一種集成原煤干燥的太陽能輔助空冷機組互補發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了屬于電站節(jié)能領(lǐng)域的一種集成原煤干燥的太陽能輔助空冷機組互補發(fā)電系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由鍋爐、汽輪機、空冷島、回?zé)嵯到y(tǒng)、油?水換熱器、水?水換熱器、太陽能集熱場和流化床干燥機等部分組成。在燃用中高水分煤的空冷機組中，將太陽能集熱場產(chǎn)生的熱量引入回?zé)嵯到y(tǒng)及干燥系統(tǒng)，以“能量對口，梯級利用”為原則對這部分熱量進行合理利用，在降低回?zé)嵯到y(tǒng)高品位抽汽的同時還可充分利用空冷島的部分廢熱。最終，入爐煤的水分含量顯著降低，從而使得鍋爐燃燒效率提高，排煙溫度降低，進而可增加機組出功，提高機組效率；此外，原煤干燥后能量密度提高，鍋爐爐膛體積減小，輔機出力得以保證，電站設(shè)備投資減少，經(jīng)濟性得到提高。
【專利說明】
一種集成原煤干燥的太陽能輔助空冷機組互補發(fā)電系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型屬于電站節(jié)能設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種集成原煤干燥的太陽能輔助空冷機組互補發(fā)電系統(tǒng)?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]我國的電力結(jié)構(gòu)以燃煤機組為主，截止到2015年末，全國發(fā)電總裝機容量達 150828萬千瓦，其中火電裝機容量99021萬千瓦，占65.65%，同時據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯不，火電行業(yè)大氣污染物排放量占全國大氣污染物總排放量的90%以上。因此，以化石燃料為主體的能源結(jié)構(gòu)所帶來的資源短缺與環(huán)境污染問題日趨嚴(yán)重，且短期內(nèi)難以改變，故燃煤電站的節(jié)能減排具有重要戰(zhàn)略意義。
[0003]眾所周知，我國主要動力用煤的為煙煤、貧煤，其水分含量一般在3%-15%，如:煙煤 (3?18%);貧煤(4?8%);而褐煤中的全水分更是可達20%?50%。水分含量中，外水分為主約為 70%?80%;另外，由于氣候環(huán)境等影響因素，如:南方靠近水系的電廠環(huán)境濕度偏大或經(jīng)過煤的洗選過程，煤中含水量一般更高。近年來，隨著中東部高等級的煙煤消耗速度加快，越來越多的電廠燃用或者摻燒來自于內(nèi)蒙、新疆以及東南亞進口的次煙煤、褐煤等，很多電廠的原煤含水量普遍在10?15%，部分可達20%以上。高水分不僅帶來磨煤機出力不足、鍋爐煙氣量偏大等運行問題;還導(dǎo)致鍋爐效率偏低、排煙熱損失過大等問題，最終嚴(yán)重影響了機組效率。因此，對燃用高水分煤種的電廠增設(shè)原煤干燥設(shè)備對機組效率的進一步提高意義重大。
[0004]常見的原煤干燥的方式有煙氣干燥和過熱蒸汽干燥，但分別需要消耗大量的高溫?zé)煔夂透咂肺怀槠?，由此會削弱由干燥帶來的?jié)能效果。因此，可考慮引入其它熱源以降低干燥帶來能耗代價。太陽能作為可再生能源技術(shù)的首要發(fā)展方向之一，已受到越來越多的重視，但現(xiàn)有太陽能熱發(fā)電的高成本阻礙了其自身發(fā)展。將太陽能產(chǎn)生的熱量引入常規(guī)燃煤電廠，對其進行合理利用，一方面可利用燃煤電站調(diào)整范圍大、透平系統(tǒng)效率高的優(yōu)勢， 節(jié)省單純太陽能熱發(fā)電所需的大型蓄熱和透平系統(tǒng)，大幅度降低太陽能熱發(fā)電成本，實現(xiàn)太陽能熱發(fā)電規(guī)?；⒌统杀镜拈_發(fā)利用，另一方面也可進一步促進燃煤電站的節(jié)能減排。
