一种适用于空冷机组的两级原煤干燥系统及原煤干燥方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电站节能设备领域，特别涉及一种适用于空冷机组的两级原煤干燥系统及原煤干燥方法。
【背景技术】
[0002]我国的一次能源以煤为主，长期以来煤炭在我国一次能源消费中的比例均在70%左右。燃煤发电的装机容量和发电量分别占全国电力总装机容量和总发电量的69%和78 %左右，消耗原煤占国内煤炭消费总量的50 %左右。近年来，国家发改委、环保部、国家能源局三部委下发的《燃煤节能减排升级与改造行动计划2014?2020》明确指出，新建机组供电标煤低于300克/千瓦时，这对我国电力行业提出了巨大的挑战。当前，主要提高技术手段为提高循环参数，提高机组运行水平，但从燃料源头节能，尚未开展相关研究。众所周知，我国主要动力用煤的为烟煤、贫煤，其水分含量一般在3%-15%，如:烟煤(3?18%);贫煤(4?8%);而褐煤中的全水分更是可达20%?50%。水分含量中，外水分为主约为70% -80%;另外，由于气候环境等影响因素，如:南方靠近水系的电厂环境湿度偏大或经过煤的洗选过程，煤中含水量一般更高。
[0003]近年来，随着中东部高等级的烟煤消耗速度加快，越来越多的电厂燃用或者掺烧来自于内蒙、新疆以及东南亚进口的次烟煤、褐煤等，很多电厂的原煤含水量普遍在10-15%，部分可达20%以上。高水分不仅带来磨煤机出力不足、锅炉烟气量偏大等运行问题；还导致锅炉效率偏低、排烟热损失过大等问题，最终严重影响了机组效率。
[0004]目前，针对上述问题，主要在燃褐煤机组中有相应的解决措施，即设置独立的褐煤干燥系统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。常见的褐煤干燥的方式有烟气干燥和过热蒸汽干燥，但分别需要消耗大量的高温烟气和高品位抽汽。本发明提出一种适用于燃烧中高水分煤的空冷机组的两级原煤干燥系统及原煤干燥方法，通过布置两级原煤干燥单元，在充分利用电厂的废热的同时可大幅降低入炉煤的水分，从而降低锅炉排烟温度，提高机组效率。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提出一种适用于空冷机组的两级原煤干燥系统及原煤干燥方法，该系统主要包括锅炉、汽轮机、凝汽器/空冷岛、回热加热单元、发电机、冷却塔/乏汽-循环水换热器及两级原煤干燥单元；其特征在于，
[0006]所述的锅炉I的蒸汽出口与汽轮机2入口相连，汽轮机2出口(的乏汽)与凝汽器3的入口相连，凝汽器3的凝结水出口通过凝结水栗15、回热加热单元4与锅炉I入口相连；汽轮机2还与发电机5相连，流化床干燥机11的入煤口与碎煤机10的出口相连，流化床干燥机11的出煤口与蒸汽管回转式干燥机12的入煤口相连，蒸汽管回转式干燥机12的蒸汽加热管束通过管路与汽轮机2低压抽汽相连；蒸汽管回转式干燥机12出口与除尘器14相连，除尘器14出口的气体进入尾气处理系统，除尘器14出口经磨煤机13与锅炉I入口相连；除尘器14出口的固体颗粒与干燥后的原煤一同，经磨煤机13研磨后进入锅炉I燃烧；
[0007]对于间接空冷机组，所述凝汽器3出口的热循环水分两路，一路与流化床干燥机11的入水口相连，流化床干燥机11的出水口与空气加热器17的出水口和冷却塔6的入水口连接，冷却塔6的出水口通过循环水栗16与凝汽器3的入水口相连；凝汽器3出口热循环水的另一路通过流量调节阀8与空气加热器17的入水口相连，空气加热器17的出水口与冷却塔6的入水口连接；空气加热器17的气体出口与流化床干燥机11的气体入口相连；流化床干燥机11的气体出口与尾气处理装置9连接，流化床干燥机11出口的干燥尾气进入尾气处理装置9处理后排入空气；空气加热器17的空气入口通过风机7与环境空气相连，空气加热器17出口的热空气送入流化床干燥机11作为干燥的流化介质；
[0008]对于直接空冷机组，所述汽轮机2出口的乏汽分两路，一路与空冷岛18的入口相连，另一路通过乏汽阀门20与乏汽-循环水换热器19的入口相连，空冷岛18的出口和乏汽-循环水换热器19的出口通过凝结水栗15与回热加热单元4连接，回热加热单元4与锅炉I入口相连；所述的乏汽-循环水换热器19的出水口与流化床干燥机11的入水口相连，流化床干燥机11的出水口通过循环水栗16与乏汽-循环水换热器19的入水口相连；所述空冷岛18出口的热空气一路通过气阀21、风机7与流化床干燥机11的空气入口连接，进入流化床干燥机11作为其干燥的流化介质，空冷岛18出口的另一路热空气直接排入大气。
