蒸汽预干燥与低温热解耦合系统及运行方法技术方案

蒸汽预干燥与低温热解耦合系统及运行方法，该系统包括依次相连通的锅炉、汽轮机高压缸、汽轮机中低压缸、凝汽器、凝结水泵和回热系统，还包括蒸汽干燥机、烟气干燥炉、低温热解炉、分离器依次相连通构成褐煤提质系统；通过烟气干燥炉前的调节阀、烟气回流支路的调节阀对抽入热解炉、烟气干燥炉的高温烟气流量进行调节，通过汽轮机低压缸第五级抽气的恒压阀、蒸汽回流除氧器支路的调节阀对抽蒸汽流量与压力进行调节，调节的目标为：热解炉的温度维持在最佳热解温度，烟气干燥炉出口褐煤温度与含水量恒定，蒸汽干燥机进口蒸汽压力保持恒定；本发明专利技术实现了热、电、燃料的多联产，系统投资小、能量利用效率高。

Coupled system and operation method of steam pre drying and low temperature pyrolysis

The coupling system of steam pre-drying and low temperature pyrolysis and its operation method include boiler, high pressure cylinder of steam turbine, middle and low pressure cylinder of steam turbine, condenser, condensate pump and regenerative system, and steam dryer, flue gas dryer, low temperature pyrolysis furnace and separator connected in turn to form lignite upgrading system. The high temperature flue gas flow into the pyrolysis furnace and the flue gas drying furnace is regulated by the regulating valve in front of the flue gas drying furnace and the flue gas recirculation branch. The steam flow and pressure are regulated by the constant pressure valve of the fifth stage of the low pressure cylinder of the steam turbine and the regulating valve of the steam recirculation deaerator branch. In order to keep the temperature of the pyrolysis furnace at the optimum pyrolysis temperature, the lignite temperature and water content at the exit of the flue gas drying furnace are constant, and the steam pressure at the inlet of the steam dryer is constant; the invention realizes the multi-production of heat, electricity and fuel, and the system has small investment and high energy utilization efficiency.

