CN106196893B - 褐煤干燥与水/蒸汽功率循环的联合 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及功率装置，其具有蒸汽水功率循环和使用来自蒸汽水功率循环中的蒸汽的褐煤干燥器。褐煤干燥器至蒸汽水功率循环的连接包括第一抽取线路(104)和第二抽取线路(101)。第一抽取线路(104)起源于高压涡轮(32)和中等压力蒸汽涡轮(34)之间的点，并包括喷射器(106)，而第二抽取线路(101)起源于中等压力蒸汽涡轮(34)和低压蒸汽涡轮(35)之间的点。喷射器(106)的配置和位置以及第二抽取线路(101)至喷射器(106)的连接可使第二抽取线路(101)中的低压蒸汽与第一抽取线路(104)中的较高压力的蒸汽一起输送到加热器(13)中。

Description

褐煤干燥与水/蒸汽功率循环的联合
技术领域
本公开涉及联合褐煤干燥过程，以改善可适用有或没有CO2捕集的干燥-褐煤功率装置的效率和发电成本。本公开还涉及利用直接从水/蒸汽功率循环抽取蒸汽作为能源用于褐煤干燥的装置。
背景技术
在燃烧褐煤的装置中干燥褐煤的一般原理是众所周知的，其利用从水&蒸汽循环抽取的热烟道气或蒸汽，或者这两者以供给褐煤干燥系统，褐煤干燥系统包括锤击粉碎机、转鼓式干燥器和/或流化床干燥器。
褐煤干燥技术已经经过研究和试验，以便在粉碎之前使用中等或低焓热来实现部分或高水平的褐煤预干燥，并且在没有褐煤水分的蒸发蒸气的热量回收条件下通常获得高达3%点的效率增益，或者在褐煤水分的蒸发蒸气的热量回收的条件下获得5%点的效率增益。热量要么来源于低压蒸汽抽取或来源于烟道气。这些技术有时还使用机械或化学脱水过程。
在美国专利No.8661821B2中，过热蒸汽抽取自水/蒸汽功率循环，其在蒸汽涡轮中已经做了部分功的，并用作干燥介质，以便使煤粉中的水分蒸发。来自干燥的冷凝物然后通过冷凝泵被输入到蒸汽涡轮的除气器中，以用于再循环。如论述的那样，干燥蒸汽可从包含在水/蒸汽功率循环中的许多蒸汽抽取点进行抽取。
发明内容
本发明公开了一种功率装置，其意图提供利用蒸汽抽取将褐煤干燥器热联合到功率装置的水/蒸汽循环中的备选手段。
其企图通过独立权利要求的宗旨来解决这个问题。在从属权利要求中给出了有利的实施例。
一方面包括具有水/蒸汽功率循环、褐煤干燥器的功率装置。水/蒸汽循环包括一系列压力的蒸汽涡轮，其包括高压蒸汽涡轮、中等压力蒸汽涡轮和低压蒸汽涡轮。该循环还包括再热器，其流通地定位在高压蒸汽涡轮和中等压力蒸汽涡轮之间。
褐煤干燥器包括加热器，其连接在蒸汽/水功率循环的蒸汽部分上，从而可在褐煤干燥器(10)中利用蒸汽能量。
与蒸汽水功率循环的蒸汽部分的连接包括第一抽取线路，其在再热器和中等压力蒸汽涡轮之间或者备选地在高压蒸汽涡轮和再热器之间流通地连接在水/蒸汽功率循环上，并连接在加热器上。第一抽取线路还包括喷射器。该连接还包括第二抽取线路，其在中等压力蒸汽涡轮(34)和低压蒸汽涡轮(35)之间流通地连接在水/蒸汽功率循环上。
喷射器的配置和位置以及第二抽取线路至喷射器的连接可使第二抽取线路中的低压蒸汽与第一抽取线路中的较高压力的蒸汽一起输送到加热器中。
一方面，第二抽取线路包括旁路，其将第一抽取线路流通地连接在第二抽取线路上，从而绕过喷射器。
在另一方面，功率装置包括减热器，其在第一抽取线路中位于喷射器上游。
在另一方面，功率装置包括节流阀，其流通地定位在第二抽取线路至水/蒸汽功率循环的连接和低压蒸汽涡轮之间。
