CN213300791U - 一种火电厂电热干燥炉调峰调频系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种火电厂电热干燥炉调峰调频系统，包括电厂发电模块，还包括调峰调频控制平台、送变电及供电模块和电热干燥炉。调峰调频控制平台与送变电及供电模块相连，送变电及供电模块、电厂发电模块、电热干燥炉三者之间相互连接。本实用新型通过在火电厂内设置电热干燥炉，利用火电厂灵活性调峰调频的富余电力，进行煤粉锅炉原煤的干燥，极大降低电热干燥炉的用电成本；利用煤粉锅炉烟气余热或蒸汽余热参与预热炉或电热干燥炉的原煤的预热或干燥，从而减少电热干燥炉的用电量；将电热干燥炉的排气通入电厂的煤粉锅炉内参与燃烧，充分利用资源。

Description

一种火电厂电热干燥炉调峰调频系统

技术领域

本实用新型涉及火电厂调峰技术领域，具体涉及一种火电厂电热干燥炉调峰调频系统。

背景技术

近年来，在中国三北地区电力市场容量富裕，燃机、抽水蓄能等可调峰电源稀缺，电网调峰与火电机组灵活性之间矛盾突出，电网消纳风电、光电、水电及核电等新能源的能力不足，弃风、弃光、弃水和弃核现象严重。热电联产机组“以热定电”方式运行，调峰能力仅为10％左右。调峰困难已经成为电网运行中最为突出的问题。目前国内火电灵活性调峰改造均针对冬季供热机组，夏季如何调峰是摆在众多火电厂面前的一个难题。为了满足电网调峰需求，以及电厂在激烈竞争中的生存需要，全年特别是非供热季深度调峰势在必行。

目前国内外干燥技术主要包括蒸汽管回转干燥、滚筒式干燥、管式干燥、气流干燥、振动混流干燥、过热蒸汽内加热流化床干燥及微波干燥技术等。其中利用电力加热干燥的工艺往往由于电费高昂，造成运行成本过高而应用范围较小。

实用新型内容

本实用新型要解决的问题是：满足电厂全年特别是非供热季深度调峰调频的同时，降低电热干燥炉的运行成本，以提高产业竞争力。

为解决上述技术问题，本实用新型采取如下技术方案：

本实用新型提供一种火电厂电热干燥炉调峰调频系统，包括电厂发电模块 (3)，所述电厂发电模块(3)设有煤粉锅炉(303)、汽轮机(301)和发电机(302)，还包括调峰调频控制平台(1)、送变电及供电模块(2)和电热干燥炉 (4)，所述调峰调频控制平台(1)与送变电及供电模块(2)相连，所述送变电及供电模块(2)、电厂发电模块(3)、电热干燥炉(4)三者之间相互连接。

进一步的，所述电热干燥炉(4)包括依次连接的预热炉(401)、电热干燥炉本体(402)、伴生气净化收集系统(403)，所述电热干燥炉(4)还包括原煤供给单元(404)，所述原煤供给单元(404)用于向预热炉(401)、电热干燥炉本体(402)供应原煤。

进一步的，所述电热干燥炉本体(402)为带蓄热功能的电加热干燥炉或普通电加热干燥炉，所述带蓄热功能的电加热干燥炉为固体蓄热电加热干燥炉、熔盐蓄热电加热干燥炉、高温导热油蓄热电加热干燥炉中的任意一种；所述普通电加热干燥炉为电加热管干燥炉、电极加热干燥炉、电极蒸汽锅炉干燥炉、电磁加热干燥炉中的任意一种。

进一步的，所述伴生气净化收集系统(403)产生的伴生气送入煤粉锅炉 (303)的炉膛内进行燃烧。

进一步的，所述煤粉锅炉(303)设有高温烟道，所述高温烟道与预热炉(401) 或电热干燥炉本体(402)中的任意一个相连。

进一步的，所述调峰调频控制平台(1)安装在电厂集控中心(102)内，所述调峰调频控制平台(1)与电网调度中心(101)、电厂集控中心(102)电连接，并接受二者的控制指令。

