CN102944024A - 褐煤火力发电*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种褐煤火力发电***，该褐煤火力发电***包括锅炉（1）、汽轮机（2）和凝汽器（3），所述锅炉（1）的排气口与所述汽轮机（2）的进气口连接，所述汽轮机（2）的排气口与所述凝汽器（3）的进气口连接，所述凝汽器（3）的排液口与所述锅炉（1）的进液口连接，其中，该褐煤火力发电***还包括煤仓（4）和干燥机（5），所述煤仓（4）的出料口与所述干燥机（5）的进料口连接，所述干燥机（5）的出料口与所述锅炉（1）的进料口连接。该褐煤火力发电***将褐煤干燥***结合到其中，从而能够对褐煤进行干燥后直接进行燃烧发电。
Description
技术领域
本发明涉及煤炭火力发电领域，具体地，涉及一种褐煤火力发电***。
背景技术
目前，由于褐煤资源比较丰富，储藏量较大，成本较低，在火力发电的发电***中通常采用褐煤作为燃料进行发电。我国已探明的褐煤储量约为2000亿吨，而大多数的褐煤分布在内蒙古东北部地区，约占全国褐煤储量的3/4。但是，褐煤普遍存在水分高（含水量约为30%-50%）、燃点低和二氧化碳排放量大等缺点，直接用于燃烧发电会导致发电效率较低，环境污染较大，而且还会增加电厂的设备建设和运行成本，并且褐煤较高的含水量还会导致运输费用的增加，因此限制了褐煤在发电领域中的应用。
由于褐煤本身含水量较高，褐煤在锅炉中直接燃烧的热效率较低，造成锅炉的排烟损失较大，且CO2排放量较大。另外，褐煤直接燃烧的热效率较低，使得锅炉、制粉装置、各个管道的尺寸都较大，造价昂贵，其它辅助设备容量也较大，导致用电率较高。
目前，针对上述问题，在火力发电厂中通常设置独立的褐煤干燥***对褐煤进行预先干燥，使得褐煤的含水量降低到一定程度后，再将褐煤输送到锅炉中进行燃烧而发电。但是，褐煤干燥***和发电***单独设置导致发电工艺的繁杂和操作、管理不便，并且发电资源不能够有效地充分利用，导致能源浪费，并且在除尘处理等方面也存在缺陷。
发明内容
本发明的目的是提供一种褐煤火力发电***，该褐煤火力发电***将褐煤干燥***结合到其中，从而能够对褐煤进行干燥后直接进行燃烧发电。
为了实现上述目的，本发明提供一种褐煤火力发电***，该褐煤火力发电***包括锅炉、汽轮机和凝汽器，所述锅炉的排气口与所述汽轮机的进气口连接，所述汽轮机的排气口与所述凝汽器的进气口连接，所述凝汽器的排液口与所述锅炉的进液口连接，其中，该褐煤火力发电***还包括煤仓和干燥机，所述煤仓的出料口与所述干燥机的进料口连接，所述干燥机的出料口与所述锅炉的进料口连接。
优选地，所述褐煤火力发电***还包括换热器和水净化装置，所述干燥机的尾气口与所述换热器的进气口连接，所述换热器的排液口与所述水净化装置的进液口连接，并且所述换热器连接在所述凝汽器的排液口和所述锅炉的进液口之间。
优选地，所述换热器为翅片式换热器或热管换热器。
优选地，所述水净化装置包括湿式除尘器和沉淀装置，所述湿式除尘器的进液口与所述换热器的排液口连接，所述湿式除尘器的排液口与所述沉淀装置的进液口连接，所述沉淀装置的清液出口与所述湿式除尘器的清液入口连接，所述湿式除尘器还具有废气口。
优选地，所述褐煤火力发电***还包括污水池，所述沉淀装置的浊液出口与所述污水池连接。
优选地，所述褐煤火力发电***还包括过滤器，所述干燥机的尾气口与所述过滤器的进气口连接，所述过滤器的排气口与所述换热器的进气口连接。
优选地，所述过滤器为陶瓷过滤器。
优选地，所述褐煤火力发电***还包括除氧器，该除氧器连接在所述换热器和所述锅炉的进液口之间。
