褐煤火力發電系統的製作方法

2023-11-03 03:15:57

專利名稱：褐煤火力發電系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及煤炭火力發電領域，具體地，涉及一種褐煤火力發電系統。
背景技術：
目前，由於褐煤資源比較豐富，儲藏量較大，成本較低，在火力發電的發電系統中通常採用褐煤作為燃料進行發電。我國已探明的褐煤儲量約為2000億噸，而大多數的褐煤分布在內蒙古東北部地區，約佔全國褐煤儲量的3/4。但是，褐煤普遍存在水分高(含水量約為30%-50%)、燃點低和二氧化碳排放量大等缺點，直接用於燃燒發電會導致發電效率較低，環境汙染較大，而且還會增加電廠的設備建設和運行成本，並且褐煤較高的含水量還會導致運輸費用的增加，因此限制了褐煤在發電領域中的應用。 由於褐煤本身含水量較高，褐煤在鍋爐中直接燃燒的熱效率較低，造成鍋爐的排煙損失較大，且CO2排放量較大。另外，褐煤直接燃燒的熱效率較低，使得鍋爐、制粉裝置、各個管道的尺寸都較大，造價昂貴，其它輔助設備容量也較大，導致用電率較高。目前，針對上述問題，在火力發電廠中通常設置獨立的褐煤乾燥系統對褐煤進行預先乾燥，使得褐煤的含水量降低到一定程度後，再將褐煤輸送到鍋爐中進行燃燒而發電。但是，褐煤乾燥系統和發電系統單獨設置導致發電工藝的繁雜和操作、管理不便，並且發電資源不能夠有效地充分利用，導致能源浪費，並且在除塵處理等方面也存在缺陷。

發明內容
本發明的目的是提供一種褐煤火力發電系統，該褐煤火力發電系統將褐煤乾燥系統結合到其中，從而能夠對褐煤進行乾燥後直接進行燃燒發電。為了實現上述目的，本發明提供一種褐煤火力發電系統，該褐煤火力發電系統包括鍋爐、汽輪機和凝汽器，所述鍋爐的排氣口與所述汽輪機的進氣口連接，所述汽輪機的排氣口與所述凝汽器的進氣口連接，所述凝汽器的排液口與所述鍋爐的進液口連接，其中，該褐煤火力發電系統還包括煤倉和乾燥機，所述煤倉的出料口與所述乾燥機的進料口連接，所述乾燥機的出料口與所述鍋爐的進料口連接。優選地，所述褐煤火力發電系統還包括換熱器和水淨化裝置，所述乾燥機的尾氣口與所述換熱器的進氣口連接，所述換熱器的排液口與所述水淨化裝置的進液口連接，並且所述換熱器連接在所述凝汽器的排液口和所述鍋爐的進液口之間。優選地，所述換熱器為翅片式換熱器或熱管換熱器。優選地，所述水淨化裝置包括溼式除塵器和沉澱裝置，所述溼式除塵器的進液口與所述換熱器的排液口連接，所述溼式除塵器的排液口與所述沉澱裝置的進液口連接，所述沉澱裝置的清液出口與所述溼式除塵器的清液入口連接，所述溼式除塵器還具有廢氣□。優選地，所述褐煤火力發電系統還包括汙水池，所述沉澱裝置的濁液出口與所述汙水池連接。
優選地，所述褐煤火力發電系統還包括過濾器，所述乾燥機的尾氣口與所述過濾器的進氣口連接，所述過濾器的排氣口與所述換熱器的進氣口連接。優選地，所述過濾器為陶瓷過濾器。優選地，所述褐煤火力發電系統還包括除氧器，該除氧器連接在所述換熱器和所述鍋爐的進液口之間。優選地，所述汽輪機的排氣口還與所述乾燥機的進氣口連接，所述乾燥機的排液口與所述除氧器的進液口連接。優選地，所述褐煤火力發電系統還包括第一加熱器，該第一加熱器與所述換熱器並聯。