本發明屬于燃煤火力發電領域，特別涉及一種集成兩級流化床干燥器的預干燥褐煤發電系統及方法。

背景技術：
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褐煤是一種儲量巨大的劣質煤，其含水量高、揮發分含量高、灰含量高，發熱量低、易自燃，易開采，價格一般較低。褐煤的全水分一般在在30％～60％，揮發分一般大于40％。其高含水量對褐煤的運輸，儲存以及燃燒都帶來了較大困難，極大制約了褐煤在火力發電領域的應用。直接燃燒褐煤進行發電會導致發電系統效率遠低于燃用優質煤的電站，在燃燒前對褐煤進行預干燥處理，是提高褐煤發電廠發電效率的有效手段。已投運的利用汽輪機抽汽為干燥熱源的褐煤預干燥電站，取得了良好的經濟效益。但干燥是一種高耗能的過程，充分利用發電系統和干燥系統中的各種余熱有助于進一步降低燃褐煤電站發電成本。

技術實現要素：
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本發明的目的在于提供一種集成兩級流化床干燥器的預干燥褐煤發電系統及方法，其同時利用鍋爐排煙余熱和汽輪機抽汽的熱量干燥褐煤，在減少干燥抽汽量的同時，可以產生適量易于利用的干燥尾氣，在保證一定干燥速率和干燥過程安全性的前提下，提高了系統熱經濟性。

為達到上述目的，本發明采用如下的技術方案來實現：

一種集成兩級流化床干燥器的預干燥褐煤發電系統，包括鍋爐、汽輪機、發電機、凝汽器、凝結水泵、回熱系統、外置給水加熱器、小汽輪機、發電機以及兩級流化床干燥系統，回熱系統包括依次連接的第一至第三高壓加熱器、除氧器以及第一至第四低壓加熱器，小汽輪機入口連接汽輪機某級抽汽口，其出口連接凝汽器，兩級流化床干燥系統包括碎煤機、煙氣流化床干燥器、除塵器、帶內置加熱器的蒸汽流化床干燥器、除塵器、風機和磨煤機；其中，

鍋爐過熱器出口連接汽輪機主蒸汽入口，汽輪機驅動發電機發電，汽輪機排汽口連接凝汽器蒸汽入口，凝汽器凝結水出口連接回熱系統給水側進口，依次流過四個低壓加熱器、除氧器和三個高壓加熱器，且第一高壓加熱器給水出口連接鍋爐給水入口；

汽輪機某級回熱抽汽口連接帶內置加熱器的蒸汽流化床干燥器的內置加熱器熱源入口；

碎煤機煤粉出口連接煙氣流化床干燥器煤粉入口，煙氣流化床干燥器煤粉出口連接帶內置加熱器的蒸汽流化床干燥器煤粉入口，帶內置加熱器的蒸汽流化床干燥器煤粉出口連接磨煤機煤粉入口，磨煤機煤粉出口連接鍋爐煤粉入口；煙氣流化床干燥器尾氣出口連接除塵器入口，除塵器出口分為兩股，一股連接大氣，一股連接磨煤機煤粉入口；帶內置加熱器的蒸汽流化床干燥器尾氣出口連接除塵器入口，除塵器出口分為三股，一股連接磨煤機煤粉入口，一股連接風機入口，一股連接外置給水加熱器熱源入口。

本發明進一步的改進在于：鍋爐煙氣出口分為兩股，一股連接大氣，一股連接煙氣流化床干燥器流化風入口。

本發明進一步的改進在于：帶內置加熱器的蒸汽流化床干燥器內置加熱器熱源出口連接相應的回熱加熱器疏水側。

本發明進一步的改進在于：外置給水加熱器凝結水出口連接外界環境。

本發明進一步的改進在于：還包括給水泵，給水泵進口、出口分別連接除氧器出口、第三高壓加熱器給水入口。

本發明進一步的改進在于：還包括冷卻塔，冷卻塔的出入口與凝汽器的冷卻水出入口之間組成循環回路。

一種集成兩級流化床干燥器的預干燥褐煤發電方法，該方法基于上述的一種集成兩級流化床干燥器的預干燥褐煤發電系統，包括如下步驟：

磨煤機出口的煤粉進入鍋爐爐膛燃燒，產生的高溫煙氣將工質水加熱至過熱蒸汽狀態，通過主蒸汽管道送入汽輪機中膨脹做功，驅動汽輪機轉動，汽輪機帶動發電機發電；汽輪機低壓缸出口蒸汽進入凝汽器冷凝，凝結水經過凝結水泵進入回熱系統，在各級回熱器中吸熱，然后進入鍋爐中吸熱蒸發；