[0005]有鑒于此，本實用新型提出一種適用于空冷機組的太陽能原煤干燥系統(tǒng)，將太陽能產(chǎn)生的熱量引入空冷機組，以“能量對口，梯級利用”為原則對這部分熱量進行合理利用， 在降低回?zé)嵯到y(tǒng)高品位抽汽的同時還可充分利用空冷島的部分廢熱，最終使得入爐煤的水分含量大幅降低，從而增加機組出功，提高機組效率。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實用新型針對傳統(tǒng)原煤干燥過程能耗過高，干燥所帶來的節(jié)能效果受到限制等問題，提出一種集成原煤干燥的太陽能輔助空冷機組互補發(fā)電系統(tǒng)，通過將太陽能產(chǎn)生的熱量引入空冷機組，以“能量對口，梯級利用”為原則對這部分熱量進行合理利用，在降低回?zé)嵯到y(tǒng)高品位抽汽的同時還可充分利用空冷島的部分廢熱，最終使得入爐煤的水分含量大幅降低，從而增加機組出功，提高機組效率。
[0007]為達到上述目的，本實用新型采用了以下技術(shù)方案:
[0008]一種集成原煤干燥的太陽能輔助空冷機組互補發(fā)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要包括鍋爐、 汽輪機、空冷島、低壓加熱器、除氧器、高壓加熱器、油-水換熱器、水-水換熱器、太陽能集熱場和流化床干燥機等。所述的鍋爐出口的蒸汽依次與汽輪機高壓缸、中壓缸和低壓缸相連， 低壓缸出口的排汽與空冷島的蒸汽入口相連，在空冷島中凝結(jié)的蒸汽依次通過低壓加熱器、除氧器和高壓加熱器與鍋爐的給水入口相連;所述的汽輪機還與發(fā)電機相連，蒸汽通過依次在汽輪機高、中、低壓缸膨脹做功帶動發(fā)電機發(fā)電；所述的油-水換熱器的水側(cè)入口通過第一調(diào)節(jié)閥與給水栗的出口相連，其水側(cè)出口與高壓加熱器的出口相連;所述的太陽能集熱場的導(dǎo)熱油出口依次與油-水換熱器和水-水換熱器的油側(cè)管路相連;所述的水-水換熱器的油側(cè)出口與太陽能集熱場的導(dǎo)熱油入口相連;所述的凝結(jié)水栗的出口分兩路，一路與低壓加熱器相連，一路通過第二調(diào)節(jié)閥與水-水換熱器的水側(cè)入口相連;所述的水-水換熱器的水側(cè)出口與流化床干燥機的內(nèi)置式換熱器入口相連，其出口與低壓加熱器的入口相連;所述的空冷島的熱空氣出口與流化床干燥機的流化介質(zhì)入口相連;所述的流化床干燥機出口的干燥尾氣與除塵器相連，其出口的氣體進入尾氣處理系統(tǒng)，出口的固體顆粒與干燥后的原煤一同，經(jīng)磨煤機研磨后進入鍋爐燃燒。
[0009]所述的太陽能集熱場的導(dǎo)熱油出口依次與油-水換熱器和水-水換熱器的油側(cè)管路相連，所述的水-水換熱器的油側(cè)出口與太陽能集熱場的導(dǎo)熱油入口相連。
[0010]所述的流化床干燥機的干燥熱源為經(jīng)水-水換熱器加熱后的高溫?zé)崴?，其流化介質(zhì)為空冷島出口的熱空氣。
[0011]所述的太陽能集熱場選用槽式太陽能集熱器，其出口的導(dǎo)熱油溫度可達320?350r。
[0012]所述的油-7JC換熱器的水側(cè)入口通過第一調(diào)節(jié)閥與給水栗的出口相連，進入油-水換熱器的給水量可通過第一調(diào)節(jié)閥控制。
[0013]本實用新型具有以下優(yōu)點及有益效果:本實用新型通過將太陽能產(chǎn)生的熱量引入空冷機組，以“能量對口，梯級利用”為原則對這部分熱量進行合理利用，太陽能集熱場出口的高溫導(dǎo)熱油用于加熱除氧器出口的給水，從而可替代部分高品位抽汽;油-水換熱器出口的導(dǎo)熱油在水-水換熱器中進一步放熱，這部分熱量作為原煤干燥的熱源，同時，空冷島出口的熱空氣作為原煤干燥的流化介質(zhì)，其熱量可得到有效回收利用;最終，機組回?zé)嵯到y(tǒng)高壓抽汽量可大幅減少，同時，入爐煤的水分含量顯著降低，從而使得鍋爐燃燒效率提高，排煙溫度降低，進而可增加機組出功，提高機組效率;此外，原煤干燥后能量密度提高，鍋爐爐膛體積減小，輔機出力得以保證，電站設(shè)備投資減少，經(jīng)濟性得到提高?！靖綀D說明】
