一种集成吸收式热泵的分级预干燥褐煤发电系统及方法
【技术领域】
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[0001]本发明属于燃煤火力发电领域，特别涉及一种集成吸收式热栗的分级预干燥褐煤发电系统及方法。
【背景技术】
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[0002]褐煤煤化程度较低，其特点是水分含量高、挥发分含量高、灰分含量高、发热量低、易自燃、易风化。褐煤的全水分一般在30%?60%，挥发分一般大于40%。高水分含量对褐煤的运输、存放、磨制以及燃烧都带来了一定的困难，是制约褐煤在火力发电领域应用的主要因素。在褐煤燃烧前对其进行预干燥处理，可以有效降提高锅炉效率和发电效率。但干燥是一种高耗能的过程，充分利用干燥尾气的余热以及在干燥过程中利用发电系统其他余热，对于降低褐煤电站发电成本具有重要意义。
【发明内容】
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[0003]本发明的目的在于提供一种集成吸收式热栗的分级预干燥褐煤发电系统及方法，其充分利用干燥尾气的余热，同时利用了汽轮机乏汽的部分余热，经计算，可以较明显地提高发电系统的效率。
[0004]为达到上述目的，本发明采用如下的技术方案:
[0005]—种集成吸收式热栗的分级预干燥褐煤发电系统，包括锅炉、回热系统、第一级磨煤机及第一类吸收式热栗，回热系统包括依次连接的第一级至第四级低压加热器、除氧器以及第一级至第三级高压加热器，第一类吸收式热栗包括吸收器、发生器、冷凝器及蒸发器，吸收器与发生器之间组成一个溶液循环回路，吸收器被加热工质出口连接至冷凝器被加热工质入口，冷凝器制冷剂出口连接至蒸发器制冷剂入口，发生器制冷剂出口连接至冷凝器制冷剂入口，蒸发器出口连接至吸收器制冷剂入口；其中，
[0006]锅炉过热器出口连接至汽轮机主蒸汽入口，汽轮机驱动发电机发电，汽轮机排汽口分为两股，一股连接至凝汽器蒸汽入口，另一股连接至第一类吸收式热栗的蒸发器热源入口，蒸发器热源出口连接至凝汽器热井入口，凝汽器凝结水出口分为两股，一股连接至回热系统的第一级低压加热器入口，另一股连接至外置凝结水加热器入口，回热系统的第三级高压加热器出口连接至锅炉给水入口，外置凝结水加热器出口连接至回热系统的第三级低压加热器被加热介质入口；
[0007]汽轮机干燥系统热源抽汽口分为两股，一股连接至第一类吸收式热栗的发生器热源入口，发生器热源出口连接至回热系统的第三级低压加热器热源入口，另一股连接至第二级干燥器内置加热器热源入口，第二级干燥器内置加热器热源出口连接至回热系统的第三级低压加热器热源入口 ；回热系统的第一级低压加热器疏水出口连接至凝汽器热井入口 ；汽轮机的回热抽汽口分别连接至回热系统第一级至第四级低压加热器、除氧器以及第一级至第三级高压加热器热源入口；
[0008]第一级磨煤机煤粉出口连接至第一级干燥器煤粉入口，第一级干燥器煤粉出口连接至第二级干燥器煤粉入口，第二级干燥器煤粉出口连接至第二级磨煤机煤粉入口，第二级磨煤机煤粉出口连接至锅炉煤粉入口 ；第一级干燥器干燥尾气出口连接至第一除尘器入口，第一除尘器气侧出口分为两股，一股连接至外置凝结水加热器热源入口，另一股通过第一循环风机连接至第一级干燥器流化介质入口，第一除尘器煤粉出口连接至第二级磨煤机煤粉入口，第一级干燥器内置加热器热源出口连接至第一类吸收式热栗的吸收器入口，吸收器出口连接至第一类吸收式热栗的冷凝器入口，冷凝器出口连接至第一级干燥器内置加热器热源入口；
[0009]第二级干燥器干燥尾气出口连接至第二除尘器入口，第二除尘器气侧出口分为两股，一股连接至外置凝结水加热器热源入口，另一股通过第二循环风机连接至第二级干燥器流化介质入口。
[0010]本发明进一步的改进在于:第一级干燥器和第二级干燥器均为带内置加热器的蒸汽流化床干燥器。
