本發(fā)明屬于燃煤火力發(fā)電領(lǐng)域，特別涉及一種集成兩級(jí)流化床干燥器的預(yù)干燥褐煤發(fā)電系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：
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褐煤是一種儲(chǔ)量巨大的劣質(zhì)煤，其含水量高、揮發(fā)分含量高、灰含量高，發(fā)熱量低、易自燃，易開(kāi)采，價(jià)格一般較低。褐煤的全水分一般在在30％～60％，揮發(fā)分一般大于40％。其高含水量對(duì)褐煤的運(yùn)輸，儲(chǔ)存以及燃燒都帶來(lái)了較大困難，極大制約了褐煤在火力發(fā)電領(lǐng)域的應(yīng)用。直接燃燒褐煤進(jìn)行發(fā)電會(huì)導(dǎo)致發(fā)電系統(tǒng)效率遠(yuǎn)低于燃用優(yōu)質(zhì)煤的電站，在燃燒前對(duì)褐煤進(jìn)行預(yù)干燥處理，是提高褐煤發(fā)電廠發(fā)電效率的有效手段。已投運(yùn)的利用汽輪機(jī)抽汽為干燥熱源的褐煤預(yù)干燥電站，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。但干燥是一種高耗能的過(guò)程，充分利用發(fā)電系統(tǒng)和干燥系統(tǒng)中的各種余熱有助于進(jìn)一步降低燃褐煤電站發(fā)電成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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本發(fā)明的目的在于提供一種集成兩級(jí)流化床干燥器的預(yù)干燥褐煤發(fā)電系統(tǒng)及方法，其同時(shí)利用鍋爐排煙余熱和汽輪機(jī)抽汽的熱量干燥褐煤，在減少干燥抽汽量的同時(shí)，可以產(chǎn)生適量易于利用的干燥尾氣，在保證一定干燥速率和干燥過(guò)程安全性的前提下，提高了系統(tǒng)熱經(jīng)濟(jì)性。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

一種集成兩級(jí)流化床干燥器的預(yù)干燥褐煤發(fā)電系統(tǒng)，包括鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、凝汽器、凝結(jié)水泵、回?zé)嵯到y(tǒng)、外置給水加熱器、小汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)以及兩級(jí)流化床干燥系統(tǒng)，回?zé)嵯到y(tǒng)包括依次連接的第一至第三高壓加熱器、除氧器以及第一至第四低壓加熱器，小汽輪機(jī)入口連接汽輪機(jī)某級(jí)抽汽口，其出口連接凝汽器，兩級(jí)流化床干燥系統(tǒng)包括碎煤機(jī)、煙氣流化床干燥器、除塵器、帶內(nèi)置加熱器的蒸汽流化床干燥器、除塵器、風(fēng)機(jī)和磨煤機(jī)；其中，

鍋爐過(guò)熱器出口連接汽輪機(jī)主蒸汽入口，汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，汽輪機(jī)排汽口連接凝汽器蒸汽入口，凝汽器凝結(jié)水出口連接回?zé)嵯到y(tǒng)給水側(cè)進(jìn)口，依次流過(guò)四個(gè)低壓加熱器、除氧器和三個(gè)高壓加熱器，且第一高壓加熱器給水出口連接鍋爐給水入口；

