一种集成吸收式热泵的分级预干燥褐煤发电系统及方法技术方案

一种集成吸收式热泵的分级预干燥褐煤发电系统及方法，系统包括燃煤发电系统、两个带内置加热器的过热蒸汽流化床干燥器和一个第一类吸收式热泵等设备。第一级干燥器内置加热器热源入口、出口分别和热泵冷凝器被加热介质出口、入口连接；第二级干燥器内置加热器热源入口、出口分别和汽轮机低压缸抽汽口、对应回热加热器连接；热泵蒸发器热源入口、出口分别和汽轮机排汽口、凝汽器连接。本发明专利技术考虑到了褐煤外在水、内在水脱除难度的不同，采用两级干燥的方式，对褐煤外在水和内在水在不同条件下干燥，干燥过程通过热泵利用了汽轮机乏汽的余热，减少了干燥抽汽量。同时利用褐煤干燥尾气加热发电系统凝结水，减少回热系统抽汽量，提高了发电系统效率。

【技术实现步骤摘要】
一种集成吸收式热泵的分级预干燥褐煤发电系统及方法
：本专利技术属于燃煤火力发电领域，特别涉及一种集成吸收式热泵的分级预干燥褐煤发电系统及方法。
技术介绍
：褐煤煤化程度较低，其特点是水分含量高、挥发分含量高、灰分含量高、发热量低、易自燃、易风化。褐煤的全水分一般在30％～60％，挥发分一般大于40％。高水分含量对褐煤的运输、存放、磨制以及燃烧都带来了一定的困难，是制约褐煤在火力发电领域应用的主要因素。在褐煤燃烧前对其进行预干燥处理，可以有效降提高锅炉效率和发电效率。但干燥是一种高耗能的过程，充分利用干燥尾气的余热以及在干燥过程中利用发电系统其他余热，对于降低褐煤电站发电成本具有重要意义。
技术实现思路
：本专利技术的目的在于提供一种集成吸收式热泵的分级预干燥褐煤发电系统及方法，其充分利用干燥尾气的余热，同时利用了汽轮机乏汽的部分余热，经计算，可以较明显地提高发电系统的效率。为达到上述目的，本专利技术采用如下的技术方案：一种集成吸收式热泵的分级预干燥褐煤发电系统，包括锅炉、回热系统、第一级磨煤机及第一类吸收式热泵，回热系统包括依次连接的第一级至第四级低压加热器、除氧器以及第一级至第三级高压加热器，第一类吸收式热泵包括吸收器、发生器、冷凝器及蒸发器，吸收器与发生器之间组成一个溶液循环回路，吸收器被加热工质出口连接至冷凝器被加热工质入口，冷凝器制冷剂出口连接至蒸发器制冷剂入口，发生器制冷剂出口连接至冷凝器制冷剂入口，蒸发器出口连接至吸收器制冷剂入口；其中，锅炉过热器出口连接至汽轮机主蒸汽入口，汽轮机驱动发电机发电，汽轮机排汽口分为两股，一股连接至凝汽器蒸汽入口，另一股连接至第一类吸收式热泵的蒸发器热源入口，蒸发器热源出口连接至凝汽器热井入口，凝汽器凝结水出口分为两股，一股连接至回热系统的第一级低压加热器入口，另一股连接至外置凝结水加热器入口，回热系统的第三级高压加热器出口连接至锅炉给水入口，外置凝结水加热器出口连接至回热系统的第三级低压加热器被加热介质入口；汽轮机干燥系统热源抽汽口分为两股，一股连接至第一类吸收式热泵的发生器热源入口，发生器热源出口连接至回热系统的第三级低压加热器热源入口，另一股连接至第二级干燥器内置加热器热源入口，第二级干燥器内置加热器热源出口连接至回热系统的第三级低压加热器热源入口；回热系统的第一级低压加热器疏水出口连接至凝汽器热井入口；汽轮机的回热抽汽口分别连接至回热系统第一级至第四级低压加热器、除氧器以及第一级至第三级高压加热器热源入口；第一级磨煤机煤粉出口连接至第一级干燥器煤粉入口，第一级干燥器煤粉出口连接至第二级干燥器煤粉入口，第二级干燥器煤粉出口连接至第二级磨煤机煤粉入口，第二级磨煤机煤粉出口连接至锅炉煤粉入口；第一级干燥器干燥尾气出口连接至第一除尘器入口，第一除尘器气侧出口分为两股，一股连接至外置凝结水加热器热源入口，另一股通过第一循环风机连接至第一级干燥器流化介质入口，第一除尘器煤粉出口连接至第二级磨煤机煤粉入口，第一级干燥器内置加热器热源出口连接至第一类吸收式热泵的吸收器入口，吸收器出口连接至第一类吸收式热泵的冷凝器入口，冷凝器出口连接至第一级干燥器内置加热器热源入口；第二级干燥器干燥尾气出口连接至第二除尘器入口，第二除尘器气侧出口分为两股，一股连接至外置凝结水加热器热源入口，另一股通过第二循环风机连接至第二级干燥器流化介质入口。