Способ производства электрической и тепловой энергии Советский патент 1993 года по МПК F01K23/00 

Изобретение относится к способу производства электрической и тепловой энергии на электростанциях, где используется ископаемое топливо с высокой влажностью, например рядовой бурый уголь с содержанием воды 50% и более, и значительную часть топлива (до 25%) необходимо затрачивать на испарение воды, которая в виде во- пара вместе с дымовыми газами выбрасывается электростанцией. Технологически обусловлено при этом, что необхо- ди(мое для испарения тепло имеет неоправданно высокую температуру.

Целью изобретения является повышение эффективности способа.

Для достижения цели вентиляцию и суфку ведут в сушилке с вихревым слоем частью потока предварительно обеспылен- ны} дымовых газов, а отвод образовавшейся в сушилке смеси дымовых газов и

водяного пара ведут вместе с основным потоком дымовых газов.

Предлагаемый способ без существенных затрат обеспечивает благоприятную в энергетическом отношении интеграцию сушки топлива в существующий на электростанциях технологический процесс. Благодаря использованию в качестве вентилирующей среды для вихревого слоя сушилки части потока дымовых газов можно их остаточное тепло, в других случаях неиспользуемое, утилизовать для сушки. Кроме того, перемешивание образующегося в сушилке выпара с дымовым газом позволяет существенно снизить парциальное давление водяного пара, поэтому теплота сушки может иметь относительно низкий температурный уровень. В качестве обогревающей среды можно использовать низкотемпературный пар, например отработанный отбор- ный пар из водопарового контура

СЛ

С

00 GO 00 О СА) СЛ

CJ

-ектростанции. Для установления оптиального температурного уровня в сушилке авление пара, используемого в качестве богревающей среды, можно регулировать, апример, путем интеграции противодав- енческой турбины в водопаровой контур лектростанции или с помощью конденсационной турбины с отбором.

Целесообразно по меньшей мере часть образующейся в сушилке смеси дымовых газов и водяного пара без предварительного обеспыливания возвращать в топку для скопаемого топлива. Благодаря этому отпадает необходимость обеспыливания этого газового потока, а энергоресурс содержащихся в этом потоке топлива может газа быть использован в технологическом процессе,

Количество газа, вводимого в топку из сушилки, зависит как от типа используемой топки, так и от уровня нагрузки на электростанцию. При этом в случае использования обычных камерных топок с жидким удалением шлака или топок с твердым шлакоудале- нием можно возвращать большее количество газа, чем при использовании статических или циркуляционных топок с вихревым слоем, работающих с низким уровнем температуры топочной камеры.

Остаток образующейся в сушилке смеси дымового газа и водяного пара, невозвра- щенный в топку из-за технических параметров, обеспыливается и вводится прямо в основной поток дымовых газов электростанции перед их выходом. Но при необходимости можно всю смесь дымовых газов и водяного пара обеспыливать и вводить в основной поток дымовых газов.

Для осуществления предлагаемого способа сушки не нужна реконструкция электростанции, так как главный газовый тракт содержит обычные узлы, как и при известном способе, и предлагаемая технология в этом отношении ничего не меняет.

Изобретение в первую очередь относится к сушке бурого угля, используемого в качестве топлива на электростанциях. Но его можно использовать и для других видов ископаемого топлива с высоким влагосо- держанием.

Сущность изобретения поясняется чертежом.

Согласно изображенной на чертеже технологической схеме технологического процесса электростанции рядовой бурый уголь с влагосодержанием до 50% и более по линии 1 подается сначала в дробилку или в мельницу 2, а затем по линии 3 в сушилку 4 с кипящим слоем, где высушивается до остаточного влагосодержания менее 20%.

Высушенный угол по линии 5 отводится при необходимости в мельницу 6, где измельчается до требуемой для топки крупности, после чего уголь по линии 7 подается в

энергетический котел 8, в котором сжигается. Необходимый для горения воздух после его подогрева в теплообменнике 9 горячими дымовыми газами подается в котел по линии 10. Образующаяся в котле 8 теплота

0 сгорания через тепловоспринимающие поверхности 11 передается в водопаровой циркуляционный контур электростанции со ступенями 12 и 13 турбины, конденсатором 15, питательным насосом 16 и генера5 тором 17.

Выходящие из котла 8 дымовые газы сначала охлаждаются в теплообменнике 9 до температуры 130-150°С и затем обеспы- ливаются в электрофильтре 18 с выпуском

0 19 для золы.

Часть потока обеспыленного дымового газа нагнетателем 20 подается в сушилку 4 с кипящим слоем в качестве вентилирующей среды для вихревого слоя. Количество ды5 мового газа в этой части потока регулируется только в зависимости от потребности сушилки 4 с помощью, например, нагнетателя 20. Целесообразно параметры сушилки рассчитать так, чтобы количества

0 дымовых газов, образующихся при минимальном уровне нагрузки электростанции, хватало для работы сушилки. Таким образом, сушилка может работать независимо от диапазона нагрузки энергетического блока.