汽輪機(jī)某級(jí)回?zé)岢槠谶B接帶內(nèi)置加熱器的蒸汽流化床干燥器的內(nèi)置加熱器熱源入口；

碎煤機(jī)煤粉出口連接煙氣流化床干燥器煤粉入口，煙氣流化床干燥器煤粉出口連接帶內(nèi)置加熱器的蒸汽流化床干燥器煤粉入口，帶內(nèi)置加熱器的蒸汽流化床干燥器煤粉出口連接磨煤機(jī)煤粉入口，磨煤機(jī)煤粉出口連接鍋爐煤粉入口；煙氣流化床干燥器尾氣出口連接除塵器入口，除塵器出口分為兩股，一股連接大氣，一股連接磨煤機(jī)煤粉入口；帶內(nèi)置加熱器的蒸汽流化床干燥器尾氣出口連接除塵器入口，除塵器出口分為三股，一股連接磨煤機(jī)煤粉入口，一股連接風(fēng)機(jī)入口，一股連接外置給水加熱器熱源入口。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于：鍋爐煙氣出口分為兩股，一股連接大氣，一股連接煙氣流化床干燥器流化風(fēng)入口。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于：帶內(nèi)置加熱器的蒸汽流化床干燥器內(nèi)置加熱器熱源出口連接相應(yīng)的回?zé)峒訜崞魇杷畟?cè)。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于：外置給水加熱器凝結(jié)水出口連接外界環(huán)境。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于：還包括給水泵，給水泵進(jìn)口、出口分別連接除氧器出口、第三高壓加熱器給水入口。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于：還包括冷卻塔，冷卻塔的出入口與凝汽器的冷卻水出入口之間組成循環(huán)回路。

一種集成兩級(jí)流化床干燥器的預(yù)干燥褐煤發(fā)電方法，該方法基于上述的一種集成兩級(jí)流化床干燥器的預(yù)干燥褐煤發(fā)電系統(tǒng)，包括如下步驟：

磨煤機(jī)出口的煤粉進(jìn)入鍋爐爐膛燃燒，產(chǎn)生的高溫?zé)煔鈱⒐べ|(zhì)水加熱至過(guò)熱蒸汽狀態(tài)，通過(guò)主蒸汽管道送入汽輪機(jī)中膨脹做功，驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電；汽輪機(jī)低壓缸出口蒸汽進(jìn)入凝汽器冷凝，凝結(jié)水經(jīng)過(guò)凝結(jié)水泵進(jìn)入回?zé)嵯到y(tǒng)，在各級(jí)回?zé)崞髦形鼰?，然后進(jìn)入鍋爐中吸熱蒸發(fā)；

原煤經(jīng)過(guò)碎煤機(jī)磨碎后進(jìn)入煙氣流化床干燥器中進(jìn)行干燥，鍋爐排煙進(jìn)入煙氣流化床干燥器中作為流化風(fēng)，同時(shí)提供褐煤干燥所需的熱量，褐煤在煙氣流化床干燥器中脫除部分水分，干燥尾氣經(jīng)過(guò)除塵器除塵后排入大氣，分離下來(lái)的煤粉顆粒進(jìn)入磨煤機(jī)，經(jīng)過(guò)煙氣流化床干燥器初步干燥的褐煤進(jìn)入帶內(nèi)置加熱器的蒸汽流化床干燥器中繼續(xù)干燥，帶內(nèi)置加熱器的蒸汽流化床干燥器的熱源為某級(jí)汽輪機(jī)抽汽，干燥抽汽在帶內(nèi)置加熱器的蒸汽流化床干燥器的內(nèi)置加熱器中冷凝后進(jìn)入對(duì)應(yīng)的回?zé)峒訜崞魇杷畟?cè)，褐煤在帶內(nèi)置加熱器的蒸汽流化床干燥器干燥后進(jìn)入磨煤機(jī)磨碎，然后進(jìn)入鍋爐爐膛燃燒，帶內(nèi)置加熱器的蒸汽流化床干燥器的干燥尾氣經(jīng)過(guò)除塵器除塵后，一部分被風(fēng)機(jī)送入帶內(nèi)置加熱器的蒸汽流化床干燥器當(dāng)做流化風(fēng)，一部分進(jìn)入外置給水加熱器加熱部分低壓給水，除塵器分離下來(lái)的煤粉顆粒進(jìn)入磨煤機(jī)磨碎。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明一種集成兩級(jí)流化床干燥器的預(yù)干燥褐煤發(fā)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)中，煙氣流化床干燥器和帶內(nèi)置加熱器的蒸汽流化床干燥器串聯(lián)布置，兩個(gè)干燥器分別利用鍋爐排煙和汽輪機(jī)抽汽作為干燥熱源，此設(shè)計(jì)減少了單純用汽輪機(jī)抽汽進(jìn)行干燥對(duì)發(fā)電系統(tǒng)效率帶來(lái)的不利影響，也避免了單純用鍋爐排煙干燥褐煤易導(dǎo)致的干燥能力不足和干燥過(guò)程不安全的問(wèn)題，同時(shí)，可以根據(jù)褐煤收到基含水量不同和干燥程度設(shè)定的變化而調(diào)整兩個(gè)干燥器的負(fù)荷。帶內(nèi)置加熱器的蒸汽流化床干燥器尾氣出口連接除塵器，除塵器氣體出口連接外置給水加熱器熱源入口。如果只利用帶內(nèi)置加熱器的蒸汽流化床干燥器進(jìn)行單級(jí)干燥，在使用高含水量的褐煤時(shí)，易出現(xiàn)干燥尾氣過(guò)剩，無(wú)法完全利用的情況，造成余熱資源的浪費(fèi)，本發(fā)明提出的干燥系統(tǒng)和方法可以有效解決此問(wèn)題。在計(jì)算煤種和設(shè)計(jì)工況下，與只設(shè)置帶內(nèi)置加熱器的蒸汽流化床干燥器的單級(jí)干燥褐煤預(yù)干燥發(fā)電系統(tǒng)相比，發(fā)電效率提高了1.35％，干燥抽汽量減少11.3t/h。