另一方面包括一种控制具有褐煤干燥器的功率装置的方法。该方法包括提供水/蒸汽功率循环的步骤，水/蒸汽功率循环具有一系列压力的蒸汽涡轮，包括高压蒸汽涡轮、中等压力蒸汽涡轮和低压蒸汽涡轮。水/蒸汽功率循环还包括再热器和节流阀，再热器流通地位于高压蒸汽涡轮和中等压力蒸汽涡轮之间，并且节流阀流通地位于中等压力蒸汽涡轮和低压蒸汽涡轮之间。
该方法还包括提供褐煤干燥器，其具有加热器，加热器流通地连接在蒸汽/水功率循环的蒸汽部分上，从而在褐煤干燥器中利用蒸汽能量，其中与蒸汽水功率循环的蒸汽部分的连接包括第一抽取线路，其在再热器和中等压力蒸汽涡轮之间，或者备选地位于高压蒸汽涡轮和再热器之间连接在水/蒸汽功率循环上，连接在加热器上，包括喷射器，并且还包括第二抽取线路，其在中等压力蒸汽涡轮和节流阀之间流通地连接在水/蒸汽功率循环上，第二抽取线路包括旁路，其具有旁通阀。
该方法包括通过结合旁通阀调整第二抽取线路中的压力而控制加热器流速的其它步骤。
在又一方面，该方法包括提供第一控制阀和第二控制阀，第一控制阀在第一抽取线路中位于喷射器上游，第二控制阀在第二抽取线路中位于喷射器上游，然后进一步结合第一控制阀和第二控制阀而控制流向加热器的流速。
从以下描述中，结合附图将明晰本发明的其它方面和优点，附图作为示例显示了示例性实施例。
附图说明
作为示例，后文中参照附图更完整地描述了本公开的一个实施例，其中：
图1是根据本公开的一个示例性实施例的燃烧褐煤的功率装置的示意图。
部件列表
10褐煤干燥器
11入口线路
12固体颗粒出口线路
13加热器
16蒸气出口线路
32高压蒸汽涡轮
34中等压力蒸汽涡轮
35低压蒸汽涡轮
38冷凝器
40低压冷凝物系统
44高压冷凝物系统
50锅炉
52再热器
101抽取线路
101a旁通阀
101b控制阀
102节流阀
103旁路线路
104抽取线路
104a控制阀
104b减热器
106喷射器。
具体实施方式
现在参照附图描述本公开的示例性实施例，其中相似的标号用于表示通篇相似的元件。在以下细节描述中，出于解释的目的，阐述了许多特定的细节，从而提供对本公开的完整理解。然而，本公开可在没有这些特定细节的条件下进行实践，并且不局限于这里公开的示例性实施例。
图1显示了功率装置的一个示例性实施例，其具有干燥系统以干燥粉碎的褐煤。
这种干燥器包括用于将褐煤引导至褐煤干燥器10中的入口线路11、用于从褐煤干燥器中排出载有水分的气体的蒸气出口线路16，以及固体颗粒出口线路12，固体颗粒出口线路12用于排出干燥的褐煤，以便用于燃烧器。褐煤干燥器10可为蒸汽流化床干燥器或蒸汽加热式旋转管式干燥器。
在图1所示的一个示例性实施例中，功率装置包括水/蒸汽功率循环，其具有一系列压力的蒸汽涡轮32,34,35、位于一系列压力蒸汽涡轮32,34,35的低压端处的冷凝器38、设置在冷凝器38的下游的低压冷凝物系统40、高压冷凝物系统44和锅炉50，冷凝器38配置并设置为用于冷凝从系列压力蒸汽涡轮的低压端排出的蒸汽，低压冷凝物系统40适合于预热来自冷凝器38的冷凝物，高压冷凝物系统44通过给水罐66而与低压冷凝物系统40隔离开，并且锅炉50用于使来自高压冷凝物系统44的冷凝物沸腾和过热，并且进一步且可选地执行再热器的功能，用于使系列压力蒸汽涡轮32,34,35之间的蒸汽再热。
在图1所示的一个示例性的实施例中，第一抽取线路104从水/蒸汽功率循环中的再热器52和中等压力蒸汽涡轮之间的某个点延伸至褐煤干燥器10的加热器13。这可使抽取蒸汽用作用于褐煤干燥器10的能源。在一个示例性的实施例中第一抽取线路104包括减热器。
