一种褐煤排气干燥超临界CO2发电系统及方法与流程

一种褐煤排气干燥超临界co2发电系统及方法
技术领域
1.本发明涉及发电技术领域，具体涉及一种褐煤排气干燥超临界co2发电系统及方法。


背景技术：

2.目前，燃煤发电仍然是我国主要发电方式，而基于蒸汽朗肯循环原理的传统燃煤发电技术已日趋成熟，难以取得重大突破。而超临界co2动力循环凭借热效率高、系统简单、灵活性高、投资小以及运行维护费用低等优势，在学术界和工业界引起广泛关注，其有望取代蒸汽朗肯循环，大幅提高燃煤发电效率，减少污染物及二氧化碳排放。现阶段有关超临界co2循环燃煤发电技术的研究较少考虑煤种的变化，尤其缺乏针对褐煤发电系统的研究。我国褐煤储量丰富，已探明储量达1300亿吨，占全国煤炭储量的12％，并且价格低廉，正成为我国火力发电的主要燃料。但是，由于褐煤水分含量较高，热值较低，直燃褐煤锅炉排烟温度高，锅炉效率低；同时，烟气量大，设备成本高。所以，在褐煤燃烧前，有必要对褐煤进行干燥提质，提高褐煤发电系统能量综合利用效率。