[0014]圖1為一種集成原煤干燥的太陽能輔助空冷機組互補發(fā)電系統(tǒng)。[0〇15]圖中:1-鍋爐；2-汽輪機尚壓缸;3-汽輪機中壓缸;4-汽輪機低壓缸;5-發(fā)電機;6-冷卻塔;7-凝結(jié)水栗;8-低壓加熱器;9-除氧器；10-給水栗；11-高壓加熱器；12-第一調(diào)節(jié)閥；13-油-水換熱器；14-水-水換熱器；15-太陽能集熱場；16-第二調(diào)節(jié)閥；17-流化床干燥機;18-除塵器?！揪唧w實施方式】
[0016]本實用新型提供了一種集成原煤干燥的太陽能輔助空冷機組互補發(fā)電系統(tǒng)，下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本系統(tǒng)工作原理做進一步說明。
[0017]圖1所示為一種集成原煤干燥的太陽能輔助空冷機組互補發(fā)電系統(tǒng)的示意圖。
[0018]如圖1所示，該系統(tǒng)主要包括鍋爐1、汽輪機2、3、4、空冷島6、低壓加熱器8、除氧器 9、高壓加熱器11、油-水換熱器13、水-水換熱器14、太陽能集熱場15和流化床干燥機17等。 所述的鍋爐1出口的蒸汽依次與汽輪機高壓缸2、中壓缸3和低壓缸4相連，低壓缸4出口的排汽與空冷島6的蒸汽入口相連，在空冷島6中凝結(jié)的蒸汽依次通過低壓加熱器8、除氧器9和高壓加熱器11與鍋爐1的給水入口相連;所述的汽輪機2、3、4還與發(fā)電機5相連，蒸汽通過依次在汽輪機高、中、低壓缸2、3、4膨脹做功帶動發(fā)電機5發(fā)電；所述的油-水換熱器13的水側(cè)入口通過第一調(diào)節(jié)閥12與給水栗的出口相連，其水側(cè)出口與高壓加熱器11的出口相連;所述的太陽能集熱場15的導(dǎo)熱油出口依次與油-水換熱器13和水-水換熱器14的油側(cè)管路相連;所述的水-水換熱器14的油側(cè)出口與太陽能集熱場15的導(dǎo)熱油入口相連;所述的凝結(jié)水栗7的出口分兩路，一路與低壓加熱器8相連，一路通過第二調(diào)節(jié)閥16與水-水換熱器14的水側(cè)入口相連;所述的水-水換熱器14的水側(cè)出口與流化床干燥機17的內(nèi)置式換熱器入口相連，其出口與低壓加熱器8的入口相連;所述的空冷島6的熱空氣出口與流化床干燥機17的流化介質(zhì)入口相連;所述的流化床干燥機17出口的干燥尾氣與除塵器18相連，其出口的氣體進入尾氣處理系統(tǒng)，出口的固體顆粒與干燥后的原煤一同，經(jīng)磨煤機研磨后進入鍋爐1燃燒。
[0019]所述的太陽能集熱場15的導(dǎo)熱油出口依次與油-水換熱器13和水-水換熱器14的油側(cè)管路相連，所述的水-水換熱器14的油側(cè)出口與太陽能集熱場15的導(dǎo)熱油入口相連。
[0020]所述的流化床干燥機17的干燥熱源為經(jīng)水-水換熱器14加熱后的高溫?zé)崴?，其流化介質(zhì)為空冷島6出口的熱空氣。
[0021]所述的太陽能集熱場15選用槽式太陽能集熱器，其出口的導(dǎo)熱油溫度可達320? 350。。。[〇〇22]所述的油-水換熱器13的水側(cè)入口通過第一調(diào)節(jié)閥12與給水栗的出口相連，進入油-水換熱器13的給水量可通過第一調(diào)節(jié)閥12控制。
[0023]其工作過程為:太陽能集熱場通過槽式集熱器匯集太陽熱量將導(dǎo)熱油加熱到320? 350 °C，其出口的高溫導(dǎo)熱油首先在油-水換熱器中放熱，將給水栗出口的部分給水由170? 190°C加熱到270?290°C，進入油-水換熱器的給水量可根據(jù)機組負荷及日照強度由第一調(diào)節(jié)閥控制，放熱后的導(dǎo)熱油溫度降至210°C左右，隨后進入水-水換熱器進一步放熱；在水-水換熱器中，由凝結(jié)水栗出口抽取的部分凝結(jié)水(50?60°C )被加熱至180°C左右，隨后作為干燥熱源進入流化床干燥機干燥原煤，進入水-水換熱器的凝結(jié)水量同樣可根據(jù)機組負荷及干燥出力由第二調(diào)節(jié)閥控制，同時，導(dǎo)熱油的溫度進一步降低至80°C左右，隨后回到太陽能集熱場吸熱；中高水分含量的原煤經(jīng)碎煤機破碎后進入流化床干燥機，在流化床干燥機中，原煤被水-水換熱器出口的高溫?zé)崴?180°C左右)加熱干燥，放熱后的凝結(jié)水溫度降至 80°C左右，隨后回到回?zé)嵯到y(tǒng)低壓加熱器的入口處，同時，空冷島出口的熱空氣作為流化介質(zhì)可將原煤干燥出的水分帶走;干燥尾氣進入除塵器，經(jīng)除塵器處理后的氣體進入尾氣處理系統(tǒng)，除塵器出口的固體顆粒與干燥后的原煤混合后經(jīng)磨煤機研磨進入鍋爐燃燒。