本發(fā)明一種集成兩級(jí)流化床干燥器的預(yù)干燥褐煤發(fā)電方法，該方法以傳統(tǒng)的燃煤發(fā)電方法為基礎(chǔ)，集成了兩級(jí)流化床干燥器，第一級(jí)為煙氣流化床干燥器，第二級(jí)為帶內(nèi)置加熱器的蒸汽流化床干燥器，兩個(gè)干燥器分別以鍋爐排煙和汽輪機(jī)抽汽為干燥熱源。褐煤依次經(jīng)過(guò)兩個(gè)干燥器，被干燥到設(shè)定的干燥程度。第一級(jí)干燥器的干燥尾氣不予利用，第二級(jí)干燥器的尾氣用來(lái)加熱鍋爐低壓給水。第一級(jí)干燥器的流化風(fēng)為鍋爐排煙，第二級(jí)干燥器的流化風(fēng)為經(jīng)過(guò)除塵的干燥尾氣。

兩級(jí)干燥的方法綜合了兩種干燥器的優(yōu)點(diǎn)同時(shí)克服一些不足，具體來(lái)說(shuō)，煙氣流化床干燥器的熱源是鍋爐排煙，利用鍋爐排煙的余熱可以提高系統(tǒng)發(fā)電效率，但是鍋爐排煙的能量密度較小，干燥能力低，且干燥器尾氣的余熱難以利用，帶內(nèi)置加熱器的蒸汽流化床干燥器利用汽輪機(jī)抽汽為干燥熱源，熱源比 熱大，干燥能力強(qiáng)，干燥過(guò)程安全，干燥尾氣蒸汽含量高，易于利用，但是抽汽干燥降低了汽輪機(jī)出力，本發(fā)明提出的兩級(jí)干燥方法綜合了兩種干燥方法的優(yōu)點(diǎn)，在干燥能力、煤種適應(yīng)能力、干燥程度適應(yīng)能力和系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性上都有較大提高。

附圖說(shuō)明：

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理圖。

圖中：1為鍋爐，2為汽輪機(jī)，3為凝汽器，4為冷卻塔，5為凝結(jié)水泵，6為外置給水加熱器，7為小汽輪機(jī)，8為給水泵，9為碎煤機(jī)，10為煙氣流化床干燥器，11為除塵器，12為帶內(nèi)置加熱器的蒸汽流化床干燥器，13為除塵器，14為風(fēng)機(jī)，15為磨煤機(jī)，16為發(fā)電機(jī)，17為第一高壓加熱器，18為第二高壓加熱器，19為第三高壓加熱器，20為除氧器，21為第一低壓加熱器，22為第二低壓加熱器，23為第三低壓加熱器，24為第四低壓加熱器。