優選地，所述褐煤火力發電系統還包括磨煤機，該磨煤機連接在所述乾燥機的出 料口與所述鍋爐的進料口之間。優選地，所述褐煤火力發電系統還包括第一給煤機，該第一給煤機連接在所述乾燥機的出料口與所述磨煤機的進料口之間，所述過濾器的排渣口與所述第一給煤機的進料口連接。優選地，所述褐煤火力發電系統還包括第二給煤機，該第二給煤機連接在所述煤倉的出料口與所述乾燥機的進料口之間。優選地，所述褐煤火力發電系統還包括第二加熱器，該第二加熱器連接在所述除氧器的排液口和所述鍋爐的進液口之間。優選地，所述褐煤火力發電系統還包括第一泵、第二泵和第三泵，所述第一泵連接在所述凝汽器的排液口和所述第一加熱器的進液口之間，所述第二泵連接在所述除氧器的排液口和所述第二加熱器的進液口之間，所述第三泵連接在所述乾燥機的排液口和所述除氧器的進液口之間。 優選地，所述凝汽器為空冷器或冷卻塔。優選地，所述乾燥機為蒸汽管式迴轉乾燥機或蒸汽流化床乾燥機。通過上述技術方案，由於在褐煤火力發電系統中設置了乾燥機，煤倉中的溼褐煤經過乾燥機乾燥後直接送入鍋爐中進行燃燒，鍋爐燃燒褐煤產生大量高壓蒸汽推動汽輪機做功而發電，從汽輪機中排出的低壓蒸汽再進入凝汽器中冷卻凝結形成水，這些水再輸送到鍋爐中生成水蒸氣，循環利用。該褐煤火力發電系統將褐煤乾燥系統結合到其中，從而能夠對褐煤進行乾燥後直接進行燃燒發電，簡化發電工藝流程，節約了褐煤的運輸費用。本發明的其他特徵和優點將在隨後的具體實施方式
部分予以詳細說明。


附圖是用來提供對本發明的進一步理解，並且構成說明書的一部分，與下面的具體實施方式
一起用於解釋本發明，但並不構成對本發明的限制。在附圖中圖I是本發明的實施方式的褐煤火力發電系統的示意圖。附圖標記說明I 鍋爐2 汽輪機3 凝汽器4 煤倉5 乾燥機6 磨煤機
7除氧器8第一加熱器9換熱器10水淨化裝置11溼式除塵器12沉澱裝置13過濾器14第一給煤機15第二給煤機16第二加熱器17第一泵18第二泵19第三泵20汙水池
具體實施方式
以下結合附圖對本發明的具體實施方式
進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式
僅用於說明和解釋本發明，並不用於限制本發明。如圖I所示，本發明的具體實施方式
提供一種褐煤火力發電系統，該褐煤火力發電系統包括鍋爐I、汽輪機2和凝汽器3，所述鍋爐I的排氣口與所述汽輪機2的進氣口連接，所述汽輪機2的排氣口與所述凝汽器3的進氣口連接，所述凝汽器3的排液口與所述鍋爐I的進液口連接，其中，該褐煤火力發電系統還包括煤倉4和乾燥機5，所述煤倉4的出料口與所述乾燥機5的進料口連接，所述乾燥機5的出料口與所述鍋爐I的進料口連接。由於在褐煤火力發電系統中設置了乾燥機5，煤倉4中的溼褐煤經過乾燥機5乾燥後直接送入鍋爐I中進行燃燒，鍋爐I燃燒褐煤產生大量高壓蒸汽推動汽輪機2做功而發電，從汽輪機2中排出的低壓蒸汽再進入凝汽器3中冷卻凝結形成水，這些水再輸送到鍋爐I中生成水蒸氣，循環利用。該褐煤火力發電系統將褐煤乾燥系統結合到其中，從而能夠對褐煤進行乾燥後直接進行燃燒發電，簡化發電工藝流程，節約了褐煤的運輸費用。其中，凝汽器3在缺水地區通常採用空冷器，而在一般的地區通常採用冷卻塔。