CN205825668U - 一种集成烟气与蒸汽干燥的两级褐煤干燥系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了属于电站节能领域的一种集成烟气与蒸汽干燥的两级褐煤干燥系统。该系统主要由锅炉、汽轮机高压缸、汽轮机中压缸、汽轮机低压缸、凝汽器、回热系统、滚筒干燥机、管式干燥机和蒸汽引射器等部分组成。在燃用褐煤的机组中，原煤经破碎后依次进入两级原煤干燥单元，其干燥热源分别为锅炉排烟和利用蒸汽引射器抽取的汽轮机低压缸的低压抽汽，经充分干燥后的原煤通过磨煤机研磨后送入锅炉燃烧。本实用新型通过布置两级干燥系统及增设蒸汽引射器，可使干燥所需的蒸汽量及蒸汽品位大幅降低，从而可降低由于干燥抽汽引起的汽轮机做功损失，进一步提高传统褐煤干燥电站的效率。
Description
技术领域
本实用新型属于电站节能设备领域，特别涉及一种集成烟气与蒸汽干燥的两级褐煤干燥系统。
背景技术
中国的能源结构主要是以煤炭为主，而中国以煤电为主的发电格局使得火电厂煤炭消耗量占到了煤炭总产量的一半以上。近年来，随着中东部优质动力烟煤储量日益减少以及开采难度的加大与成本升高，越来越多的电厂开始燃用或掺烧次烟煤、褐煤等低阶煤。
褐煤是一种典型的高水分、低热值的年轻煤种，其在中国的储量可达1303亿吨，约占全国煤炭总储量的13%。褐煤属低质煤，其水分大、能力密度低，若直接参与燃烧，由于其本身水分含量较高，燃烧生成的烟气量偏大，最终排烟温度升高，导致排烟热损失过大，降低了锅炉效率，影响机组运行的经济性；同时，因燃用褐煤的机组锅炉容量一般需设计的较大，其初投资往往较高，且由于烟气量增加使得机组引风机和送风机等辅机电耗也相应上升，最终使得机组的效率大幅下降。
目前，针对上述问题，燃用褐煤的机组一般增设独立的褐煤干燥系统，在燃烧前对褐煤进行预干燥，使其中的水分含量降低到一定程度后再送入锅炉燃烧。常见的褐煤干燥技术主要有烟气干燥、空气干燥和蒸汽干燥，总体而言，就褐煤预干燥技术发展路线来看，抽汽干燥因其干燥效率高，干燥设备体积小，安全性高，干燥尾气易提取等优点，是目前最有发展前景的褐煤火力发电机组的干燥方式。但蒸汽干燥往往需抽取大量的回热系统抽汽作为干燥热源，这部分蒸汽无法在汽轮机中继续膨胀做功，这就必然会导致一定的做功损失，影响机组效率的进一步提高。因此，如何有效的降低蒸汽干燥系统的抽汽量与抽汽品位，对褐煤干燥系统的进一步节能意义重大。有鉴于此，本实用新型提出一种集成烟气与蒸汽干燥的两级褐煤干燥系统，通过布置两级原煤干燥单元，充分利用锅炉排烟和汽轮机抽汽分别作为两级干燥的热源，使得换热过程温度更加匹配，各不同品位的热量得到梯级利用，从而可进一步提高褐煤电站的效率。
发明内容
本实用新型针对传统的褐煤抽汽预干燥电站抽汽量较大、抽汽参数与干燥机参数不匹配等问题，提出一种集成烟气与蒸汽干燥的两级褐煤干燥系统，通过布置两级原煤干燥单元，分别以锅炉排烟和汽轮机抽汽作为干燥热源，可充分利用烟气余热，大幅降低干燥抽汽的用量及品位，从而进一步提高褐煤电站的效率。
为达到上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：
一种集成烟气与蒸汽干燥的两级褐煤干燥系统，该系统主要包括锅炉、汽轮机高压缸、汽轮机中压缸、汽轮机低压缸、发电机、凝汽器、回热系统、滚筒干燥机、管式干燥机、蒸汽引射器等。所述的锅炉出口的蒸汽依次与汽轮机高压缸、汽轮机中压缸和汽轮机低压缸相连，汽轮机低压缸出口的排汽与凝汽器的入口相连，在凝汽器中凝结的蒸汽通过回热系统与锅炉的给水入口相连；所述的汽轮机高压缸、汽轮机中压缸和汽轮机低压缸依次相连，并与发电机相连，蒸汽通过依次在汽轮机高压缸、汽轮机中压缸和汽轮机低压缸中膨胀做功带动发电机发电；所述的锅炉出口烟气依次与空气预热器、除尘器和滚筒干燥机相连，所述的滚筒干燥机的入煤口与碎煤机的出煤口相连，滚筒干燥机的乏汽出口与旋风分离器Ⅰ的入口相连，其出口的气体进入尾气处理系统，出口的固体颗粒与经滚筒干燥机预干燥后的原煤一同送入管式干燥机；所述的管式干燥机的蒸汽入口与蒸汽引射器的出口相连，所述的蒸汽引射器的两个入口分别通过控制阀Ⅰ和控制阀Ⅱ与回热系统的五段抽汽口与六段抽汽口相连，所述的管式干燥机的乏汽出口与旋风分离器Ⅱ相连，其出口的气体进入尾气处理系统，出口的固体颗粒与进一步干燥后的原煤一同，经磨煤机研磨后进入锅炉燃烧。
所述的褐煤干燥系统包括两级干燥单元，经第一级滚筒干燥机初步干燥后的原煤送入第二级蒸汽管式干燥机进一步干燥。
所述的滚筒干燥机作为第一级干燥单元，其干燥热源为锅炉出口的排烟，温度通常为130~150℃，其中，原煤与烟气在筒内直接接触换热。
所述的管式干燥机作为第二级干燥单元，其干燥热源为来自汽轮机低压缸的低压抽汽；其中，蒸汽在管内流动，原煤在筒内流动。
所述的管式干燥机的抽汽管道上布置有蒸汽引射器，所述的蒸汽引射器的两个蒸汽入口分别通过控制阀Ⅰ和控制阀Ⅱ与回热系统的五段抽汽口与六段抽汽口相连。
本实用新型具有以下优点及有益效果：本实用新型通过布置两级原煤干燥系统，充分利用锅炉排烟的废热作为第一级干燥单元的热源对褐煤进行初步干燥，使其中的大部分外水分被除掉，经预干燥后的原煤再进入第二级干燥单元利用汽轮机抽汽进行进一步干燥。由于引入烟气余热作为干燥热源，使得第二级蒸汽干燥的干燥用汽量大幅降低，从而可降低由于干燥抽汽引起的机组做功损失；同时，通过利用蒸汽引射器以回热系统五级抽汽引射六级抽汽，以此形成的混合蒸汽作为第二级干燥热源，使得干燥所用蒸汽的品位降低，干燥换热过程能量更加匹配，机组的做功损失进一步降低；最终，机组在做功损失降低的情况下可将褐煤干燥到预定程度，其运行效率可得到进一步提高；经计算可知，将该两级干燥系统应用于某典型600MW超临界燃褐煤电站，与传统褐煤蒸汽干燥系统相比，可使机组效率提高约0.5%，发电煤耗降低约2.6 g/kWh。
附图说明
图1为一种集成烟气与蒸汽干燥的两级褐煤干燥系统示意图。
图中：1-锅炉；2-汽轮机高压缸；3-汽轮机中压缸；4-汽轮机低压缸；5-发电机；6-凝汽器；7-凝结水泵；8-回热系统；9-送风机；10-空气预热器；11-电除尘器；12-碎煤机；13-滚筒干燥机；14-旋风分离器Ⅰ；15-控制阀Ⅰ；16-控制阀Ⅱ；17-蒸汽引射器；18-管式干燥机；19-旋风分离器Ⅱ。
具体实施方式
本实用新型提供了一种集成烟气与蒸汽干燥的两级褐煤干燥系统，下面结合附图和具体实施方式对本系统工作原理做进一步说明。
图1所示为一种集成烟气与蒸汽干燥的两级褐煤干燥系统示意图。
如图1所示，该系统主要包括锅炉1、汽轮机高压缸2、汽轮机中压缸3、汽轮机低压缸4、发电机5、凝汽器6、回热系统8、滚筒干燥机13、管式干燥机18、蒸汽引射器17等。所述的锅炉1出口的蒸汽依次与汽轮机高压缸2、汽轮机中压缸3和汽轮机低压缸4相连，汽轮机低压缸4出口的排汽与凝汽器6的入口相连，在凝汽器6中凝结的蒸汽通过回热系统8与锅炉1的给水入口相连；所述的汽轮机高压缸2、汽轮机中压缸3和汽轮机低压缸4依次相连，并与发电机5相连，蒸汽通过依次在汽轮机高压缸、汽轮机中压缸和汽轮机低压缸中膨胀做功带动发电机5发电；所述的锅炉1出口烟气依次与空气预热器10、除尘器11和滚筒干燥机13相连，所述的滚筒干燥机13的入煤口与碎煤机12的出煤口相连，滚筒干燥机13的乏汽出口与旋风分离器Ⅰ14的入口相连，其出口的气体进入尾气处理系统，出口的固体颗粒与经滚筒干燥机13预干燥后的原煤一同送入管式干燥机18；所述的管式干燥机18的蒸汽入口与蒸汽引射器17的出口相连，所述的蒸汽引射器17的两个入口分别通过控制阀Ⅰ15和控制阀Ⅱ16与回热系统8的五段抽汽口与六段抽汽口相连，所述的管式干燥机18的乏汽出口与旋风分离器Ⅱ19相连，其出口的气体进入尾气处理系统，出口的固体颗粒与进一步干燥后的原煤一同，经磨煤机研磨后进入锅炉1燃烧。
所述的褐煤干燥系统包括两级干燥单元，经第一级滚筒干燥机13初步干燥后的原煤送入第二级蒸汽管式干燥机18进一步干燥。
所述的滚筒干燥机13作为第一级干燥单元，其干燥热源为锅炉1出口的排烟，温度通常为130~150℃，其中，原煤与烟气在筒内直接接触换热。
所述的管式干燥机18作为第二级干燥单元，其干燥热源为来自汽轮机低压缸4的低压抽汽；其中，蒸汽在管内流动，原煤在筒内流动。
所述的管式干燥机18的抽汽管道上布置有蒸汽引射器17，所述的蒸汽引射器17的两个蒸汽入口分别通过控制阀Ⅰ15和控制阀Ⅱ16与回热系统8的五段抽汽口与六段抽汽口相连。
其工作过程为：高水分含量的褐煤（水分含量30%~35%）经碎煤机破碎后进入第一级干燥单元，其干燥设备为滚筒干燥机，空气预热器出口的烟气（130~150℃）经电除尘器处理后进入滚筒干燥机，原煤与烟气在滚筒干燥机内直接接触换热，放热后的烟气与煤粉混合乏汽（95~105℃）进入旋风分离器Ⅰ处理，分离出的气体进入尾气处理系统，分离出的固体颗粒与经初步干燥的原煤（水分含量可降低4%~8%）一同送入下一级干燥单元；第二级干燥单元其干燥设备为管式干燥机，干燥热源为利用蒸汽引射器以回热系统五级抽汽（0.43MPa，282.3℃）引射六级抽汽（0.12MPa，185.0℃）后的混合蒸汽（0.16MPa，231.5℃），其中，蒸汽在管内流动，原煤在筒内流动，放热后的蒸汽变为凝结水（0.16MPa，113.3℃）回到回热系统六号加热器，干燥乏汽进入旋风分离器Ⅱ处理，分离出的气体进入尾气处理系统，分离出的固体颗粒与被充分干燥后的原煤（水分含量一般在12%~15%）混合后经磨煤机研磨进入锅炉燃烧。
Claims (5)
1.一种集成烟气与蒸汽干燥的两级褐煤干燥系统，该系统主要包括锅炉（1）、汽轮机高压缸（2）、汽轮机中压缸（3）、汽轮机低压缸（4）、发电机（5）、凝汽器（6）、回热系统（8）、滚筒干燥机（13）、管式干燥机（18）、蒸汽引射器（17）等；所述的锅炉（1）出口的蒸汽依次与汽轮机高压缸（2）、汽轮机中压缸（3）和汽轮机低压缸（4）相连，汽轮机低压缸（4）出口的排汽与凝汽器（6）的入口相连，在凝汽器（6）中凝结的蒸汽通过回热系统（8）与锅炉（1）的给水入口相连；所述的汽轮机高压缸（2）、汽轮机中压缸（3）和汽轮机低压缸（4）依次相连，并与发电机（5）相连，蒸汽通过依次在汽轮机高压缸（2）、汽轮机中压缸（3）和汽轮机低压缸（4）中膨胀做功带动发电机（5）发电；所述的锅炉（1）出口烟气依次与空气预热器（10）、除尘器（11）和滚筒干燥机（13）相连，所述的滚筒干燥机（13）的入煤口与碎煤机（12）的出煤口相连，滚筒干燥机（13）的乏汽出口与旋风分离器Ⅰ（14）的入口相连，其出口的气体进入尾气处理系统，出口的固体颗粒与经滚筒干燥机（13）预干燥后的原煤一同送入管式干燥机（18）；所述的管式干燥机（18）的蒸汽入口与蒸汽引射器（17）的出口相连，所述的蒸汽引射器（17）的两个入口分别通过控制阀Ⅰ（15）和控制阀Ⅱ（16）与回热系统（8）的五段抽汽口与六段抽汽口相连，所述的管式干燥机（18）的乏汽出口与旋风分离器Ⅱ（19）相连，其出口的气体进入尾气处理系统，出口的固体颗粒与进一步干燥后的原煤一同，经磨煤机研磨后进入锅炉（1）燃烧。
2.根据权利要求1所述的一种集成烟气与蒸汽干燥的两级褐煤干燥系统，其特征在于，所述的褐煤干燥系统包括两级干燥单元，经第一级滚筒干燥机（13）初步干燥后的原煤送入第二级蒸汽管式干燥机（18）进一步干燥。
3.根据权利要求1所述的一种集成烟气与蒸汽干燥的两级褐煤干燥系统，其特征在于，所述的滚筒干燥机（13）作为第一级干燥单元，其干燥热源为锅炉（1）出口的排烟，温度通常为130~150℃，其中，原煤与烟气在筒内直接接触换热。
4.根据权利要求1所述的一种集成烟气与蒸汽干燥的两级褐煤干燥系统，其特征在于，所述的管式干燥机（18）作为第二级干燥单元，其干燥热源为来自汽轮机低压缸（4）的低压抽汽；其中，蒸汽在管内流动，原煤在筒内流动。
5.根据权利要求1所述的一种集成烟气与蒸汽干燥的两级褐煤干燥系统，其特征在于，所述的管式干燥机（18）的抽汽管道上布置有蒸汽引射器（17），所述的蒸汽引射器（17）的两个蒸汽入口分别通过控制阀Ⅰ（15）和控制阀Ⅱ（16）与回热系统（8）的五段抽汽口与六段抽汽口相连。
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