一種具有燃料干燥功能的電站啟動(dòng)輔助系統(tǒng)及工作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及能源與動(dòng)力技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有燃料干燥功能的電站啟動(dòng)輔助系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的燃煤電站系統(tǒng)存在著如下技術(shù)缺點(diǎn):
[0003]1.燃煤電站一般需配置啟動(dòng)鍋爐，因?yàn)殡娬締?dòng)前需要給除氧器提供蒸汽用于除氧、提供汽機(jī)軸封用汽以及鍋爐暖管用汽等，使得燃煤電站所需的熱力設(shè)備和管道預(yù)熱，以避免突然啟動(dòng)造成設(shè)備和管道的材料熱應(yīng)力過大而損害設(shè)備和管道。啟動(dòng)鍋爐一般功率不大，利用效率不高，電站正常運(yùn)行時(shí)，啟動(dòng)鍋爐一般閑置，造成了資源的浪費(fèi)。而內(nèi)燃機(jī)功率相對(duì)較小，效率高，單循環(huán)內(nèi)燃機(jī)電站效率一般在43 %左右，而且內(nèi)燃機(jī)啟動(dòng)時(shí)除了可以采用蒸汽加熱啟動(dòng)之外，還可以采用電加熱啟動(dòng)，安裝和啟動(dòng)方便。
[0004]2.高水分煤，例如褐煤水分一般大于20%甚至更高。煤中水分含量過高會(huì)造成煤的燃燒熱利用效率下降。目前有采用抽鍋爐的爐煙干燥褐煤的技術(shù)，但抽爐煙改變了燃煤電站鍋爐內(nèi)的流場和煙風(fēng)系統(tǒng)的平衡，使得燃煤電站鍋爐的設(shè)計(jì)和運(yùn)行控制變的更加復(fù)雜。而且抽取燃煤電站鍋爐的爐煙中含有大量的灰塵，抽取的爐煙再循環(huán)會(huì)增大爐煙的灰塵濃度，從而會(huì)增大燃煤電站鍋爐的磨損。
[0005]3.高水分煤直接送入爐膛燃燒不僅使煤的燃燒熱利用效率下降，還使得煤中的這些水分都浪費(fèi)掉了。
[0006]4.發(fā)電內(nèi)燃機(jī)排煙溫度350至400°C，直接排至大氣，造成了嚴(yán)重的能源浪費(fèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明公開了一種具有燃料干燥功能的電站啟動(dòng)輔助系統(tǒng)，本發(fā)明將發(fā)電內(nèi)燃機(jī)排煙所具有的能量有效地利用了起來，在內(nèi)燃機(jī)提供電能的同時(shí)，吸收渦輪增壓器排煙的熱量，采用余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽，蒸汽可用于燃煤電站啟動(dòng)，燃煤電站不需要另外設(shè)置啟動(dòng)鍋爐，減少了投資和資源浪費(fèi)。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的具體方案如下:
[0009]一種具有燃料干燥功能的電站啟動(dòng)輔助系統(tǒng)，包括至少一個(gè)發(fā)電內(nèi)燃機(jī)，所述發(fā)電內(nèi)燃機(jī)排出的煙氣進(jìn)入余熱鍋爐并在余熱鍋爐中產(chǎn)生蒸汽進(jìn)入蒸汽聯(lián)箱，蒸汽聯(lián)箱中的蒸汽進(jìn)入煤干燥換熱裝置用于干燥煤，蒸汽在煤干燥換熱裝置中降溫冷凝后進(jìn)入冷凝水箱，煤中蒸發(fā)出來的水分進(jìn)入回收水箱以備再利用，進(jìn)入蒸汽聯(lián)箱的蒸汽在燃煤電站啟動(dòng)時(shí)還用于燃煤電站鍋爐的啟動(dòng)用蒸汽，發(fā)電內(nèi)燃機(jī)通過發(fā)電機(jī)發(fā)出的電接入電網(wǎng)或作為燃煤電站黑啟動(dòng)的啟動(dòng)電源。
[0010]所述蒸汽聯(lián)箱中的蒸汽進(jìn)入煤干燥換熱裝置用于干燥煤，在煤干燥換熱裝置中干燥了的煤送入燃煤電站鍋爐燃燒，煤干燥換熱裝置中煤蒸發(fā)出來的水分在真空泵的作用下，進(jìn)入空冷式冷凝器冷凝成液態(tài)水后，進(jìn)入回收水箱以備再利用。