如圖I所示，由於乾燥機5對褐煤進行乾燥時會產生大量尾氣，而這些尾氣中帶有大量的熱量和粉塵會汙染環境，優選地，所述褐煤火力發電系統還包括換熱器9和水淨化裝置10，所述乾燥機5的尾氣口與所述換熱器9的進氣口連接，所述換熱器9的排液口與所述水淨化裝置10的進液口連接，並且所述換熱器9連接在所述凝汽器3的排液口和所述鍋爐I的進液口之間。乾燥機5乾燥褐煤產生的尾氣從乾燥機5的尾氣口排出，然後進入換熱器9中與凝汽器3排出的水進行熱交換，從而預加熱由凝汽器3進入到鍋爐I中的水，使得熱量得到回收利用，減少鍋爐I燃燒的煤炭量，降低發電成本。然後，尾氣在換熱器9中換熱後溫度降低，形成一定量的混合液進入水淨化裝置10中進行淨化處理，以去除混合液中溶解的粉塵、雜質等，從而得到水質較高的水供循環利用，並且減少廢水排放量。其中換熱器9可以採用各種型號和結構的換熱裝置，為了達到較好的換熱效果，作為一種實施方式，所述換熱器9為翅片式換熱器或熱管換熱器。翅片式換熱器以平板和翅片作為傳熱元件，其傳熱效率高，結構緊湊、輕巧。熱管是一種具有高導熱性能的傳熱組件，熱管換熱器是以熱管為傳熱元件的換熱器，熱管換熱器具有傳熱效率高、結構緊湊、流體阻損小、有利於控制露點腐蝕等優點。採用這兩類換熱器能夠提高熱量回收的效率，節約能量，降低能耗。如圖I所示，作為本發明的一種實施方式，優選地，所述水淨化裝置10包括溼式除塵器11和沉澱裝置12，所述溼式除塵器11的進液口與所述換熱器9的排液口連接，所述溼式除塵器11的排液口與所述沉澱裝置12的進液口連接，所述沉澱裝置12的清液出口與所述溼式除塵器11的清液入口連接，所述溼式除塵器11還具有廢氣口。尾氣在換熱器I中進行熱交換後，尾氣中的水蒸氣由於溫度較低而凝結形成為液體混合物，這些液體混合物進入溼式除塵器11進行除塵，不凝氣體經過洗滌除塵後從溼式除塵器11的廢氣口排出。含塵廢水進入沉澱裝置12中進行沉澱處理，使得其中的雜質沉澱到底部形成濁液，上層形成較為純淨的清液，清液經過沉澱裝置12的清液出口回到溼式除塵器11內，循環利用進行尾氣的除塵處理，節約了水資源，降低了成本。由於褐煤火力發電系統運行的過程中必然會產生汙水，如圖I所示，優選地，所述褐煤火力發電系統還包括汙水池20，所述沉澱裝置12的濁液出口與所述汙水池20連接。沉澱裝置12沉澱完後形成的濁液排放到汙水池20中進行廢水處理，最後供給電廠進行綜合利用。 如圖I所示，通常褐煤乾燥後的尾氣中含有大量的粉塵，優選地，所述褐煤火力發電系統還包括過濾器13，所述乾燥機5的尾氣口與所述過濾器13的進氣口連接，所述過濾器13的排氣口與所述換熱器9的進氣口連接。由乾燥機5的尾氣口排出的尾氣先進行除塵處理後，去除尾氣中含有的大部分粗顆粒，再進行水淨化處理，以免粉塵溶解在水中造成水質較差，並且降低後續的水淨化裝置10的工作負荷。過濾器13可以採用各種形式和結構的過濾器，為了達到更好的除塵效果，優選地，所述過濾器13為陶瓷過濾器。通過陶瓷過濾器可以有效地去除或降低尾氣中的夾雜物，提高尾氣的純淨度，防止尾氣中的固體雜質進入後續的設備中損壞設備。如圖I所示，由於鍋爐I對於水質具有一定的要求，優選地，所述褐煤火力發電系統還包括除氧器7，該除氧器7連接在所述換熱器9和所述鍋爐I的進液口之間。