【主權(quán)項】
1.一種集成原煤干燥的太陽能輔助空冷機組互補發(fā)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要包括鍋爐(1)、 汽輪機(2、3、4)、空冷島(6)、低壓加熱器(8)、除氧器(9)、高壓加熱器(11)、油-水換熱器 (13 )、水-水換熱器(14)、太陽能集熱場(15 )和流化床干燥機(17 )等;所述的鍋爐(1)出口的 蒸汽依次與汽輪機高壓缸(2)、中壓缸(3)和低壓缸(4)相連，低壓缸(4)出口的排汽與空冷 島(6)的蒸汽入口相連，在空冷島(6)中凝結(jié)的蒸汽依次通過低壓加熱器(8)、除氧器(9)和 高壓加熱器(11)與鍋爐(1)的給水入口相連;所述的汽輪機(2、3、4)還與發(fā)電機(5)相連，蒸 汽通過依次在汽輪機高、中、低壓缸(2、3、4)膨脹做功帶動發(fā)電機(5)發(fā)電；所述的油-水換 熱器(13)的水側(cè)入口通過第一調(diào)節(jié)閥(12)與給水栗的出口相連，其水側(cè)出口與高壓加熱器 (11)的出口相連;所述的太陽能集熱場(15)的導(dǎo)熱油出口依次與油-水換熱器(13)和水-水 換熱器(14)的油側(cè)管路相連;所述的水-水換熱器(14)的油側(cè)出口與太陽能集熱場(15)的 導(dǎo)熱油入口相連;所述的凝結(jié)水栗(7)的出口分兩路，一路與低壓加熱器(8)相連，一路通過 第二調(diào)節(jié)閥(16)與水-水換熱器(14)的水側(cè)入口相連;所述的水-水換熱器(14)的水側(cè)出口 與流化床干燥機(17)的內(nèi)置式換熱器入口相連，其出口與低壓加熱器(8)的入口相連;所述 的空冷島(6 )的熱空氣出口與流化床干燥機(17 )的流化介質(zhì)入口相連;所述的流化床干燥 機(17 )出口的干燥尾氣與除塵器(18)相連，其出口的氣體進入尾氣處理系統(tǒng)，出口的固體 顆粒與干燥后的原煤一同，經(jīng)磨煤機研磨后進入鍋爐(1)燃燒。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集成原煤干燥的太陽能輔助空冷機組互補發(fā)電系統(tǒng)，其 特征在于，所述的太陽能集熱場(15)的導(dǎo)熱油出口依次與油-水換熱器(13)和水-水換熱器 (14)的油側(cè)管路相連，所述的水-水換熱器(14)的油側(cè)出口與太陽能集熱場(15)的導(dǎo)熱油 入口相連。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集成原煤干燥的太陽能輔助空冷機組互補發(fā)電系統(tǒng)，其 特征在于，所述的流化床干燥機(17)的干燥熱源為經(jīng)水-水換熱器(14)加熱后的高溫?zé)崴?其流化介質(zhì)為空冷島(6)出口的熱空氣。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集成原煤干燥的太陽能輔助空冷機組互補發(fā)電系統(tǒng)，其 特征在于，所述的太陽能集熱場(15)選用槽式太陽能集熱器，其出口的導(dǎo)熱油溫度可達320 ?35(TC〇5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集成原煤干燥的太陽能輔助空冷機組互補發(fā)電系統(tǒng)，其 特征在于，所述的油-水換熱器(13)的水側(cè)入口通過第一調(diào)節(jié)閥(12)與給水栗的出口相連， 進入油-水換熱器(13)的給水量可通過第一調(diào)節(jié)閥(12)控制。
【文檔編號】F24J2/34GK205619598SQ201620409701
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年5月9日
【發(fā)明人】徐鋼, 董偉, 白璞, 劉琦, 楊勇平
【申請人】華北電力大學(xué)