优选地，所述汽轮机的排气口还与所述干燥机的进气口连接，所述干燥机的排液口与所述除氧器的进液口连接。
优选地，所述褐煤火力发电***还包括第一加热器，该第一加热器与所述换热器并联。
优选地，所述褐煤火力发电***还包括磨煤机，该磨煤机连接在所述干燥机的出料口与所述锅炉的进料口之间。
优选地，所述褐煤火力发电***还包括第一给煤机，该第一给煤机连接在所述干燥机的出料口与所述磨煤机的进料口之间，所述过滤器的排渣口与所述第一给煤机的进料口连接。
优选地，所述褐煤火力发电***还包括第二给煤机，该第二给煤机连接在所述煤仓的出料口与所述干燥机的进料口之间。
优选地，所述褐煤火力发电***还包括第二加热器，该第二加热器连接在所述除氧器的排液口和所述锅炉的进液口之间。
优选地，所述褐煤火力发电***还包括第一泵、第二泵和第三泵，所述第一泵连接在所述凝汽器的排液口和所述第一加热器的进液口之间，所述第二泵连接在所述除氧器的排液口和所述第二加热器的进液口之间，所述第三泵连接在所述干燥机的排液口和所述除氧器的进液口之间。
优选地，所述凝汽器为空冷器或冷却塔。
优选地，所述干燥机为蒸汽管式回转干燥机或蒸汽流化床干燥机。
通过上述技术方案，由于在褐煤火力发电***中设置了干燥机，煤仓中的湿褐煤经过干燥机干燥后直接送入锅炉中进行燃烧，锅炉燃烧褐煤产生大量高压蒸汽推动汽轮机做功而发电，从汽轮机中排出的低压蒸汽再进入凝汽器中冷却凝结形成水，这些水再输送到锅炉中生成水蒸气，循环利用。该褐煤火力发电***将褐煤干燥***结合到其中，从而能够对褐煤进行干燥后直接进行燃烧发电，简化发电工艺流程，节约了褐煤的运输费用。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明的实施方式的褐煤火力发电***的示意图。
附图标记说明
1 锅炉 2 汽轮机
3 凝汽器 4 煤仓
5 干燥机 6 磨煤机
7 除氧器 8 第一加热器
9 换热器 10 水净化装置
11 湿式除尘器 12 沉淀装置
13 过滤器 14 第一给煤机
15 第二给煤机 16 第二加热器
17 第一泵 18 第二泵
19 第三泵 20 污水池
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
如图1所示，本发明的具体实施方式提供一种褐煤火力发电***，该褐煤火力发电***包括锅炉1、汽轮机2和凝汽器3，所述锅炉1的排气口与所述汽轮机2的进气口连接，所述汽轮机2的排气口与所述凝汽器3的进气口连接，所述凝汽器3的排液口与所述锅炉1的进液口连接，其中，该褐煤火力发电***还包括煤仓4和干燥机5，所述煤仓4的出料口与所述干燥机5的进料口连接，所述干燥机5的出料口与所述锅炉1的进料口连接。
由于在褐煤火力发电***中设置了干燥机5，煤仓4中的湿褐煤经过干燥机5干燥后直接送入锅炉1中进行燃烧，锅炉1燃烧褐煤产生大量高压蒸汽推动汽轮机2做功而发电，从汽轮机2中排出的低压蒸汽再进入凝汽器3中冷却凝结形成水，这些水再输送到锅炉1中生成水蒸气，循环利用。该褐煤火力发电***将褐煤干燥***结合到其中，从而能够对褐煤进行干燥后直接进行燃烧发电，简化发电工艺流程，节约了褐煤的运输费用。
其中，凝汽器3在缺水地区通常采用空冷器，而在一般的地区通常采用冷却塔。
如图1所示，由于干燥机5对褐煤进行干燥时会产生大量尾气，而这些尾气中带有大量的热量和粉尘会污染环境，优选地，所述褐煤火力发电***还包括换热器9和水净化装置10，所述干燥机5的尾气口与所述换热器9的进气口连接，所述换热器9的排液口与所述水净化装置10的进液口连接，并且所述换热器9连接在所述凝汽器3的排液口和所述锅炉1的进液口之间。干燥机5干燥褐煤产生的尾气从干燥机5的尾气口排出，然后进入换热器9中与凝汽器3排出的水进行热交换，从而预加热由凝汽器3进入到锅炉1中的水，使得热量得到回收利用，减少锅炉1燃烧的煤炭量，降低发电成本。然后，尾气在换热器9中换热后温度降低，形成一定量的混合液进入水净化装置10中进行净化处理，以去除混合液中溶解的粉尘、杂质等，从而得到水质较高的水供循环利用，并且减少废水排放量。