具體實(shí)施方式：

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明

如圖1所示，本發(fā)明一種集成兩級(jí)流化床干燥器的預(yù)干燥褐煤發(fā)電系統(tǒng)，包括鍋爐1、汽輪機(jī)2、發(fā)電機(jī)15、凝汽器3、冷卻塔4、凝結(jié)水泵5、回?zé)嵯到y(tǒng)、外置給水加熱器6以及兩級(jí)流化床干燥系統(tǒng)，回?zé)嵯到y(tǒng)包括依次連接的第一至第三高壓加熱器17-19、除氧器20以及第一至第四低壓加熱器21-24，兩級(jí)流化床干燥系統(tǒng)包括碎煤機(jī)9、煙氣流化床干燥器10、除塵器11、帶內(nèi)置加熱器的蒸汽流化床干燥器12、除塵器13、風(fēng)機(jī)14、磨煤機(jī)15。

其中，鍋爐1過(guò)熱器出口連接汽輪機(jī)2主蒸汽入口，汽輪機(jī)2驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)16發(fā)電，汽輪機(jī)2排汽口連接凝汽器3蒸汽入口，凝汽器3凝結(jié)水出口連接回?zé)嵯到y(tǒng)給水側(cè)進(jìn)口，依次流過(guò)四個(gè)低壓加熱器、除氧器20和三個(gè)高壓加熱器，且第一高壓加熱器17給水出口連接鍋爐給水入口。

汽輪機(jī)2某級(jí)回?zé)岢槠谶B接帶內(nèi)置加熱器的蒸汽流化床干燥器12的內(nèi)置加熱器熱源入口。

碎煤機(jī)9煤粉出口連接煙氣流化床干燥器10煤粉入口，煙氣流化床干燥器10煤粉出口連接帶內(nèi)置加熱器的蒸汽流化床干燥器12煤粉入口，帶內(nèi)置加熱器的蒸汽流化床干燥器12煤粉出口連接磨煤機(jī)15煤粉入口，磨煤機(jī)15煤粉出口連接鍋爐1煤粉入口；煙氣流化床干燥器10尾氣出口連接除塵器11入口，除塵器11出口分為兩股，一股連接大氣，一股連接磨煤機(jī)15煤粉入口；帶內(nèi)置加熱器的蒸汽流化床干燥器12尾氣出口連接除塵器13入口，除塵器13出口分為三股，一股連接磨煤機(jī)15煤粉入口，一股連接風(fēng)機(jī)14入口，一股連接外置給水加熱器6熱源入口。

進(jìn)一步的，鍋爐1煙氣出口分為兩股，一股連接大氣，一股連接煙氣流化床干燥器10流化風(fēng)入口。

進(jìn)一步的，帶內(nèi)置加熱器的蒸汽流化床干燥器12內(nèi)置加熱器熱源出口連接相應(yīng)的回?zé)峒訜崞魇杷畟?cè)。

進(jìn)一步的，外置給水加熱器6凝結(jié)水出口連接外界環(huán)境。

進(jìn)一步的，給水泵(8)進(jìn)口、出口分別連接除氧器20出口、第三高壓加熱器19給水入口。

進(jìn)一步的，還包括冷卻塔4，冷卻塔4的出入口與凝汽器3的冷卻水出入口之間組成循環(huán)回路。

本發(fā)明公布的發(fā)電系統(tǒng)，同時(shí)集成了干燥系統(tǒng)、余熱回收系統(tǒng)，在盡量減少干燥能耗的同時(shí)，提高余熱的回收量。在標(biāo)準(zhǔn)工況下，用于干燥的鍋爐排煙流量為250.92t/h，減少干燥抽汽11.3t/h。

