：本發明屬于燃煤火力發電領域，特別涉及一種集成吸收式熱泵的分級預干燥褐煤發電系統及方法。
背景技術：
：褐煤煤化程度較低，其特點是水分含量高、揮發分含量高、灰分含量高、發熱量低、易自燃、易風化。褐煤的全水分一般在30％～60％，揮發分一般大于40％。高水分含量對褐煤的運輸、存放、磨制以及燃燒都帶來了一定的困難，是制約褐煤在火力發電領域應用的主要因素。在褐煤燃燒前對其進行預干燥處理，可以有效降提高鍋爐效率和發電效率。但干燥是一種高耗能的過程，充分利用干燥尾氣的余熱以及在干燥過程中利用發電系統其他余熱，對于降低褐煤電站發電成本具有重要意義。
技術實現要素：
：本發明的目的在于提供一種集成吸收式熱泵的分級預干燥褐煤發電系統及方法，其充分利用干燥尾氣的余熱，同時利用了汽輪機乏汽的部分余熱，經計算，可以較明顯地提高發電系統的效率。為達到上述目的，本發明采用如下的技術方案：一種集成吸收式熱泵的分級預干燥褐煤發電系統，包括鍋爐、回熱系統、第一級磨煤機及第一類吸收式熱泵，回熱系統包括依次連接的第一級至第四級低壓加熱器、除氧器以及第一級至第三級高壓加熱器，第一類吸收式熱泵包括 吸收器、發生器、冷凝器及蒸發器，吸收器與發生器之間組成一個溶液循環回路，吸收器被加熱工質出口連接至冷凝器被加熱工質入口，冷凝器制冷劑出口連接至蒸發器制冷劑入口，發生器制冷劑出口連接至冷凝器制冷劑入口，蒸發器出口連接至吸收器制冷劑入口；其中，鍋爐過熱器出口連接至汽輪機主蒸汽入口，汽輪機驅動發電機發電，汽輪機排汽口分為兩股，一股連接至凝汽器蒸汽入口，另一股連接至第一類吸收式熱泵的蒸發器熱源入口，蒸發器熱源出口連接至凝汽器熱井入口，凝汽器凝結水出口分為兩股，一股連接至回熱系統的第一級低壓加熱器入口，另一股連接至外置凝結水加熱器入口，回熱系統的第三級高壓加熱器出口連接至鍋爐給水入口，外置凝結水加熱器出口連接至回熱系統的第三級低壓加熱器被加熱介質入口；汽輪機干燥系統熱源抽汽口分為兩股，一股連接至第一類吸收式熱泵的發生器熱源入口，發生器熱源出口連接至回熱系統的第三級低壓加熱器熱源入口，另一股連接至第二級干燥器內置加熱器熱源入口，第二級干燥器內置加熱器熱源出口連接至回熱系統的第三級低壓加熱器熱源入口；回熱系統的第一級低壓加熱器疏水出口連接至凝汽器熱井入口；汽輪機的回熱抽汽口分別連接至回熱系統第一級至第四級低壓加熱器、除氧器以及第一級至第三級高壓加熱器熱源入口；第一級磨煤機煤粉出口連接至第一級干燥器煤粉入口，第一級干燥器煤粉出口連接至第二級干燥器煤粉入口，第二級干燥器煤粉出口連接至第二級磨煤機煤粉入口，第二級磨煤機煤粉出口連接至鍋爐煤粉入口；第一級干燥器干燥尾氣出口連接至第一除塵器入口，第一除塵器氣側出口分為兩股，一股連接至外置凝結水加熱器熱源入口，另一股通過第一循環風機連接至第一級干燥器流 化介質入口，第一除塵器煤粉出口連接至第二級磨煤機煤粉入口，第一級干燥器內置加熱器熱源出口連接至第一類吸收式熱泵的吸收器入口，吸收器出口連接至第一類吸收式熱泵的冷凝器入口，冷凝器出口連接至第一級干燥器內置加熱器熱源入口；第二級干燥器干燥尾氣出口連接至第二除塵器入口，第二除塵器氣側出口分為兩股，一股連接至外置凝結水加熱器熱源入口，另一股通過第二循環風機連接至第二級干燥器流化介質入口。本發明進一步的改進在于：第一級干燥器和第二級干燥器均為帶內置加熱器的蒸汽流化床干燥器。本發明進一步的改進在于：第一類吸收式熱泵的吸收器與發生器之間組成的溶液循環回路上還設置有溶液泵和溶液熱交換器。本發明進一步的改進在于：第一類吸收式熱泵的吸收器與發生器之間組成的溶液循環回路上還設置有節流閥。本發明進一步的改進在于：冷凝器制冷劑出口連接至蒸發器制冷劑入口的管道上設置有節流閥。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。