CN107620975A - 一种利用循环冷却水加热原煤的发电系统 - Google Patents

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姚伟
王志超
杨忠灿
方顺利
刘家利
王桂芳
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Xian Thermal Power Research Institute Co Ltd
Huaneng Group Technology Innovation Center Co Ltd
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Abstract

本发明一种利用循环冷却水加热原煤的发电系统，煤场中的原煤经布置在煤场地面以下的换热器被加热解冻后进入煤仓，后经给煤机送入磨煤机中制粉，合格的煤粉经一次风携带进入锅炉燃烧；汽轮机的排汽进入凝汽器中放热，后经凝结水泵送入低压加热器，加热后进入除氧器，经过给水泵送入高压加热器，随后进入锅炉吸热，达到相应参数后回到汽轮机做功，汽轮机带动发电机发电；汽轮机排汽在凝汽器中与循环冷却水换热，被加热的循环冷却水一部分经水泵送入原煤加热器，加热原煤后的该部分循环冷却水与另一部分经循环水泵的循环冷却水汇集后送去冷却塔冷却，冷却后的循环冷却水再送入凝汽器实现循环。本发明对燃用高水分煤的火电机组高效利用具有重要意义。

Description

一种利用循环冷却水加热原煤的发电系统
技术领域：
本发明属于发电机组废热综合利用发电技术领域，具体涉及一种利用循环冷却水加热原煤的发电系统，适用于我国北方寒冷地区发电机组。
背景技术：
我国北方寒冷地区冬季气温普遍低于零下10℃，原煤特别是高水分原煤在煤场储存过程中极易结冻，不利于煤场管理和上煤，容易造成煤仓堵塞，影响磨煤机干燥出力甚至锅炉带负荷能力，因此降低了机组的运行经济性。
随着国家对节能、减排的日益重视，制造厂、设计院、研究院所等都在积极寻求有效的措施或手段来降低电厂煤耗水平。从系统发电效率ηcp的计算公式来看，锅炉效率ηb通常在91％以上，有进一步提升的空间但不高；管道效率ηp与机械效率ηm达到99.0％，发电效率ηg达到99.5％，均已处于很高的水平；而汽轮机效率ηi通常在48％以内，这是造成系统发电效率低下的最主要原因。具体而言，汽轮机效率低的根本原因在于汽轮机冷端热损失太大，汽轮机排汽在凝汽器内冷凝，释放了大量的蒸汽潜热，而这部分热量都是通过循环冷却水带走排出系统。如果能有效利用这部分热量，将能够显著提高系统发电效率或水平。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种利用循环冷却水加热原煤的发电系统，通过将凝汽器中换热后的循环冷却水对煤场中堆放的原煤进行加热，实现原煤提前解冻和热量增加。该系统简单高效，能够有效提高机组效率，属于一种高效发电技术。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案来实现：
一种利用循环冷却水加热原煤的发电系统，包括汽轮机、凝汽器、凝结水泵、低压加热器、除氧器、给水泵、高压加热器、冷却塔、水泵和发电机，以及依次连接的换热器、煤仓、给煤机、磨煤机和锅炉；其中，
工作时，煤场中的原煤经布置在煤场地面以下的换热器被加热解冻后进入煤仓，后经给煤机送入磨煤机中制粉，合格的煤粉经一次风携带进入锅炉燃烧；
汽轮机的排汽进入凝汽器中放热，后经凝结水泵送入低压加热器，加热后进入除氧器，经过给水泵送入高压加热器，随后进入锅炉吸热，达到相应参数后回到汽轮机做功，汽轮机带动发电机发电；汽轮机排汽在凝汽器中与循环冷却水换热，被加热的循环冷却水一部分经水泵送入原煤加热器，加热原煤后的该部分循环冷却水与另一部分经循环水泵的循环冷却水汇集后送去冷却塔冷却，冷却后的循环冷却水再送入凝汽器实现循环。
本发明进一步的改进在于，还包括控制阀门，用于控制循环冷却水的水量。
本发明进一步的改进在于，换热器由一个或者多个独立换热单元组成。
本发明具有如下的有益效果：
本发明一种利用循环冷却水加热原煤的发电系统，由布置在煤场的换热装置也即原褐煤加热装置与发电系统耦合组成，一方面，在煤场中对原煤特别是冬季结冻的高水分煤进行充分加热解冻甚至一定程度的干燥，不但可以提高原煤温度、减少原煤在制粉过程中的热量消耗、提高入炉热量，增加制粉系统干燥出力，而且不会出现其他常规干燥工艺产生的粉化及扬尘现象；另一方面，加热热源来自汽轮机循环冷却水，该部分热量本身属于废热，采用这种利用方式能够回收部分汽轮机冷端损失，提高系统发电效率。
此外，原煤加热装置布置在煤场地面以下，通过间接换热方式加热或解冻原煤，且原煤加热装置采用汽轮机循环冷却水。
综上所述，本发明的提出对我国北方寒冷地区燃用高水分煤的火电机组高效利用具有重要意义。
附图说明：
图1为本发明利用循环冷却水加热原煤的发电系统的示意图。
图中：1-换热器，2-煤仓，3-给煤机，4-磨煤机，5-锅炉，6-汽轮机，7-凝汽器，8-凝结水泵，9-低压加热器，10-除氧器，11-给水泵，12-高压加热器，13-冷却塔，14-控制阀门，15-水泵，16-发电机。
具体实施方式：
以下结合附图对本发明做出进一步的说明。
本发明提出的一种利用循环冷却水加热原煤的发电系统的示意图如图1所示，技术关键如下：
煤场中的原煤经布置在煤场地面以下的换热器1被加热解冻后进入煤仓2，后经给煤机3送入磨煤机4中制粉，合格的煤粉经一次风携带进入锅炉5燃烧。换热器1可以根据煤场的规划、堆煤习惯等分成一个或者多个独立单元。
汽轮机6的排汽进入凝汽器7中放热，后经凝结水泵8送入低压加热器9，加热后进入除氧器10，经过给水泵11送入高压加热器12，随后进入锅炉5吸热，达到相应参数后回到汽轮机6做功，汽轮机6带动发电机16发电。汽轮机排汽在凝汽器7中与循环冷却水换热，被加热的循环冷却水一部分经水泵15送入原煤加热器1，该部分循环水量通过控制阀门14控制，加热原煤后的该部分循环冷却水与另一部分经循环水泵12的循环冷却水汇集后送去冷却塔13冷却，冷却后的循环冷却水再送入凝汽器实现循环。
本发明提出的一种利用循环冷却水加热原煤发电系统实现了原煤加热系统与发电系统的耦合。一方面，在煤场中对原煤特别是冬季结冻的高水分煤进行充分加热解冻甚至一定程度的干燥，不但可以提高原煤温度、减少原煤在制粉过程中的热量消耗、提高入炉热量，增加制粉系统干燥出力，而且不会出现其他常规干燥工艺产生的粉化及扬尘现象；另一方面，加热热源来自汽轮机循环冷却水，该部分热量本身属于废热，采用这种利用方式能够回收部分汽轮机冷端损失，提高系统发电效率。本发明的提出对我国北方寒冷地区燃用高水分煤的火电机组高效利用具有重要意义。

