一种耦合太阳能与热泵的原煤预干燥系统技术方案

本实用新型专利技术公开了属于电站节能领域的一种耦合太阳能与热泵的原煤预干燥系统。该系统包括蒸汽循环发电系统、太阳能集热器系统、热泵系统和原煤干燥系统。所述蒸汽循环发电系统分别于其他三个子系统相连；太阳能集热器系统与热泵系统连接，热泵系统与原煤干燥系统连接。太阳能集热器系统提升循环水的温度，热泵系统吸收其热量后加热凝结水，被加热的凝结水进入原煤干燥系统干燥原煤。系统利用太阳能和热泵串联加热凝结水对原煤进行预干燥，降低原煤中的水分，提高能量利用率和机组效率。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于电站节能设备领域，特别涉及一种耦合太阳能与热泵的原煤预干燥系统。
技术介绍
能源是人类社会赖以生存和发展的重要物质基础，是国民经济的命脉。我国的能源结构是“富煤少油缺气”，其中煤炭储量丰富。然而中东部高能量品级的烟煤消耗速度加快，越来越多的电厂燃用或者掺烧来自于内蒙、新疆以及从国外进口的次烟煤、褐煤等。燃烧高水分的低阶煤将导致磨煤机出力不足、锅炉效率偏低、排烟热损失过大等问题，最终严重影响了机组效率。若对低阶煤进行预干燥后再燃烧，将大幅度提高机组效率，节能效果非常明显。众所周知，我国有较丰富的太阳能资源，约有2/3的国土年辐射时间超过2200h，年辐射总量超过5000MJ/m2。全年照射到我国广大面积的太阳能相当于目前全年的煤、石油、天然气和各种柴草等全部常规能源所提供能量的2000多倍。全国各地太阳年辐射总量为340-8400MJ/ m2，中值为5852MJ/m2。而热泵是一种经过电力做功将低位热源的热能转移到高位热源的装置。综上所述，若将两种能源技术相结合用于干燥原煤，有效解决太阳能的不稳定问题，将具有很好的环保效益和经济效益。
技术实现思路
本技术提出一种耦合太阳能与热泵的原煤预干燥系统，有效解决太阳能不连续的同时提高电站热经济性。其特征在于，所述原煤预干燥系统包括四个子系统：蒸汽循环发电系统、太阳能集热器系统、热泵系统和原煤干燥系统；所述蒸汽循环发电系统分别于其他三个子系统相连；太阳能集热器系统与热泵系统连接，热泵系统与原煤干燥系统连接。所述太阳能集热器系统的入口与蒸汽循环发电系统的循环水出口连接，太阳能集热器系统的出口经热泵蒸发器与循环水入口连接。所述热泵系统包括热泵压缩机、热泵冷凝器、热泵节流阀和热泵蒸发器；热泵压缩机、热泵冷凝器、热泵节流阀和热泵蒸发器依次连接并构成循环回路。所述原煤干燥系统主要包括流化床干燥机和空气—水换热器；流化床干燥机的液体入口经空气—水换热器、热泵冷凝器、第一调节阀与七号回热加热器的出口支路连接，流化床干燥机的液体出口与七号回热加热器的出口连接；流化床干燥机的空气侧入口依次连通空气—水换热器、鼓风机，流化床干燥机的空气侧出口与细粉分离器连接，经分离后的空气排入大气；流化床干燥机的提质煤入口与依次与称重皮带原煤仓相连，流化床干燥机下部流出的煤粉与细粉分离器分离的煤粉混合后送往磨煤机继续研磨。当太阳能不足时，凝结水从六号回热加热器出口支路经第二调节阀依次进入空气—水换热器、流化床干燥机放热，作为干燥热源。本技术的有益效果为：1. 太阳能集热器系统将30~40℃的循环水加热至60~70℃，热泵系统吸收其热量后，将七号回热加热器出口50~70℃的凝结水加热到80~100℃，经空气—水换热器后送入流化床干燥机干燥原煤，之后返回七号回热加热器出口。利用太阳能加热循环水的温度提高热泵的COP，在干燥原煤的同时还加热了凝结水，减少末级回热抽气，大幅度提高了机组的效率；2.当太阳能充足时，循环水先经太阳能集热器系统加热后再到热泵蒸发器放热；当太阳能不足时，六号回热加热器出口支路80~100℃的凝结水依次进入空气—水换热器、流化床干燥机放热，作为干燥热源。通过太阳能热泵与凝结水的能量互补，有效解决太阳能的不连续问题；3.基于流化床干燥机的特点，利用被空气—水换热器加热的空气作为干燥热源与流化介质，被太阳能集热器系统和热泵系统加热的循环水作为干燥热源。通过利用太阳能与热泵产生的热量干燥原煤中的水分，提高了机组的效率；4.30~40℃的循环水经太阳能集热器系统和热泵蒸发器返回其入口时温度为10~20℃，构成回路。热泵蒸发器起到降温作用，在干旱的地区，不仅可以减少冷却塔的面积，还可以减少循环水分流失，大幅度的节约能源和设备材料。附图说明图1为一种耦合太阳能与热泵的原煤预干燥系统。图中：1-蒸汽循环发电系统；2-太阳能集热器系统；3-热泵系统；4-原煤干燥系统；5-发电机；6-汽轮机；7-凝汽器；8-其他回热加热器；9-六号回热加热器；10-七号回热加热器；11-热泵压缩机；12-热泵冷凝器；13-热泵节流阀；14-热泵蒸发器；15-空气—水换热器；16-鼓风机；17-煤粉仓；18-称重皮带；19-细粉分离器；20-流化床干燥机；21-第一调节阀；22-第二调节阀。具体实施方式本技术提供了一种耦合太阳能与热泵的原煤预干燥系统，下面结合附图和具体实施方式对本系统工作原理做进一步说明。图1所示为一种耦合太阳能与热泵的原煤预干燥系统的示意图。该系统主要在燃用褐煤、次烟煤的发电机组中，所述原煤预干燥系统包括四个子系统：蒸汽循环发电系统1、太阳能集热器系统2、热泵系统3和原煤干燥系统4；所述蒸汽循环发电系统1分别于其他三个子系统相连；太阳能集热器系统2与热泵系统3连接，热泵系统3与原煤干燥系统4连接。所述太阳能集热器系统2的入口与蒸汽循环发电系统1的循环水出口连接，太阳能集热器系统2的出口经热泵蒸发器14与循环水入口连接。所述热泵系统3包括热泵压缩机11、热泵冷凝器12、热泵节流阀13和热泵蒸发器14；热泵压缩机11、热泵冷凝器12、热泵节流阀13和热泵蒸发器14依次连接并构成循环回路。所述原煤干燥系统4主要包括流化床干燥机20和空气—水换热器15；流化床干燥机20的液体入口经空气—水换热器15、热泵冷凝器12、第一调节阀21与七号回热加热器10的出口支路连接，流化床干燥机20的液体出口与七号回热加热器10的出口连接；流化床干燥机20的空气侧入口依次连通空气—水换热器15、鼓风机16，流化床干燥机20的空气侧出口与细粉分离器19连接，经分离后的空气排入大气；流化床干燥机20的提质煤入口与依次与称重皮带18原煤仓17相连，流化床干燥机20下部流出的煤粉与细粉分离器19分离的煤粉混合后送往磨煤机继续研磨。当太阳能不足时，凝结水从六号回热加热器9出口支路经第二调节阀22依次进入空气—水换热器15、流化床干燥机20放热，作为干燥热源。其工作过程为：太阳能集热器系统2将30~40℃的循环水加热至60~70℃，热泵系统3吸收其热量后，将七号回热加热器10出口支路50~70℃的凝结水加热到90~100℃，经空气—水换热器15后送入流化床干燥机20干燥原煤，之后返回七号回热加热器10的出口。当太阳能不足时，六号回热加热器9出口支路的凝结水经第二调节阀22依次进入空气—水换热器15、流化床干燥机放热20，作为干燥热源。环境温度的空气经空气—水换热器15加热后，进入流化床干燥机20，作为流化干燥介质，干燥设备空气侧出口与细粉分离器19连接，经分离后空气排入大气，分离后的煤颗粒与干燥后的煤混合。原煤自煤粉仓17由称重皮带18送至流化床干燥机20，接受干燥处理，流化床干燥机20下部流出的煤粉与细粉分离器19分离的煤粉混合后送往磨煤机继续研磨。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耦合太阳能与热泵的原煤预干燥系统，其特征在于，所述原煤预干燥系统包括四个子系统：蒸汽循环发电系统（1）、太阳能集热器系统（2）、热泵系统（3）和原煤干燥系统（4）；所述蒸汽循环发电系统（1）分别于其他三个子系统相连；太阳能集热器系统（2）与热泵系统（3）连接，热泵系统（3）与原煤干燥系统（4）连接。