[0009]—种适用于空冷机组的两级原煤干燥系统的原煤干燥方法，其特征在于，所述原煤干燥系统包括两级干燥单元，具体干燥流程为:中高水分的原煤经碎煤机破碎后进入第一级干燥的流化床干燥机，分别以热水和热空气为干燥热源和干燥介质，经初步干燥后的原煤进入第二级干燥的蒸汽管回转式干燥机，通过从汽轮机低压抽汽进入蒸汽管回转式干燥机的蒸汽管，其蒸汽压力为0.18?0.24MPa，温度为160?190°C，蒸汽管对原煤进行进一步干燥；蒸汽放热后变成温度为100?130°C的疏水，送回到回热系统，干燥尾气进入除尘器，经除尘器处理后的气体进入尾气处理系统，除尘器出口的固体颗粒与干燥后的原煤混合后经磨煤机研磨进入锅炉燃烧。
[0010]所述的流化床干燥机作为第一级干燥单元，对于间接空冷机组，其干燥热源为凝汽器出口的热循环水，其流化介质为经空气加热器加热后的热空气；对于直接空冷机组，其干燥热源为乏汽-循化水换热器出口的热循环水，其流化介质为从空冷岛抽取的热空气。
[0011]所述的蒸汽管回转式干燥机作为第二级干燥单元，其干燥热源为来自汽轮机的低压抽汽；其中，蒸汽在管内流动，原煤在筒内流动。
[0012]对于间接空冷机组，所述的凝汽器出口的热循环水分两路，一路与流化床干燥机的入水口相连，一路与空气加热器的入水口相连，进入空气加热器的热循环水流量由流量调节阀控制，放热后的循环水汇合后送入冷却塔进一步冷却。
[0013]对于直接空冷机组，所述的汽轮机出口的乏汽分两路，一路与空冷岛的入口相连，一路与乏汽-循环水换热器的入口相连，放热凝结后的乏汽汇合后进入回热加热单元；所述空冷岛出口的热空气分两路，一路送入流化床干燥机作为干燥的流化介质，一路直接排入大气。
[0014]本发明的有益效果是通过布置两级原煤干燥单元，充分利用凝汽器或乏汽-循环水换热器出口热循环水的废热作为第一级干燥热源对中高水分原煤进行预干燥，经预热后的原煤再进入第二级干燥单元利用汽轮机低压抽汽进行进一步干燥。对于间接空冷机组，凝汽器热循环水作为一种“废热”还需进入冷却塔利用空气冷却；而对于直接空冷机组，汽轮机出口的乏汽需进入空冷岛冷却。本系统充分利用热循环水的低品位热量对原煤进行预干燥，从而可减少第二级干燥抽汽用量，在回收电厂“废热”的同时提高原煤的能量密度，增加机组出功；同时，两级干燥单元的布置可提高原煤的干燥程度，从而提高锅炉燃烧效率，降低排烟热损失，进而提高机组热效率。此外，原煤干燥后能量密度提高，锅炉炉膛体积减小，辅机出力得以保证，电站设备投资减少，经济性得到提高。
【附图说明】
[0015]图1为一种适用于间接空冷机组的两级原煤干燥系统。
[0016]图2为一种适用于直接空冷机组的两级原煤干燥系统。
[0017]图中:1_锅炉；2_汽轮机；3_凝汽器/空冷岛；4-回热加热单元；5_发电机；6-冷却塔/乏汽-循环水换热器；7-风机；8_流量调节阀；9_尾气处理装置；10_碎煤机；11_流化床干燥机；12_蒸汽管回转式干燥机；13_磨煤机；14_除尘器；15_凝结水栗；16_循环水栗；17_空气加热器；18_空冷岛；19_乏汽-循环水换热器；20_乏汽阀门；21_气阀。
【具体实施方式】
[0018]本发明提供了一种适用于空冷机组的两级原煤干燥系统及原煤干燥方法，下面结合附图和【具体实施方式】对本系统工作原理做进一步说明。
[0019]图1所示为一种适用于间接空冷机组的两级原煤干燥系统的示意图。
[0020]图2所示为一种适用于直接空冷机组的两级原煤干燥系统的示意图。
[0021]如图1和图2所示，该系统主要包括锅炉1、汽轮机2、凝汽器/空冷岛3、回热加热单元4、发电机5、冷却塔/乏汽-循环水换热器6、两级原煤干燥单元等。所述的锅炉I的蒸汽出口与汽轮机2入口相连，汽轮机2出口(的乏汽)与凝汽器3的入口相连，凝汽器3的凝结水出口通过凝结水栗15、回热加热单元4与锅炉I入口相连；汽轮机2还与发电机5相连，流化床干燥机11的入煤口与碎煤机10的出口相连，流化床干燥机11的出煤口与蒸汽管回转式干燥机12的入煤口相连，蒸汽管回转式干燥机12的蒸汽加热管束通过管路与汽轮机2低压抽汽相连；蒸汽管回转式干燥机12出口与除尘器14相连，除尘器14出口的气体进入尾气处理系统，除尘器14出口经磨煤机13与锅炉I入口相连；除尘器14出口的固体颗粒与干燥后的原煤一同，经磨煤机13研磨后进入锅炉I燃烧；
[0022]如图1所示，对于间接空冷机组，所述凝汽器3出口的热循环