其中换热器9可以采用各种型号和结构的换热装置，为了达到较好的换热效果，作为一种实施方式，所述换热器9为翅片式换热器或热管换热器。翅片式换热器以平板和翅片作为传热元件，其传热效率高，结构紧凑、轻巧。热管是一种具有高导热性能的传热组件，热管换热器是以热管为传热元件的换热器，热管换热器具有传热效率高、结构紧凑、流体阻损小、有利于控制露点腐蚀等优点。采用这两类换热器能够提高热量回收的效率，节约能量，降低能耗。
如图1所示，作为本发明的一种实施方式，优选地，所述水净化装置10包括湿式除尘器11和沉淀装置12，所述湿式除尘器11的进液口与所述换热器9的排液口连接，所述湿式除尘器11的排液口与所述沉淀装置12的进液口连接，所述沉淀装置12的清液出口与所述湿式除尘器11的清液入口连接，所述湿式除尘器11还具有废气口。
尾气在换热器1中进行热交换后，尾气中的水蒸气由于温度较低而凝结形成为液体混合物，这些液体混合物进入湿式除尘器11进行除尘，不凝气体经过洗涤除尘后从湿式除尘器11的废气口排出。
含尘废水进入沉淀装置12中进行沉淀处理，使得其中的杂质沉淀到底部形成浊液，上层形成较为纯净的清液，清液经过沉淀装置12的清液出口回到湿式除尘器11内，循环利用进行尾气的除尘处理，节约了水资源，降低了成本。
由于褐煤火力发电***运行的过程中必然会产生污水，如图1所示，优选地，所述褐煤火力发电***还包括污水池20，所述沉淀装置12的浊液出口与所述污水池20连接。沉淀装置12沉淀完后形成的浊液排放到污水池20中进行废水处理，最后供给电厂进行综合利用。
如图1所示，通常褐煤干燥后的尾气中含有大量的粉尘，优选地，所述褐煤火力发电***还包括过滤器13，所述干燥机5的尾气口与所述过滤器13的进气口连接，所述过滤器13的排气口与所述换热器9的进气口连接。由干燥机5的尾气口排出的尾气先进行除尘处理后，去除尾气中含有的大部分粗颗粒，再进行水净化处理，以免粉尘溶解在水中造成水质较差，并且降低后续的水净化装置10的工作负荷。
过滤器13可以采用各种形式和结构的过滤器，为了达到更好的除尘效果，优选地，所述过滤器13为陶瓷过滤器。通过陶瓷过滤器可以有效地去除或降低尾气中的夹杂物，提高尾气的纯净度，防止尾气中的固体杂质进入后续的设备中损坏设备。
如图1所示，由于锅炉1对于水质具有一定的要求，优选地，所述褐煤火力发电***还包括除氧器7，该除氧器7连接在所述换热器9和所述锅炉1的进液口之间。除氧器7可以除去溶解于水中的氧和其它气体，防止和降低锅炉给水管、省煤器和其它附属设备的腐蚀。除氧器7是锅炉1及褐煤火力发电***的关键设备，如果不设置除氧器7或者除氧器7除氧能力差，将对锅炉1造成的严重损坏。
作为本发明的一种实施方式，所述干燥机5通常为蒸汽管式回转干燥机或蒸汽流化床干燥机，以获得更好的干燥效果。这两种干燥机均采用蒸汽作为热源对褐煤进行加热干燥，为了循环利用水资源，如图1所示，优选地，所述汽轮机2的排气口还与所述干燥机5的进气口连接，所述干燥机5的排液口与所述除氧器7的进液口连接。通常，干燥机5可以利用汽轮机2排出的低压蒸汽对进入干燥机5中的湿褐煤进行加热，褐煤受热后其中的水分干燥蒸发形成尾气，而蒸汽温度降低凝结成水从干燥机5的排液口流到除氧器7中，经过除氧器7除氧后供给锅炉1。
