CN106705186A - 一种褐煤基热电联产系统 - Google Patents

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王志超
姚伟
李楠
孙军
李炎
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Huaneng Group Technology Innovation Center Co Ltd
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    • F24D3/00—Hot-water central heating systems
    • F24D3/18—Hot-water central heating systems using heat pumps
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Abstract

本发明一种褐煤基热电联产系统，包括蒸汽干燥机、乏气热网加热器、热泵蒸发器、热泵热网加热器等；其中，褐煤原煤经蒸汽干燥机后水分含量降低，变为预干燥煤，送入燃煤发电系统中燃烧发电，蒸汽干燥机干燥褐煤的能量采用燃煤发电系统中汽轮机抽汽的能量，汽轮机抽汽凝结后返回燃煤发电系统中；干燥乏气分两路，一路进入乏气热网加热器中加热热网水，一路进入热泵蒸发器中加热热泵工质；热泵工质在热泵蒸发器中吸收乏气热量后，经热泵压缩机后进入热泵冷凝器，加热热网水至所需温度；热泵工质经热泵冷凝器冷凝后，进入热泵蒸发器完成热泵循环。本发明采用汽轮机抽汽的热量对褐煤进行预干燥，提高了锅炉效率，同时降低了锅炉烟气量和锅炉投资。

Description

一种褐煤基热电联产系统
技术领域：
本发明属于火力发电技术领域，具体涉及一种褐煤基热电联产系统。
背景技术：
褐煤是高水分、低热值的低变质矿产煤，褐煤直接用于发电投资较大，同时效率低、污染物排放量较高。对褐煤进行干燥提质处理，是提高褐煤利用效率的有效手段。褐煤干燥提质乏气特点是品位较低但总量较大，基本可以满足对外供热的需求。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种褐煤基热电联产系统，其在褐煤发电系统中耦合蒸汽干燥机，利用汽轮机抽汽的热量对褐煤进行预干燥，而汽轮机抽汽凝结后返回燃煤发电系统中。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案来实现：
一种褐煤基热电联产系统，包括蒸汽干燥机、乏气热网加热器、热泵蒸发器、热泵压缩机、热泵热网加热器和燃煤发电系统；其中，
褐煤原煤经蒸汽干燥机后水分含量降低，变为预干燥煤，送入燃煤发电系统中燃烧发电，蒸汽干燥机干燥褐煤的能量采用燃煤发电系统中汽轮机抽汽的能量，汽轮机抽汽凝结后返回燃煤发电系统中；
干燥乏气分两路，一路进入乏气热网加热器中加热热网水，一路进入热泵蒸发器中加热热泵工质；热泵工质在热泵蒸发器中吸收乏气热量后，经热泵压缩机后进入热泵冷凝器，加热热网水至所需温度；热泵工质经热泵冷凝器冷凝后，进入热泵蒸发器完成热泵循环。
本发明进一步的改进在于，还包括节流阀，热泵工质经热泵热网加热器冷凝，经节流阀降压后进入热泵蒸发器完成热泵循环。
本发明进一步的改进在于，蒸汽干燥机的能量采用燃煤发电系统的汽轮机抽汽，汽轮机抽汽在蒸汽干燥机中冷凝后返回至燃煤发电系统。
本发明进一步的改进在于，热网水在热网加热器中能够加热至60～80℃。
本发明进一步的改进在于，褐煤在蒸汽干燥机中水分含量能够干燥至10％～20％。
本发明进一步的改进在于，干燥乏气热网加热器与热泵蒸发器中均设有凝结水收集、处理装置。
本发明具有如下的优点：
本发明在褐煤发电系统中耦合蒸汽干燥机，利用汽轮机抽汽的热量对褐煤进行预干燥，而汽轮机抽汽凝结后返回燃煤发电系统中，其中，干燥乏气分为两路，分两级加热热网水，第一级直接采用干燥乏气直接加热，将热网水加热器60～80℃，第二级采用热泵回收干燥乏气热量，对热网水进行进一步的升温。本发明基于能量利用过程中的梯级利用思想，耦合热泵，实现了褐煤干燥提质乏气的能量的充分回收，同时实现了褐煤发电的热电联产，具有显著的节能效益。概括来说，本发明具有：
1、本发明采用汽轮机抽汽的热量对褐煤进行预干燥，提高了锅炉效率，同时降低了锅炉烟气量，降低了锅炉投资；
2、本发明采用干燥乏气热能对外供热，实现了乏气热能的有效利用，采用“好处归电法”计算系统供电标准煤耗量，可以使系统供电标准煤耗量15～30g/kWh。
3、本发明回收干燥乏气能量的同时，可以获得干燥乏气中的水分，可以实现“煤中取水”，具有显著的环保效益。
附图说明：
图1为本发明一种褐煤基热电联产系统的结构示意图。
图中：1为蒸汽干燥机、2为乏气热网加热器、3为热泵蒸发器、4为热泵压缩机、5为热泵热网加热器、6为节流阀、7为燃煤发电系统。
具体实施方式：
以下结合附图对本发明做出进一步的说明。
如图1所示，本发明一种褐煤基热电联产系统，包括蒸汽干燥机1、乏气热网加热器2、热泵蒸发器3、热泵压缩机4和热泵热网加热器5；其中，热泵热网加热器5的能量利用热泵原理，采用热泵蒸发器3吸收干燥乏气的热量，利用热泵压缩机4升温升压后提供，热泵工质经热泵热网加热器5冷凝后，经节流阀6后进入热泵蒸发器3完成热泵循环。
其中，蒸汽干燥机3的能量采用燃煤发电系统7的汽轮机抽汽，而抽汽在蒸汽干燥机3中冷凝后返回至燃煤发电系统7。热网水在热网加热器2中加热至60～80℃。褐煤在蒸汽干燥机3中水分含量干燥至10％～20％。干燥乏气热网加热器2与热泵蒸发器3中设有凝结水收集、处理装置。
本发明的工作原理如下：
热电联产机组是指燃煤发电系统中，既生产电能也生产热能的发电机组。在热电联产机组中，高品位能量用于发电，较低品位能量用于供热。因此，热电联产是提高电厂能量利用效率的有效手段。
褐煤是高水分、低热值的低变质矿产煤，褐煤直接用于发电投资较大，同时效率低，污染物排放较高，对褐煤进行干燥提质处理，是提高褐煤利用效率的有效手段。褐煤干燥提质，是指对采用燃煤发电过程的低品位能量对褐煤进行干燥处理，降低褐煤中的水分含量，提高褐煤热值，进而提高褐煤发电效率。
褐煤干燥提质过程中产生大量的干燥乏气，干燥乏气的特点为，品位较低，但能量总量较大。因此，设法回收干燥乏气的能量，可以进一步提高褐煤的综合能量利用效率。
为此，本文基于热电联产的原理，采用干燥乏气的热量对外供热，实现热电联产。由于干燥乏气不能完全满足对外供热的需求，因此，本发明进一步耦合热泵，从而满足对外供热的温度品位需要。
其工作过程为：常规热电联产系统由包括蒸汽干燥机1、干燥乏气热网加热器2、热泵蒸发器3、热泵压缩机4、热泵冷凝器5、热泵节流阀6、燃煤发电系统7构成。褐煤原煤经蒸汽干燥机1后水分含量降低，变为预干燥煤，送入燃煤发电系统7中燃烧发电，蒸汽干燥机1干燥褐煤的能量采用燃煤发电系统7中汽轮机抽汽的能量，汽轮机抽汽凝结后返回燃煤发电系统7中；干燥乏气分两路，一路进入乏气热网加热器2中将热网水加热至60～80℃，一路进入热泵蒸发器3中加热热泵工质；热泵工质在热泵蒸发器3中吸收乏气热量后，经热泵压缩机4后进入热泵冷凝器5，进一步加热热网水至所需温度；热泵工质经热泵冷凝器5冷凝后，经热泵节流阀6降压后，进入热泵蒸发器3完成热泵循环。