原煤經過碎煤機磨碎后進入煙氣流化床干燥器中進行干燥，鍋爐排煙進入煙氣流化床干燥器中作為流化風，同時提供褐煤干燥所需的熱量，褐煤在煙氣流化床干燥器中脫除部分水分，干燥尾氣經過除塵器除塵后排入大氣，分離下來的煤粉顆粒進入磨煤機，經過煙氣流化床干燥器初步干燥的褐煤進入帶內置加熱器的蒸汽流化床干燥器中繼續干燥，帶內置加熱器的蒸汽流化床干燥器的熱源為某級汽輪機抽汽，干燥抽汽在帶內置加熱器的蒸汽流化床干燥器的內置加熱器中冷凝后進入對應的回熱加熱器疏水側，褐煤在帶內置加熱器的蒸汽流化床干燥器干燥后進入磨煤機磨碎，然后進入鍋爐爐膛燃燒，帶內置加熱器的蒸汽流化床干燥器的干燥尾氣經過除塵器除塵后，一部分被風機送入帶內置加熱器的蒸汽流化床干燥器當做流化風，一部分進入外置給水加熱器加熱部分低壓給水，除塵器分離下來的煤粉顆粒進入磨煤機磨碎。

相對于現有技術，本發明具有如下優點：

本發明一種集成兩級流化床干燥器的預干燥褐煤發電系統，該系統中，煙氣流化床干燥器和帶內置加熱器的蒸汽流化床干燥器串聯布置，兩個干燥器分別利用鍋爐排煙和汽輪機抽汽作為干燥熱源，此設計減少了單純用汽輪機抽汽進行干燥對發電系統效率帶來的不利影響，也避免了單純用鍋爐排煙干燥褐煤易導致的干燥能力不足和干燥過程不安全的問題，同時，可以根據褐煤收到基含水量不同和干燥程度設定的變化而調整兩個干燥器的負荷。帶內置加熱器的蒸汽流化床干燥器尾氣出口連接除塵器，除塵器氣體出口連接外置給水加熱器熱源入口。如果只利用帶內置加熱器的蒸汽流化床干燥器進行單級干燥，在使用高含水量的褐煤時，易出現干燥尾氣過剩，無法完全利用的情況，造成余熱資源的浪費，本發明提出的干燥系統和方法可以有效解決此問題。在計算煤種和設計工況下，與只設置帶內置加熱器的蒸汽流化床干燥器的單級干燥褐煤預干燥發電系統相比，發電效率提高了1.35％，干燥抽汽量減少11.3t/h。

本發明一種集成兩級流化床干燥器的預干燥褐煤發電方法，該方法以傳統的燃煤發電方法為基礎，集成了兩級流化床干燥器，第一級為煙氣流化床干燥器，第二級為帶內置加熱器的蒸汽流化床干燥器，兩個干燥器分別以鍋爐排煙和汽輪機抽汽為干燥熱源。褐煤依次經過兩個干燥器，被干燥到設定的干燥程度。第一級干燥器的干燥尾氣不予利用，第二級干燥器的尾氣用來加熱鍋爐低壓給水。第一級干燥器的流化風為鍋爐排煙，第二級干燥器的流化風為經過除塵的干燥尾氣。

兩級干燥的方法綜合了兩種干燥器的優點同時克服一些不足，具體來說，煙氣流化床干燥器的熱源是鍋爐排煙，利用鍋爐排煙的余熱可以提高系統發電效率，但是鍋爐排煙的能量密度較小，干燥能力低，且干燥器尾氣的余熱難以利用，帶內置加熱器的蒸汽流化床干燥器利用汽輪機抽汽為干燥熱源，熱源比 熱大，干燥能力強，干燥過程安全，干燥尾氣蒸汽含量高，易于利用，但是抽汽干燥降低了汽輪機出力，本發明提出的兩級干燥方法綜合了兩種干燥方法的優點，在干燥能力、煤種適應能力、干燥程度適應能力和系統經濟性上都有較大提高。

附圖說明：

圖1為本發明的結構原理圖。

圖中：1為鍋爐，2為汽輪機，3為凝汽器，4為冷卻塔，5為凝結水泵，6為外置給水加熱器，7為小汽輪機，8為給水泵，9為碎煤機，10為煙氣流化床干燥器，11為除塵器，12為帶內置加熱器的蒸汽流化床干燥器，13為除塵器，14為風機，15為磨煤機，16為發電機，17為第一高壓加熱器，18為第二高壓加熱器，19為第三高壓加熱器，20為除氧器，21為第一低壓加熱器，22為第二低壓加熱器，23為第三低壓加熱器，24為第四低壓加熱器。

具體實施方式：

以下結合附圖對本發明做進一步的詳細說明

如圖1所示，本發明一種集成兩級流化床干燥器的預干燥褐煤發電系統，包括鍋爐1、汽輪機2、發電機15、凝汽器3、冷卻塔4、凝結水泵5、回熱系統、外置給水加熱器6以及兩級流化床干燥系統，回熱系統包括依次連接的第一至第三高壓加熱器17-19、除氧器20以及第一至第四低壓加熱器21-24，兩級流化床干燥系統包括碎煤機9、煙氣流化床干燥器10、除塵器11、帶內置加熱器的蒸汽流化床干燥器12、除塵器13、風機14、磨煤機15。

