一种集成褐煤真空预干燥的超临界CO2发电系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种集成褐煤真空预干燥的超临界CO2发电系统及方法，该系统包括超临界CO2燃煤发电系统和褐煤真空预干燥系统，超临界CO2燃煤发电系统包括锅炉、主压缩机、再压缩机、透平、低温回热器、高温回热器和预冷器，褐煤真空预干燥系统包括流量调节阀、间壁式干燥机、凝汽器和真空泵；真空泵通过抽真空在间壁式干燥机中建立真空环境，以降低褐煤中水分沸点；系统冷端余热在间壁式干燥机中加热褐煤，脱除褐煤中水分，实现褐煤预干燥目的。本发明专利技术利用冷端余热干燥褐煤，可以降低系统冷源损失；同时，减少褐煤中的水分，提高褐煤热值，可以提高锅炉效率，降低厂用电，从而大幅提高系统能量利用效率。

【技术实现步骤摘要】
一种集成褐煤真空预干燥的超临界CO2发电系统及方法
本专利技术涉及发电
，具体涉及一种集成褐煤真空预干燥的超临界CO2发电系统及方法。
技术介绍
超临界CO2动力循环具有热效率高、系统简单、灵活性高、投资小以及运行维护费用低等优点，在燃煤发电领域具有广阔的应用前景。研究表明，相比常规蒸汽朗肯循环燃煤发电机组，基于超临界CO2动力循环的燃煤发电系统具有更高的发电效率和更低的投资，有望得到大规模应用。但是，超临界CO2燃煤发电系统冷端工质放热温度较高，余热损失较大；而且，目前有关超临界CO2循环在燃煤发电领域的研究较少考虑煤种的变化，尤其缺乏针对褐煤发电系统的研究。我国褐煤储量丰富，已探明储量达1300亿吨，占全国煤炭储量的12％，并且价格低廉，正成为我国火力发电的主要燃料。但是，由于褐煤水分含量较高，导致热值较低，直燃褐煤发电系统能量利用效率低，设备成本高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种集成褐煤真空预干燥的超临界CO2发电系统及方法，该系统通过在超临界CO2燃煤发电系统冷端耦合褐煤真空预干燥系统，一方面通过抽真空降低褐煤水分沸点，另一方面利用冷端余热干燥褐煤，脱除褐煤中的水分，从而实现回收系统冷端余热、提高褐煤热值、提高系统能量利用效率的目的。为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种集成褐煤真空预干燥的超临界CO2发电系统，包括超临界CO2燃煤发电系统和褐煤真空预干燥系统；其中，所述超临界CO2燃煤发电系统包括主压缩机1、低温回热器2、高温回热器3、锅炉4、透平5、预冷器6和再压缩机7，其中主压缩机1出口、低温回热器2冷侧进出口、高温回热器3冷侧进出口、锅炉4进出口、透平5进出口、高温回热器3热侧进出口、低温回热器2热侧进出口、预冷器6进出口和主压缩机1入口依次相连通；再压缩机7进出口分别与低温回热器2热侧出口和低温回热器2冷侧出口相连通；所述褐煤真空预干燥系统包括流量调节阀8、间壁式干燥机9、凝汽器10和真空泵11，其中低温回热器2热侧出口、流量调节阀8进出口、间壁式干燥机9热侧进出口和预冷器6进口依次相连通，间壁式干燥机9出口干燥煤送入锅炉4，间壁式干燥机9排气出口与凝汽器10进口连通，凝汽器10出口与真空泵11入口连通；所述间壁式干燥机9热源为超临界CO2燃煤发电系统冷端超临界CO2携带的余热。所述流量调节阀8调节间壁式干燥机9的超临界CO2工质流量，从而调节输入间壁式干燥机9的热量。所述间壁式干燥机9、凝汽器10和真空泵11依次相连通构成真空系统，真空泵11通过抽真空在真空系统中建立真空环境，从而将褐煤中水分的沸点降低到50-70℃。所述间壁式干燥机9入口超临界CO2温度为80-100℃，用于干燥褐煤。所述的一种集成褐煤真空预干燥的超临界CO2发电系统的工作方法，超临界CO2工质经主压缩机1升压，然后依次在低温回热器2、高温回热器3和锅炉4中吸热后进入透平5做功，透平5排气依次在高温回热器3和低温回热器2中放热后，分流成三部分：第一部分被预冷器6冷却后，进入主压缩机1，完成闭式发电循环；第二部分经再压缩机7升压后汇入低温回热器2冷侧出口；第三部分经流量调节阀8进入间壁式干燥机9加热褐煤，然后进入预冷器6被冷却。褐煤在间壁式干燥机9中被加热，蒸发出的水蒸气排气进入凝汽器10凝结成液态水，脱水后的干燥煤被送入锅炉4中燃烧，真空泵11通过抽真空在相连通的凝汽器10和间壁式干燥机9中建立真空环境。和现有技术相比，本专利技术具有以下优点：1本专利技术完全利用超临界CO2燃煤发电系统冷端废热干燥褐煤，可以回收部分冷端余热，降低系统冷源损失。2本专利技术通过干燥褐煤降低燃料水分、提高燃料热值，可以降低锅炉排烟温度，提高锅炉效率；同时，在同等发电功率下，可以降低燃料消耗量、风量和烟气量，进而降低磨煤机、送风机和引风机电耗，提高系统能量利用效率。附图说明图1为本专利技术一种集成褐煤真空预干燥的超临界CO2发电系统示意图。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，本专利技术一种集成褐煤真空预干燥的超临界CO2发电系统，其特征在于：包括超临界CO2燃煤发电系统和褐煤真空预干燥系统；所述超临界CO2燃煤发电系统包括主压缩机1、低温回热器2、高温回热器3、锅炉4、透平5、预冷器6和再压缩机7，其中主压缩机1出口、低温回热器2冷侧进出口、高温回热器3冷侧进出口、锅炉4进出口、透平5进出口、高温回热器3热侧进出口、低温回热器2热侧进出口、预冷器6进出口和主压缩机1入口依次相连通；再压缩机7进出口分别与低温回热器2热侧出口和低温回热器2冷侧出口相连通；所述褐煤真空预干燥系统包括流量调节阀8、间壁式干燥机9、凝汽器10和真空泵11，其中低温回热器2热侧出口、流量调节阀8进出口、间壁式干燥机9热侧进出口和预冷器6进口依次相连通，间壁式干燥机9出口干燥煤送入锅炉4，间壁式干燥机9排气出口与凝汽器10进口连通，凝汽器10出口与真空泵11入口连通。作为本专利技术的优选实施方式，所述间壁式干燥机9热源为超临界CO2燃煤发电系统冷端超临界CO2携带的余热。作为本专利技术的优选实施方式，所述流量调节阀8调节间壁式干燥机9的超临界CO2工质流量，从而调节输入间壁式干燥机9的热量。作为本专利技术的优选实施方式，所述间壁式干燥机9、凝汽器10和真空泵11依次相连通构成真空系统，真空泵11通过抽真空在真空系统中建立真空环境，从而将褐煤中水分的沸点降低到65℃左右。作为本专利技术的优选实施方式，所述间壁式干燥机9入口超临界CO2温度为85℃左右，用于干燥褐煤。如图1所示，本专利技术一种集成褐煤真空预干燥的超临界CO2发电系统的工作方法，超临界CO2工质经主压缩机1升压，然后依次在低温回热器2、高温回热器3和锅炉4中吸热后进入透平5做功，透平5排气依次在高温回热器3和低温回热器2中放热后，分流成三部分：第一部分被预冷器6冷却后，进入主压缩机1，完成闭式发电循环；第二部分经再压缩机7升压后汇入低温回热器2冷侧出口；第三部分经流量调节阀8进入间壁式干燥机9加热褐煤，然后进入预冷器6被冷却。褐煤在间壁式干燥机9中被加热，蒸发出的水蒸气排气进入凝汽器10凝结成液态水，脱水后的干燥煤被送入锅炉4中燃烧，真空泵11通过抽真空在相连通的凝汽器10和间壁式干燥机9中建立真空环境。以上所述的具体实施方式，对本专利技术的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本专利技术的具体实施方式而已，并不用于限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集成褐煤真空预干燥的超临界CO2发电系统，其特征在于：包括超临界CO2燃煤发电系统和褐煤真空预干燥系统；其中，/n所述超临界CO2燃煤发电系统包括主压缩机(1)、低温回热器(2)、高温回热器(3)、锅炉(4)、透平(5)、预冷器(6)和再压缩机(7)，其中主压缩机(1)出口、低温回热器(2)冷侧进出口、高温回热器(3)冷侧进出口、锅炉(4)进出口、透平(5)进出口、高温回热器(3)热侧进出口、低温回热器(2)热侧进出口、预冷器(6)进出口和主压缩机(1)入口依次相连通；再压缩机(7)进出口分别与低温回热器(2)热侧出口和低温回热器(2)冷侧出口相连通；/n所述褐煤真空预干燥系统包括流量调节阀(8)、间壁式干燥机(9)、凝汽器(10)和真空泵(11)，其中低温回热器(2)热侧出口、流量调节阀(8)进出口、间壁式干燥机(9)热侧进出口和预冷器(6)进口依次相连通，间壁式干燥机(9)干燥煤出口连通锅炉(4)，将干燥煤送入锅炉(4)，间壁式干燥机(9)排气出口与凝汽器(10)进口连通，凝汽器(10)出口与真空泵(11)入口连通。/n