【技术实现步骤摘要】
蒸汽预干燥与低温热解耦合系统及运行方法
本专利技术涉及褐煤预干燥、褐煤热解
，具体涉及蒸汽预干燥与低温热解耦合系统及运行方法。
技术介绍
以煤炭为主的化石燃料在我国能源结构中占有主导地位，其中我国已探明褐煤储量超过1300亿吨。褐煤是煤化程度最低的矿产煤，其高挥发分、高灰分、高水分以及低热值的特点使得直接燃烧褐煤发电存在诸多环境与效率问题；因此，褐煤的清洁高效利用是一项至关重要的技术。褐煤热解多联产是提高其利用效率的有效手段。但目前褐煤低温热解的热源或来自于直接燃烧产生的部分半焦，或直接燃烧产生的煤气等，这一过程造成了大量高品位热量的浪费，不符合能量梯级利用的原则；同时，直接抽取部分锅炉烟气进行褐煤的预干燥、低温热解面临着抽取烟气量过大而造成的诸多问题。实现蒸汽预干燥与低温热解耦合，就是要进一步利用汽轮机抽气的低品位热量与锅炉烟气再循环过程，实现能量梯级利用，同时尽量提高机组输出电功率，需要解决的问题包括：(1)尽量实现能量的梯级利用，挖掘汽轮机低品位抽气的利用价值，合理分配锅炉烟气的热量，在不影响锅炉正常运作的前提下，采用烟气进行褐煤的低温热解；(2)尽量多的采用预干燥与低温热解过程中的废热对外供热，从而提高能量利用效率。
技术实现思路
为了解决上述现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于提供蒸汽预干燥与低温热解耦合系统及运行方法，该系统中原褐煤首先吸收汽轮机抽气的低品位热量在蒸汽干燥炉机进行初步预干燥，预干燥褐煤投入烟气干燥炉进行进一步提质，参数达标后进入热解炉热解，此过程采用锅炉烟气再循环的形式对烟气干燥炉与热解炉供热，产生的半焦用于燃烧发电，焦油与煤气作为产品输出，干燥与热解过程中产生的乏汽用于供热；本专利技术实现了热、电、燃料的多联产，系统投资小、能量利用效率高。为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：蒸汽预干燥与低温热解耦合系统，包括依次相连通的锅炉2、汽轮机高压缸4、汽轮机中压缸5、汽轮机低压缸6凝汽器8、凝结水泵9、低压回热系统10、除氧器11、水泵12和中高压回热系统13，设置在锅炉2尾部烟道上的空预器3以及与汽轮机低压缸6连接的发电机系统7；还包括间壁式蒸汽干燥机101、间壁式烟气干燥炉104、低温热解炉105和分离器106依次相连通构成的褐煤提质系统，分离器106与锅炉2炉膛相连通；分离器106通过半焦调节阀118与外部环境相连通；蒸汽干燥机101与所述汽轮机低压缸6抽气管路通过恒压阀111相连通，并与除氧器11相连通；除氧器11与蒸汽干燥机101连接的管路上安装有冷凝水回流调节阀110；所述锅炉2烟道通过风机107依次与低温热解炉105和烟气干燥炉104相连通，烟气干燥炉104通过风机109管路与锅炉2尾部烟道上的空预器3前位置连通；低温热解炉105出口通过风机108直接与锅炉烟道相连通；烟气干燥炉104前、风机108所在支路上安装有干燥调节阀103和回流调节阀102；蒸汽干燥机101乏汽管道、烟气干燥炉104乏汽管道与低温热解炉105乏汽管道分别通过低温调节阀113、中温调节阀115和高温调节阀117与外部热网相连通，从而进一步提高系统的综合能量利用效率；通过低温排气阀112、中温排气阀114与高温排气阀116与外部环境连通。所述蒸汽干燥机101采用汽轮机低压缸6第五级一部分抽气做热源，蒸汽与褐煤间壁式换热，实现褐煤的初级预干燥。所述低温热解炉105采用锅炉2中一部分高温烟气做热源，烟气与褐煤间壁式换热，实现褐煤的低温热解；低温热解炉105出口烟气一部分进入烟气干燥炉104，烟气与褐煤间壁式换热，实现褐煤的进一步预干燥，出口烟气最终排入空预器3之前烟道；低温热解炉105出口剩余部分烟气直接回流至锅炉烟道。所述原褐煤经蒸汽干燥机101、烟气干燥炉104两次合理匹配地提质到指定参数，在低温热解炉105中发生热解，热解产物在分离器106中进行分离，半焦投入锅炉2并最终输出电能，煤气与焦油作为产品燃料输出；干燥与热解过程中产生的乏汽按温度高低用于热网供热，最终实现热、电、燃料的多联产技术。所述蒸汽预干燥与低温热解耦合系统的运行方法：通过调节恒压阀111与冷凝水回流调节阀110实现抽蒸汽压力的恒定与流量的匹配；通过调节干燥调节阀103与回流调节阀102实现低温热解炉105与烟气干燥炉104中烟气流量的匹配，从而保持褐煤提质参数与热解产物参数的恒定；通过调节低温调节阀113、中温调节阀115和高温调节阀117实现热网供热的匹配；通过调节低温排气阀112、中温排气阀114与高温排气阀116实现热网供热与系统运行的灵活性。和现有技术相比，本专利技术具有以下优点：(1)将部分锅炉烟气再循环用于褐煤的预干燥与低温热解，实现了能量的梯级利用，与直接燃烧褐煤相比，显著提高了能量利用效率。(2)由于增加了蒸汽预干燥系统，进一步利用了汽轮机低压抽气的低品位能源，同时大大减弱了烟气干燥炉的热负荷，使得抽烟气的量显著减少，保证了锅炉的正常运作。(3)褐煤的两级预干燥与低温热解系统，使得蒸汽预干燥与烟气预干燥负荷灵活分配，实现了褐煤热、电、燃料的联产技术，显著提高了褐煤的综合利用率。附图说明图1为本专利技术蒸汽预干燥与低温热解耦合系统图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步详细说明。如图1所示，本专利技术蒸汽预干燥与低温热解耦合系统，包括依次相连通的锅炉2、汽轮机高压缸4、汽轮机中压缸5、汽轮机低压缸6凝汽器8、凝结水泵9、低压回热系统10、除氧器11、水泵12和中高压回热系统13，设置在锅炉2尾部烟道上的空预器3以及与汽轮机低压缸6连接的发电机系统7，还包括：还包括间壁式蒸汽干燥机101、间壁式烟气干燥炉104、低温热解炉105和分离器106依次相连通构成的褐煤提质系统，分离器106与锅炉2炉膛相连通；分离器106通过半焦调节阀118与外部环境相连通；蒸汽干燥机101与所述汽轮机低压缸6抽气管路通过恒压阀111相连通，并与除氧器11相连通；除氧器11与蒸汽干燥机101连接的管路上安装有冷凝水回流调节阀110；所述锅炉2烟道通过风机107依次与低温热解炉105和烟气干燥炉104相连通，烟气干燥炉104通过风机109管路与锅炉2尾部烟道上的空预器3前位置连通；低温热解炉105出口通过风机108直接与锅炉烟道相连通；烟气干燥炉104前、风机108所在支路上安装有干燥调节阀103和回流调节阀102；蒸汽干燥机101乏汽管道、烟气干燥炉104乏汽管道与低温热解炉105乏汽管道，分别通过低温调节阀113、中温调节阀115和高温调节阀117与外部热网相连通，从而进一步提高系统的综合能量利用效率；通过低温排气阀112、中温排气阀114与高温排气阀116与外部环境连通。作为本专利技术的优选实施方式，蒸汽干燥机101采用汽轮机低压缸6第五级一部分抽气做热源，蒸汽与褐煤间壁式换热，实现褐煤的初级预干燥。作为本专利技术的优选实施方式，低温热解炉105采用锅炉2中一部分高温烟气做热源，烟气与褐煤间壁式换热，实现褐煤的低温热解；低温热解炉105出口烟气一部分进入烟气干燥炉104，烟气与褐煤间壁式换热，实现褐煤的进一步预干燥，出口烟气最终排入空预器3之前烟道；低温热解炉105出口剩余部分烟气直接回流至锅炉烟道。作为本专利技术的优选实施方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.蒸汽预干燥与低温热解耦合系统，包括依次相连通的锅炉(2)、汽轮机高压缸(4)、汽轮机中压缸(5)、汽轮机低压缸(6)、凝汽器(8)、凝结水泵(9)、低压回热系统(10)、除氧器(11)、水泵(12)和中高压回热系统(13)，设置在锅炉(2)尾部烟道上的空预器(3)以及与汽轮机低压缸(6)连接的发电机系统(7)；其特征在于：还包括蒸汽干燥机(101)、烟气干燥炉(104)、低温热解炉(105)和分离器(106)依次相连通构成的褐煤提质系统，分离器(106)与锅炉(2)炉膛相连通；分离器(106)通过半焦调节阀(118)与外部环境相连通；蒸汽干燥机(101)与所述汽轮机低压缸(6)抽气管路通过恒压阀(111)相连通，并与除氧器(11)相连通；除氧器(11)与蒸汽干燥机(101)连接的管路上安装有冷凝水回流调节阀(110)；所述锅炉(2)烟道通过风机(107)依次与低温热解炉(105)和烟气干燥炉(104)相连通，烟气干燥炉(104)通过风机(109)管路与锅炉(2)尾部烟道上的空预器(3)前位置连通；低温热解炉(105)出口通过风机(108)直接与锅炉烟道相连通；烟气干燥炉(104)前、风机(108)所在支路上安装有干燥调节阀(103)和回流调节阀(102)；蒸汽干燥机(101)乏汽管道、烟气干燥炉(104)乏汽管道与低温热解炉(105)乏汽管道分别通过低温调节阀(113)、中温调节阀(115)和高温调节阀(117)与外部热网相连通，从而进一步提高系统的综合能量利用效率；通过低温排气阀(112)、中温排气阀(114)与高温排气阀(116)与外部环境连通。...