除氧器7可以除去溶解於水中的氧和其它氣體，防止和降低鍋爐給水管、省煤器和其它附屬設備的腐蝕。除氧器7是鍋爐I及褐煤火力發電系統的關鍵設備，如果不設置除氧器7或者除氧器7除氧能力差，將對鍋爐I造成的嚴重損壞。作為本發明的一種實施方式，所述乾燥機5通常為蒸汽管式迴轉乾燥機或蒸汽流化床乾燥機，以獲得更好的乾燥效果。這兩種乾燥機均採用蒸汽作為熱源對褐煤進行加熱乾燥，為了循環利用水資源，如圖I所示，優選地，所述汽輪機2的排氣口還與所述乾燥機5的進氣口連接，所述乾燥機5的排液口與所述除氧器7的進液口連接。通常，乾燥機5可以利用汽輪機2排出的低壓蒸汽對進入乾燥機5中的溼褐煤進行加熱，褐煤受熱後其中的水分乾燥蒸發形成尾氣，而蒸汽溫度降低凝結成水從乾燥機5的排液口流到除氧器7中，經過除氧器7除氧後供給鍋爐I。如圖I所示，為了充分加熱由凝汽器3進入到鍋爐I中的水，優選地，所述褐煤火力發電系統還包括第一加熱器8，該第一加熱器8與所述換熱器9並聯。在回收利用的熱量不足以加熱所有凝汽器3排出的水的情況下，部分的水可以通過第一加熱器8進入除氧器7中，由第一加熱器8對水進行預加熱，從而對水充分加熱，減少鍋爐I燃燒的煤炭量，降低發電成本。如圖I所示，由於煤倉4儲存的褐煤通常為較大塊的原煤，優選地，所述褐煤火力發電系統還包括磨煤機6，該磨煤機6連接在所述乾燥機5的出料口與所述鍋爐I的進料口之間。乾燥機5乾燥後的較大的褐煤由磨煤機6將煤塊破碎並磨成煤粉，然後將煤粉提供給鍋爐I進行燃燒，使得褐煤能夠充分燃燒而降低褐煤的使用量。如圖I所示，為了方便將乾燥機5乾燥後的褐煤輸送給磨煤機6進行研磨，優選地，所述褐煤火力發電系統還包括第一給煤機14，該第一給煤機14連接在所述乾燥機5的出料口與所述磨煤機6的進料口之間，所述過濾器13的排渣口與所述第一給煤機14的進料口連接。給煤機適用於火力發電廠燃煤的制粉系統，第一給煤機14能夠根據鍋爐I的燃煤量配送給磨煤機6適量的褐煤，從而改善鍋爐的燃燒性能，使得燃料與所需空氣量更加匹配，第一給煤機14能夠連續給煤，稱量準確，工作穩定，節能高效，是鍋爐I的制粉系統中與磨煤機6相匹配的計量給煤設備。另外，過濾器13過濾出溼煤粉能夠通過過濾器13的排渣口排除，並且經過空氣自然乾燥後進入第一給煤機14中，最後輸送給磨煤機6，從而對煤粉進行回收利用，節約成本，充分利用資源。
如圖I所示，為了方便將煤倉4中的褐煤輸送給乾燥機5進行乾燥，優選地，所述褐煤火力發電系統還包括第二給煤機15，該第二給煤機15連接在所述煤倉4的出料口與所述乾燥機5的進料口之間。第二給煤機15能夠根據乾燥機5的乾燥量輸送給乾燥機5合適數量的溼褐煤，從而使得乾燥機5能夠充分乾燥褐煤並且充分利用乾燥機5的負荷量，達到資源合理分配，降低成本。為了使得進入鍋爐I中的水達到要求的溫度，如圖I所示，優選地，所述褐煤火力發電系統還包括第二加熱器16，該第二加熱器16連接在所述除氧器7的排液口和所述鍋爐I的進液口之間。第二加熱器16可以對進入鍋爐I中的水進行預加熱，使其達到鍋爐I的要求，從而能夠使得水在鍋爐I中充分汽化，並且降低褐煤的燃燒量，節約資源。