【技术特征摘要】
1.一种集成褐煤真空预干燥的超临界CO2发电系统，其特征在于：包括超临界CO2燃煤发电系统和褐煤真空预干燥系统；其中，
所述超临界CO2燃煤发电系统包括主压缩机(1)、低温回热器(2)、高温回热器(3)、锅炉(4)、透平(5)、预冷器(6)和再压缩机(7)，其中主压缩机(1)出口、低温回热器(2)冷侧进出口、高温回热器(3)冷侧进出口、锅炉(4)进出口、透平(5)进出口、高温回热器(3)热侧进出口、低温回热器(2)热侧进出口、预冷器(6)进出口和主压缩机(1)入口依次相连通；再压缩机(7)进出口分别与低温回热器(2)热侧出口和低温回热器(2)冷侧出口相连通；
所述褐煤真空预干燥系统包括流量调节阀(8)、间壁式干燥机(9)、凝汽器(10)和真空泵(11)，其中低温回热器(2)热侧出口、流量调节阀(8)进出口、间壁式干燥机(9)热侧进出口和预冷器(6)进口依次相连通，间壁式干燥机(9)干燥煤出口连通锅炉(4)，将干燥煤送入锅炉(4)，间壁式干燥机(9)排气出口与凝汽器(10)进口连通，凝汽器(10)出口与真空泵(11)入口连通。


2.根据权利要求1所述的一种集成褐煤真空预干燥的超临界CO2发电系统，其特征在于：所述间壁式干燥机(9)热源为超临界CO2燃煤发电系统冷端超临界CO2携带的余热。


3.根据权利要求1所述的一种集成褐煤真空预干燥的超临界CO2发电系统，其特征在于：所述流量调节阀(8)调节间壁式干燥...

【专利技术属性】
技术研发人员：张旭伟，白文刚，李红智，顾正萌，杨玉，乔永强，吴帅帅，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61