机炉耦合的褐煤干燥节能系统技术方案

本实用新型专利技术属于电站节能设备领域，特别涉及一种机炉耦合的褐煤干燥节能系统。该系统由褐煤干燥子系统、空气预热子系统、汽轮机侧回热系统及余热利用系统组成；褐煤干燥子系统分别与汽轮机侧回热系统和空气预热子系统连接，余热利用系统中低温省煤器布置在空气预热子系统的主空气预热器之后，和汽轮机侧回热系统连接。褐煤干燥系统热源来自汽轮机低压缸抽汽，干燥后的褐煤直接用于发电。褐煤干燥产生的尾汽进入前置空气预热系统，预热低温空气，被加热的空气进入主空气预热器，完成空气的全程加热。该系统增加了褐煤的能量密度，回收了干燥尾气中的大量潜热，同时回收了烟气热量，褐煤机组煤耗能够大幅降低，提高机组效率。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
机炉耦合的褐煤干燥节能系统
本技术属于电站节能设备领域，特别涉及一种机炉耦合的褐煤干燥节能系统。
技术介绍
中国的能源消耗结构一直以煤炭为主，在相当长的时期内，煤炭在我国一次能源中仍占主导地位。由于世界范围内烟煤和无烟煤的过度开发利用，褐煤资源开发利用越累越受到各国重视。我国已探明的褐煤资源达1300多亿吨，占全国煤炭储量的13%。褐煤是变质程度最低的煤，挥发分一般在40%?50%，全水分可达35%?50%，空气干燥基水分为10%?20%，低位发热量一般只有7?15MJ/kg，煤化程度介于泥炭和烟煤之间。近年来我国电煤供应紧张，而褐煤价格较低，且含硫量较低，越来越多的电厂开始燃用褐煤发电。由于褐煤本身水分较高，直接参与燃烧，一方面在着火过程中需要大量的能量，加之褐煤挥发分高，容易爆炸；同时褐煤燃烧生成的烟气量偏大，排烟温度偏高，使得锅炉排烟热损失严重，电厂热效率低，温室气体排放量也较大；另外，高水分褐煤热值较低，使得锅炉本体体积庞大，锅炉辅机容量也偏大，大大增加了电站投资和厂用电率。目前，针对上述问题，火力发电厂燃烧褐煤之前，要对褐煤进行干燥，对褐煤进行干燥，使得褐煤的含水量降低到一定程度后，再将褐煤输送到锅炉中进行燃烧而发电。但是，褐煤干燥过程中的水分蒸发是一个大量消耗热能的过程，传统褐煤干燥系统，蒸发的水分中含有大量空气，水分潜热不可能得到利用。单独设置干燥系统导致发电工艺的繁杂和操作、管理不便。
技术实现思路
本技术主要针对目前燃烧褐煤的火力发电厂中褐煤干燥系统通常独立于发电系统，发电工艺的繁杂和操作、管理不便；蒸汽潜热不能有效利用，排烟温度高等特点，低品位热源，未能有效的充分利用，导致资源浪费的情况，提供了一种机炉耦合的褐煤干燥节能系统。本技术采用的技术方案为:该系统由褐煤干燥子系统、空气预热子系统、汽轮机侧回热系统及余热利用子系统组成，锅炉烟道内设置低温省煤器:所述褐煤干燥子系统由给煤机、干燥器和分离器组成，给煤机与干燥器连接，干燥器的气体出口与分尚器连接，干燥器和分尚器的固体出口与磨煤机连接；所述空气预热子系统由依次连接的前置式空气预热器和主空气预热器组成；主空气预热器设置在低温省煤器之前；所述汽轮机侧回热系统包括依次串联的5号回热加热器、6号回热加热器、7号回热加热器、8号回热加热器，四个回热加热器分别与汽轮机中压缸、汽轮机低压缸连接；所述褐煤干燥子系统中，干燥器的进汽口与5号回热加热器连接，饱和水出口与5号回热加热器的疏水管道连接，分离器的排汽口与前置式空气预热器连接。所述余热利用子系统中，低温省煤器的入口和出口分别与7号回热加热器凝结水的入口、6号回热加热器的凝结水出口连接，低温省煤器后依次设置除尘器和引风机。本技术的有益效果为:(I)通过余热利用，布置低温省煤器，回收排烟余热，替代部分汽轮机抽汽，回收了部分汽轮机做功；由于主空气预热器入口空气温度提高，导致排烟烟气温度增加，从而提高低温省煤器的烟气利用范围，这种机炉耦合的褐煤干燥系统与单纯的余热利用系统相比可替代更高级回热抽汽，进一步提高节能效果。(2)干燥系统与原制粉系统连接，利用部分5号抽汽在干燥机中凝结放热干燥褐煤，原煤水分可减少，煤的能量密度提高，实现系统褐煤干燥，不仅有利于煤的稳定燃烧，也减少了锅炉的排烟损失，提高锅炉效率；(3)褐煤干燥后燃煤水分减少，煤的能量密度提高，低位发热量达到烟煤水平，产生烟气量减小，锅炉炉膛体积减小，辅机出力得以保证，电站初投资减少；(4)褐煤干燥后燃煤水分减少，烟气中水蒸气含量降低，可极大降低尾部烟道的低温腐蚀问题，从而可进一步降低锅炉排烟温度，即低温省煤器的出口烟温，提高锅炉效率。(5)通过利用煤中蒸发的大量水蒸气经分离后在前置空预器中预热空气中释放潜热，凝结放热后通入废水回收系统，回收了大量的水蒸气潜热和水分，即间接回收了部分干燥褐煤消耗的抽汽热量，减少电站的能耗和水耗。【附图说明】图1为本专利技术所述结构的示意图。图中标号:1-给煤机；2_干燥器；3_分离器；4_前置式空气预热器；5_引风机；6_除尘器；7-低温省煤器；8_主空气预热器；9-5号回热加热器；10-6号回热加热器；11_7号回热加热器；12-8号回热加热器；13-凝汽器；14-发电机装置；15-汽轮机中压缸；16-汽轮机低压缸；a-褐煤干燥子系统；b-空气预热子系统。