5 в вихревом слое поток дымовых газов охлаждается непосредственно высушиваемым бурым углем до температуры приблизительно 60°С и выходит из сушилки 4 вместе, с образовавшимся выпаром по ли0 нии 21. Так как смесь дымового газа и выпа- ра неизбежно захватывает с собой горючие частицы из вихревого слоя сушилки, часть потока по линии 28 подается непосредственно в топку котла 8. Объем этой части

5 .потока зависит от параметров и режима работы котла. Остальной поток смеси дымового газа и выпара обеспыливается в циклоне или фильтре 29 и подается в линию 27 главного газового тракта. В устройстве 30 дымо0 вой газ очищается от вредных веществ (S02 и при необходимости МОХ) и по линии 31 направляется в устройства (не показаны) для выпуска в атмосферу.

Приблизительно 5-10% необходимого

5 для сушки тепла подается в сушилку с потоком дымовых газов. Остальные 90-95% обеспечиваются системой 22 теплообменников. Для этого из ступени 12 турбины по линии 23 отбирается отработанный пар, конденсируется в системе 22 теплообменникое и по линии 24 снова направляется в пароводяной контур электростанции. Оста- кщееся количество пара из ступени 12 через дроссельную заслонку 14 подается на вторую ступень 13 турбины. При этом дав- лзние пара в линии 23 можно регулировать дроссельной заслонкой 14.

Использование дымового газа в качестве вентилирующей среды для вихревого слоя обеспечивает снижение в сушилке пар- циального давления водяного пара до 0,5 бар. Преимущественно такого снижения парциального давления заключается в том, что в отношении водяного пара сушка происходит практически в вакууме и, следователь- но, при низкой температуре, благодаря чему используемый в качестве обогревающей феды пар, отбираемый из турбины, может отбираться около холодного конца турбины с относительно малым воздействием на ее мощность.

Согласно другому варианту способа r/ожно остаточное тепло основного потока дымовых газов подавать на сушку через промежуточный контур теплоносителя. Для этого поток дымового газа охлаждается в тзплообменнике 25 соответствующим теплоносителем, который затем в теплообменнике 26, расположенном в вихревом слое сушилки 4, отдает полученное тепло высу- шиваемому материалу.

Ф о р м у л а и з о б р ете н ия 1. Способ производства электрической и тепловой энергии, включающий использо- нание теплоты сгорания ископаемого трплива, например угля, охлаждение обра- з овавшихся при сжигании топлива дымовых газов перед отводом последних в атмосферу воздухом, поступающим в парогенера- тор, очистку дымовых газов в случае необходимости от вредных веществ, вентилирование и осушку дымовыми газами топлива перед его сжиганием, а также отвод образовавшейся при вентиляции и сушке топлива смеси дымовых газов и водяного пара, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, вентиляцию и сушку топлива ведут в сушилке с вихревым слоем частью потока предварительно Обес- пыленных дымовых газов, а отвод образовавшейся в сушилке смеси дымовых газов и водяного пара ведут вместе с основным потоком дымовых газов.

2. Способ по п.1., отличающийся тем, что по крайней мере часть образовавшейся смеси дымового газа и водяного пара без предварительного обеспыливания подают в топку ископаемого топлива.

3. Способ по пп.1 и 2, о т л и ч а ю щи й- с я тем, что по крайней мере часть образовавшейся смеси дымового газа и водяного пара обеспыливают перед вводом в основной поток дымового газа.

4. Способ по пп.1-3, отличающийся тем, что дополнительно ведут непрямой обогрев топлива в сушилке с вихревым с..о- ем, при этом в качестве греющей среды используют низкотемпературный пар.

5. Способ по пп.1-3, отличающий- с я тем, что дополнительно ведут непрямой обогрев топлива в сушилке с вихревым слоем с помощью промежуточного контура, при этом в качестве источника теплоты используют основной поток дымовых газов.

6. Способ по п.4, отличающийся тем, что в качестве низкотемпературного пара используют пар, сработанный в противо- давленческой турбине.

7. Способ rio п.4, отличающийся тем, что в качестве низкотемпературного пара используют пар, сработанный в конденсационной турбине, или из отбора конденсационной турбины.

Использование: для производства электроэнергии и/или отопительного и технологического тепла путем использования теплоты сгорания ископаемого топлива. Сущность изобретения: топливо сушат перед сжиганием в вихревой сушилке с непрямым обогревом, в качестве вентилирующей среды для .вихревой сушилки используют часть потока дымовых газов. Образующуюся при сушке смесь дымовых газов и водяного пара при необходимости после промежуточной обработки выбрасывают вместе с основным потоком дымовых газов. 6 з.п. ф-лы. 1 ил.

-я