Claims (3)

1.一种利用循环冷却水加热原煤的发电系统，其特征在于，包括汽轮机(6)、凝汽器(7)、凝结水泵(8)、低压加热器(9)、除氧器(10)、给水泵(11)、高压加热器(12)、冷却塔(13)、水泵(15)和发电机(16)，以及依次连接的换热器(1)、煤仓(2)、给煤机(3)、磨煤机(4)和锅炉(5)；其中，
工作时，煤场中的原煤经布置在煤场地面以下的换热器(1)被加热解冻后进入煤仓(2)，后经给煤机(3)送入磨煤机(4)中制粉，合格的煤粉经一次风携带进入锅炉(5)燃烧；
汽轮机(6)的排汽进入凝汽器(7)中放热，后经凝结水泵(8)送入低压加热器(9)，加热后进入除氧器(10)，经过给水泵(11)送入高压加热器(12)，随后进入锅炉(5)吸热，达到相应参数后回到汽轮机(6)做功，汽轮机(6)带动发电机(16)发电；汽轮机排汽在凝汽器(7)中与循环冷却水换热，被加热的循环冷却水一部分经水泵(15)送入原煤加热器(1)，加热原煤后的该部分循环冷却水与另一部分经循环水泵(12)的循环冷却水汇集后送去冷却塔(13)冷却，冷却后的循环冷却水再送入凝汽器(7)实现循环。
2.根据权利要求1所述的一种利用循环冷却水加热原煤的发电系统，其特征在于，还包括控制阀门(14)，用于控制循环冷却水的水量。
3.根据权利要求1所述的一种利用循环冷却水加热原煤的发电系统，其特征在于，换热器(1)由一个或者多个独立换热单元组成。
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