进一步的，所述送变电及供电模块(2)与发电机(302)的出口母线或升压站(309)后高压母线或火电厂内厂变母线连接，以满足电热干燥炉(4)的供电。

进一步的，所述火电厂电热干燥炉用于干燥气煤、肥煤、主焦煤、瘦煤、无烟煤、贫煤、弱粘煤、不粘煤、长焰煤、褐煤中的任意一种或组合。

进一步的，所述伴生气净化收集系统(403)收集电热干燥炉本体(402) 所产生的伴生气和蒸汽，所述伴生气经过净化分离送入煤粉锅炉或预热炉焚烧，所述蒸汽凝结为回收水送入火电厂水处理车间进行净化处理。

进一步的，所述电加热干燥炉(4)干燥后的干燥煤送入火电厂磨煤机制成煤粉。

本实用新型的有益效果：

(1)本实用新型通过在火电厂内设置电热干燥炉，利用火电厂灵活性调峰调频的富余电力，变相利用弃风、弃光、弃水、弃核电力进行煤粉锅炉原煤的干燥，能极大地降低电热干燥炉的用电成本；

(2)本实用新型利用煤粉锅炉烟气余热或蒸汽余热参与预热炉或电热干燥炉的原煤的预热或干燥，从而减少电热干燥炉的用电量；

(3)本实用新型将电热干燥炉的排气通入电厂的煤粉锅炉内参与燃烧，分离净化凝结的凝结回收水，送入火电厂水处理车间进行净化处理。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例1所述的火电厂电热干燥炉调峰调频系统的内部结构示意图；

图2为本实用新型实施例2所述的火电厂电热干燥炉调峰调频系统的内部结构示意图；

图3为本实用新型实施例3所述的火电厂电热干燥炉调峰调频系统的内部结构示意图；

图4为本实用新型实施例4所述的火电厂电热干燥炉调峰调频系统的内部结构示意图。

附图标记说明

1-调峰调频控制平台，101-电网调度中心，102-电厂集控中心，2-送变电及供电模块，3-电厂发电模块，303-煤粉锅炉、301-汽轮机，302-发电机，309-升压站，4-电热干燥炉，401-预热炉、402-电热干燥炉本体、403-伴生气净化收集系统，404-原煤供给单元，5-低压加热器，6-除氧器，8-高压加热器，9-火电厂水处理系统，10-凝汽器。

具体实施方式

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本实用新型将火电厂灵活性深度调峰与电热干燥炉系统进行结合，利用富余调峰调频电量通过电热干燥炉对煤粉锅炉原煤进行干燥。

实施例1

如图1所示，一种火电厂电热干燥炉调峰调频系统，包括电厂发电模块3、调峰调频控制平台1、送变电及供电模块2和电热干燥炉4。电厂发电模块3 设有煤粉锅炉303、汽轮机301和发电机302。燃煤锅炉303燃烧煤粉加热锅炉内的水，产生水蒸汽，驱动汽轮机301运动产生动能，汽轮机带动发电机302 转子运动，切割磁力线产生电能。释放出热势能的蒸汽从汽轮机301的排气口排出，送入凝汽器10冷却成水，凝结水由凝结水泵送入低压加热器5、除氧器 6和高压加热器8，并最终进入煤粉锅炉303内。

调峰控制平台1设置在电厂集控中心102内，并与电网调度中心101、电厂集控中心102进行电连接，调峰控制平台1接受电网调度中心101、电厂集控中心102的控制指令。送变电及供电模块2包括逆变器和电开关。送变电及供电模块2中的电开关与发电机302的出口母线连接，或与升压站309后高压母线连接，以满足电热干燥炉4的供电需求。电开关的一端与发电机302及升压站309相连，另一端与逆变器相连。电网调度中心101根据市场需求变化，向电厂集控中心102下达调峰指令，电厂集控中心102向送变电及供电模块2 下达供电指令；接到供电指令后，送变电及供电模块2实时调整电开关的开闭及开度，向电加热干燥炉4供电，进行煤干燥过程，从而响应电网的调峰需求。