本發(fā)明一種集成兩級(jí)流化床干燥器的預(yù)干燥褐煤發(fā)電方法，包括如下步驟：

磨煤機(jī)15出口的煤粉進(jìn)入鍋爐1爐膛燃燒，產(chǎn)生的高溫?zé)煔鈱⒐べ|(zhì)水加熱至過(guò)熱蒸汽狀態(tài)，通過(guò)主蒸汽管道送入汽輪機(jī)2中膨脹做功，驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)2轉(zhuǎn)動(dòng)，汽輪機(jī)2帶動(dòng)發(fā)電機(jī)16發(fā)電；汽輪機(jī)2低壓缸出口蒸汽進(jìn)入凝汽器3冷凝，凝結(jié)水經(jīng)過(guò)凝結(jié)水泵5進(jìn)入回?zé)嵯到y(tǒng)，在各級(jí)回?zé)崞髦形鼰?，然后進(jìn)入鍋爐1中吸熱蒸發(fā)。

原煤經(jīng)過(guò)碎煤機(jī)9磨碎后進(jìn)入煙氣流化床干燥器10中進(jìn)行干燥，鍋爐排煙進(jìn)入煙氣流化床干燥器10中作為流化風(fēng)，同時(shí)提供褐煤干燥所需的熱量，褐煤在煙氣流化床干燥器10中脫除部分水分，干燥尾氣經(jīng)過(guò)除塵器11除塵后排入大氣，分離下來(lái)的煤粉顆粒進(jìn)入磨煤機(jī)15，經(jīng)過(guò)煙氣流化床干燥器10初步干燥的褐煤進(jìn)入帶內(nèi)置加熱器的蒸汽流化床干燥器12中繼續(xù)干燥，帶內(nèi)置加熱器的蒸汽流化床干燥器12的熱源為某級(jí)汽輪機(jī)抽汽，干燥抽汽在帶內(nèi)置加熱器的蒸汽流化床干燥器12的內(nèi)置加熱器中冷凝后進(jìn)入對(duì)應(yīng)的回?zé)峒訜崞魇杷畟?cè)，褐煤在帶內(nèi)置加熱器的蒸汽流化床干燥器12干燥后進(jìn)入磨煤機(jī)15磨碎，然后進(jìn)入鍋爐爐膛燃燒，帶內(nèi)置加熱器的蒸汽流化床干燥器12的干燥尾氣經(jīng)過(guò)除塵器13除塵后，一部分被風(fēng)機(jī)14送入帶內(nèi)置加熱器的蒸汽流化床干燥器12當(dāng)做流化風(fēng)，一部分進(jìn)入外置給水加熱器6加熱部分低壓給水，除塵器13分離下來(lái)的煤粉顆粒進(jìn)入磨煤機(jī)15磨碎。

本發(fā)明公布的發(fā)電方法，可以根據(jù)褐煤收到基含水量、設(shè)定的干燥程度、外置給水加熱器功率等的不同，合理分配第一級(jí)干燥器和第二級(jí)干燥器熱源流 量，即用于干燥的鍋爐排煙流量和汽輪機(jī)干燥抽汽量，減少干燥能耗對(duì)系統(tǒng)效率的不利影響。在標(biāo)準(zhǔn)工況下，可以使系統(tǒng)發(fā)電效率提高1.3％。

概括來(lái)說(shuō)，褐煤經(jīng)過(guò)兩級(jí)干燥器干燥后進(jìn)入鍋爐爐膛燃燒，兩級(jí)干燥器的布置克服了單級(jí)干燥的不足，干燥過(guò)程的安全性、經(jīng)濟(jì)性、干燥能力、煤種適應(yīng)性、干燥程度適應(yīng)范圍等方面比單級(jí)干燥的系統(tǒng)具有較大優(yōu)勢(shì)。

應(yīng)理解，該實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外，還應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)做出各種改動(dòng)或修改，然而，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍。