一种集成太阳能的原煤预干燥和制冷联合系统技术方案

本实用新型专利技术公开了属于电站节能领域的一种集成太阳能的原煤预干燥和制冷联合系统。该系统提出的背景是针对太阳能资源丰富的新疆地区的燃用低阶煤的电厂，所述系统包括四个子系统：蒸汽循环发电系统、太阳能集热系统、原煤预干燥系统和吸收式制冷系统。该系统通过平板式太阳能集热器集热，产生热水，一路作为流化床干燥机的热源并加热空气作为流化介质，去干燥原煤用于锅炉燃烧，锅炉㶲损失减少，锅炉效率提高，系统出功增加，机组发电量有所增加；另一路作为吸收式制冷系统的驱动热源产生冷量，用于用冷空间。此外，该系统的太阳能的光电转换效率可达21.2%。

A combined system of pre-drying and refrigeration of raw coal integrated with solar energy

【技术实现步骤摘要】
一种集成太阳能的原煤预干燥和制冷联合系统
本技术属于电站节能设备领域，特别涉及一种集成太阳能的原煤预干燥和制冷联合系统。
技术介绍
近几年，随着能源供需矛盾的恶化以及环保要求的日益提高，如何高效清洁的利用能源成为研究的热点。我国能源分布特点决定了煤炭在一次性能源生产和消费中的主导地位近中期不会改变，数据显示：截至2016年底，全国发电装机容量164575万千瓦，其中火电装机容量达105388万千瓦，约占全国电力总装机容量的64%。可见，我国能源结构主要以煤炭为主，煤炭仍然是我国比较现实的和不可替代的能源。然而，随着我国中东部地区对优质动力煤的大量开采和使用，其储量日益减少，开采成本和难度逐渐增大，越来越多的电厂开始燃用或者掺烧价格较低的次烟煤、褐煤等水分较高的煤，很多电厂的原煤含水量普遍在10～15%，部分可达20%以上。高水分会导致制粉系统出粉量不足、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。我国新疆地区已探明低阶煤储量3900亿吨，约占全国煤炭探明储量的38％，而新疆地区太阳能资源丰富，其年辐射总量为5430~6670MJ/m2，年日照时长为2550~3500h。近年来，太阳能热利用技术越来越受到人们的重视。平板式太阳能集热器可提供90~100℃的热水，与原煤预干燥所需温度匹配。同时，新疆地区夏天温度高，人们对室内舒适性的要求越来越高，制冷空调设备的普及给电力和环境带来了很大的压力，利用清洁可再生的太阳能资源驱动制冷，对节能和环保具有重要意义。有鉴于此，本专利技术提出一种集成太阳能的原煤预干燥和制冷联合系统，采用平板式太阳能集热器，提供90℃左右的热水，同时作为原煤预干燥和吸收式制冷的热源，有效的降低了低阶煤中的水分，提高了燃用低阶煤机组的效率，又产生了冷量，供于新疆炎热地区的空调制冷。
技术实现思路
本技术的目的是针对新疆地区夏季丰富的太阳能资源和炎热的气候条件，提出一种集成太阳能的原煤预干燥和制冷联合系统。该系统包括四个子系统：蒸汽循环发电系统1、太阳能集热系统2、原煤预干燥系统3和吸收式制冷系统4；在蒸汽循环发电系统1中，锅炉6的蒸汽出口与汽轮机5蒸汽入口相连，带动发电机9发出电能，汽轮机5的乏汽出口在凝汽器8中凝结后通过回热加热单元7加热后与锅炉6的给水入口相连，凝汽器8出口的热循环水分两路，一路与吸收式制冷系统4的吸收器15相连，另一路与冷却塔10的入口相连，凝汽器8的冷循环水入口与冷却塔10的出口相连；在太阳能集热系统2中，循环水泵23的入口与原煤预干燥系统3的水—空气热交换器22的热水出口、吸收式制冷系统4中发生器11的驱动热源热水出口以及原煤预干燥系统3中流化床干燥机20的热水出口相连，太阳能集热场24的内循环水出口与原煤预干燥系统3的流化床干燥机20、水—空气热交换器22和吸收式制冷系统4的发生器11相连；在原煤预干燥系统3中，原煤经给煤机17和称重皮带18称重后进入流化床干燥机20被干燥，流化床干燥机20内置式换热器的入口和流化介质入口分别与太阳能集热系统2的太阳能集热场24的内循环水出口和水—空气热交换器22的空气出口相连，流化床干燥机20出口的干燥尾气与除尘器19相连，其出口的气体进入尾气处理装置，出口的固体颗粒与干燥后的原煤混合后进入磨煤机21研磨，随后进入锅炉6燃烧；在吸收式制冷系统4中，发生器11的蒸汽出口与冷凝器12的蒸汽入口相连，放热后的蒸汽变为凝结液通过节流阀13流入蒸发器14，蒸发器14的蒸汽出口与吸收器15的入口相连，吸收器15中生成的稀溶液通过溶液热交换器16回到发生器11，发生器11的浓溶液出口通过溶液热交换器16与吸收器15相连，吸收器15的冷却水入口与蒸汽循环发电系统1的凝汽器8的热循环水相连，吸收器15的冷却水出口与冷凝器12的冷却水入口相连，冷凝器12的冷却水出口与蒸汽循环发电系统1的冷却塔10的入口相连，蒸发器14的冷媒水出口与入口分别与用冷空间的入口与出口相连，发生器11的驱动热源出口与太阳能集热系统2的内循环水入口相连。所述的蒸汽循环发电系统1的凝汽器8的热循环水出口，与吸收式制冷系统4中吸收器15的冷却水入口相连，吸收器15的冷却水出口与冷凝器12的冷却水入口相连，冷凝器12的冷却水出口与冷却塔10的入口相连。