Claims (6)

1.一种褐煤基热电联产系统，其特征在于，包括蒸汽干燥机(1)、乏气热网加热器(2)、热泵蒸发器(3)、热泵压缩机(4)、热泵热网加热器(5)和燃煤发电系统(7)；其中，
褐煤原煤经蒸汽干燥机(1)后水分含量降低，变为预干燥煤，送入燃煤发电系统(7)中燃烧发电，蒸汽干燥机(1)干燥褐煤的能量采用燃煤发电系统(7)中汽轮机抽汽的能量，汽轮机抽汽凝结后返回燃煤发电系统(7)中；
干燥乏气分两路，一路进入乏气热网加热器(2)中加热热网水，一路进入热泵蒸发器(3)中加热热泵工质；热泵工质在热泵蒸发器(3)中吸收乏气热量后，经热泵压缩机(4)后进入热泵冷凝器(5)，加热热网水至所需温度；热泵工质经热泵冷凝器(5)冷凝后，进入热泵蒸发器(3)完成热泵循环。
2.根据权利要求1所述的一种褐煤基热电联产系统，其特征在于，还包括节流阀(6)，热泵工质经热泵热网加热器(5)冷凝，经节流阀(6)降压后进入热泵蒸发器(3)完成热泵循环。
3.根据权利要求1所述的一种褐煤基热电联产系统，其特征在于，蒸汽干燥机(3)的能量采用燃煤发电系统(7)的汽轮机抽汽，汽轮机抽汽在蒸汽干燥机(3)中冷凝后返回至燃煤发电系统(7)。
4.根据权利要求1所述的一种褐煤基热电联产系统，其特征在于，热网水在热网加热器(2)中能够加热至60～80℃。
5.根据权利要求1所述的一种褐煤基热电联产系统，其特征在于，褐煤在蒸汽干燥机(3)中水分含量能够干燥至10％～20％。
6.根据权利要求1所述的一种褐煤基热电联产系统，其特征在于，干燥乏气热网加热器(2)与热泵蒸发器(3)中均设有凝结水收集、处理装置。
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