电热干燥炉4用于通过热物理方法除去煤中的水分，电热干燥炉4包括依次连接的预热炉401、电热干燥炉本体402、伴生气净化收集系统403，电热干燥炉4还包括原煤供给单元404，原煤供给单元404用于向预热炉401、电热干燥炉本体402供应原煤。原煤供给单元404可以对原煤进行初步的粉碎处理后再向预热炉401和电热干燥炉本体402输送。煤粉锅炉303设有高温烟道，高温烟道与预热炉401或电热干燥炉本体402中的任意一个相连。煤粉锅炉303 燃烧煤粉后产生的高温烟气，如果有富余，通过煤粉锅炉303的高温烟道输送至预热炉401，用于预热炉401对预热炉内的原煤、褐煤等进行预热，初步去除煤中的水分。预热炉401可采取蒸汽管回转干燥技术、管式干燥技术、过热蒸汽内加热流化床干燥技术、滚筒式干燥技术、HPU气流干燥提质技术和振动混流床干燥技术之一或组合去除煤中的一部分水分。火电厂电热干燥炉用于干燥气煤、肥煤、主焦煤、瘦煤、无烟煤、贫煤、弱粘煤、不粘煤、长焰煤、褐煤中的任意一种或组合。

电热干燥炉本体402为带蓄热功能的电加热干燥炉或普通电加热干燥炉，带蓄热功能的电加热干燥炉为固体蓄热电加热干燥炉、熔盐蓄热电加热干燥炉、高温导热油蓄热电加热干燥炉中的任意一种；普通电加热干燥炉为电加热管干燥炉、电极加热干燥炉、电极蒸汽锅炉干燥炉、电磁加热干燥炉中的任意一种。带蓄热功能的电加热干燥炉可以在火电厂有富余电力时，利用富余电力将电力转换为热能，储存在带蓄热功能的电加热干燥炉内。蓄热完成后，将热能转化为电能，加热电加热干燥炉内的煤，从而实现火电厂的调峰调频，实现更大的经济利益。

电热干燥炉本体402接收预热炉401输送的预热后的煤或原煤供给单元 404输送的煤，通过调峰调频控制平台1输送的电能对煤进行加热干燥处理。干燥处理方法包括蒸汽管回转干燥技术、管式干燥技术、过热蒸汽内加热流化床干燥技术、滚筒式干燥技术、HPU气流干燥提质技术和振动混流床干燥技术之一或组合。处理后的干燥煤进入火电厂磨煤机中，进一步粉碎加工成煤粉，煤粉可用于煤粉锅炉303中燃烧或对外出售。电热干燥炉本体402在干燥煤的过程中，煤产生伴生气，以及煤中的水分产生蒸汽，这些气体通过管道进入伴生气净化收集系统403中，供伴生气净化收集系统403进行气体收集和处理。伴生气净化收集系统可包括电捕焦油器和脱硝装置。伴生气经过电捕焦油器后进入脱硝装置。伴生气净化收集系统403收集电热干燥炉本体402所产生的伴生气和蒸汽。伴生气净化收集系统403将水蒸汽通过凝汽器进行冷凝，变成冷却水后，进入火电厂水处理系统9中进行净化处理；凝汽器可以为火电厂现有的凝汽器10，也可以使用新建的凝汽器(图中未画出)。水蒸汽进入新建的凝汽器后，变成凝结水进入低压加热器5中，或进入火电厂水处理系统9进行净化处理。

伴生气净化收集系统403将伴生气进行净化分离后，通过输出管道进入煤粉锅炉303的炉膛内，进行辅助燃烧，或者进入预热炉401中辅助燃烧，参与煤的预热处理，从而提高伴生气的利用率，伴生气燃烧后的烟气及粉尘进入煤粉锅炉303的烟气处理装置中进行脱硫脱硝等净化处理后排出。

