一种褐煤干燥发电系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种褐煤干燥发电系统，属于褐煤火力发电的技术领域。
【背景技术】
[0002] 由于褐煤资源比较丰富，储藏量较大，成本较低，在火力发电的发电系统中通常 采用褐煤作为燃料进行发电。我国已探明的褐煤储存量约2100亿吨，占全国煤炭储量的 13 %。但是，褐煤普遍存在含水量较高为35 % -50 %、发热量低、挥发分高、易自燃和二氧化 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。
[0003] 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C02排放量较大。另外，褐煤直接燃烧的热效率较低，使得锅炉本体、制粉装 置、各个管道的尺寸都较庞大，造价昂贵，其他辅助设备容量也较大，导致用电率较高。
[0004] 中国专利文献CN102944024公开了一种褐煤火力发电系统，在该褐煤火力发电系 统中设置了干燥机，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。其中，由于干燥机对 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，进而 在该褐煤发电系统中还设置换热器和水净化装置，干燥机的尾气口与换热器的进气口连 接，换热器的排液口与水净化装置的进液口连接，并且换热器连接在凝汽器的排液口和锅 炉的进液口之间，从而干燥机干燥褐煤产生的尾气从干燥机的尾气口排出，然后进入换热 器中与凝汽器排出的水进行热交换，预加热由凝汽器进入到锅炉中的水，使得热量得到回 收利用，进一步，尾气在换热器中换热后温度降低，形成一定量的混合液进入水净化装置中 进行净化处理，以去除混合液中溶解的粉尘、杂质后，得到干净水供循环利用。
[0005] 上述褐煤火力发电系统中，采用蒸汽管式回转干燥机或蒸汽流化床干燥机对湿褐 煤进行干燥处理，有利于实现对煤进行干燥之后循环利用水资源。然而，采用上述管式回转 干燥机或流化床干燥机对湿褐煤进行干燥，干燥机的热效率较低且对褐煤处理量小，处理 所得的褐煤脱水率低，干燥效果差，进而影响褐煤火力发电系统的热效率。此外，对热量进 行回收时，利用干燥褐煤产生的尾气通过换热器与凝汽器排出的水进行热交换，由于凝汽 器部位的水量非常大，因而需要采用较大规模的换热器，导致系统整体的用电率和耗能增 大。
【发明内容】
[0006] 本发明针对现有技术中的褐煤火力发电系统中采用管式回转干燥机或流化床干 燥机对湿褐煤进行干燥使得褐煤脱水率低、干燥效果差、影响褐煤火力发电系统的热效率 的技术缺陷，提出一种热效率高的褐煤干燥发电系统及其实施方法。
[0007] -种褐煤干燥发电系统，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；
[0008] 其中，所述褐煤发电系统还包括气流床_流化床耦合的褐煤干燥装置，其由下至 上依次设有流化床反应器和气流床反应器，
[0009] 在所述流化床反应器的中下部设有第一干燥热源进口，底部设有大粒径煤出料 P;
[0010] 与所述流化床反应器连通设置，所述气流床反应器的横截面积小于或等于所述流 化床反应器的横截面积；所述气流床反应器上部设有湿煤进料口，顶部设有小粒径煤出料 口，中下部设有第二干燥热源进口；
[0011] 所述大粒径煤出料口和所述小粒径煤出料口均与所述锅炉的进料口连接。
[0012] 所述褐煤干燥发电系统还包括除尘装置、热量回收装置、水净化装置和省煤器；
[0013] 所述除尘装置的进料口与所述小粒径煤出料口连接，所述除尘装置的气体出料口 与所述热量回收装置的进气口连接，所述除尘装置的固体出料口与所述锅炉的进料口连 接；所述热量回收装置的排液口与所述水净化装置的进液口连接；
[0014] 所述省煤器位于所述凝汽器的排液口与所述锅炉的进液口之间，所述省煤器上设 有第一进液口和第二进液口，所述第一进液口与所述水净化装置的排液口连接，所述第二 进液口与所述凝汽器的排液口连接。
[0015] 所述干燥热源为过热蒸汽.
