本发明的有益效果：本发明可实现对电厂生产过程中产生的污泥进行无害化处理。为了使湿污泥获得更高效、更充分的干化，本发明对污泥干燥机湿污泥入口内的传输管路进行了设计，将原有的直通管路改造为湿污泥分散管路，此湿污泥分散管路的引入段作为湿污泥引入的通路，分散段采用了圆锥形的夹层结构，即以圆锥体形成的环形面作为湿污泥的传输通道，将湿污泥以一环形面的形式在圆锥体底面的外环位置向污泥干燥机内传输，使得湿污泥进入污泥干燥机的初始时刻即为分散状态，从而更有利于散热及烘干。因此，本发明可促进湿污泥更充分的干化，进而达到对电厂湿污泥最大程度的回收再利用，实现了电厂污泥的无害化处理。

附图说明

图1是本发明所述电力系统发电机组的锅炉掺烧系统的整体框图；

图2是所述湿污泥分散管路的结构示意图；

图3是所述搅拌机构的结构示意图；

图4是图3的侧视图；

图5是固定框内部齿轮啮合示意图；

图6是所述沉淀池的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

具体实施方式一、结合图1至图6所示，本发明提供了一种电力系统发电机组的锅炉掺烧系统，包括沉淀池100、污泥干燥机200、干污泥储罐300、给煤机400、燃煤锅炉500和汽轮机600，

所述沉淀池100内设置污泥沉淀最高液面，沉淀池100的排水口设置在所述最高液面之上的侧壁上，沉淀池100的湿污泥出口设置在所述最高液面之下的侧壁上；

所述沉淀池100的湿污泥出口通过管路连通污泥干燥机200上壁设置的湿污泥入口，污泥干燥机200的干污泥出口连通干污泥储罐300的入口，干污泥储罐300的出口连通给煤机400的入口，给煤机400的出口连通燃煤锅炉500的燃料入口，燃煤锅炉500的蒸汽出口连通汽轮机600的蒸汽入口，汽轮机600的回收蒸汽出口连通污泥干燥机200的热源入口；

所述污泥干燥机200的湿污泥入口内设置湿污泥分散管路210，所述湿污泥分散管路210包括相互连通的引入段211和分散段212，引入段211为直通管路，设置于所述湿污泥入口内，分散段212为锥形夹层结构，锥形夹层结构的上下层通过连接筋固定连接，锥形夹层结构的末端为湿污泥出口。

本实施方式在对湿污泥进行干化并引入燃煤锅炉500内进行掺烧的基础上，对污泥干燥机200的湿污泥入口进行了针对性的设计。

结合图2所示，湿污泥分散管路210的整体结构类似于漏斗的形状，其纵截面所呈现有y形通路作为湿污泥的流通管路。为了不影响湿污泥的流通速度，本发明中以锥形夹层结构来分散湿污泥的流通量，并且利用锥形结构倾斜向下的侧壁结构特点，能进一步避免湿污泥由于流通不畅造成的堵塞。

本实施方式提供了一种污泥与燃煤锅炉500的耦合方法，在实际使用中，沉淀池100与污泥干燥机200之间的管路上可设置污泥泵。所述沉淀池100内设置污泥沉淀最高液面的目的是为污泥沉淀析出的水留出足够的容纳空间，从而及时的将存水层的水经排水口排出，减少污泥的含水量。沉淀池100的湿污泥出口可靠近池底部设置，有利于湿污泥的排出。

所述汽轮机600可将已经作过功的蒸汽的一部分抽取后作为污泥干燥机200的烘干热源。

进一步，结合图3至图5所示，所述污泥干燥机200内还设置搅拌机构，所述搅拌机构包括中心轴220、转盘230、固定框240、一对外搅拌棍250和一对内搅拌棍260，

所述中心轴220固定于污泥干燥机200内，转盘230通过电机带动可沿中心轴220旋转，转盘230下表面居中连接固定框240，所述固定框240为长方体轮廓，一对外搅拌棍250对应连接在所述固定框240长边的外侧壁上，一对内搅拌棍260连接在所述固定框240内部，并且一对内搅拌棍260的末端位置分别对应于固定框240短边的侧壁方位，所述一对外搅拌棍250和一对内搅拌棍260间隔交错形成圆周方向的排布，所述一对外搅拌棍250和一对内搅拌棍260在转盘230的带动下可绕中心轴220转动；所述一对外搅拌棍250和一对内搅拌棍260转动状态的末端处于锥形夹层结构的末端以下，并且位置相对应。