【具体实施方式】本技术提供了一种机炉耦合的褐煤干燥节能系统，下面结合附图和【具体实施方式】对其做进一步说明。图1所示为机炉耦合的褐煤干燥节能系统结构的示意图。该系统主要由褐煤干燥子系统a、空气预热子系统b、汽轮机侧回热系统及余热利用子系统组成。褐煤干燥子系统a由给煤机1、干燥器2和分离器3组成，给煤机I与干燥器2连接，干燥器2的气体出口与分尚器3连接,干燥器2和分尚器3的固体出口与磨煤机连接。空气预热子系统b由依次连接的前置式空气预热器4和主空气预热器8组成；主空气预热器8设置在低温省煤器7之前。汽轮机侧回热系统包括依次串联的5号回热加热器9、6号回热加热器10、7号回热加热器11、8号回热加热器12，四个回热加热器分别与汽轮机中压缸16、汽轮机低压缸15连接，汽轮机低压缸15还与凝汽器13、发电机14连接。褐煤干燥子系统a中，干燥器2的进汽口与5号回热加热器9连接，饱和水出口与5号回热加热器9的疏水管道连接，分离器3的排汽口与前置式空气预热器4连接；低温省煤器7的入口和出口分别与7号回热加热器11的凝结水入口、6号回热加热器10的凝结水出口连接，低温省煤器7与主空气预热器8串联布置在锅炉尾部烟道中。空气预热子系统b中，空气顺序经过前置空气预热器4和主空气预热器8加热后进入炉膛助燃，前置空气预热器4中蒸汽凝结放热后，不凝结气体排入大气，凝结气体送往废水回收处理系统。主空气预热器8在锅炉尾部烟道并与低温省煤器7串联布置。低温省煤器7加热凝结水，凝结水加热后汇入6号回热加热器10的凝结水出口。本系统工作原理如下:空气在前置式空气预热器4中被加热至60°C -80°C，进入主空气预热器8中被烟气继续加热，完成整个加热过程，同时，主空气预热器出口烟气温度提高。在主空气预热器8之后布置低温省煤器7，低温省煤器7温度在180°C _130°C范围内，用来加热汽轮机回热抽汽系统中的6号回热加热器10和7号回热加热器11中的凝结水，替代部分回热抽汽，力口热后的凝结水进入6号回热加热器10凝结水出口侧，从而降低锅炉排烟温度，最后烟气经除尘器6除尘后，送往脱硫装置。高水分褐煤经粉碎后由给煤机I直接送入干燥器2，通过汽轮机抽汽加热，煤中水分大部分蒸发，干燥加热后的褐煤从干燥机2下部排出送往磨煤机研磨。干燥器2蒸发的水蒸气和少量煤粉和空气混合物进入分离器3进行进一步分离，分离下来的煤粉排入磨煤机，净化后的水蒸气进入前置式空气预热器4凝结放热，形成过冷水后排入电厂废水处理系统，不凝结气体排入大气。汽轮机中压缸15部分5号抽汽通过管道输送至干燥器2，低压过热蒸汽在干燥器2中间接凝结换热，释放显热和凝结潜热给干燥器2内高水分褐煤后凝结成同等压力下的饱和水，饱和水输送至5号低压加热器9疏水系统，完成抽汽循环。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机炉耦合的褐煤干燥节能系统，由褐煤干燥子系统（a）、空气预热子系统（b）、汽轮机侧回热系统及余热利用子系统组成，锅炉烟道内设置低温省煤器（7），其特征在于，所述褐煤干燥子系统（a）由给煤机（1）、干燥器（2）和分离器（3）组成，给煤机（1）与干燥器（2）连接，干燥器（2）的气体出口与分离器（3）连接，干燥器（2）和分离器（3）的固体出口与磨煤机连接；所述空气预热子系统（b）由依次连接的前置式空气预热器（4）和主空气预热器（8）组成；主空气预热器（8）设置在低温省煤器（7）之前；所述汽轮机侧回热系统包括依次串联的5号回热加热器（9）、6号回热加热器（10）、7号回热加热器（11）、8号回热加热器（12），四个回热加热器分别与汽轮机中压缸（16）、汽轮机低压缸（15）连接；所述褐煤干燥子系统（a）中，干燥器（2）的进汽口与5号回热加热器（9）连接，饱和水出口与5号回热加热器（9）的疏水管道连接，分离器（3）的排汽口与前置式空气预热器（4）连接。

【技术特征摘要】
1.一种机炉耦合的褐煤干燥节能系统，由褐煤干燥子系统(a)、空气预热子系统(b)、汽轮机侧回热系统及余热利用子系统组成，锅炉烟道内设置低温省煤器(7 )，其特征在于， 所述褐煤干燥子系统(a)由给煤机(I)、干燥器(2)和分离器(3)组成，给煤机(I)与干燥器(2)连接，干燥器(2)的气体出口与分离器(3)连接，干燥器(2)和分离器(3)的固体出口与磨煤机连接； 所述空气预热子系统(b)由依次连接的前置式空气预热器(4)和主空气预热器(8)组成；主空气预热器(8)设置在低温省煤器(7)之前； 所述汽轮机侧回热系统包括依次串联的5号回热加热器(9)、6号回...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐钢，李君，杨勇平，方亚雄，许诚，杨志平，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：实用新型
国别省市：