【技术特征摘要】
1.蒸汽预干燥与低温热解耦合系统，包括依次相连通的锅炉(2)、汽轮机高压缸(4)、汽轮机中压缸(5)、汽轮机低压缸(6)、凝汽器(8)、凝结水泵(9)、低压回热系统(10)、除氧器(11)、水泵(12)和中高压回热系统(13)，设置在锅炉(2)尾部烟道上的空预器(3)以及与汽轮机低压缸(6)连接的发电机系统(7)；其特征在于：还包括蒸汽干燥机(101)、烟气干燥炉(104)、低温热解炉(105)和分离器(106)依次相连通构成的褐煤提质系统，分离器(106)与锅炉(2)炉膛相连通；分离器(106)通过半焦调节阀(118)与外部环境相连通；蒸汽干燥机(101)与所述汽轮机低压缸(6)抽气管路通过恒压阀(111)相连通，并与除氧器(11)相连通；除氧器(11)与蒸汽干燥机(101)连接的管路上安装有冷凝水回流调节阀(110)；所述锅炉(2)烟道通过风机(107)依次与低温热解炉(105)和烟气干燥炉(104)相连通，烟气干燥炉(104)通过风机(109)管路与锅炉(2)尾部烟道上的空预器(3)前位置连通；低温热解炉(105)出口通过风机(108)直接与锅炉烟道相连通；烟气干燥炉(104)前、风机(108)所在支路上安装有干燥调节阀(103)和回流调节阀(102)；蒸汽干燥机(101)乏汽管道、烟气干燥炉(104)乏汽管道与低温热解炉(105)乏汽管道分别通过低温调节阀(113)、中温调节阀(115)和高温调节阀(117)与外部热网相连通，从而进一步提高系统的综合能量利用效率；通过低温排气阀(112)、中温排气阀(114)与高温排气阀(116)与外部环境连通。2.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：严俊杰，刘荣堂，刘明，范佩佩，王宇，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61