本实施方式提供了一种污泥干燥机200内的搅拌机构，当转盘230带动固定框240转动时，一对外搅拌棍250和一对内搅拌棍260在离心力的作用下，均产生向外伸展的趋势，从而形成搅拌力。在实际使用中，设置一对外搅拌棍250和一对内搅拌棍260在离心力作用下向外伸展形成圆形轮廓的半径与锥形夹层结构底面的半径相适应。

再进一步，结合图3所示，每个外搅拌棍250包括固定块、延长杆和弧形刮板，所述固定块连接在固定框240长边的外侧壁上，固定块底端通过转轴连接延长杆的首端，延长杆的末端连接弧形刮板。

本实施方式中，当固定框240转动时，其离心力带动延长杆绕转轴向扩大半径的外围转动。弧形刮板的凹形面与转动方向相对，能够更有效的搅动污泥。

再进一步，结合图3至图5所示，所述中心轴220上设置中心齿轮221；

每个内搅拌棍260包括连接杆261、外齿轮262和长条形刮板263，

外齿轮262套接在连接杆261上，外齿轮262用于与中心齿轮221啮合，连接杆261的首端连接转盘230的下表面，末端居中连接长条形刮板263；所述长条形刮板263的两端设置弧形搅拌叶264。

本实施方式中，连接杆261的固定方位为底端向远离中心轴220的方向倾斜，其倾斜角度可根据实际需要进行调节。当转盘230转动时，带动连接杆261转动，连接杆261借助于其上的外齿轮262绕中心齿轮221转动。

随着连接杆261转动，长条形刮板263本身也产生圆周方向的运动，可以有效的搅动污泥。长条形刮板263两端弧形搅拌叶264的弧度方向可以设置为迎着转动的方向，可进一步的带动污泥运动。

再进一步，结合图3所示，所述固定框240短边的侧壁上分别设置分两行排布的四个定位钉，所述外齿轮262对应限位在两行定位钉之间。

为了保证内搅拌棍260连接状态的稳定可靠，可通过定位钉限定外齿轮262的活动空间，从而在离心力过大的情况下确保内搅拌棍260不会损坏。

再进一步，结合图1所示，所述干污泥储罐300和给煤机400之间设置阀门，用于调节干污泥储罐300出口的干污泥流量。

再进一步，结合图6所示，所述沉淀池100的端口处设置可拆卸滤网110。

可拆卸滤网110可用于滤除湿污泥中掺入的大颗粒，无法燃烧的物质，从而于提高湿污泥干化效率。

再进一步，结合图1所示，所述污泥干燥机200还设置能量回收出口，所述能量回收出口通过冷凝器连通燃煤锅炉500的能量回收入口。

本实施方式，可将污泥干燥机200中多余的蒸汽经冷凝后回收至燃煤锅炉500，进行能量的循环。

具体实施方式二：结合图1至图6所示，本发明还提供了一种电力系统发电机组的锅炉掺烧方法，基于具体实施方式一所述的电力系统发电机组的锅炉掺烧系统实现，包括：

污泥干燥方法：将湿污泥引入沉淀池100，沉淀后的污泥通过湿污泥出口进入污泥干燥机200的湿污泥入口，并经由分散管路210将沉淀后的污泥分散后排入污泥干燥机200腔体内部；

同时，启动电机带动转盘230旋转，当转盘230进一步带动固定框240转动时，使一对外搅拌棍250和一对内搅拌棍260在离心力的作用下，产生向外伸展的离心圆周运动，形成圆形旋转轮廓，所述圆形旋转轮廓对应于锥形夹层结构底面的半径，从而将锥形夹层结构输出的污泥打散，并持续翻动污泥干燥机200腔体内的污泥，使松散的污泥被烘干；

烘干后的干污泥储存于干污泥储罐300内，采用阀门控制由干污泥储罐300输送至给煤机400的污泥量，实现给煤机400内燃料煤与干污泥的混合，共同作为燃煤锅炉500的燃料，实现锅炉掺烧。

本发明在现有污泥干燥机200的基础上，对其湿污泥入口处的结构进行了改进，使污泥得以以分散的方式进入污泥干燥机200内；同时配合新增搅拌机构，使得污泥干燥机200对湿污泥干燥的过程中，湿污泥可以被更有效的翻动，从而提高干燥的效率，使湿污泥被更有效的回收。

虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其它所述实施例中。