本专利技术进一步的改进在于：第一级干燥器和第二级干燥器均为带内置加热器的蒸汽流化床干燥器。本专利技术进一步的改进在于：第一类吸收式热泵的吸收器与发生器之间组成的溶液循环回路上还设置有溶液泵和溶液热交换器。本专利技术进一步的改进在于：第一类吸收式热泵的吸收器与发生器之间组成的溶液循环回路上还设置有节流阀。本专利技术进一步的改进在于：冷凝器制冷剂出口连接至蒸发器制冷剂入口的管道上设置有节流阀。本专利技术进一步的改进在于：还包括冷却塔，冷却塔的出入口与凝汽器的冷却水出入口之间组成循环回路。一种集成吸收式热泵的分级预干燥褐煤发电系统的发电方法，包括如下步骤：第二级磨煤机出口的煤粉进入锅炉炉膛，煤粉在锅炉炉膛燃烧产生高温烟气，高温烟气将过热器中的水加热至过热蒸汽状态，通过主汽门送入汽轮机中膨胀做功，驱动汽轮机转动，汽轮机带动发电机发电；充分膨胀后的蒸汽由汽轮机低压缸出口分成两股，一股进入凝汽器冷凝，凝结水经过凝结水泵后进入回热系统，在各级回热加热器中被加热，然后作为锅炉给水进入锅炉吸热蒸发，另一股进入第一类吸收式热泵的蒸发器，作为热泵的低温热源，冷凝放热后进入凝汽器热井；干燥系统的热源为第三级低压加热器对应的抽汽，抽汽分为两股，一股进入第一类吸收式热泵的发生器冷凝放热，作为热泵的高温热源，另一股进入第二级干燥器的内置加热器冷凝放热，作为第二级干燥器的干燥热源；热泵由高温热源驱动，吸收部分低温热源的热量，产生温度在高温热源和低温热源温度之间的低压蒸汽，作为第一级干燥器的干燥热源；低压水依次经过热泵吸收器、冷凝器的加热，进入第一级干燥器的内置加热器冷凝放热，提供褐煤外在水蒸发所需的热量，冷凝后依次进入热泵吸收器、冷凝器，循环使用；原煤经过第一级磨煤机的预磨碎成较粗的颗粒，进入第一级干燥器脱除全部的外在水，干燥尾气经过第一除尘器除尘后，一部分作为外置凝结水加热器的热源，一部分被第一循环风机送入第一级干燥器内作为流化介质，第一除尘器分离下来的煤粉颗粒送入第二级磨煤机中继续磨碎；经过第一级干燥器干燥的褐煤颗粒进入第二级干燥器中，吸热脱除部分内在水；干燥尾气经过第二除尘器除尘后，一部分作为外置凝结水加热器的热源，一部分被第二循环风机送入第二级干燥器内作为流化介质，第二除尘器分离下来的煤粉颗粒送入第二级磨煤机中继续磨碎；煤粉经过第二级干燥器脱水后进入第二级磨煤机；第二级磨煤机出口的细煤粉送入锅炉炉膛燃烧。相对于现有技术，本专利技术具有如下的优点：本专利技术一种集成吸收式热泵的分级预干燥褐煤发电系统，该系统中，第一类吸收式热泵的蒸发器热源入口连接汽轮机排汽口，通过这种布置，蒸发器内制冷剂的蒸发使用了汽轮机排汽的余热，热泵生产的热量用于褐煤外在水的脱除，减少了干燥过程从汽轮机的抽汽量，从而提高了汽轮机的绝对内效率。汽轮机干燥系统热源抽汽口分为两股，一股连接至第一类吸收式热泵的发生器热源入口，这部分抽汽的热量用来驱动热泵运行，回收蒸发器中汽轮机排汽的余热，生产出大量的温度在抽汽温度和汽轮机排汽温度之间的蒸汽，用来作为第一级干燥器内置加热器的热源，通过利用汽轮机排汽的余热，减少了干燥过程需要的抽汽量，经计算，热泵的能效系数COP达到了1.84。