电热干燥炉本体402中产生的粉尘及烟气通过管道送往火电厂煤粉锅炉 303的除尘装置中，进行脱硫脱硝处理后排出。

本实施例的有益效果是：

(1)本实用新型通过在火电厂内设置电热干燥炉，利用火电厂灵活性调峰调频的富余电力，变相利用弃风、弃光、弃水、弃核电力进行煤粉锅炉原煤的干燥，能极大地降低电热干燥炉的用电成本；

(2)本实用新型利用煤粉锅炉烟气余热或蒸汽余热参与预热炉或电热干燥炉的原煤的预热或干燥，从而减少电热干燥炉的用电量；

(3)本实用新型将电热干燥炉的排气通入电厂的煤粉锅炉内参与燃烧，分离净化凝结的凝结回收水，送入火电厂水处理车间进行净化处理。

实施例2

如图2所示，一种火电厂电热干燥炉调峰调频系统，包括电厂发电模块3、调峰调频控制平台1、送变电及供电模块2和电热干燥炉4。本实施例与实施例1不同的是电热干燥炉4包括依次连接的原煤供给单元404、电热炉本体402 和伴生气净化收集系统403。下面重点说明本实施例与实施例1不同之处，相同之处不再赘述。

原煤供给单元404用于向电热干燥炉本体402供应原煤。原煤供给单元404 可以对原煤进行初步的粉碎处理后再向电热干燥炉本体402输送。煤粉锅炉303 设有高温烟道，高温烟道与电热干燥炉本体402相连。煤粉锅炉303燃烧煤粉后产生的高温烟气，如果有富余，通过煤粉锅炉303的高温烟道输送至电热干燥炉本体402，用于电热干燥炉本体402对预热炉内的原煤、褐煤等进行加热，同时电热干燥炉本体402还利用调峰调频控制平台1输送的电力对煤进行干燥处理。

本实施例的有益效果是：

(1)本实用新型通过在火电厂内设置电热干燥炉，利用火电厂灵活性调峰调频的富余电力，变相利用弃风、弃光、弃水、弃核电力进行煤粉锅炉原煤的干燥，能极大地降低电热干燥炉的用电成本；

(2)本实用新型利用煤粉锅炉烟气余热或蒸汽余热参与预热炉或电热干燥炉的原煤的干燥，从而减少电热干燥炉的用电量；

(3)本实用新型将电热干燥炉的排气通入电厂的煤粉锅炉内参与燃烧，分离净化凝结的凝结回收水，送入火电厂水处理车间进行净化处理。

实施例3

如图3所示，一种火电厂电热干燥炉调峰调频系统，包括电厂发电模块3、调峰调频控制平台1、送变电及供电模块2和电热干燥炉4。本实施例中的电热干燥炉4用于干燥处理褐煤。

电热干燥炉4包括依次连接的预热炉401、电热干燥炉本体402、伴生气净化收集系统403和原煤供给单元404，原煤供给单元404用于向预热炉401供应原煤。原煤供给单元404可以对原煤进行初步的粉碎处理后再向预热炉401 输送。煤粉锅炉303设有高温烟道，高温烟道与预热炉401相连。煤粉锅炉303 燃烧煤粉后产生的高温烟气，如果有富余，通过煤粉锅炉303的高温烟道输送至预热炉401，用于预热炉401对预热炉内的褐煤进行预热，初步去除煤中的水分。预热炉401还可连接煤粉锅炉的主蒸汽旁路，接收主蒸汽，用于对褐煤进行蒸汽加热干燥预热处理。预热炉401可采取蒸汽管回转干燥技术、管式干燥技术、过热蒸汽内加热流化床干燥技术、滚筒式干燥技术、HPU气流干燥提质技术和振动混流床干燥技术之一或组合去除煤中的一部分水分。