一種集成吸收式熱泵的分級預干燥褐煤發電系統的發電方法，包括如下步驟：第二級磨煤機出口的煤粉進入鍋爐爐膛，煤粉在鍋爐爐膛燃燒產生高溫煙氣，高溫煙氣將過熱器中的水加熱至過熱蒸汽狀態，通過主汽門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；充分膨脹后的蒸汽由汽輪機低壓缸出口分成兩股，一股進入凝汽器冷凝，凝結水經過凝結水泵后進入 回熱系統，在各級回熱加熱器中被加熱，然后作為鍋爐給水進入鍋爐吸熱蒸發，另一股進入第一類吸收式熱泵的蒸發器，作為熱泵的低溫熱源，冷凝放熱后進入凝汽器熱井；干燥系統的熱源為第三級低壓加熱器對應的抽汽，抽汽分為兩股，一股進入第一類吸收式熱泵的發生器冷凝放熱，作為熱泵的高溫熱源，另一股進入第二級干燥器的內置加熱器冷凝放熱，作為第二級干燥器的干燥熱源；熱泵由高溫熱源驅動，吸收部分低溫熱源的熱量，產生溫度在高溫熱源和低溫熱源溫度之間的低壓蒸汽，作為第一級干燥器的干燥熱源；低壓水依次經過熱泵吸收器、冷凝器的加熱，進入第一級干燥器的內置加熱器冷凝放熱，提供褐煤外在水蒸發所需的熱量，冷凝后依次進入熱泵吸收器、冷凝器，循環使用；原煤經過第一級磨煤機的預磨碎成較粗的顆粒，進入第一級干燥器脫除全部的外在水，干燥尾氣經過第一除塵器除塵后，一部分作為外置凝結水加熱器的熱源，一部分被第一循環風機送入第一級干燥器內作為流化介質，第一除塵器分離下來的煤粉顆粒送入第二級磨煤機中繼續磨碎；經過第一級干燥器干燥的褐煤顆粒進入第二級干燥器中，吸熱脫除部分內在水；干燥尾氣經過第二除塵器除塵后，一部分作為外置凝結水加熱器的熱源，一部分被第二循環風機送入第二級干燥器內作為流化介質，第二除塵器分離下來的煤粉顆粒送入第二級磨煤機中繼續磨碎；煤粉經過第二級干燥器脫水后進入第二級磨煤機；第二級磨煤機出口的細煤粉送入鍋爐爐膛燃燒。相對于現有技術，本發明具有如下的優點：本發明一種集成吸收式熱泵的分級預干燥褐煤發電系統，該系統中，第一類吸收式熱泵的蒸發器熱源入口連接汽輪機排汽口，通過這種布置，蒸發器內制冷劑的蒸發使用了汽輪機排汽的余熱，熱泵生產的熱量用于褐煤外在水的脫 除，減少了干燥過程從汽輪機的抽汽量，從而提高了汽輪機的絕對內效率。汽輪機干燥系統熱源抽汽口分為兩股，一股連接至第一類吸收式熱泵的發生器熱源入口，這部分抽汽的熱量用來驅動熱泵運行，回收蒸發器中汽輪機排汽的余熱，生產出大量的溫度在抽汽溫度和汽輪機排汽溫度之間的蒸汽，用來作為第一級干燥器內置加熱器的熱源，通過利用汽輪機排汽的余熱，減少了干燥過程需要的抽汽量，經計算，熱泵的能效系數COP達到了1.84。第一級干燥器內置加熱器熱源出口連接至第一類吸收式熱泵的吸收器入口，吸收器出口連接至第一類吸收式熱泵的冷凝器入口，冷凝器出口連接至第一級干燥器內置加熱器熱源入口。褐煤的外在水脫除溫度不高，蒸發脫除的能耗與水的氣化潛熱幾乎相等，考慮到外在水的脫除難度不大，第一級干燥器內置加熱器的熱源為熱泵生產的熱量，溫度在熱泵的熱源溫度和汽輪機排汽溫度之間，用來脫除褐煤的外在水。第一除塵器氣側出口分為兩股，一股連接至外置凝結水加熱器熱源入口，第二除塵器氣側出口分為兩股，一股連接至外置凝結水加熱器熱源入口。干燥尾氣在外置凝結水加熱器中凝結放熱，加熱系統凝結水，從而減少回熱系統的抽汽量，提高汽輪機的絕對內效率。經計算，與褐煤的內在水和外在水用相同參數的汽輪機抽汽進行干燥的系統相比，所提出的系統的汽輪機抽汽量可以減少11.85t/h，發電標準煤耗量可以減少3.19g/kWh標準煤。本發明一種集成吸收式熱泵的分級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，集成了一個兩級干燥系統和一個第一類吸收式熱泵。