為了使得水在褐煤火力發電系統中流動順暢，如圖I所示，優選地，所述褐煤火力發電系統還包括第一泵17、第二泵18和第三泵19，所述第一泵17連接在所述凝汽器3的排液口和所述第一加熱器8的進液口之間，所述第二泵18連接在所述除氧器7的排液口和所述第二加熱器16的進液口之間，所述第三泵19連接在所述乾燥機5的排液口和所述除氧器7的進液口之間。第一泵17能夠將在凝汽器3中凝結的水輸送到第一加熱器8中進行加熱，第二泵18能夠將除氧器7除氧完畢後的水輸送到第二加熱器16中進行加熱，第三泵19能夠將乾燥機5乾燥褐煤後產生的水輸送到除氧器7中進行除氧處理。以上結合附圖詳細描述了本發明的優選實施方式，但是，本發明並不限於上述實施方式中的具體細節，在本發明的技術構思範圍內，可以對本發明的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬於本發明的保護範圍。另外需要說明的是，在上述具體實施方式
中所描述的各個具體技術特徵，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重複，本發明對各種可能的組合方式不再另行說明。此外，本發明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本發明的思想，其同樣應當視為本發明所公開的內容。
權利要求
1.一種褐煤火力發電系統，該褐煤火力發電系統包括鍋爐(I)、汽輪機(2)和凝汽器(3),所述鍋爐(I)的排氣口與所述汽輪機(2)的進氣口連接，所述汽輪機(2)的排氣口與所述凝汽器(3)的進氣口連接，所述凝汽器(3)的排液口與所述鍋爐(I)的進液口連接，其特徵在於，該褐煤火力發電系統還包括煤倉(4)和乾燥機(5)，所述煤倉(4)的出料口與所述乾燥機(5 )的進料口連接，所述乾燥機(5 )的出料口與所述鍋爐(I)的進料口連接。
2.根據權利要求I所述的褐煤火力發電系統，其特徵在於，該褐煤火力發電系統還包括換熱器(9)和水淨化裝置(10)，所述乾燥機(5)的尾氣口與所述換熱器(9)的進氣口連接，所述換熱器(9 )的排液口與所述水淨化裝置(10 )的進液口連接，並且所述換熱器(9 )連接在所述凝汽器(3)的排液口和所述鍋爐(I)的進液口之間。
3.根據權利要求2所述的褐煤火力發電系統，其特徵在於，所述換熱器(9)為翅片式換熱器或熱管換熱器。
4.根據權利要求2所述的褐煤火力發電系統，其特徵在於，所述水淨化裝置(10)包括溼式除塵器(11)和沉澱裝置(12)，所述溼式除塵器(11)的進液口與所述換熱器(9)的排液口連接，所述溼式除塵器(11)的排液口與所述沉澱裝置(12)的進液口連接，所述沉澱裝置(12)的清液出口與所述溼式除塵器(11)的清液入口連接，所述溼式除塵器(11)還具有廢氣口。
5.根據權利要求4所述的褐煤火力發電系統，其特徵在於，該褐煤火力發電系統還包括汙水池(20)，所述沉澱裝置(12)的濁液出口與所述汙水池(20)連接。
6.根據權利要求2所述的褐煤火力發電系統，其特徵在於，該褐煤火力發電系統還包括過濾器(13)，所述乾燥機(5)的尾氣口與所述過濾器(13)的進氣口連接，所述過濾器(13)的排氣口與所述換熱器(9)的進氣口連接。