在图1所示的一个示例性的实施例中包括额外的抽取线路101，其具有喷射器106。这个额外的抽取线路101在喷射器106处从水/蒸汽循环的定位在中等压力蒸汽涡轮34和低压蒸汽涡轮35之间的点延伸到第一抽取线路104上。
喷射器106是利用文丘里原理进行操作的装置。该装置利用来自第一抽取线路104中的更高压力的蒸汽，以便在缩放喷嘴的喉部产生高速射流，从而在该点上产生低压力。该低压点从低压力的额外的抽取线路中抽取蒸汽，该低压点是额外的抽取线路101与第一抽取线路104相连接的点。这样第二抽取线路中更低压力的蒸汽可与第一抽取线路104的更高压力的蒸汽一起被输送到加热器中。
在图1所示的一个示例性的实施例中，第一抽取线路104包括减热器104b。在第一抽取线路104包括喷射器106的一个示例性的实施例中，减热器104b定位在喷射器106的上游。
在图1所示的一个示例性的实施例中，第一抽取线路104包括喷射器106，额外的抽取线路101包括旁路103，其具有旁通阀101a，旁通阀101a将第一抽取线路104连接到第二抽取线路101上，从而绕过喷射器106。这种装置可用于当蒸汽装置以高负载或最大负载进行操作时，使得额外的抽取线路101中的蒸汽压力具有足够的压力和能量以供给褐煤干燥器，同时通过最大限度地减小从该涡轮的抽取而最大限度地增加中等压力蒸汽涡轮34中的能量回收。
在图1所示的进一步的示例性实施例中，节流阀102定位在水/蒸汽功率循环中，位于与第二抽取线路101的连接和低压蒸汽涡轮之间，从而可控制额外的抽取线路101中的抽取压力。这可通过节流阀102与旁通阀101a的协同操作来实现。例如在满负载和非常高的负载下，节流阀102被完全打开，而旁通阀101a用于将供给压力控制在恰当水平。随着负载降低，造成低压蒸汽涡轮35更低的压力，旁通阀101a被进一步打开，直至全开位置。在这点上，或在预设的开度点，节流阀102开始关闭，因而将所需的中等压力蒸汽涡轮34的出口压力保持在所需的水平，以便将蒸汽供给褐煤干燥器10。在没有使用第一抽取线路的条件下，利用这种装置的额外抽取的操作限制可能受到低压蒸汽涡轮35的最大蒸汽温度范围的限制。结果，本方案最适用于高负载，例如70%以上，因为低压蒸汽涡轮35的温度限制通常限制了低负载下的节流作用。
在达到低压蒸汽涡轮35的温度限制的一个示例性的实施例中，旁通阀101a被关闭，同时额外的抽取线路101中的蒸汽利用喷射器106而与来自第一抽取线路104的热的再热抽取蒸汽相混合。这种装置可用于中等和低的水/蒸汽功率循环负载，例如35%或甚至更低，这依赖于水/蒸汽功率循环构件的设计限制。示例性实施例的控制可通过在第一抽取线路104中在喷射器106上游提供第一控制阀104a和在第二抽取线路101中在喷射器106上游提供第二控制阀101b而得到进一步的增强。在这种装置中，流向加热器的流速在进一步结合第一控制阀104a和第二控制阀101b的条件下而受到进一步的控制。
虽然这里已经在被认为是最恰实际的示例性实施例中显示并描述了本公开，但是本公开可以其它特殊的形式来体现。当前公开的实施例因此在所有方面都被认为是说明性的而非限制性的。本公开的范围是由附属权利要求而非前面的描述来指出，并且所有属于其涵义和范围以及等效范围内的变化都意图被包含进来。

Claims (7)

1.一种功率装置，包括：
水/蒸汽功率循环，其包括：
一系列压力的蒸汽涡轮，其包括：
高压蒸汽涡轮(32)；
中等压力蒸汽涡轮(34)；
低压蒸汽涡轮(35)；