熱泵的高溫熱源為汽輪機抽汽，低溫熱源為汽輪機排汽，生產溫度在兩者之間的大量蒸汽。經計算，熱泵能效系數COP達到了1.84。褐煤外在水的脫除溫度不高，其脫除能耗和水的汽化潛熱相差不多，因此， 設置兩個干燥器，將褐煤外在水和內在水分開脫除，第一級干燥器內置加熱器中流經熱泵生產的蒸汽，蒸汽凝結提供褐煤外在水蒸發所需的熱量，溫度為105℃左右，第二級干燥器內置加熱器中流經汽輪機低壓缸某級抽汽，抽汽冷凝提供為部分內在水蒸發提供熱量，溫度為190℃左右。兩級干燥器的干燥尾氣經過除塵之后，一部分經循環風機引入干燥器內作為流化介質，其他通入外置凝結水加熱器冷凝放熱，可以減少回熱系統的抽汽量，從而提高系統效率。經計算，利用所提出方法進行發電，回熱系統和干燥系統的抽汽量總共可以減少11.85t/h，電站準煤耗量可以減少3.19g/kWh標準煤附圖說明：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為第一類吸收式熱泵，6為第二級干燥器，7為第一級干燥器，8為第一除塵器，9為第一循環風機，10為第二除塵器，11為第二循環風機，12為吸收器，13為發生器，14為冷凝器，15為蒸發器，16為溶液換熱器，17為第一節流閥，18為溶液泵，19為第二節流閥，20為外置凝結水加熱器，21為第一級磨煤機，22為第二級磨煤機，23為發電機。具體實施方式：以下結合附圖和實施例對本發明作進一步的詳細說明。如圖1所示，本發明一種集成吸收式熱泵的分級預干燥褐煤發電系統，包括鍋爐1、回熱系統、第一級磨煤機21及第一類吸收式熱泵5，回熱系統包括 依次連接的第一級至第四級低壓加熱器、除氧器以及第一級至第三級高壓加熱器，第一類吸收式熱泵5包括吸收器12、發生器13、冷凝器14及蒸發器15，吸收器12與發生器13之間組成一個溶液循環回路，吸收器12被加熱工質出口連接至冷凝器14被加熱工質入口，冷凝器14制冷劑出口連接至蒸發器15制冷劑入口，發生器13制冷劑出口連接至冷凝器14制冷劑入口，蒸發器15出口連接至吸收器12制冷劑入口。其中，鍋爐1過熱器出口連接至汽輪機2主蒸汽入口，汽輪機2驅動發電機23發電，汽輪機2排汽口分為兩股，一股連接至凝汽器3蒸汽入口，另一股連接至第一類吸收式熱泵5的蒸發器15熱源入口，蒸發器15熱源出口連接至凝汽器3熱井入口，凝汽器3凝結水出口分為兩股，一股連接至回熱系統的第一級低壓加熱器入口，另一股連接至外置凝結水加熱器20入口，回熱系統的第三級高壓加熱器出口連接至鍋爐1給水入口，外置凝結水加熱器20出口連接至回熱系統的第三級低壓加熱器被加熱介質入口。汽輪機2干燥系統熱源抽汽口分為兩股，一股連接至第一類吸收式熱泵5的發生器13熱源入口，發生器13熱源出口連接至回熱系統的第三級低壓加熱器熱源入口，另一股連接至第二級干燥器6內置加熱器熱源入口，第二級干燥器6內置加熱器熱源出口連接至回熱系統的第三級低壓加熱器熱源入口；回熱系統的第一級低壓加熱器疏水出口連接至凝汽器3熱井入口；汽輪機2的回熱抽汽口分別連接至回熱系統第一級至第四級低壓加熱器、除氧器以及第一級至第三級高壓加熱器熱源入口。第一級磨煤機21煤粉出口連接至第一級干燥器7煤粉入口，第一級干燥器7煤粉出口連接至第二級干燥器6煤粉入口，第二級干燥器6煤粉出口連接至第二級磨煤機22煤粉入口，第二級磨煤機22煤粉出口連接至鍋爐1煤粉入口； 第一級干燥器7干燥尾氣出口連接至第一除塵器8入口，第一除塵器8氣側出口分為兩股，一股連接至外置凝結水加熱器20熱源入口，另一股通過第一循環風機9連接至第一級干燥器7流化介質入口，第一除塵器8煤粉出口連接至第二級磨煤機22煤粉入口，第一級干燥器7內置加熱器熱源出口連接至第一類吸收式熱泵5的吸收器12入口，吸收器12出口連接至第一類吸收式熱泵5的冷凝器14入口，冷凝器14出口連接至第一級干燥器7內置加熱器熱源入口；第二級干燥器6干燥尾氣出口連接至第二除塵器10入口，第二除塵器10氣側出口分為兩股，一股連接至外置凝結水加熱器20熱源入口，另一股通過第二循環風機11連接至第二級干燥器6流化介質入口。