[0011]本发明进一步的改进在于:第一类吸收式热栗的吸收器与发生器之间组成的溶液循环回路上还设置有溶液栗和溶液热交换器。
[0012]本发明进一步的改进在于:第一类吸收式热栗的吸收器与发生器之间组成的溶液循环回路上还设置有节流阀。
[0013]本发明进一步的改进在于:冷凝器制冷剂出口连接至蒸发器制冷剂入口的管道上设置有节流阀。
[0014]本发明进一步的改进在于:还包括冷却塔，冷却塔的出入口与凝汽器的冷却水出入口之间组成循环回路。
[0015]—种集成吸收式热栗的分级预干燥褐煤发电系统的发电方法，包括如下步骤:
[0016]第二级磨煤机出口的煤粉进入锅炉炉膛，煤粉在锅炉炉膛燃烧产生高温烟气，高温烟气将过热器中的水加热至过热蒸汽状态，通过主汽门送入汽轮机中膨胀做功，驱动汽轮机转动，汽轮机带动发电机发电；充分膨胀后的蒸汽由汽轮机低压缸出口分成两股，一股进入凝汽器冷凝，凝结水经过凝结水栗后进入回热系统，在各级回热加热器中被加热，然后作为锅炉给水进入锅炉吸热蒸发，另一股进入第一类吸收式热栗的蒸发器，作为热栗的低温热源，冷凝放热后进入凝汽器热井；
[0017]干燥系统的热源为第三级低压加热器对应的抽汽，抽汽分为两股，一股进入第一类吸收式热栗的发生器冷凝放热，作为热栗的高温热源，另一股进入第二级干燥器的内置加热器冷凝放热，作为第二级干燥器的干燥热源；热栗由高温热源驱动，吸收部分低温热源的热量，产生温度在高温热源和低温热源温度之间的低压蒸汽，作为第一级干燥器的干燥热源；低压水依次经过热栗吸收器、冷凝器的加热，进入第一级干燥器的内置加热器冷凝放热，提供褐煤外在水蒸发所需的热量，冷凝后依次进入热栗吸收器、冷凝器，循环使用；
[0018]原煤经过第一级磨煤机的预磨碎成较粗的颗粒，进入第一级干燥器脱除全部的外在水，干燥尾气经过第一除尘器除尘后，一部分作为外置凝结水加热器的热源，一部分被第一循环风机送入干燥器内作为流化介质，第一除尘器分离下来的煤粉颗粒送入第二级磨煤机中继续磨碎；经过第一级干燥器干燥的褐煤颗粒进入第二级干燥器中，吸热脱除部分内在水；干燥尾气经过第二除尘器除尘后，一部分作为外置凝结水加热器的热源，一部分被第一循环风机送入干燥器内作为流化介质，第二除尘器分离下来的煤粉颗粒送入第二级磨煤机中继续磨碎；煤粉经过第二级干燥器脱水后进入第二级磨煤机；第二级磨煤机出口的细煤粉送入锅炉炉膛燃烧。
[0019]相对于现有技术，本发明具有如下的优点:
[0020]本发明一种集成吸收式热栗的分级预干燥褐煤发电系统，该系统中，第一类吸收式热栗的蒸发器热源入口连接汽轮机排汽口，通过这种布置，蒸发器内制冷剂的蒸发使用了汽轮机排汽的余热，热栗生产的热量用于褐煤外在水的脱除，减少了干燥过程从汽轮机的抽汽量，从而提高了汽轮机的绝对内效率。
[0021]汽轮机干燥系统热源抽汽口分为两股，一股连接至第一类吸收式热栗的发生器热源入口，这部分抽汽的热量用来驱动热栗运行，回收蒸发器中汽轮机排汽的余热，生产出大量的温度在抽汽温度和汽轮机排汽温度之间的蒸汽，用来作为第一级干燥器内置加热器的热源，通过利用汽轮机排汽的余热，减少了干燥过程需要的抽汽量，经计算，热栗的能效系数COP达到了 1.84。
[0022]第一级干燥器内置加热器热源出口连接至第一类吸收式热栗的吸收器入口，吸收器出口连接至第一类吸收式热栗的冷凝器入口，冷凝器出口连接至第一级干燥器内置加热器热源入口。褐煤的外在水脱除温度不高，蒸发脱除的能耗与水的气化潜热几乎相等，考虑到外在水的脱除难度不大，第一级干燥器内置加热器的热源为热栗生产的热量，温度在热栗的热源温度和汽轮机排汽温度之间，用来脱除褐煤的外在水。第一除尘器气侧出口分为两股，一股连接至外置凝结水加热器热源入口，第二除尘器气侧出口分为两股，一股连接至外置凝结水加热器热源入口。干燥尾气在外置凝结水加热器中凝结放热，加热系统凝结水，从而减少回热系统的抽汽量，提高汽轮机的绝对内效率。经计算，与褐煤的内在水和外在水用相同参数的汽轮机抽汽进行干燥的系统相比，所提出的系统的汽轮机抽汽量可以减少