如图1所示，为了充分加热由凝汽器3进入到锅炉1中的水，优选地，所述褐煤火力发电***还包括第一加热器8，该第一加热器8与所述换热器9并联。在回收利用的热量不足以加热所有凝汽器3排出的水的情况下，部分的水可以通过第一加热器8进入除氧器7中，由第一加热器8对水进行预加热，从而对水充分加热，减少锅炉1燃烧的煤炭量，降低发电成本。
如图1所示，由于煤仓4储存的褐煤通常为较大块的原煤，优选地，所述褐煤火力发电***还包括磨煤机6，该磨煤机6连接在所述干燥机5的出料口与所述锅炉1的进料口之间。干燥机5干燥后的较大的褐煤由磨煤机6将煤块破碎并磨成煤粉，然后将煤粉提供给锅炉1进行燃烧，使得褐煤能够充分燃烧而降低褐煤的使用量。
如图1所示，为了方便将干燥机5干燥后的褐煤输送给磨煤机6进行研磨，优选地，所述褐煤火力发电***还包括第一给煤机14，该第一给煤机14连接在所述干燥机5的出料口与所述磨煤机6的进料口之间，所述过滤器13的排渣口与所述第一给煤机14的进料口连接。给煤机适用于火力发电厂燃煤的制粉***，第一给煤机14能够根据锅炉1的燃煤量配送给磨煤机6适量的褐煤，从而改善锅炉的燃烧性能，使得燃料与所需空气量更加匹配，第一给煤机14能够连续给煤，称量准确，工作稳定，节能高效，是锅炉1的制粉***中与磨煤机6相匹配的计量给煤设备。另外，过滤器13过滤出湿煤粉能够通过过滤器13的排渣口排除，并且经过空气自然干燥后进入第一给煤机14中，最后输送给磨煤机6，从而对煤粉进行回收利用，节约成本，充分利用资源。
如图1所示，为了方便将煤仓4中的褐煤输送给干燥机5进行干燥，优选地，所述褐煤火力发电***还包括第二给煤机15，该第二给煤机15连接在所述煤仓4的出料口与所述干燥机5的进料口之间。第二给煤机15能够根据干燥机5的干燥量输送给干燥机5合适数量的湿褐煤，从而使得干燥机5能够充分干燥褐煤并且充分利用干燥机5的负荷量，达到资源合理分配，降低成本。
为了使得进入锅炉1中的水达到要求的温度，如图1所示，优选地，所述褐煤火力发电***还包括第二加热器16，该第二加热器16连接在所述除氧器7的排液口和所述锅炉1的进液口之间。第二加热器16可以对进入锅炉1中的水进行预加热，使其达到锅炉1的要求，从而能够使得水在锅炉1中充分汽化，并且降低褐煤的燃烧量，节约资源。
为了使得水在褐煤火力发电***中流动顺畅，如图1所示，优选地，所述褐煤火力发电***还包括第一泵17、第二泵18和第三泵19，所述第一泵17连接在所述凝汽器3的排液口和所述第一加热器8的进液口之间，所述第二泵18连接在所述除氧器7的排液口和所述第二加热器16的进液口之间，所述第三泵19连接在所述干燥机5的排液口和所述除氧器7的进液口之间。第一泵17能够将在凝汽器3中凝结的水输送到第一加热器8中进行加热，第二泵18能够将除氧器7除氧完毕后的水输送到第二加热器16中进行加热，第三泵19能够将干燥机5干燥褐煤后产生的水输送到除氧器7中进行除氧处理。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (17)
1.一种褐煤火力发电***，该褐煤火力发电***包括锅炉（1）、汽轮机（2）和凝汽器（3），所述锅炉（1）的排气口与所述汽轮机（2）的进气口连接，所述汽轮机（2）的排气口与所述凝汽器（3）的进气口连接，所述凝汽器（3）的排液口与所述锅炉（1）的进液口连接，其特征在于，该褐煤火力发电***还包括煤仓（4）和干燥机（5），所述煤仓（4）的出料口与所述干燥机（5）的进料口连接，所述干燥机（5）的出料口与所述锅炉（1）的进料口连接。