再热器(52)，其流通地定位在所述高压蒸汽涡轮(32)和所述中等压力蒸汽涡轮(34)之间；和
褐煤干燥器(10)，其具有：
加热器(13)，其连接在所述水/蒸汽功率循环的蒸汽部分上，从而使得能够在所述褐煤干燥器(10)中利用蒸汽能量，
其中与所述水/蒸汽功率循环的蒸汽部分的连接包括：
第一抽取线路(104)，其在所述高压蒸汽涡轮(32)和所述中等压力蒸汽涡轮(34)之间流通地连接在所述水/蒸汽功率循环上，所述第一抽取线路还包括喷射器(106)；
第二抽取线路(101)，其在所述中等压力蒸汽涡轮(34)和所述低压蒸汽涡轮(35)之间流通地连接在所述水/蒸汽功率循环上，
其中所述喷射器(106)的配置和位置以及所述第二抽取线路(101)至所述喷射器(106)的连接使得所述第二抽取线路(101)中的低压蒸汽能够与所述第一抽取线路(104)中的较高压力的蒸汽一起输送到所述加热器(13)中。
2.根据权利要求1所述的功率装置，其特征在于，所述第二抽取线路(101)包括旁路(103)，其将所述第一抽取线路(104)流通地连接在所述第二抽取线路(101)上，从而绕过所述喷射器(106)。
3.根据权利要求1或2所述的功率装置，其特征在于，还包括减热器(104b)，其在所述第一抽取线路(104)中位于所述喷射器(106)上游。
4.根据权利要求1或2所述的功率装置，其特征在于，还包括节流阀(102)，其流通地位于所述第二抽取线路(101)至所述水/蒸汽功率循环的连接和所述低压蒸汽涡轮(35)之间。
5.根据权利要求1所述的功率装置，其特征在于，所述第一抽取线路(104)在所述再热器(52)和所述中等压力蒸汽涡轮(34)之间连接在所述水/蒸汽功率循环上。
6.一种控制功率装置的方法，包括如下步骤：
提供水/蒸汽功率循环，其包括：
一系列压力的蒸汽涡轮，其包括：
高压蒸汽涡轮(32)；
中等压力蒸汽涡轮(34)；和
低压蒸汽涡轮(35)；
再热器(52)，其流通地位于所述高压蒸汽涡轮(32)和所述中等压力蒸汽涡轮(34)之间；
节流阀(102)，其流通地位于所述中等压力蒸汽涡轮(34)和所述低压蒸汽涡轮(35)之间；和
褐煤干燥器(10)，其具有：
加热器(13)，其流通地连接在所述水/蒸汽功率循环的蒸汽部分上，从而在所述褐煤干燥器(10)中利用蒸汽能量，其中与所述水/蒸汽功率循环的蒸汽部分的连接包括：
第一抽取线路(104)，其在所述高压蒸汽涡轮(32)和所述中等压力蒸汽涡轮(34)之间连接在所述水/蒸汽功率循环上，连接在所述加热器(13)上，包括喷射器(106)；和
第二抽取线路(101)，其在所述中等压力蒸汽涡轮(34)和所述节流阀(102)之间流通地连接在所述水/蒸汽功率循环上，并连接在所述喷射器(106)上，所述第二抽取线路(101)还包括旁路(103)，其具有旁通阀(101a)，从而使得能够绕过所述喷射器(106)；和
通过结合所述旁通阀(101a)调整所述第二抽取线路(101)中的压力而控制流向所述加热器的流速。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括如下步骤：
在所述第一抽取线路(104)中在所述喷射器(106)上游提供第一控制阀(104a)；
在所述第二抽取线路(101)中在所述喷射器(106)上游提供第二控制阀(101b)；且
在进一步结合所述第一控制阀(104a)和所述第二控制阀(101b)的条件下控制流向所述加热器的流速。
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