7.根據權利要求6所述的褐煤火力發電系統，其特徵在於，所述過濾器(13)為陶瓷過濾器。
8.根據權利要求2-7中任意一項所述的褐煤火力發電系統，其特徵在於，該褐煤火力發電系統還包括除氧器(7 )，該除氧器(7 )連接在所述換熱器(9 )和所述鍋爐(I)的進液口之間。
9.根據權利要求8所述的褐煤火力發電系統，其特徵在於，所述汽輪機(2)的排氣口還與所述乾燥機(5)的進氣口連接，所述乾燥機(5)的排液口與所述除氧器(7)的進液口連接。
10.根據權利要求9所述的褐煤火力發電系統，其特徵在於，該褐煤火力發電系統還包括第一加熱器(8)，該第一加熱器(8)與所述換熱器(9)並聯。
11.根據權利要求8所述的褐煤火力發電系統，其特徵在於，該褐煤火力發電系統還包括磨煤機(6 )，該磨煤機(6 )連接在所述乾燥機(5 )的出料口與所述鍋爐(I)的進料口之間。
12.根據權利要求11所述的褐煤火力發電系統，其特徵在於，該褐煤火力發電系統還包括第一給煤機(14)，該第一給煤機(14)連接在所述乾燥機(5)的出料口與所述磨煤機(6)的進料口之間，所述過濾器(13)的排渣口與所述第一給煤機(14)的進料口連接。
13.根據權利要求12所述的褐煤火力發電系統，其特徵在於，該褐煤火力發電系統還包括第二給煤機(15)，該第二給煤機(15)連接在所述煤倉(4)的出料口與所述乾燥機(5)的進料口之間。
14.根據權利要求13所述的褐煤火力發電系統，其特徵在於，該褐煤火力發電系統還包括第二加熱器(16)，該第二加熱器(16)連接在所述除氧器(7)的排液口和所述鍋爐(I)的進液口之間。
15.根據權利要求14所述的褐煤火力發電系統，其特徵在於，該褐煤火力發電系統還包括第一泵(17)、第二泵(18)和第三泵(19)，所述第一泵(17)連接在所述凝汽器(3)的排液口和所述第一加熱器(8)的進液口之間，所述第二泵(18)連接在所述除氧器(7)的排液口和所述第二加熱器(16)的進液口之間，所述第三泵(19)連接在所述乾燥機(5)的排液口和所述除氧器(7)的進液口之間。
16.根據權利要求I所述的褐煤火力發電系統，其特徵在於，所述凝汽器(3)為空冷器或冷卻塔。
17.根據權利要求I所述的褐煤火力發電系統，其特徵在於，所述乾燥機(5)為蒸汽管 式迴轉乾燥機或蒸汽流化床乾燥機。
全文摘要
本發明公開了一種褐煤火力發電系統，該褐煤火力發電系統包括鍋爐(1)、汽輪機(2)和凝汽器(3)，所述鍋爐(1)的排氣口與所述汽輪機(2)的進氣口連接，所述汽輪機(2)的排氣口與所述凝汽器(3)的進氣口連接，所述凝汽器(3)的排液口與所述鍋爐(1)的進液口連接，其中，該褐煤火力發電系統還包括煤倉(4)和乾燥機(5)，所述煤倉(4)的出料口與所述乾燥機(5)的進料口連接，所述乾燥機(5)的出料口與所述鍋爐(1)的進料口連接。該褐煤火力發電系統將褐煤乾燥系統結合到其中，從而能夠對褐煤進行乾燥後直接進行燃燒發電。
文檔編號B01D47/00GK102944024SQ20121044800
公開日2013年2月27日 申請日期2012年11月9日 優先權日2012年11月9日
發明者餘學海, 廖海燕 申請人:中國神華能源股份有限公司, 北京國華電力有限責任公司, 神華國華(北京)電力研究院有限公司