第一级干燥器内置加热器热源出口连接至第一类吸收式热泵的吸收器入口，吸收器出口连接至第一类吸收式热泵的冷凝器入口，冷凝器出口连接至第一级干燥器内置加热器热源入口。褐煤的外在水脱除温度不高，蒸发脱除的能耗与水的气化潜热几乎相等，考虑到外在水的脱除难度不大，第一级干燥器内置加热器的热源为热泵生产的热量，温度在热泵的热源温度和汽轮机排汽温度之间，用来脱除褐煤的外在水。第一除尘器气侧出口分为两股，一股连接至外置凝结水加热器热源入口，第二除尘器气侧出口分为两股，一股连接至外置凝结水加热器热源入口。干燥尾气在外置凝结水加热器中凝结放热，加热系统凝结水本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集成吸收式热泵的分级预干燥褐煤发电系统，其特征在于：包括锅炉(1)、回热系统、第一级磨煤机(21)及第一类吸收式热泵(5)，回热系统包括依次连接的第一级至第四级低压加热器、除氧器以及第一级至第三级高压加热器，第一类吸收式热泵(5)包括吸收器(12)、发生器(13)、冷凝器(14)及蒸发器(15)，吸收器(12)与发生器(13)之间组成一个溶液循环回路，吸收器(12)被加热工质出口连接至冷凝器(14)被加热工质入口，冷凝器(14)制冷剂出口连接至蒸发器(15)制冷剂入口，发生器(13)制冷剂出口连接至冷凝器(14)制冷剂入口，蒸发器(15)出口连接至吸收器(12)制冷剂入口；其中，锅炉(1)过热器出口连接至汽轮机(2)主蒸汽入口，汽轮机(2)驱动发电机(23)发电，汽轮机(2)排汽口分为两股，一股连接至凝汽器(3)蒸汽入口，另一股连接至第一类吸收式热泵(5)的蒸发器(15)热源入口，蒸发器(15)热源出口连接至凝汽器(3)热井入口，凝汽器(3)凝结水出口分为两股，一股连接至回热系统的第一级低压加热器入口，另一股连接至外置凝结水加热器(20)入口，回热系统的第三级高压加热器出口连接至锅炉(1)给水入口，外置凝结水加热器(20)出口连接至回热系统的第三级低压加热器被加热介质入口；汽轮机(2)干燥系统热源抽汽口分为两股，一股连接至第一类吸收式热泵(5)的发生器(13)热源入口，发生器(13)热源出口连接至回热系统的第三级低压加热器热源入口，另一股连接至第二级干燥器(6)内置加热器热源入口，第二级干燥器(6)内置加热器热源出口连接至回热系统的第三级低压加热器热源入口；回热系统的第一级低压加热器疏水出口连接至凝汽器(3)热井入口；汽轮机(2)的回热抽汽口分别连接至回热系统第一级至第四级低压加热器、除氧器以及第一级至第三级高压加热器热源入口；第一级磨煤机(21)煤粉出口连接至第一级干燥器(7)煤粉入口，第一级干燥器(7)煤粉出口连接至第二级干燥器(6)煤粉入口，第二级干燥器(6)煤粉出口连接至第二级磨煤机(22)煤粉入口，第二级磨煤机(22)煤粉出口连接至锅炉(1)煤粉入口；第一级干燥器(7)干燥尾气出口连接至第一除尘器(8)入口，第一除尘器(8)气侧出口分为两股，一股连接至外置凝结水加热器(20)热源入口，另一股通过第一循环风机(9)连接至第一级干燥器(7)流化介质入口，第一除尘器(8)煤粉出口连接至第二级磨煤机(22)煤粉入口，第一级干燥器(7)内置加热器热源出口连接至第一类吸收式热泵(5)的吸收器(12)入口，吸收器(12)出口连接至第一类吸收式热泵(5)的冷凝器(14)入口，冷凝器(14)出口连接至第一级干燥器(7)内置加热器热源入口；第二级干燥器(6)干燥尾气出口连接至第二除尘器(10)入口，第二除尘器(10)气侧出口分为两股，一股连接至外置凝结水加热器(20)热源入口，另一股通过第二循环风机(11)连接至第二级干燥器(6)流化介质入口。...