电热干燥炉本体402为带蓄热功能的电加热干燥炉或普通电加热干燥炉，带蓄热功能的电加热干燥炉为固体蓄热电加热干燥炉、熔盐蓄热电加热干燥炉、高温导热油蓄热电加热干燥炉中的任意一种；普通电加热干燥炉为电加热管干燥炉、电极加热干燥炉、电极蒸汽锅炉干燥炉、电磁加热干燥炉中的任意一种。带蓄热功能的电加热干燥炉可以在火电厂有富余电力时，利用富余电力将电力转换为热能，储存在带蓄热功能的电加热干燥炉内。蓄热完成后，将热能转化为电能，加热电加热干燥炉内的煤，从而实现火电厂的调峰调频，实现更大的经济利益。

电热干燥炉本体402接收预热炉401输送的预热后的煤或原煤供给单元 404输送的褐煤，通过调峰调频控制平台1输送的电能对煤进行加热干燥处理。干燥处理方法包括蒸汽管回转干燥技术、管式干燥技术、过热蒸汽内加热流化床干燥技术、滚筒式干燥技术、HPU气流干燥提质技术和振动混流床干燥技术之一或组合。处理后的干燥褐煤进入火电厂磨煤机中，进一步粉碎加工成煤粉，煤粉可用于煤粉锅炉303中燃烧或对外出售。电热干燥炉本体402在干燥煤的过程中，煤产生伴生气，以及煤中的水分产生蒸汽，这些气体通过管道进入伴生气净化收集系统403中，供伴生气净化收集系统403进行气体收集和处理。供伴生气净化收集系统403和调峰控制平台1的工作过程与实施例1相同，不再赘述。电热干燥炉本体402中产生的粉尘及烟气通过管道送往火电厂煤粉锅炉303的除尘装置中，进行脱硫脱硝处理后排出。

本实施例的有益效果是：

(1)本实用新型通过在火电厂内设置电热干燥炉，利用火电厂灵活性调峰调频的富余电力，变相利用弃风、弃光、弃水、弃核电力进行煤粉锅炉原煤的干燥，能极大地降低电热干燥炉的用电成本；

(2)本实用新型利用煤粉锅炉烟气余热或蒸汽余热参与预热炉中褐煤的预热或干燥，从而减少电热干燥炉的用电量；

(3)本实用新型将电热干燥炉的排气通入电厂的煤粉锅炉内参与燃烧，分离净化凝结的凝结回收水，送入火电厂水处理车间进行净化处理。

实施例4

如图4所示，一种火电厂电热干燥炉调峰调频系统，包括电厂发电模块3、调峰调频控制平台1、送变电及供电模块2和电热干燥炉4。

电热干燥炉4包括预热炉401、电热干燥炉本体402、伴生气净化收集系统 403和原煤供给单元404，原煤供给单元404用于向电热干燥炉本体402供应原煤。原煤供给单元404可以对原煤进行初步的粉碎处理后再向电热干燥炉本体 402输送。

本实施例中，电热干燥炉本体402为电极蒸汽锅炉干燥炉。电热干燥炉本体402与凝汽器10的冷却水管道相连接，电热干燥炉本体402接收预热炉401 输送的预热后的煤或原煤供给单元404输送的煤，利用调峰调频控制平台1输送的电能，将凝汽器10输送的冷却水电加热为高温蒸汽，用高温蒸汽将煤进行干燥处理。

电热干燥炉4使用的煤干燥处理方法包括蒸汽管回转干燥方法，管式干燥方法和过热蒸汽内加热流化床干燥方法之一。火电厂电热干燥炉用于干燥气煤、肥煤、主焦煤、瘦煤、无烟煤、贫煤、弱粘煤、不粘煤、长焰煤、褐煤中的任意一种或组合。处理后的干燥煤进入火电厂磨煤机中，进一步粉碎加工成煤粉，煤粉可用于煤粉锅炉303中燃烧或对外出售。电热干燥炉本体402在干燥煤的过程中，煤产生伴生气，以及煤中的水分产生蒸汽，这些气体通过管道进入伴生气净化收集系统403中，供伴生气净化收集系统403和调峰控制平台1的工作过程与实施例1相同，不再赘述。