所述的太阳能集热系统2的太阳能集热场24采用平板式太阳能集热器加热内循环水，其出口分为三股，一股与原煤预干燥系统3的流化床干燥机20相连，一股与水—空气热交换器22相连，还有一股与吸收式制冷系统4的发生器11相连，该吸收式制冷系统4采用单效溴化锂吸收式制冷机。所述的原煤预干燥系统3的磨煤机21出口与蒸汽循环发电系统1的锅炉6相连，原煤经过太阳能预干燥后再送入炉膛燃烧。本技术的有益效果为：（1）采用平板式太阳能集热器加热内循环水，吸热后的内循环水分为两路：一路作为流化床干燥机的热源并加热空气作为流化介质，去干燥磨煤机出口的煤粉，原煤经过预干燥后进入锅炉燃烧，锅炉㶲损失减少，锅炉效率增加，机组效率提高，汽轮机出功增加，系统发电量增加；另一路去驱动单效溴化锂吸收式制冷机制冷，并且以电厂循环冷却水作为该吸收式制冷系统的冷源，减少了水资源的浪费，对于新疆高温缺水地区来说，有重要的现实意义。（2）该系统采用价格相对便宜的平板式太阳能集热器，而不是价格昂贵的槽式或塔式太阳能集热器，在节约了成本的同时创造了发电效益，系统的太阳能光电转换效率可达21.2%。附图说明图1为一种集成太阳能的原煤预干燥和制冷联合系统。图中：1-蒸汽循环发电系统；2-太阳能集热系统；3-原煤预干燥系统；4-吸收式制冷系统；5-汽轮机；6-锅炉；7-回热加热单元；8-凝汽器；9-发电机；10-冷却塔；11-发生器；12-冷凝器；13-节流阀；14-蒸发器；15-吸收器；16-溶液热交换器；17-给煤机；18-称重皮带；19-除尘器；20-流化床干燥机；21-磨煤机；22-水—空气热交换器；23-循环水泵；24-太阳能集热场。具体实施方式本技术提供了一种集成太阳能的原煤预干燥和制冷联合系统，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所示为一种集成太阳能的原煤预干燥和制冷联合系统的示意图。该系统主要在燃用褐煤、次烟煤的发电机组中，该系统包括四个子系统：蒸汽循环发电系统1、太阳能集热系统2、原煤预干燥系统3和吸收式制冷系统4；在蒸汽循环发电系统1中，锅炉6的蒸汽出口与汽轮机5蒸汽入口相连，带动发电机9发出电能，汽轮机5的乏汽出口在凝汽器8中凝结后通过回热加热单元7加热后与锅炉6的给水入口相连，凝汽器8出口的热循环水分两路，一路与吸收式制冷系统4的吸收器15相连，另一路与冷却塔10的入口相连，凝汽器8的冷循环水入口与冷却塔10的出口相连；在太阳能集热系统2中，循环水泵23的入口与原煤预干燥系统3的水—空气热交换器22的热水出口、吸收式制冷系统4中发生器11的驱动热源热水出口以及原煤预干燥系统3中流化床干燥机20的热水出口相连，太阳能集热场24的内循环水出口与原煤预干燥系统3的流化床干燥机20、水—空气热交换器22和吸收式制冷系统4的发生器11相连；在原煤预干本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集成太阳能的原煤预干燥和制冷联合系统，其特征在于，所述原煤预干燥和制冷联合系统包括四个子系统：蒸汽循环发电系统(1)、太阳能集热系统(2)、原煤预干燥系统(3)和吸收式制冷系统(4)；在蒸汽循环发电系统(1)中，锅炉(6)的蒸汽出口与汽轮机(5)蒸汽入口相连，带动发电机(9)发出电能，汽轮机(5)的乏汽出口在凝汽器(8)中凝结后通过回热加热单元(7)加热后与锅炉(6)的给水入口相连，凝汽器(8)出口的热循环水分两路，一路与吸收式制冷系统(4)的吸收器(15)相连，另一路与冷却塔(10)的入口相连，凝汽器(8)的冷循环水入口与冷却塔(10)的出口相连；在太阳能集热系统(2)中，循环水泵(23)的入口与原煤预干燥系统(3)的水—空气热交换器(22)的热水出口、吸收式制冷系统(4)中发生器(11)的驱动热源热水出口以及原煤预干燥系统(3)中流化床干燥机(20)的热水出口相连，太阳能集热场(24)的内循环水出口与原煤预干燥系统(3)的流化床干燥机(20)、水—空气热交换器(22)和吸收式制冷系统(4)的发生器(11)相连；在原煤预干燥系统(3)中，原煤经给煤机(17)和称重皮带(18)称重后进入流化床干燥机(20)被干燥，流化床干燥机(20)内置式换热器的入口和流化介质入口分别与太阳能集热系统(2)的太阳能集热场(24)的内循环水出口和水—空气热交换器(22)的空气出口相连，流化床干燥机(20)出口的干燥尾气与除尘器(19)相连，其出口的气体进入尾气处理装置，出口的固体颗粒与干燥后的原煤混合后进入磨煤机(21)研磨，随后进入锅炉(6)燃烧；在吸收式制冷系统(4)中，发生器(11)的蒸汽出口与冷凝器(12)的蒸汽入口相连，放热后的蒸汽变为凝结液通过节流阀(13)流入蒸发器(14)，蒸发器(14)的蒸汽出口与吸收器(15)的入口相连，吸收器(15)中生成的稀溶液通过溶液热交换器(16)回到发生器(11)，发生器(11)的浓溶液出口通过溶液热交换器(16)与吸收器(15)相连，吸收器(15)的冷却水入口与蒸汽循环发电系统(1)的凝汽器(8)的热循环水相连，吸收器(15)的冷却水出口与冷凝器(12)的冷却水入口相连，冷凝器(12)的冷却水出口与蒸汽循环发电系统(1)的冷却塔(10)的入口相连，蒸发器(14)的冷媒水出口与入口分别与用冷空间的入口与出口相连，发生器(11)的驱动热源出口与太阳能集热系统(2)的内循环水入口相连。...