其中，第一級干燥器7和第二級干燥器6均為帶內置加熱器的蒸汽流化床干燥器。進一步的，第一類吸收式熱泵5的吸收器12與發生器13之間組成的溶液循環回路上還設置有溶液泵18、溶液熱交換器16和第二節流閥19。冷凝器14制冷劑出口連接至蒸發器15制冷劑入口的管道上設置有第一節流閥17。進一步的，該系統還包括冷卻塔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。發明一種集成吸收式熱泵的分級預干燥褐煤發電系統的發電方法，包括如下步驟：第二級磨煤機22出口的煤粉進入鍋爐1爐膛，煤粉在鍋爐1爐膛燃燒產生高溫煙氣，高溫煙氣將過熱器中的水加熱至過熱蒸汽狀態，通過主汽門送入汽輪機2中膨脹做功，驅動汽輪機2轉動，汽輪機2帶動發電機23發電；充分膨脹后的蒸汽由汽輪機2低壓缸出口分成兩股，一股進入凝汽器3冷凝，凝結水經過凝結水泵后進入回熱系統，在各級回熱加熱器中被加熱，然后作為鍋爐給 水進入鍋爐1吸熱蒸發，另一股進入第一類吸收式熱泵5的蒸發器，作為熱泵5的低溫熱源，冷凝放熱后進入凝汽器3熱井；干燥系統的熱源為第三級低壓加熱器對應的抽汽，抽汽分為兩股，一股進入第一類吸收式熱泵5的發生器13冷凝放熱，作為熱泵的高溫熱源，另一股進入第二級干燥器6的內置加熱器冷凝放熱，作為第二級干燥器6的干燥熱源；熱泵由高溫熱源驅動，吸收部分低溫熱源的熱量，產生溫度在高溫熱源和低溫熱源溫度之間的低壓蒸汽，作為第一級干燥器7的干燥熱源；低壓水依次經過熱泵吸收器12、冷凝器14的加熱，進入第一級干燥器7的內置加熱器冷凝放熱，提供褐煤外在水蒸發所需的熱量，冷凝后依次進入熱泵吸收器12、冷凝器14，循環使用；原煤經過第一級磨煤機21的預磨碎成較粗的顆粒，進入第一級干燥器7脫除全部的外在水，干燥尾氣經過第一除塵器8除塵后，一部分作為外置凝結水加熱器20的熱源，一部分被第一循環風機9送入第一級干燥器7內作為流化介質，第一除塵器8分離下來的煤粉顆粒送入第二級磨煤機22中繼續磨碎；經過第一級干燥器7干燥的褐煤顆粒進入第二級干燥器6中，吸熱脫除部分內在水；干燥尾氣經過第二除塵器10除塵后，一部分作為外置凝結水加熱器20的熱源，一部分被第二循環風機11送入第二級干燥器6內作為流化介質，第二除塵器10分離下來的煤粉顆粒送入第二級磨煤機22中繼續磨碎；煤粉經過第二級干燥器6脫水后進入第二級磨煤機22；第二級磨煤機22出口的細煤粉送入鍋爐1爐膛燃燒。概括來說，汽輪機低壓缸某級抽汽作為高溫熱源，汽輪機排汽作為低溫熱源，生產溫度在兩者溫度之間的蒸汽作為第一級干燥器的干燥熱源；第一級干燥器的尾氣經過除塵之后，一部分被循環風機通入第一級干燥器，作為流化介 質，一部分去加熱凝結水。褐煤經過預磨碎后，在第一級干燥器中脫去外在水，然后進入第二級干燥器。第二級干燥器的熱源為汽輪機低壓缸某級抽汽，蒸汽在內置加熱器中冷凝放熱之后進入某級低壓加熱器。第二級干燥器的尾氣經過除塵之后，一部分被循環風機通入第二級干燥器，作為流化介質，一部分用來加熱凝結水。褐煤在第二級干燥器中脫去部分內在水。然后經過進一步磨碎，進入爐膛燃燒。綜上，本發明考慮到褐煤中內在水和外在水脫除溫度和脫除能耗不同，利用不同溫度的熱源對其進行燃燒前預干燥，實現了褐煤外在水和內在水的分級干燥。系統中集成了第一類吸收式熱泵，利用了汽輪機排汽余熱，減少了干燥抽汽量；干燥尾氣用來加熱凝結水，減少了回熱系統抽汽量，從而提高發電系統效率。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。