本实施例的有益效果是：

(1)本实用新型通过在火电厂内设置电热干燥炉，利用火电厂灵活性调峰调频的富余电力，变相利用弃风、弃光、弃水、弃核电力进行煤粉锅炉原煤的干燥，能极大地降低电热干燥炉的用电成本；

(2)本实用新型将电热干燥炉的排气通入电厂的煤粉锅炉内参与燃烧，分离净化凝结的凝结回收水，送入火电厂水处理车间进行净化处理。

虽然本实用新型披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (9)

1.一种火电厂电热干燥炉调峰调频系统，包括电厂发电模块(3)，所述电厂发电模块(3)设有煤粉锅炉(303)、汽轮机(301)和发电机(302)，其特征在于，还包括调峰调频控制平台(1)、送变电及供电模块(2)和电热干燥炉(4)，所述调峰调频控制平台(1)与所述送变电及供电模块(2)相连，所述送变电及供电模块(2)、所述电厂发电模块(3)、所述电热干燥炉(4)三者之间相互连接，所述电热干燥炉(4)用于干燥气煤、肥煤、主焦煤、瘦煤、无烟煤、贫煤、弱粘煤、不粘煤、长焰煤、褐煤中的任意一种或组合。

2.根据权利要求1所述火电厂电热干燥炉调峰调频系统，其特征在于，所述电热干燥炉(4)包括依次连接的预热炉(401)、电热干燥炉本体(402)、伴生气净化收集系统(403)，所述电热干燥炉(4)还包括原煤供给单元(404)，所述原煤供给单元(404)用于向所述预热炉(401)、所述电热干燥炉本体(402)供应原煤。

3.根据权利要求2所述火电厂电热干燥炉调峰调频系统，其特征在于，所述电热干燥炉本体(402)为带蓄热功能的电加热干燥炉或普通电加热干燥炉，所述带蓄热功能的电加热干燥炉为固体蓄热电加热干燥炉、熔盐蓄热电加热干燥炉、高温导热油蓄热电加热干燥炉中的任意一种；所述普通电加热干燥炉为电加热管干燥炉、电极加热干燥炉、电极蒸汽锅炉干燥炉、电磁加热干燥炉中的任意一种。

4.根据权利要求2所述火电厂电热干燥炉调峰调频系统，其特征在于，所述伴生气净化收集系统(403)产生的伴生气送入所述煤粉锅炉(303)的炉膛内进行燃烧。

5.根据权利要求2所述火电厂电热干燥炉调峰调频系统，其特征在于，所述煤粉锅炉(303)设有高温烟道，所述高温烟道与所述预热炉(401)或所述电热干燥炉本体(402)中的任意一个相连。

6.根据权利要求1所述的火电厂电热干燥炉调峰调频系统，其特征在于，所述调峰调频控制平台(1)安装在电厂集控中心(102)内，所述调峰调频控制平台(1)与电网调度中心(101)、所述电厂集控中心(102)电连接，并接受二者的控制指令。

7.根据权利要求1所述的火电厂电热干燥炉调峰调频系统，其特征在于，所述送变电及供电模块(2)与所述发电机(302)的出口母线或升压站(309)后高压母线或火电厂内厂变母线连接，以满足所述电热干燥炉(4)的供电。

8.根据权利要求2所述的火电厂电热干燥炉调峰调频系统，其特征在于，所述伴生气净化收集系统(403)收集电热干燥炉本体(402)所产生的伴生气和蒸汽，所述伴生气经过净化分离送入所述煤粉锅炉(303)或所述预热炉(401)焚烧，所述蒸汽凝结为回收水送入火电厂水处理系统(9)进行净化处理。

9.根据权利要求1所述的火电厂电热干燥炉调峰调频系统，其特征在于，所述电热干燥炉(4)干燥后的干燥煤送入火电厂磨煤机制成煤粉。

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