[0011]所述冷凝水箱中的水依次在余熱鍋爐用凝水泵、余熱鍋爐用除氧器及余熱鍋爐用給水泵的作用下進(jìn)入余熱鍋爐，循環(huán)利用。
[0012]所述蒸汽聯(lián)箱中的蒸汽具體接送至燃煤電站鍋爐附屬用汽點(diǎn)、燃煤電站除氧器、蒸汽輪機(jī)附屬用汽點(diǎn)、煤干燥換熱裝置及其他用汽點(diǎn)。
[0013]燃煤電站鍋爐島包括燃煤電站鍋爐及燃煤電站鍋爐附屬用汽點(diǎn)，燃煤電站用蒸汽輪機(jī)島包括蒸汽輪機(jī)及蒸汽輪機(jī)附屬用汽點(diǎn)。所述燃煤電站鍋爐附屬用汽點(diǎn)是指鍋爐啟動(dòng)所必需的蒸汽用戶，用于輔助燃煤電站鍋爐工作，具體因各種參數(shù)的鍋爐而異，例如鍋爐啟動(dòng)前暖管用汽；所述蒸汽輪機(jī)附屬用汽點(diǎn)是指蒸汽輪機(jī)啟動(dòng)所必需的蒸汽用戶，用于輔助燃煤電站蒸汽輪機(jī)工作，具體因各種參數(shù)的蒸汽輪機(jī)而異，例如蒸汽輪機(jī)軸封加熱用汽。啟動(dòng)用汽點(diǎn)的種類具體因各個(gè)參數(shù)的鍋爐、蒸汽輪機(jī)的啟動(dòng)方式而異，典型的啟動(dòng)用汽如鍋爐的暖管用汽、蒸汽輪機(jī)的軸封加熱用汽、除氧器加熱用汽。
[0014]所述余熱鍋爐及煤干燥換熱裝置內(nèi)部均設(shè)置有內(nèi)部旁路，內(nèi)部旁路通過切換閥實(shí)現(xiàn)。
[0015]所述發(fā)電內(nèi)燃機(jī)通過對(duì)應(yīng)的發(fā)電機(jī)發(fā)出的電接入電網(wǎng)或作為燃煤電站黑啟動(dòng)的啟動(dòng)電源，所述燃煤電站鍋爐產(chǎn)生蒸汽進(jìn)入蒸汽輪機(jī)中，推動(dòng)蒸汽輪機(jī)做功，帶動(dòng)相應(yīng)的發(fā)電機(jī)發(fā)電。
[0016]在燃煤電站鍋爐和燃煤電站蒸汽輪機(jī)啟動(dòng)前，所述發(fā)電內(nèi)燃機(jī)的余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)入蒸汽聯(lián)箱，從蒸汽聯(lián)箱中接出的蒸汽進(jìn)入燃煤電站鍋爐附屬用汽點(diǎn)、除氧器、蒸汽輪機(jī)附屬用汽點(diǎn)中預(yù)熱燃煤電站的熱力設(shè)備和管道，以避免突然啟動(dòng)造成設(shè)備和管道的材料熱應(yīng)力過大而損害設(shè)備和管道。同時(shí)，所述發(fā)電內(nèi)燃機(jī)對(duì)應(yīng)的發(fā)電機(jī)發(fā)出的電可接入廠用電，作為燃煤電站黑啟動(dòng)時(shí)的啟動(dòng)電源。
[0017]所述煤干燥換熱裝置中的干燥器采用的干燥器型式包括但不限于轉(zhuǎn)筒式干燥器、蒸汽管式干燥器、流化床干燥器。
[0018]所述發(fā)電內(nèi)燃機(jī)包括但不限于高速機(jī)、中速機(jī)及低速機(jī)。
[0019]所述發(fā)電內(nèi)燃機(jī)采用液體燃料或氣體燃料。
[0020]一種具有燃料干燥功能的電站啟動(dòng)輔助系統(tǒng)的工作方法，包括以下步驟:
[0021]步驟一:發(fā)電內(nèi)燃機(jī)采用電啟動(dòng)或蒸汽啟動(dòng)，產(chǎn)生電能，供燃煤電站啟動(dòng)時(shí)用電或作為燃煤電站黑啟動(dòng)的啟動(dòng)電源；
[0022]步驟二:余熱鍋爐投用，發(fā)電內(nèi)燃機(jī)中渦輪增壓器排出的煙氣進(jìn)入余熱鍋爐，余熱鍋爐吸收煙氣熱量產(chǎn)生蒸汽；
[0023]步驟三:蒸汽進(jìn)入蒸汽聯(lián)箱，蒸汽一部分在煤干燥換熱裝置中加熱燃料煤，燃料煤受熱后，煤中水分蒸發(fā)，從而得到干燥，煤干燥換熱裝置中煤蒸發(fā)出來的水分在真空泵的作用下，進(jìn)入空冷式冷凝器冷凝成水后，進(jìn)入回收水箱，蒸汽在煤干燥換熱裝置中降溫冷凝后進(jìn)入冷凝水箱；另一部分蒸汽充當(dāng)燃煤電站所用的啟動(dòng)蒸汽；
[0024]步驟四:燃煤電站啟動(dòng)，干燥后的煤送入燃煤電站鍋爐燃燒，燃煤電站鍋爐島產(chǎn)生蒸汽，蒸汽送入燃煤電站用蒸汽輪機(jī)島，推動(dòng)蒸汽輪機(jī)做功，并帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。
[0025]所述步驟三中，用汽點(diǎn)包括但不限于燃煤電站鍋爐附屬用汽點(diǎn)、蒸汽輪機(jī)附屬用汽點(diǎn)、燃煤電站除氧器，具體因各個(gè)參數(shù)的鍋爐、蒸汽輪機(jī)的啟動(dòng)方式而異，典型的啟動(dòng)用汽如鍋爐的暖管用汽、蒸汽輪機(jī)的軸封加熱用汽、除氧器加熱用汽等。
[0026]本發(fā)明的有益效果:
[0027]1.燃煤電站不需要另外設(shè)置啟動(dòng)鍋爐，減少了投資和資源浪費(fèi)；且可以實(shí)現(xiàn)燃煤電站黑啟動(dòng)，不需外部電網(wǎng)倒送電，對(duì)于孤島運(yùn)行的電站項(xiàng)目意義重大。
[0028]2.實(shí)現(xiàn)了高水分煤的干燥，使燃煤電站鍋爐效率提高，且不需要對(duì)燃煤電站鍋爐進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)，減少了燃煤電站鍋爐投資；運(yùn)行時(shí)不需要對(duì)燃煤電站鍋爐進(jìn)行復(fù)雜的控制，減少了運(yùn)行控制的復(fù)雜度。
[0029]3.回收了高水分煤中的水分，這些水分可回收再利用，對(duì)于缺水地區(qū)意義重大。
[0030]4.實(shí)現(xiàn)了內(nèi)燃機(jī)排煙余熱的梯級(jí)利用，減少了能量的浪費(fèi)。
【附圖說明】
[0031]圖1本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖中，1、發(fā)電內(nèi)燃機(jī)，2、渦輪增壓器，3、進(jìn)氣消音器，4、進(jìn)風(fēng)過濾器，5、煤干燥換熱裝置，6、余熱鍋爐，7、煙囪，8、發(fā)電內(nèi)燃機(jī)用發(fā)電機(jī)，9、燃煤電站鍋爐島，10燃煤電站鍋爐煙囪、11、煤場，12、燃煤電站用蒸汽輪機(jī)島，13、蒸汽輪機(jī)用發(fā)電機(jī)，14、燃煤電站鍋爐附屬用汽點(diǎn)，15、燃煤電站除氧器，16、蒸汽輪機(jī)附屬用汽點(diǎn)，17、蒸汽聯(lián)箱，18、余熱鍋爐用給水泵，
19、余熱鍋爐用除氧器，20、余熱鍋爐用凝水泵，21、余熱鍋爐用凝水箱，22、真空泵，23、干燥器，24、第一切換閥，25、空冷式冷凝器，26、回收水箱，27、內(nèi)燃機(jī)的活塞缸，28、中冷器，29、余熱回收換熱器，30、第二切換閥，31、其他用汽點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
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[0033]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明:
[0034]如圖1所示，一種具有燃料干燥功能的電站啟動(dòng)輔助系統(tǒng)，空氣依次經(jīng)過進(jìn)風(fēng)過濾器4、進(jìn)氣消音器3進(jìn)入發(fā)電內(nèi)燃機(jī)I的渦輪增壓器2，渦輪增壓器2與中冷器28相連，渦輪增壓器2還與內(nèi)燃機(jī)的活塞缸27相連，中冷器28與內(nèi)燃機(jī)的活塞缸27相連，發(fā)電內(nèi)燃機(jī)I與發(fā)電內(nèi)燃機(jī)用發(fā)電機(jī)8相連，發(fā)電內(nèi)燃機(jī)用發(fā)電機(jī)8與電網(wǎng)相連，所述電網(wǎng)包括電廠外部電網(wǎng)和電廠內(nèi)部的廠用電電網(wǎng)。發(fā)電內(nèi)燃機(jī)I包括渦輪增壓器2、內(nèi)燃機(jī)的活塞缸27及中