技术实现要素：

3.为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种褐煤排气干燥超临界co2发电系统及方法，该系统通过将间壁式干燥机与中温回热器并列布置，利用高温回热器出口的中温排气携带的热量干燥褐煤，脱除褐煤中的水分，提高褐煤热值；而间壁式干燥机出口工质温度较高，仍携带部分可利用余热，可以在低温回热器中加热压缩机出口低温工质，从而回收这部分余热，减少能量损失。
4.为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
5.一种褐煤排气干燥超临界co2发电系统，包括超临界co2燃煤发电系统和褐煤排气预干燥系统；
6.所述超临界co2燃煤发电系统包括主压缩机1、低温回热器2、中温回热器3、高温回热器4、锅炉5、透平6、预冷器7和再压缩机8，其中主压缩机1出口、低温回热器2冷侧进口和出口、中温回热器3冷侧进口和出口、高温回热器4冷侧进口和出口、锅炉5进口和出口、透平6进口和出口、高温回热器4热侧进口和出口、中温回热器3热侧进口和出口、低温回热器2热侧进口和出口、预冷器7进口和出口以及主压缩机1入口依次相连通；再压缩机8进口和出口分别与低温回热器2 热侧出口和中温回热器3冷侧出口相连通；
7.所述褐煤排气预干燥系统包括流量调节阀9、间壁式干燥机10和凝汽器11，其中高温回热器4热侧出口、流量调节阀9进口和出口、间壁式干燥机10进口和出口和低温回热器2热侧进口依次相连通，间壁式干燥机10干燥煤出口连通锅炉 5，间壁式干燥机10干燥乏气出口与凝汽器11连通。
8.所述低温回热器2、中温回热器3和高温回热器4依次相连通构成三级回热系统，所述间壁式干燥机10和中温回热器3并列布置，间壁式干燥机10进口通过流量调节阀9与中温
回热器3热侧进口相连通，间壁式干燥机10出口与中温回热器 3热侧出口相连通。
9.所述流量调节阀9调节间壁式干燥机10的工质流量，进而调节干燥原煤所需的热量。
10.所述间壁式干燥机10出口工质温度为130～160℃。
11.一种褐煤排气干燥超临界co2发电系统的工作方法，超临界co2工质经主压缩机1升压后，依次在低温回热器2、中温回热器3、高温回热器4和锅炉5中吸热，并进入透平6做功，透平6排气在高温回热器4中放热后分流成两部分：一部分进入中温回热器3继续放热，另一部分通过流量调节阀9进入间壁式干燥机10加热原煤，然后两股工质汇合，并进入低温回热器2继续加热低温工质；低温回热器2 出口工质再次分成两部分，一部分被预冷器7冷却后，进入主压缩机1，完成闭式发电循环，另一部分经再压缩机8升压后汇入中温回热器3冷侧出口；
12.原煤在间壁式干燥机10中被加热，蒸发出的水蒸气乏气进入凝汽器11凝结成液态水，脱水后的干燥煤被送入锅炉5燃烧，流量调节阀9通过调节间壁式干燥机 10的工质流量，从而调节原煤干燥热量。
13.和现有技术相比，本发明具有以下优点：
14.1本发明采用高温回热器、中温回热器和低温回热器三级回热布置，可以将间壁式干燥机出口工质携带的余热送入低温回热器，用于加热压缩机出口的低温工质，可以减少了能量损失，提高了能量利用效率。
15.2本发明通过对褐煤干燥提质，可以降低锅炉排烟温度，提高锅炉效率；也可以降低燃料消耗量、风量和烟气量，进而降低磨煤机、送风机和引风机电耗，进而降低厂用电率，也可以降低锅炉成本。
16.3本发明可以大幅提高系统能量综合利用水平。
附图说明
17.图1为本发明一种褐煤排气干燥超临界co2发电系统示意图。
具体实施方式
18.下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。
19.如图1所示，本发明一种褐煤排气干燥超临界co2发电系统，包括超临界co2 燃煤发电系统和褐煤排气预干燥系统；其中，
20.所述超临界co2燃煤发电系统的主压缩机1出口、低温回热器2冷侧进口和出口、中温回热器3冷侧进口和出口、高温回热器4冷侧进口和出口、锅炉5进口和出口、透平6进口和出口、高温回热器4热侧进口和出口、中温回热器3热侧进口和出口、低温回热器2热侧进口和出口、预冷器7进口和出口以及主压缩机1入口依次相连通；再压缩机8进口和出口分别与低温回热器2热侧出口和中温回热器3 冷侧出口相连通；
21.所述褐煤排气预干燥系统包括流量调节阀9、间壁式干燥机10和凝汽器11，其中高温回热器4热侧出口、流量调节阀9进口和出口、间壁式干燥机10进口和出口和低温回热器2热侧进口依次相连通，间壁式干燥机10干燥煤出口连通锅炉 5，间壁式干燥机10干燥乏气出口与凝汽器11连通。
22.作为本发明的优选实施方式，所述低温回热器2、中温回热器3和高温回热器 4依次相连通构成三级回热系统，可以将间壁式干燥机出口工质携带的余热送入低温回热器，用于加热压缩机出口的低温工质，可以减少了能量损失，提高了能量利用效率。所述间壁式干燥机10和中温回热器3并列布置，间壁式干燥机10进口通过流量调节阀9与中温回热器3热侧进口相连通，间壁式干燥机10出口与中温回热器3热侧出口相连通，利用高温回热器出口的中温排气携带的热量干燥褐煤，脱除褐煤中的水分，提高褐煤热值；而间壁式干燥机出口工质温度较高，仍携带部分可利用余热，可以在低温回热器中加热压缩机出口低温工质，从而回收这部分余热，减少能量损失。。
23.作为本发明的优选实施方式，所述流量调节阀9调节间壁式干燥机10的工质流量，进而调节干燥原煤所需的热量。
24.作为本发明的优选实施方式，所述间壁式干燥机10出口工质温度为 130～160℃。
25.如图1所示，一种褐煤排气干燥超临界co2发电系统的方法，其特征在于：超临界co2工质经主压缩机1升压后，依次在低温回热器2、中温回热器3、高温回热器4和锅炉5中吸热，并进入透平6做功，透平6排气在高温回热器4中放热后分流成两部分：一部分进入中温回热器3继续放热，另一部分通过流量调节阀9 进入间壁式干燥机10加热原煤，然后两股工质汇合，并进入低温回热器2继续加热低温工质；低温回热器2出口工质再次分成两部分，一部分被预冷器7冷却后，进入主压缩机1，完成闭式发电循环，另一部分经再压缩机8升压后汇入中温回热器3冷侧出口。
26.原煤在间壁式干燥机10中被加热，蒸发出的水蒸气乏气进入凝汽器11凝结成液态水，脱水后的干燥煤被送入锅炉5燃烧，流量调节阀9通过调节间壁式干燥机 10的工质流量，从而调节原煤干燥热量。
27.以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。