【技术特征摘要】
1.一种耦合太阳能与热泵的原煤预干燥系统，其特征在于，所述原煤预干燥系统包括四个子系统：蒸汽循环发电系统（1）、太阳能集热器系统（2）、热泵系统（3）和原煤干燥系统（4）；所述蒸汽循环发电系统（1）分别于其他三个子系统相连；太阳能集热器系统（2）与热泵系统（3）连接，热泵系统（3）与原煤干燥系统（4）连接。2.根据权利要求1所述的一种耦合太阳能与热泵的原煤预干燥系统，其特征在于，所述太阳能集热器系统（2）的入口与蒸汽循环发电系统（1）的循环水出口连接，太阳能集热器系统（2）的出口经热泵蒸发器（14）与循环水入口连接。3.根据权利要求1所述的一种耦合太阳能与热泵的原煤预干燥系统，其特征在于，所述热泵系统（3）包括热泵压缩机（11）、热泵冷凝器（12）、热泵节流阀（13）和热泵蒸发器（14）；热泵压缩机（11）、热泵冷凝器（12）、热泵节流阀（13）和热泵蒸发器（14）依次连接并构成循环回路。4.根据权利要求1所述的一种耦合太阳能与热泵的原...

【专利技术属性】
技术研发人员：许诚，白璞，董伟，王春兰，徐钢，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：新型
国别省市：北京;11