【技术特征摘要】
1.一种集成吸收式热泵的分级预干燥褐煤发电系统，其特征在于：包括锅炉(1)、回热系统、第一级磨煤机(21)及第一类吸收式热泵(5)，回热系统包括依次连接的第一级至第四级低压加热器、除氧器以及第一级至第三级高压加热器，第一类吸收式热泵(5)包括吸收器(12)、发生器(13)、冷凝器(14)及蒸发器(15)，吸收器(12)与发生器(13)之间组成一个溶液循环回路，吸收器(12)被加热工质出口连接至冷凝器(14)被加热工质入口，冷凝器(14)制冷剂出口连接至蒸发器(15)制冷剂入口，发生器(13)制冷剂出口连接至冷凝器(14)制冷剂入口，蒸发器(15)出口连接至吸收器(12)制冷剂入口；其中，锅炉(1)过热器出口连接至汽轮机(2)主蒸汽入口，汽轮机(2)驱动发电机(23)发电，汽轮机(2)排汽口分为两股，一股连接至凝汽器(3)蒸汽入口，另一股连接至第一类吸收式热泵(5)的蒸发器(15)热源入口，蒸发器(15)热源出口连接至凝汽器(3)热井入口，凝汽器(3)凝结水出口分为两股，一股连接至回热系统的第一级低压加热器入口，另一股连接至外置凝结水加热器(20)入口，回热系统的第三级高压加热器出口连接至锅炉(1)给水入口，外置凝结水加热器(20)出口连接至回热系统的第三级低压加热器被加热介质入口；汽轮机(2)干燥系统热源抽汽口分为两股，一股连接至第一类吸收式热泵(5)的发生器(13)热源入口，发生器(13)热源出口连接至回热系统的第三级低压加热器热源入口，另一股连接至第二级干燥器(6)内置加热器热源入口，第二级干燥器(6)内置加热器热源出口连接至回热系统的第三级低压加热器热源入口；回热系统的第一级低压加热器疏水出口连接至凝汽器(3)热井入口；汽轮机(2)的回热抽汽口分别连接至回热系统第一级至第四级低压加热器、除氧器以及第一级至第三级高压加热器热源入口；第一级磨煤机(21)煤粉出口连接至第一级干燥器(7)煤粉入口，第一级干燥器(7)煤粉出口连接至第二级干燥器(6)煤粉入口，第二级干燥器(6)煤粉出口连接至第二级磨煤机(22)煤粉入口，第二级磨煤机(22)煤粉出口连接至锅炉(1)煤粉入口；第一级干燥器(7)干燥尾气出口连接至第一除尘器(8)入口，第一除尘器(8)气侧出口分为两股，一股连接至外置凝结水加热器(20)热源入口，另一股通过第一循环风机(9)连接至第一级干燥器(7)流化介质入口，第一除尘器(8)煤粉出口连接至第二级磨煤机(22)煤粉入口，第一级干燥器(7)内置加热器热源出口连接至第一类吸收式热泵(5)的吸收器(12)入口，吸收器(12)出口连接至第一类吸收式热泵(5)的冷凝器(14)入口，冷凝器(14)出口连接至第一级干燥器(7)内置加热器热源入口；第二级干燥器(6)干燥尾气出口连接至第二除尘器(10)入口，第二除尘器(10)气侧出口分为两股，一股连接至外置凝结水加热器(20)热源入口，另一股通过第二循环风机(11)连接至第二级干燥器(6)流化介质入口。2.根据权利要求1所述的一种集成吸收式热泵的分级预干燥褐煤发电系统，其特征在于：第一级干燥器(7)和第二级干燥...

【专利技术属性】
技术研发人员：车得福，朱信，张涛，王利民，唐春丽，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61