其中，鍋爐1過熱器出口連接汽輪機2主蒸汽入口，汽輪機2驅動發電機16發電，汽輪機2排汽口連接凝汽器3蒸汽入口，凝汽器3凝結水出口連接回熱系統給水側進口，依次流過四個低壓加熱器、除氧器20和三個高壓加熱器，且第一高壓加熱器17給水出口連接鍋爐給水入口。

汽輪機2某級回熱抽汽口連接帶內置加熱器的蒸汽流化床干燥器12的內置加熱器熱源入口。

碎煤機9煤粉出口連接煙氣流化床干燥器10煤粉入口，煙氣流化床干燥器10煤粉出口連接帶內置加熱器的蒸汽流化床干燥器12煤粉入口，帶內置加熱器的蒸汽流化床干燥器12煤粉出口連接磨煤機15煤粉入口，磨煤機15煤粉出口連接鍋爐1煤粉入口；煙氣流化床干燥器10尾氣出口連接除塵器11入口，除塵器11出口分為兩股，一股連接大氣，一股連接磨煤機15煤粉入口；帶內置加熱器的蒸汽流化床干燥器12尾氣出口連接除塵器13入口，除塵器13出口分為三股，一股連接磨煤機15煤粉入口，一股連接風機14入口，一股連接外置給水加熱器6熱源入口。

進一步的，鍋爐1煙氣出口分為兩股，一股連接大氣，一股連接煙氣流化床干燥器10流化風入口。

進一步的，帶內置加熱器的蒸汽流化床干燥器12內置加熱器熱源出口連接相應的回熱加熱器疏水側。

進一步的，外置給水加熱器6凝結水出口連接外界環境。

進一步的，給水泵(8)進口、出口分別連接除氧器20出口、第三高壓加熱器19給水入口。

進一步的，還包括冷卻塔4，冷卻塔4的出入口與凝汽器3的冷卻水出入口之間組成循環回路。

本發明公布的發電系統，同時集成了干燥系統、余熱回收系統，在盡量減少干燥能耗的同時，提高余熱的回收量。在標準工況下，用于干燥的鍋爐排煙流量為250.92t/h，減少干燥抽汽11.3t/h。

本發明一種集成兩級流化床干燥器的預干燥褐煤發電方法，包括如下步驟：

磨煤機15出口的煤粉進入鍋爐1爐膛燃燒，產生的高溫煙氣將工質水加熱至過熱蒸汽狀態，通過主蒸汽管道送入汽輪機2中膨脹做功，驅動汽輪機2轉動，汽輪機2帶動發電機16發電；汽輪機2低壓缸出口蒸汽進入凝汽器3冷凝，凝結水經過凝結水泵5進入回熱系統，在各級回熱器中吸熱，然后進入鍋爐1中吸熱蒸發。

原煤經過碎煤機9磨碎后進入煙氣流化床干燥器10中進行干燥，鍋爐排煙進入煙氣流化床干燥器10中作為流化風，同時提供褐煤干燥所需的熱量，褐煤在煙氣流化床干燥器10中脫除部分水分，干燥尾氣經過除塵器11除塵后排入大氣，分離下來的煤粉顆粒進入磨煤機15，經過煙氣流化床干燥器10初步干燥的褐煤進入帶內置加熱器的蒸汽流化床干燥器12中繼續干燥，帶內置加熱器的蒸汽流化床干燥器12的熱源為某級汽輪機抽汽，干燥抽汽在帶內置加熱器的蒸汽流化床干燥器12的內置加熱器中冷凝后進入對應的回熱加熱器疏水側，褐煤在帶內置加熱器的蒸汽流化床干燥器12干燥后進入磨煤機15磨碎，然后進入鍋爐爐膛燃燒，帶內置加熱器的蒸汽流化床干燥器12的干燥尾氣經過除塵器13除塵后，一部分被風機14送入帶內置加熱器的蒸汽流化床干燥器12當做流化風，一部分進入外置給水加熱器6加熱部分低壓給水，除塵器13分離下來的煤粉顆粒進入磨煤機15磨碎。

本發明公布的發電方法，可以根據褐煤收到基含水量、設定的干燥程度、外置給水加熱器功率等的不同，合理分配第一級干燥器和第二級干燥器熱源流 量，即用于干燥的鍋爐排煙流量和汽輪機干燥抽汽量，減少干燥能耗對系統效率的不利影響。在標準工況下，可以使系統發電效率提高1.3％。

概括來說，褐煤經過兩級干燥器干燥后進入鍋爐爐膛燃燒，兩級干燥器的布置克服了單級干燥的不足，干燥過程的安全性、經濟性、干燥能力、煤種適應性、干燥程度適應范圍等方面比單級干燥的系統具有較大優勢。

應理解，該實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍。此外，還應理解，在閱讀了本發明講授的內容之后，本領域的技術人員可以對本發做出各種改動或修改，然而，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。