2.根据权利要求1所述的褐煤火力发电***，其特征在于，该褐煤火力发电***还包括换热器（9）和水净化装置（10），所述干燥机（5）的尾气口与所述换热器（9）的进气口连接，所述换热器（9）的排液口与所述水净化装置（10）的进液口连接，并且所述换热器（9）连接在所述凝汽器（3）的排液口和所述锅炉（1）的进液口之间。
3.根据权利要求2所述的褐煤火力发电***，其特征在于，所述换热器（9）为翅片式换热器或热管换热器。
4.根据权利要求2所述的褐煤火力发电***，其特征在于，所述水净化装置（10）包括湿式除尘器（11）和沉淀装置（12），所述湿式除尘器（11）的进液口与所述换热器（9）的排液口连接，所述湿式除尘器（11）的排液口与所述沉淀装置（12）的进液口连接，所述沉淀装置（12）的清液出口与所述湿式除尘器（11）的清液入口连接，所述湿式除尘器（11）还具有废气口。
5.根据权利要求4所述的褐煤火力发电***，其特征在于，该褐煤火力发电***还包括污水池（20），所述沉淀装置（12）的浊液出口与所述污水池（20）连接。
6.根据权利要求2所述的褐煤火力发电***，其特征在于，该褐煤火力发电***还包括过滤器（13），所述干燥机（5）的尾气口与所述过滤器（13）的进气口连接，所述过滤器（13）的排气口与所述换热器（9）的进气口连接。
7.根据权利要求6所述的褐煤火力发电***，其特征在于，所述过滤器（13）为陶瓷过滤器。
8.根据权利要求2-7中任意一项所述的褐煤火力发电***，其特征在于，该褐煤火力发电***还包括除氧器（7），该除氧器（7）连接在所述换热器（9）和所述锅炉（1）的进液口之间。
9.根据权利要求8所述的褐煤火力发电***，其特征在于，所述汽轮机（2）的排气口还与所述干燥机（5）的进气口连接，所述干燥机（5）的排液口与所述除氧器（7）的进液口连接。
10.根据权利要求9所述的褐煤火力发电***，其特征在于，该褐煤火力发电***还包括第一加热器（8），该第一加热器（8）与所述换热器（9）并联。
11.根据权利要求8所述的褐煤火力发电***，其特征在于，该褐煤火力发电***还包括磨煤机（6），该磨煤机（6）连接在所述干燥机（5）的出料口与所述锅炉（1）的进料口之间。
12.根据权利要求11所述的褐煤火力发电***，其特征在于，该褐煤火力发电***还包括第一给煤机（14），该第一给煤机（14）连接在所述干燥机（5）的出料口与所述磨煤机（6）的进料口之间，所述过滤器（13）的排渣口与所述第一给煤机（14）的进料口连接。
13.根据权利要求12所述的褐煤火力发电***，其特征在于，该褐煤火力发电***还包括第二给煤机（15），该第二给煤机（15）连接在所述煤仓（4）的出料口与所述干燥机（5）的进料口之间。
14.根据权利要求13所述的褐煤火力发电***，其特征在于，该褐煤火力发电***还包括第二加热器（16），该第二加热器（16）连接在所述除氧器（7）的排液口和所述锅炉（1）的进液口之间。
15.根据权利要求14所述的褐煤火力发电***，其特征在于，该褐煤火力发电***还包括第一泵（17）、第二泵（18）和第三泵（19），所述第一泵（17）连接在所述凝汽器（3）的排液口和所述第一加热器（8）的进液口之间，所述第二泵（18）连接在所述除氧器（7）的排液口和所述第二加热器（16）的进液口之间，所述第三泵（19）连接在所述干燥机（5）的排液口和所述除氧器（7）的进液口之间。
16.根据权利要求1所述的褐煤火力发电***，其特征在于，所述凝汽器（3）为空冷器或冷却塔。
17.根据权利要求1所述的褐煤火力发电***，其特征在于，所述干燥机（5）为蒸汽管式回转干燥机或蒸汽流化床干燥机。
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