【技术特征摘要】
1.一种集成太阳能的原煤预干燥和制冷联合系统，其特征在于，所述原煤预干燥和制冷联合系统包括四个子系统：蒸汽循环发电系统(1)、太阳能集热系统(2)、原煤预干燥系统(3)和吸收式制冷系统(4)；在蒸汽循环发电系统(1)中，锅炉(6)的蒸汽出口与汽轮机(5)蒸汽入口相连，带动发电机(9)发出电能，汽轮机(5)的乏汽出口在凝汽器(8)中凝结后通过回热加热单元(7)加热后与锅炉(6)的给水入口相连，凝汽器(8)出口的热循环水分两路，一路与吸收式制冷系统(4)的吸收器(15)相连，另一路与冷却塔(10)的入口相连，凝汽器(8)的冷循环水入口与冷却塔(10)的出口相连；在太阳能集热系统(2)中，循环水泵(23)的入口与原煤预干燥系统(3)的水—空气热交换器(22)的热水出口、吸收式制冷系统(4)中发生器(11)的驱动热源热水出口以及原煤预干燥系统(3)中流化床干燥机(20)的热水出口相连，太阳能集热场(24)的内循环水出口与原煤预干燥系统(3)的流化床干燥机(20)、水—空气热交换器(22)和吸收式制冷系统(4)的发生器(11)相连；在原煤预干燥系统(3)中，原煤经给煤机(17)和称重皮带(18)称重后进入流化床干燥机(20)被干燥，流化床干燥机(20)内置式换热器的入口和流化介质入口分别与太阳能集热系统(2)的太阳能集热场(24)的内循环水出口和水—空气热交换器(22)的空气出口相连，流化床干燥机(20)出口的干燥尾气与除尘器(19)相连，其出口的气体进入尾气处理装置，出口的固体颗粒与干燥后的原煤混合后进入磨煤机(21)研磨，随后进入锅炉(6)燃烧；在吸收式制冷系统(4)中，发生器(11)的蒸汽出口与冷凝器(12)的蒸汽入...

【专利技术属性】
技术研发人员：许诚，李潇洒，辛团团，刘鑫，徐钢，刘文毅，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：新型
国别省市：北京,11