[0016] 所述热量回收装置为间接接触式换热器。
[0017] 在所述凝汽器的排液口与所述省煤器的第二进液口之间还依次连接设置低压加 热器、除氧器和高压加热器。
[0018] 所述流化床反应器和所述气流床反应器均设置为筒状，所述流化床反应器和所 述气流床反应器的直径比为1:1-5:1，所述流化床反应器和所述气流床反应器的高度比为 1:1-1:20。
[0019] 紧贴所述气流床反应器内部侧壁、与所述第二干燥热源进口连通设置一个环形布 气管，所述环形布气管上均匀设有开口向下的布气孔，所述布气孔的孔径与所述环形布气 管的直径之比为1:3-1:6。
[0020] 在所述布气孔处向下延伸设置喷气管，所述喷气管的垂直高度与所述环形布气管 的直径之比为1:3-1:5。
[0021] 沿气流方向所述喷气管的内径逐渐变小，所有喷气管的出口为斜向下且所述喷气 管的出口在所述环形布气管上的投影位于所述环形布气管的管壁上。
[0022] 所有喷气管的出口均与沿该喷气管所在圆周顺时针方向转动时的切向速度成 1-30°角，或者所有喷气管的出口均与沿该喷气管所在圆周逆时针方向转动时的切向速度 成1-30°角。
[0023] 一种所述的褐煤干燥发电系统的实施方法，具体如下：
[0024] (1)将湿煤原料输入所述气流床反应器的上部，并分别从第一干燥热源进口和 第二干燥热源进口喷入干燥热源，控制所述第一干燥热源进口处喷入干燥热源的速率为 0. 2_2m/s，所述第二干燥热源进口处喷入干燥热源的速率为2_20m/s，所述湿煤原料在重力 作用下将向下流动；
[0025] (2)所述湿煤原料在向下流动的过程中被分成上部的小粒径煤和下部的大粒径 煤，小粒径煤在气流床反应器内进行干燥，大粒径煤先在气流床反应器中进行初步干燥再 在流化床反应器中进行二次干燥；
[0026] (3)将干燥处理后的大粒径煤和小粒径煤输入所述锅炉内燃烧，燃烧产生大量高 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，凝结水再输送到锅炉中生成水蒸气，循环利用。
[0027] 将干燥后的小粒径煤进行除尘并得到湿尾气，所述湿尾气经换热后温度降低并得 到混合液，所述混合液经净化处理得到干净水，所述干净水再与所述湿尾气进行换热后通 入所述省煤器中作为锅炉补给水，与凝汽器过来的循环水一起送入锅炉供循环利用。
[0028] 本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
[0029] (1)本发明所述的褐煤干燥发电系统，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；并通 过设置所述气流床-流化床耦合的褐煤干燥装置，使湿煤原料从所述气流床反应器的上部 输入，并与分别从第一干燥热源进口和第二干燥热源进口喷入干燥热源相接触，所述湿煤 原料由于重力向下流动的过程中被分成上部的小粒径煤和下部的大粒径煤，实现将小粒径 煤在气流床反应器内进行充分干燥，同时将大粒径煤先在气流床反应器中进行干燥再在 流化床反应器中进行二次深度干燥，最终实现对湿煤原料的充分干燥，脱水率高，进而将上 述干燥效果好的褐煤送入锅炉中燃烧，大大提高褐煤火力发电系统的热效率；较之现有技 术中的褐煤火力发电系统采用管式回转干燥机或流化床干燥机对湿褐煤进行干燥，形成褐 煤脱水率低，干燥效果差，进而影响褐煤火力发电系统的热效率，本发明所述的褐煤干燥发 电系统，能够一方面实现利用上部气流床反应器对小粒径煤进行充分干燥，另一方面先利 用上部气流床反应器对大粒径煤进行初步干燥，进一步利用流化床对所述大粒径煤进行二 次深度干燥，从而最终对大粒径煤和小粒径煤均能实现充分干燥，进而能有效提高褐煤发 电的热效率；
[0030] 此外，由于本发明所述的褐煤干燥发电系统是从第一干燥热源进口向气流床反应 器中通入干燥热源，并从第二干燥热源进口向流化床反应器中通入干燥热源，即两处干燥 热源的通入是彼此独立的，有利于实现对干燥热源的通入量、温度、压力等参数的调节，从 而本发明所述系统能够实现根据预处理湿煤原料的水分含量、粒径分布、预期干燥效果等 调整干燥热源的相应参数，使得操作可控性较强。
[0031] (2)本发明所述的褐煤干燥发电系统，还包括除尘装置、热量回收装置、水净化装 置和省煤器，所述除尘装置的进料口与所述小粒径煤出料口连接，所述除尘装置的气体出 料口与所述热量回收装置的进气口连接，所述除尘装置的固体出料口与所述锅炉的进料口 连接；所述热量回收装置的排液口与所述水净化装置的进液口连接，且所述水净化装置的 排液口与所述省煤器的第一进液口连接；有利于实现将干燥后的小粒径煤进行除尘并得到 湿尾气，所述湿尾气经换热后温度降低并得到混合液，所述混合液经净化处理得到干净水， 所述干净水再与所述湿尾气进行换热后通入所述省煤器中作为锅炉补给水，与凝汽器过来 的循环凝结水一起送入锅炉供循环利用，从而在实现对褐煤中水分的回收利用，同时，还利 用湿尾气对净化处理后的干净水进行换热并将换热后具有一定温度的干净水直接作为锅 炉补给水，通过循环利用起到节能减排的技术效果。与之相比，现有技术则利用干燥褐煤产 生的尾气通过换热器与凝汽器排出的水进行热交换