CN101881191B - 基于高水分褐煤预干燥提质及回收技术的火力发电*** - Google Patents

基于高水分褐煤预干燥提质及回收技术的火力发电*** Download PDF

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Abstract

基于高水分褐煤预干燥提质及回收技术的火力发电***，包括锅炉、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、湿煤仓、湿煤给煤机、磨煤机，其特征在于在发电***中增设褐煤预干燥装置、疏水泵、干煤给煤机、除尘器、热能和废水回收装置，本发明提高了燃煤的能量密度，锅炉的效率随之提高，可较大幅度降低锅炉和制粉***投资；同时降低了厂用电率，进而提高火力发电厂能源综合利用效率，用煤制水可回收大量水，节约宝贵水资源，本发明达到高效、节能、节水、减排的效果，符合目前国家发展低碳经济的产业政策。

Description

基于高水分褐煤预干燥提质及回收技术的火力发电***
技术领域
本发明属于燃煤火力发电领域，涉及锅炉制粉***和汽轮机回热***的改进。
背景技术
我国已探明的褐煤资源储量达1300多亿吨，占全国煤炭储量的13%。褐煤是原煤中最年轻的煤种，挥发份一般在40%～50%，全水分一般可达20%～50%，空气干燥基水分为10%～20%，低位发热量一般只有7～15MJ/kg。由于褐煤水分高、热值低、易风化和自燃、难以洗选和储存，造成单位能量的运输成本较高，长距离输送经济性差，使得褐煤的开采和利用受到很大限制，一般被作为一种低级燃料，在褐煤产地附近将其燃烧发电。
目前，燃用高水分褐煤电厂同燃用其它优质煤电厂的锅炉制粉***相同，燃煤经过输送、破碎、干燥、碾磨进入炉膛，以达到满足锅炉燃烧的要求。由于褐煤本身水分较高，锅炉排烟损失与低水分煤相比较大，锅炉直接燃烧的热效率较低，经济性有限，而且温室气体的排放量也较大。另外，高水分褐煤热值较低，使得锅炉本体体积庞大，造价昂贵；锅炉辅机容量偏大，厂用电率较高。
发明内容
针对上述问题，本发明对燃用高水分褐煤火力发电***进行了改进，其技术方案是在火力发电***中增设过热蒸汽燃煤预干燥装置和干燥尾气热能及废水回收装置，组成新型锅炉制粉***和汽轮机回热***的火力发电厂***，具体结构如下：一种基于高水分褐煤预干燥提质及回收技术的火力发电***，包括锅炉、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、湿煤仓、湿煤给煤机、磨煤机、疏水泵、除尘器，其特征在于在发电***中增设褐煤预干燥装置、干煤给煤机、热能和废水回收装置，汽轮机低压抽汽口连接至预干燥装置蒸汽入口，预干燥装置凝结水接口连接至疏水泵，疏水泵连接至除氧器；湿煤给煤机连接至预干燥装置煤入口，预干燥装置煤出口连接至干煤给煤机，干煤给煤机出口连接至磨煤机；预干燥装置蒸汽出口连接至除尘器，除尘器的煤出口连接至干煤给煤机；除尘器的水蒸汽出口连接至热能和废水回收装置，热能和废水回收装置排水口连接至电厂废水处理***；凝结水泵出口连接至热能和废水回收装置，热能和废水回收装置凝结水出口连接至凝结水管道。
本发明的工作过程如下：
湿煤仓中存储的高水分褐煤由湿煤给煤机从上部进入预干燥装置，通过汽轮机抽汽加热原煤水分大部分蒸发，干煤从预干燥装置下部排出进入干煤给煤机，进入磨煤机碾磨和继续加热干燥后输送至锅炉炉膛燃烧。预干燥装置蒸发的水蒸汽和煤粉的混合物进入除尘器净化除尘，分离下来的煤粉排入干煤给煤机，进入磨煤机后进入锅炉炉膛燃烧。净化后的水蒸汽进入热能和废水回收装置凝结放热，形成过冷水后排入电厂废水处理***，不凝结气体排入大气。
本发明的有益效果是：
1、在原有制粉***中集成干燥***，高水分褐煤经过干燥机预加热干燥，原煤水分可减少50%以上，煤的能量密度提高40%以上，进入炉膛燃烧的燃煤经过预热同时水分减少，使蒸发煤中剩余水分所消耗的热能降低，锅炉的排烟损失得以减少，锅炉效率可提高1.5～2.5%，达到烟煤型锅炉水平。
2、褐煤干燥后燃煤低位发热量大幅度提高，达到烟煤水平，锅炉炉膛体积减少，高度降低，投资减少；水分减少，煤的能量密度提高，制粉***干燥出力得以保证，制粉***可选择中速磨煤机制粉***，投资减少；制粉***设备功率降低，厂用电率减少0.5%以上。
3、汽轮机低压抽汽加热干燥燃煤，加热蒸汽疏水进入除氧器，干燥机及热能和废水回收装置组成特殊的凝结水加热器，煤的蒸发排汽加热凝结水，形成一个抽汽加热循环，是在原有的汽轮机热力***中集成具有燃煤干燥和给水加热功能的一个新***，汽轮机抽汽热能得到了充分利用。燃煤干燥增加了电厂回热循环抽汽蒸汽量，实现在发电量不变条件下减少汽轮机排汽，减少冷端损失5%，提高了电厂的全厂热效率。
4、煤中蒸发的大量水分得到回收，600MW机组年用煤制水可达50万吨，有效地减少火力发电厂用水量。
5、同容量机组对比，采用本发明可降低发电标准煤耗8~12g/KWh，SO2、烟尘、NOX、CO2年排放量分别减少7.5%、7.5%、10%、4%。
综上所述，本发明提高了燃煤的能量密度，锅炉的效率随之提高，可大大降低锅炉和制粉***投资；同时降低了厂用电率，进而提高火力发电厂能源综合利用效率，用煤制水可回收大量水，节约宝贵水资源。本发明达到高效、节能、节水、减排的效果，符合目前国家发展低碳经济的产业政策。
附图说明
附图为本发明***连接示意图。
图例：
1、锅炉；2、汽轮机；3、凝汽器；4、凝结水泵；5、低压加热器；6、除氧器；7、给水泵；8、高压加热器；9、湿煤仓；10、湿煤给煤机；11、预干燥装置；12、干煤给煤机；13、磨煤机；14、疏水泵；15、除尘器；16、热能和废水回收装置
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步的说明：
锅炉（1）蒸汽出口通过主蒸汽管道与汽轮机（2）连接、汽轮机排汽与凝汽器（3）连接、凝汽器凝结水出口低压给水管道依次连接凝结水泵（4）、低压加热器（5）至除氧器（6）、除氧器给水出口高压给水管道依次连接给水泵（7）、高压加热器（8）至锅炉（1）给水入口，组成常规的火力发电热力循环***；汽轮机低压抽汽口连接至预干燥装置蒸汽入口，预干燥装置凝结水接口连接至疏水泵，疏水泵连接至除氧器；湿煤给煤机连接至预干燥装置煤入口，预干燥装置煤出口连接至干煤给煤机，干煤给煤机出口连接至磨煤机；预干燥装置蒸汽出口连接至除尘器，除尘器的煤出口连接至干煤给煤机；除尘器的水蒸汽出口连接至热能和废水回收装置，热能和废水回收装置排水口连接至电厂废水处理***，凝结水泵出口连接至热能和废水回收装置，热能和废水回收装置凝结水出口连接至凝结水管道。
本实施例工作原理如下：
汽轮机低压抽汽口抽出的低压过热蒸汽通过抽气管道连接至预干燥装置（11），低压过热蒸汽在预干燥装置中按间接换热方式将显热和凝结潜热释放给预干燥装置内的高水分煤后凝结成同等压力下的饱和水，饱和水通过疏水泵（14）升压后连接至除氧器，进入汽轮机给水***，完成抽汽循环。
湿煤仓（9）中存储的高水分褐煤由湿煤给煤机（10）从上部进入预干燥装置，通过汽轮机抽汽加热，煤水分大部分蒸发，干燥加热后的干煤从预干燥装置下部排出进入干煤给煤机（12），进入磨煤机（13）碾磨和继续加热干燥后输送至锅炉炉膛燃烧。
预干燥装置蒸发的水蒸汽和煤粉的混合物进入除尘器（15）净化除尘，分离下来的煤粉排入干煤给煤机，进入磨煤机（13）后进入锅炉（1）炉膛燃烧；
除尘器（15）净化后的水蒸汽进入热能和废水回收装置（16）凝结放热，形成过冷水后排入电厂废水处理***，不凝结气体排入大气。
凝结水泵出口引一路低温凝结水连接至热能和废水回收装置，热能和废水回收装置水出口连接至凝结水管道，低温凝结水在热能和废水回收装置吸收水蒸汽的热量，升温后再进入凝结水***。
本实施例所述的预干燥装置可以是蒸汽管式回转干燥机，也可以是过热蒸汽流化床干燥机。

Claims (1)

1.基于高水分褐煤预干燥提质及回收技术的火力发电***，包括锅炉、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、湿煤仓、湿煤给煤机、磨煤机、疏水泵、除尘器，其特征在于在发电***中增设褐煤预干燥装置、干煤给煤机、热能和废水回收装置，汽轮机低压抽汽口连接至预干燥装置蒸汽入口，预干燥装置凝结水接口连接至疏水泵，疏水泵连接至除氧器；湿煤给煤机连接至预干燥装置煤入口，预干燥装置煤出口连接至干煤给煤机，干煤给煤机出口连接至磨煤机；预干燥装置蒸汽出口连接至除尘器，除尘器的煤出口连接至干煤给煤机；除尘器的水蒸汽出口连接至热能和废水回收装置，热能和废水回收装置排水口连接至电厂废水处理***；凝结水泵出口连接至热能和废水回收装置，热能和废水回收装置凝结水出口连接至凝结水管道。
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